КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ТЕКУЧИХ СРЕД
CONTAINER FOR FLUID

Настоящее изобретение относится к съемному контейнеру для текучих сред, предназначенному для двигателя.
Двигатели, такие как, например, двигатели моторных транспортных средств, снабжены системами циркуляции текучей среды для повышения характеристик работы двигателя, например, путем смазки и отвода тепла от движущихся частей двигателя. Разные части двигателя могут иметь разные требования к системе смазки. Например, зона двигателя, в которой имеется много движущихся частей или трущихся поверхностей, например зона коленчатого вала двигателя, может предъявлять требования к смазке, отличающиеся от требований, предъявляемых зоной, в которой действуют высокие температуры и химические продукты, связанные с процессом горения топлива в двигателе, например зоной головки блока цилиндров двигателя.
Варианты осуществления изобретения направлены на решение по меньшей мере некоторых из указанных проблем.
Изобретение определяется прилагаемой формулой.
Ниже будут описаны варианты осуществления изобретения, которые являются лишь примерами его реализации, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг. 1 - схематический вид транспортного средства со съемным контейнером для текучих сред;
на фиг. 2 - вид сечения съемного контейнера для текучих сред, предназначенного для двигателя;
на фиг. 3 - схематический вид съемного контейнера для текучих сред, соединенного с двумя системами циркуляции текучих сред.
В вариантах осуществления настоящего изобретения раскрывается съемный контейнер для текучих сред, предназначенный для подачи множества текучих сред, в частности множества смазочных текучих сред, во несколько систем циркуляции текучих сред двигателя.
Съемные контейнеры для текучих сред, рассмотренные в настоящем описании, могут подходить для подачи множества текучих сред в двигатель, содержащий несколько систем циркуляции текучих сред или связанный с этими системами, или в двигатель, содержащий систему циркуляции текучих сред, состоящую из множества подсистем циркуляции текучих сред. Каждая из множества систем или подсистем циркуляции текучих сред может быть выполнена для осуществления циркуляции текучей среды в определенной зоне двигателя или, если двигатель установлен на транспортном средстве, в некоторой зоне транспортного средства.
В вариантах осуществления изобретения раскрывается съемный контейнер для текучих сред, содержащий три резервуара для текучих сред, выполненных для подачи текучей среды в систему циркуляции текучей среды коленчатого вала, в систему циркуляции текучей среды блока цилиндров и в систему циркуляции текучей среды головки блока цилиндров двигателя, когда съемный контейнер установлен в стыковочный узел, связанный с двигателем.
В вариантах осуществления изобретения раскрывается съемный контейнер для текучих сред, выполненный с возможностью установки в стыковочном узле, связанном с двигателем, таком как двигатель транспортного средства, причем съемный контейнер для текучих сред содержит несколько резервуаров для текучих сред, каждый из которых содержит соединительное устройство, выполненное для обеспечения сообщения с возможностью прохождения текучей среды (далее "флюидального сообщения") между резервуаром и соответствующей системой циркуляции текучей среды из множества таких систем, когда съемный контейнер установлен в стыковочном узле. Одной такой системой может быть система циркуляции текучей среды для коленчатого вала, другой - система циркуляции текучей среды для блока цилиндров, и еще одной - система циркуляции текучей среды для головки блока цилиндров. Одна или более систем из множества систем циркуляции текучих сред может быть системой для части транспортного средства или связанной с такой частью, которая не относится к двигателю, и текучая среда в резервуаре для текучей среды, выполненного для подачи текучей среды в эту систему, может быть вспомогательной текучей средой, такой как омывающая текучая среда.
Резервуары для текучих сред, рассмотренные в настоящем описании, могут обеспечивать текучую среду, содержащую одну или более из следующих сред: смазочно-охлаждающая жидкость для двигателя, такая как смазочное масло и/или жидкий теплоноситель, другая смазочная и/или теплообменная текучая среда, добавка к текучей среде и вспомогательная текучая среда. Каждая текучая среда может быть выбрана с учетом ее пригодности для гидродинамических применений, ее стойкости к условиям, возникающим при сгорании топлива, и к продуктам сгорания, таким как сажа и твердые частицы, а также к высоким контактным напряжениям, к высоким гидравлическим давлениям или к перепадам давлений.
