УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ УРОВНЯ МОТОРНОГО МАСЛА В КАРТЕРЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
DEVICE TO MAINTAIN ENGINE OIL LEVEL IN ICE CRANKCASE

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при проектировании, производстве и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания мобильных машин.
Известно устройство для поддержания уровня моторного масла (Франция, №2583106 А1, МПК F01М 11/06, опубл. 12.12.1986 г.), включающее поплавковую камеру, поплавок, конусный клапан, гидролинию, причем поплавковая камера соединена с картером двигателя по принципу сообщающихся сосудов, и бак с резервным объемом масла, соединенный с корпусом клапана трубопроводом. Устройство обеспечивает поддержание оптимального уровня моторного масла в картере двигателя внутреннего сгорания, установленного на неподвижной основе.
Недостатком данного устройства является невозможность его использования для поддержания оптимального уровня моторного масла в картере двигателей внутреннего сгорания, установленных на мобильных машинах. При движении мобильных машин уровень моторного масла в месте присоединения поплавковой камеры колеблется в широком диапазоне за счет сил инерции при разгоне и торможении машины, а также за счет продольного и поперечного уклонов дороги. В этих условиях устройство не обеспечивает поддержание оптимального уровня моторного масла в картере. Как правило, происходит избыточная подача, что приводит к повышенному расходу моторного масла.
Известно также устройство для поддержания уровня моторного масла в картере двигателя внутреннего сгорания (Патент РФ №2323354, МПК F01М 11/12, опубл. 27.04.2008 г.), содержащее соединенную с картером двигателя по принципу сообщающихся сосудов поплавковую камеру с крышкой, размещенный в камере поплавок со штоком, конусный клапан с корпусом, соленоид, ферромагнитную втулку и бак с резервным объемом рабочей жидкости, соединенный с поплавковой камерой трубопроводом.
Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет поддерживать оптимальный объем моторного масла в картере непосредственно в процессе длительной работы двигателя внутреннего сгорания, что негативно отражается на условиях работы двигателя, а также повышает расход моторного масла. Кроме того, устройство не обеспечивает пополнения картера моторным маслом до оптимального уровня при установке мобильной машины после окончания ее работы не строго в горизонтальное положение, так как основано на использовании принципа сообщающихся сосудов. Если машина будет установлена с уклоном в сторону поплавковой камеры, то пополнение будет недостаточным, а с противоположным уклоном - избыточным по сравнению с оптимальным уровнем в горизонтальном положении.
Изобретение решает задачу поддержания оптимального уровня моторного масла в картере в процессе работы двигателя внутреннего сгорания за счет постоянного пополнения масла в необходимом объеме, который соответствует данному количеству оборотов двигателя.
Для получения необходимого технического результата в известном устройстве для поддержания уровня моторного масла в картере двигателя внутреннего сгорания, содержащем бак резервного объема моторного масла, гидролинии, соединяющие резервный бак и картер, предлагается устройство снабдить нерегулируемым гидронасосом, снабженным приводным механизмом от двигателя внутреннего сгорания, при этом гидронасос соединить с картером через дроссель, отрегулированный на нормативный объем подачи масла, и с баком резервного объема масла через сливной клапан.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена гидравлическая схема предлагаемого устройства.
Устройство состоит из бака 1 с резервным объемом рабочей жидкости, который снабжен горловиной Т для заливки рабочей жидкости с встроенным фильтром и сапуном 3, всасывающего трубопровода 4, нерегулируемого гидронасоса 5, нагнетательного трубопровода 6, дросселя 8, сливного клапана 9 и сливной линии 10.
Устройство крепится с внешней стороны двигателя внутреннего сгорания, причем нерегулируемый гидронасос 5 с приводным механизмом (на чертеже не показан) устанавливают в месте, где имеются условия для отбора мощности от двигателя (например, от ремня вентилятора), бак 1 с резервным объемом рабочей жидкости, снабженный горловиной 2 для заливки рабочей жидкости и сапуном 3, устанавливают в месте, удобном для его обслуживания, гидронасос 5 соединяют с баком 1 резервного объема рабочей жидкости всасывающей гидролинией 4, а с картером 7 двигателя внутреннего сгорания - нагнетательной гидролинией 6, на нагнетательной гидролинии устанавливается дроссель 8, а между гидронасосом 5 и дросселем 8 устанавливается сливной клапан 9, сливная линия которого соединяется с баком 1.
Описание работы устройства
Устройство работает следующим образом. Гидронасос 5 с учетом редуктора (устанавливаемого при необходимости) выбирают исходя из нормативного расхода масла для данного двигателя внутреннего сгорания, а именно: подача гидронасоса должна немного превышать нормативный расход масла для данного двигателя.
Гидронасос 5, имеющий привод от двигателя внутреннего сгорания, при запуске двигателя начинает работать и подает моторное масло из бака 1 через дроссель 8 в картер 7. Дроссель отрегулирован так, что объем его максимальной подачи масла равен его расходу (угару) по нормативу для данного двигателя. При работе двигателя на малых оборотах расход масла за счет угара будет минимальным и гидронасос, подача которого зависит в конечном итоге от частоты вращения вала двигателя, также подает минимальное количество моторного масла из бака 1 в картер 7. При увеличении оборотов двигателя внутреннего сгорания возрастает расход моторного масла, одновременно с этим возрастает подача его гидронасосом 5, так как он имеет привод от двигателя. Таким образом, на любых режимах работы двигателя гидронасос будет пополнять картер 7 в объеме, соответствующем расходу масла. С выработкой моторесурса двигателя возрастает нормативный расход моторного масла, приходящийся на единицу его мощности, поэтому периодически производят регулирование объема подачи масла дросселем 8 в сторону увеличения его подачи при равном числе оборотов двигателя. Контроль расхода рабочей жидкости выполняют, наблюдая за ее уровнем в баке 1, снабженном смотровым окном (не показано).
Именно снабжение устройства нерегулируемым гидронасосом, снабженным приводным механизмом от двигателя внутреннего сгорания, регулирование подачи гидронасоса дросселем и сливным клапаном обеспечивает поддержание оптимального уровня рабочей жидкости в картере двигателя внутреннего сгорания в процессе работы мобильной машины.
Пример работы устройства.
При непрерывной работе двигателя ЯМЗ-238Б мощностью 220,6 кВт с нормативным расходом масла 1% (0,01) от выработанного топлива (расход топлива 237 грамм на 1 кВт час) в течение одного часа расход масла составил
0,01(220,6·237·1)=552.8 г≈0,55 кг.
3
3
При плотности масла 900 кг/м гидронасос подаст в течение одного часа в картер двигателя масло в объеме 0,55:900=0,00061 м или 0,61 литра. Подача гидронасоса составит 0,61 л/час. Расход масла перед капитальным ремонтом двигателя увеличивается на 45% и составит 0,88 л/час. Целесообразно выбрать шестеренный гидронасос с дросселем, позволяющим регулировать подачу от нуля до максимального значения и сливной клапан на давление 0,3 МПа. Промышленностью выпускается большой ассортимент нерегулируемых гидравлических насосов (шестеренные, винтовые), дросселей (винтовые, игольчатые, щелевые, пакетные) и сливных клапанов. Поэтому можно подобрать гидронасос, дроссель и сливной клапан практически для любого двигателя внутреннего сгорания.