СИСТЕМА СМАЗКИ ДВС

Полезная модель относится к двигателестроению и может быть использована в системах смазки двигателей внутреннего сгорания.
Известна циркуляционная система смазки четырехтактных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и двухтактных ДВС с внешней продувкой, в которой масло из резервуара - полости поддона подается насосом по каналам в маслоуловители коленчатого вала, а из них, после центробежной очистки, в полость кривошипного пальца. В кривошипном пальце выполнены радиальные отверстия для поступления масла к шатунному подшипнику под действием центробежных сил. Вытекающее из шатунного подшипника масло разбрызгивается за счет центробежных сил, и, в виде масляного тумана, частично оседает на поверхностях трения цилиндра распределительного вала, подшипниках коленчатого и распределительного валов, обеспечивая их смазку. Избыточное масло стекает в полость поддона (см. С.Ю. Иваницкий и др. Мотоцикл. Теория, конструкция, расчет. Издательство «Машиностроение», М. 1971 г., стр. 212-214).
Недостатком известной системы смазки является сложность конструкции и трудоемкость изготовления, что обуславливает повышенную стоимость двигателей с циркуляционной системой смазки.
Известна система смазки двухтактных ДВС с кривошипно-камерной продувкой, когда масло смешивается с топливом и после распыления топливно-масляно-воздушная смесь поступает в кривошипную камеру и в подпоршневое пространство цилиндра, обеспечивая смазку всех поверхностей трения, в том числе подшипников коленчатого вала, к которым для обеспечения их работоспособности дополнительно подводят масло по каналам из накопительных картерных карманов, в которые стекает избыточное масло с зеркала цилиндра. Для дополнительного поступления масла к шатунным подшипникам на верхней и нижней головках шатуна выполнены прорези, а в кривошипном пальце коленчатого вала выполнены радиальные отверстия для поступления масла из внутренней полости этого пальца к шатунному подшипнику коленчатого вала. На двигателе «Пух-175» обеспечивается дополнительное поступление масла, вытекающего из коренного подшипника коленчатого вала по конической поверхности выступа, входящего внутрь торцевой кольцевой выточки на маховике, соединенной с внутренней полостью кривошипного пальца за счет центробежных сил и далее к шатунному подшипнику. Основная часть масла, не используемая для смазки, в составе топливно-масляно-воздушной смеси поступает в надпоршневое пространство цилиндра и сгорает одновременно с топливом (см. С.Ю. Иваницкий и др. Мотоцикл. Теория, конструкция, расчет. Издательство «Машиностроение», МЛ 971 г., стр. 215-219).
Недостатком известной системы смазки является высокая токсичность выхлопных газов двигателя из-за сгорания избыточного масла, а также сильное закоксовывание камеры сгорания и поршневых колец.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является система смазки двухтактного двигателя внутреннего сгорания с кривошипно-камерной продувкой, содержащая масляный бак, сообщенный с картерной полостью двигателя трубопроводом, снабженным дросселем с калиброванным отверстием, выход которого расположен в вытачке, выполненной на зеркале цилиндра и расположенной ниже нижней кромки поршня при его положении в верхней мертвой точке, рукоятку управления дроссельной заслонкой с дополнительным тросом, связанным с устройством регулирования подачи масла. В известной системе смазки подвод масла к вытачке на зеркале цилиндра обеспечивается за счет разряжения под поршнем при перемещении поршня к верхней мертвой точке. Поступившее масло распределяется поршнем и кольцами по всему зеркалу цилиндра, в виде масляной пленки поступает к поршневому пальцу, а по каналам из накопительных картерных карманов - к коренным подшипникам коленчатого вала. Далее по конической поверхности выступа, входящего внутрь торцевой, круговой выточки на маховике - в полость кривошипного пальца и по радиальным отверстиям пальца - к шатунному подшипнику (см. патент RU №2002969, МПК5 F01M 1/14, опубл. 15.11.1993).
Недостатком известной системы смазки является невозможность ее применения в четырехтактных двигателях и ДВС с наддувом, а также не обеспечивается достаточная подача масла при пуске и разогреве двигателя.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является улучшение эксплуатационных качеств, заключающихся в обеспечении поступления достаточного и оптимального количества масла к поверхностям трения на всех режимах работы двигателя.
Для решения поставленной задачи система смазки ДВС, содержащая масляный бак, маслопровод, каналы подвода масла к зеркалу цилиндра, к узлам и поверхностям трения, снабжена дозатором расхода масла и насосом непрерывной подачи, вход которого соединен с масляным баком, а выход - с упомянутым дозатором, масло подводится к зеркалу цилиндра по каналам, выполненным в дозаторе расхода масла и в цилиндре двигателя, при этом по крайней мере один из каналов подвода масла к зеркалу цилиндра и/или корпус дозатора имеет тепловой контакт с жидкостно-охлаждающей рубашкой двигателя.
В корпусе дозатора выполнены, как минимум, один входящий канал и, как минимум, один дозирующий канал с калиброванным отверстием, дозирующие каналы соединены, как минимум, с одним каналом подвода масла к зеркалу цилиндра. Между входящими и дозирующими каналами могут быть установлены управляющие клапаны отключения подачи масла, как минимум, один, или вместо клапанов могут быть установлены винты, конусной игольчатой частью входящие в отверстия дозирующих каналов, как минимум, один.