Съемный контейнер для текучих сред может содержать несколько резервуаров для текучих сред, среди которых по меньшей мере один резервуар обеспечивает текучую среду, отличающуюся от текучей среды, обеспечиваемой другим резервуаром. Все резервуары могут содержать разные текучие среды. В тех примерах, в которых обеспечиваются три резервуара для текучих сред, один резервуар может обеспечивать текучую среду, которая особенно подходит для гидродинамических применений и может использоваться в системе циркуляции текучей среды коленчатого вала двигателя, другой резервуар может обеспечивать текучую среду, которая особенно устойчива к действию факторов, возникающих при сгорании топлива, и подходит для системы циркуляции текучей среды блока цилиндров двигателя, и третий резервуар может обеспечивать текучую среду, которая особенно устойчива к действию высоких контактных напряжений и высоких гидравлических давлений и подходит для системы циркуляции текучей среды головки блока цилиндров двигателя.
Съемный контейнер для текучих сред может содержать несколько резервуаров для текучих сред, среди которых по меньшей мере один резервуар обеспечивает текучую среду, такую же как и текучая среда, обеспечиваемая другим резервуаром. Все текучие среды могут быть одинаковыми.
Любая система циркуляции текучей среды может быть соединена с другими системами циркуляции текучей среды для обеспечения возможности прохождения текучей среды между ними. Управление циркуляцией текучей среды между такими соединенными системами циркуляции текучих сред может осуществляться системой управления двигателем или контроллером контейнера. В этом случае может обеспечиваться, например, возможности подачи горячей текучей среды из одной системы циркуляции текучей среды в другую систему, так что тепло может эффективно использоваться, а также может обеспечиваться охлаждение горячей среды.
Каждый резервуар может содержать клапан для управления подачей текучей среды из резервуара в систему циркуляции текучей среды, с которой он соединен. Может обеспечиваться контроллер контейнера для управления работой клапанов, например, путем управления степенью открытия или закрытия каждого клапана, для регулирования расхода или количества каждой текучей среды, подаваемой в соответствующую систему циркуляции текучей среды. Контроллер контейнера может управлять клапанами в соответствии с режимом управления. Такой режим управления может обеспечиваться контроллером, таким как система управления двигателем, или же он может быть предварительно запрограммирован в контроллере контейнера или же может быть введен в контроллер контейнера с помощью интерфейса пользователя. Режим управления может быть задан или изменен в соответствии с результатами измерений характеристики одной или более текучих сред, такой как вязкость, плотность, температура, чистота или химический состав.
Съемный контейнер для текучих сред может быть выполнен с возможностью хранения идентификационных данных, указывающих, например, серийный номер, реквизиты производителя, архивные данные о техническом обслуживании, данные о режиме технического обслуживания, одну или более характеристик одной или более текучих сред, транспортное средство, для которого предназначен съемный контейнер, архивные данные о контейнере, архивные данные о двигателе, с которым использовался контейнер и т.п., и съемный контейнер может быть выполнен для передачи идентификационных данных в систему управления двигателем. Система управления двигателем может быть выполнена с возможностью задания периодичности технического обслуживания или режима управления текучей средой для каждого резервуара для текучей среды съемного контейнера в соответствии с идентификационными данными, полученными из контроллера контейнера. Система управления двигателем может быть выполнена с возможностью задания или изменения периодичности технического обслуживания или режима управления текучей средой в соответствии с данными о качестве текучей среды, обеспечиваемыми одним или более датчиками, расположенными в двигателе или в съемном контейнере для текучих сред, или в соответствии с данными обеспечиваемыми из другого источника.
Термин "съемный контейнер для текучих сред", как он используется в настоящем описании, означает контейнер для текучих сред, который может быть установлен, с возможностью съема, в гнезде или в стыковочном узле, возле двигателя, например, в гнезде или в стыковочном узле транспортного средства, причем такое гнездо или стыковочный узел расположены возле двигателя транспортного средства или соединены с ним.
В вариантах осуществления изобретения раскрывается несколько резервуаров для текучих сред, выполненных для подачи текучих сред в соответствующие системы циркуляции текучих сред двигателя, причем каждый такой резервуар может быть установлен на двигателе независимо от других резервуаров. Каждый резервуар для текучей среды может содержать собственный контроллер для обмена данными с системой управления двигателем, или же резервуары могут использовать общий контроллер, который может быть указан здесь как контроллер контейнера.
Термин "текучая среда", как он используется в настоящем описании, относится к текучей среде, которая может использоваться в системе текучей среды двигателя или транспортного средства, например, смазочная или теплообменная текучая среда или вспомогательная текучая среда, такая как омывающая жидкость.
Контейнер для текучей среды содержит текучую среду перед его установкой, с возможностью съема, в стыковочном узле и остается в нем в зафиксированном положении в процессе работы для подачи текучей среды в систему циркуляции текучей среды.
Система циркуляции текучей среды может обеспечиваться для двигателя транспортного средства. В других вариантах контейнер для текучих сред может быть выполнен для подачи текучей среды в процессе работы в систему циркуляции текучей среды, связанную не с двигателем транспортного средства, а с другим двигателем, или генератором, или турбиной, такой как ветровая турбина.
Для указания одинаковых элементов на чертежах используются одинаковые ссылочные номера.
На фиг. 1 приведена схема транспортного средства 6, содержащего двигатель 4, стыковочный узел 3 контейнера и систему 2 управления двигателем.
Двигатель 4 содержит первую систему 8 циркуляции текучей среды и вторую систему 108 циркуляции текучей среды (на фиг. 1 не показана). Первая система 8 циркуляции текучей среды содержит первый подающий трубопровод 10 и первый возвратный трубопровод 12 для текучей среды. Вторая система 108 циркуляции текучей среды содержит второй подающий трубопровод 110 и второй возвратный трубопровод 112 для текучей среды.
В стыковочном узле 3 установлен съемный контейнер 14 для текучих сред. Съемный контейнер 14 для текучих сред содержит первый резервуар 9 для первой текучей среды и второй резервуар 109 (на фиг. 1 не показан) для второй текучей среды. Первый резервуар 9 содержит первое соединительное устройство 90, выполненное для обеспечения флюидального сообщения между первым резервуаром 9 и первой системой 8 циркуляции текучей среды двигателя 4. Второй резервуар 109 аналогичным образом выполнен для флюидального сообщения со второй системой 108 циркуляции текучей среды двигателя 4 (на фиг. 1 не показана). Как показано на фиг. 2, второй резервуар 109 содержит второе соединительное устройство 190, выполненное для обеспечения флюидального сообщения между вторым резервуаром 109 и второй системой 108 циркуляции текучей среды.
Съемный контейнер для текучих сред содержит контроллер 1 для управления подачей первой текучей среды из первого резервуара 9 в первую систему 8 циркуляции текучей среды и для управления подачей второй текучей среды из второго резервуара 109 во вторую систему 108 циркуляции текучей среды. Съемный контейнер 14 для текучих сред содержит крепежный элемент 40 для крепления или фиксации съемного контейнера 14 в стыковочном узле 3.
Съемный контейнер 14 для текучих сред показан установленным в стыковочном узле 3 таким образом, что обеспечивается флюидальное сообщение первого резервуара 9 с первым подающим трубопроводом 10 и с первым возвратным трубопроводом 12 первой системы 8 циркуляции текучей среды через первое соединительное устройство 90. Первая система 8 циркуляции текучей среды проходит между первым подающим трубопроводом 10 и первым возвратным трубопроводом 12, так что текучая среда, поступающая в первый подающий трубопровод 10, может циркулировать в системе 8 и возвращаться в первый резервуар 9 по первому возвратному трубопроводу 12.
Второй резервуар 109 и вторая система 108 циркуляции текучей среды (на фиг. 1 не показаны) сконфигурированы аналогичным образом.
Система 2 управления двигателем соединена для обмена данными с контроллером 1 съемного контейнера 14 для текучих сред по линии 32 связи, по которой система 2 управления двигателем может обмениваться данными с контроллером 1 контейнера, например, для приема данных, относящихся к съемному контейнеру 14 или к первой или ко второй текучей среде, или передачи сигналов или данных управления в отношении подачи первой и второй текучих сред. Система 2 управления двигателем соединена по второй линии 34 связи с двигателем 4 для обмена данными, например, для получения параметров его работы и передачи управляющих сигналов.
Система 2 управления двигателем содержит интерфейс 98 связи, процессор 96 и хранилище 94 данных. Хранилище 94 данных выполнено с возможностью обмена данными с процессором 96 и с интерфейсом 98 связи. Процессор 96 выполнен с возможностью обмена данными с хранилищем 94 данных и с интерфейсом 98 связи. Интерфейс 98 связи выполнен с возможностью обмена данными с контроллером 1 контейнера съемного контейнера 14 для текучих сред и с двигателем 4.