Кроме того, подвод масла к зеркалу цилиндра может быть выполнен в пределах всей окружности цилиндра и/или в пределах всей высоты цилиндра. Корпус дозатора расхода масла может быть установлен в гнезде жидкостно-охлаждающей рубашки двигателя или выполнен за одно целое с жидкостно-охлаждающей рубашкой двигателя.
Такая совокупность существенных признаков позволила обеспечить поступление достаточного количества масла к поверхностям трения на всех режимах работы двигателя, при этом наличие насоса непрерывной подачи, вход которого соединен с масляным баком, а выход - с дозатором расхода масла обеспечивает непрерывное и достаточное поступление масла к зеркалу цилиндра и другим поверхностям трения, а тепловой контакт дозатора с жидкостно-охлаждающей рубашкой двигателя поддерживает постоянную температуру подводимого масла к зеркалу цилиндра через дозатор.
Наличие в дозирующих каналах калиброванных отверстий, позволяет обеспечить необходимую и достаточную пропускную способность дозатора, а управляющие клапаны отключения подачи масла обеспечивают необходимые временные промежутки подачи масла по соответствующим каналам дозатора.
Подвод масла к зеркалу цилиндра в пределах всей окружности цилиндра и/или в пределах всей высоты цилиндра обеспечивает наиболее оптимальное распределение масла по поверхности зеркала цилиндра.
Кроме того, наличие насоса непрерывной подачи позволяет достичь дополнительный технический результат, а именно, расширить возможность применения данной системы смазки без ограничения типов ДВС.
Таким образом, все вышеперечисленные признаки позволили улучшить эксплуатационные качества системы смазки ДВС.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг. 1 - система смазки ДВС, в разрезе;
фиг. 2 - показан разрез дозатора в горизонтальной плоскости, в увеличенном масштабе.
Система смазки двухтактного ДВС содержит масляный бак 1, маслопроводы 2, дозатор 3 расхода масла, насос 4 непрерывной подачи, вход которого соединен с масляным баком 1, а выход - с дозатором 3.
В картере двигателя под цилиндром выполнены накопительные карманы 5, соединенные каналами 6 с полостями установки подшипников коленчатого вала. В местах установки подшипников коленчатого вала на внутренней поверхности кривошипной камеры выполнены конусные выступы 7, входящие в кольцевые проточки 8, выполненные на маховиках коленчатого вала. В шатунном пальце 9 выполнены отверстия 10.
Корпус 11 дозатора 3 может иметь тепловой контакт с жидкостно-охлаждающей рубашкой 12 двигателя за счет установки его в гнезде рубашки 12 или за счет выполнения его за одно целое с рубашкой 12.
В корпусе 11 выполнены входящие каналы 14, а также дозирующие каналы 15 с калиброванными отверстиями основного режима работы двигателя и дозирующие каналы 16 с калиброванными отверстиями режима пуска и разогрева. Кроме того, в корпусе 11 выполнены каналы 17 подвода масла к зеркалу цилиндра 18, при этом канал 17, хотя бы один из них, может иметь автономный тепловой контакт с жидкостно-охлаждающей рубашкой двигателя.
Между каналами 14 и 16 может быть установлен управляющий клапан 19 отключения подачи масла или вместо клапана 19 может быть установлен винт с игольчатой частью, входящей в калиброванное отверстие канала 16.
Подвод масла к зеркалу цилиндра 18 может быть выполнен в пределах всей окружности цилиндра и/или в пределах всей высоты цилиндра. Верхний уровень масла в масляном баке 1 должен быть расположен ниже высоты отверстия подвода масла к зеркалу цилиндра.
Система смазки работает следующим образом.
Масло от масляного бака 1 к дозатору 3 подается по маслопроводам 2 насосом 4 непрерывной подачи и далее по каналам 14-17 к зеркалу цилиндра 18. Поршневыми кольцами масло распределяется по зеркалу цилиндра 18 тонкой пленкой, обеспечивая одновременно пленочное проникновение масла в полости установки поршневого пальца, смазку цилиндропоршневой группы и стекание остаточной масляной пленки в накопительные карманы 5. Далее по каналам 6 масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, из них по конусным выступам 7 в кольцевые проточки 8 на маховиках коленчатого вала. Посредством центробежных сил масло поступает в полость шатунного пальца 9 и через отверстия 10 - к шатунному подшипнику.
Дозатор 3 обеспечивает по дозирующему каналу 15 подачу масла в стационарном режиме работы двигателя, а по дозирующему каналу 16 и одновременно по дозирующему каналу 15 подачу масла в режиме разогрева двигателя при пуске. При этом управляющий клапан 19 при пуске холодного двигателя по сигналу от температурного датчика (на чертеже не показано), контактирующего с охлаждающей жидкостью, открывает подачу дополнительного масла к дозирующему каналу 16 для компенсации снижения подачи холодного масла по дозирующему каналу 15. При разогреве охлаждающей жидкости до рабочей температуры, по сигналу датчика управляющий клапан 19 закрывает проход масла к дозирующему каналу 16.
Заявляемое техническое решение за счет обеспечения поступления достаточного количества масла к поверхностям трения на всех режимах работы двигателя позволяет улучшить эксплуатационные качества системы смазки ДВС.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.