Процессор 96 выполнен с возможностью сравнения данных, записанных в хранилище 94 данных, с данными, полученными из контроллера 1 съемного контейнера 14 для текучих сред и из двигателя 4.
Двигатель 4 в рассматриваемом примере представляет собой двигатель внутреннего сгорания моторного транспортного средства.
Система 2 управления двигателем выполнена с возможностью контроля и управления по меньшей мере одним параметром двигателя 4 с использованием второй линии 34 связи. Например, процессор 96 сконфигурирован для управления по меньшей мере одним режимом работы двигателя 4 на основе его контроля и с использованием данных управления, считанных из хранилища 94 данных системы 2 управления двигателем. В хранилище 94 данных хранится информация по периодичности технического обслуживания и/или по режиму управления, относящемуся к подаче первой и второй текучих сред.
В рассматриваемом примере линии 32, 34 связи обеспечиваются по локальной сети контроллера (CAN, от англ. Controller Area Network) транспортного средства.
В рассматриваемом примере первая и вторая системы 8, 108 циркуляции текучей среды обеспечивают циркуляцию текучей среды, такой как смазочная и/или теплообменная текучая среда, вокруг соответствующих частей двигателя 4.
В одном из примеров стыковочный узел 3 контейнера расположен рядом с двигателем 4 и содержит полость, в которую может быть установлен съемный контейнер 14 для текучих сред. Стыковочный узел 3 контейнера содержит соединительные устройства, обеспечивающие соединения с первым подающим трубопроводом 10 и первым возвратным трубопроводом 12 первой системы 8 циркуляции текучей среды для флюидального сообщения между первой системой 8 циркуляции текучей среды и первым резервуаром 9 и соединения со вторым подающим трубопроводом и вторым возвратным трубопроводом (на фиг. 1 не видны) второй системы циркуляции текучей среды для флюидального сообщения между второй системой циркуляции текучей среды и вторым резервуаром, когда съемный контейнер 14 для текучих сред установлен в надлежащее положение. Стыковочный узел 3 контейнера снабжен крепежным элементом (не показан) для соединения с крепежным элементом на съемном контейнере 14 для текучих сред для его фиксации в надлежащем положении.
Крепежный элемент 40 может быть сформирован запирающим элементом, задвижкой, фиксатором или выступом/выемкой для сцепления с сопрягающейся частью (выемка/выступ) на съемном контейнере 14 для текучих сред. Сцепление может обеспечиваться трением или посадкой внатяг.
В процессе работы съемный контейнер 14 находится в надлежащем положении в стыковочном узле 3 возле двигателя 4 транспортного средства 6. Когда контейнер 14 находится в надлежащем положении, обеспечивается флюидальное сообщение между первым резервуаром 9 и первой системой 8 циркуляции текучей среды и между вторым резервуаром и второй системой циркуляции текучей среды двигателя 4. Когда двигатель 4 работает, первая и/или вторая текучие среды перекачиваются, под управлением контроллера контейнера в соответствии с управляющими данными, передаваемыми системой 2 управления двигателем, из первого резервуара 9 съемного контейнера 14 через первый подающий трубопровод 10 по всей первой системе 8 циркуляции текучей среды и/или из второго резервуара 109 съемного контейнера 14 через второй подающий трубопровод по всей второй системе циркуляции текучей среды. Циркулирующая первая текучая среда возвращается в съемный контейнер 14 по первому возвратному трубопроводу 12, а циркулирующая вторая текучая среда возвращается в съемный контейнер 14 по второму возвратному трубопроводу.
При установке съемного контейнера 14 для текучих сред в надлежащее положение также обеспечивается возможность обмена данными между интерфейсом связи контроллера 1 контейнера и системой 2 управления двигателем. Это обеспечивает возможность контроллеру 1 контейнера принимать управляющие данные из системы 2 управления двигателем по первой линии 32 связи. Контроллер 1 контейнера управляет подачей первой текучей среды в первую систему 8 циркуляции текучей среды и подачей второй текучей среды во вторую систему циркуляции текучей среды в соответствии с управляющими данными. Управляющие данные могут задавать режим для управления подачей первой или второй текучей среды в соответствующую систему циркуляции текучей среды, например, управление расходом, количеством или продолжительностью подачи текучей среды.
Система 2 управления двигателем получает данные о работе двигателя 4 и на их основе может обновлять управляющие данные, например, в соответствии с правилами, записанными в хранилище 94 данных системы 2 управления двигателем.
На фиг. 2 приведена схема одного из вариантов съемного контейнера 14 для текучих сред, который может использоваться на транспортном средстве фиг. 1.
Съемный контейнер 14 для текучих сред содержит контроллер 1, крепежный элемент 40, первый резервуар 9, показанный на фиг. 1, и второй резервуар 109.
Первый резервуар 9 содержит первое соединительное устройство 90 с первым выпускным каналом 91 для текучей среды, первым впускным каналом 92 для текучей среды, первым вентиляционным каналом 93 и первым клапаном 5. Второй резервуар 109 содержит второе соединительное устройство 190 со вторым выпускным каналом 191 для текучей среды, вторым впускным каналом 192 для текучей среды, вторым вентиляционным каналом 193 и вторым клапаном 105.
В других примерах вентиляционные каналы 93, 193 не обеспечиваются. Например, в применениях, в которых скорости потока и насыщенности газом текучих сред достаточно низки, так что можно предположить, что не будет неблагоприятного воздействия на резервуары 9, 109 или на характеристики потока текучей среды, может использоваться отверстие, закрытое частично проницаемой (например, проницаемой для газа и непроницаемой для жидкости) вентиляционной мембраной. Для некоторых применений резервуары 9, 109 для текучей среды могут работать вполне приемлемо без каких-либо вентиляционных устройств.
Контроллер 1 контейнера содержит хранилище данных 203, задающее устройство 205 и интерфейс 204 связи. Интерфейс 204 связи подсоединен для обеспечения обмена данными с системой 2 управления двигателем, с хранилищем 203 данных и с задающим устройством 205. Задающее устройство 205 подсоединено для приема управляющих сигналов из интерфейса 204 связи и управляющих данных из хранилища 203 данных и для управления открытием и закрытием первого 5 и второго 105 клапанов.
Хотя задающее устройство 205 показано входящим в состав контроллера 1 контейнера, однако это необязательно, и в других вариантах структура и функциональные возможности задающего устройства 205 обеспечиваются системой 2 управления двигателем или одним или несколькими другими контроллерами, расположенными снаружи съемного контейнера 14.
Первый выпускной канал 91, первый впускной канал 92 и первый вентиляционный канал 93 соединены с первым резервуаром 9 для обеспечения флюидального сообщения между ними. Первый выпускной канал 91 выполнен для соединения с первым подающим трубопроводом 10 двигателя. Первый впускной канал 92 выполнен для соединения с первым возвратным трубопроводом 12. Первый вентиляционный канал 93 выполнен для улучшения вывода первой текучей среды из первого резервуара 9 таким образом, чтобы при этом не происходило нежелательных изменений давления в резервуаре. Первый клапан 5 выполнен таким образом, что его закрытие изолирует содержимое первого резервуара 9 от первой системы 8 циркуляции текучей среды, а при его открытии устанавливается флюидальное сообщение между первым резервуаром 9 и первой системой 8 циркуляции текучей среды.
Второй выпускной канал 191, второй впускной канал 192 и второй вентиляционный канал 93 соединены со вторым резервуаром 109 для обеспечения флюидального сообщения между ними. Второй выпускной канал 191 выполнен для соединения со вторым подающим трубопроводом 110 двигателя. Второй впускной канал 192 выполнен для соединения со вторым возвратным трубопроводом 112. Второй вентиляционный канал 193 выполнен для улучшения вывода второй текучей среды из второго резервуара 109 таким образом, чтобы при этом не происходило нежелательных изменений давления в этом резервуаре. Второй клапан 105 выполнен таким образом, что его закрытие изолирует содержимое второго резервуара 109 от второй системы 108 циркуляции текучей среды, а при его открытии устанавливается флюидальное сообщение между вторым резервуаром 109 и второй системой 108 циркуляции текучей среды.
Первое соединительное устройство 90 выполнено таким образом, что когда съемный контейнер 14 для текучих сред установлен в надлежащее положение в стыковочном узле 3, первый выпускной канал 91 соединяется с первым подающим трубопроводом 10 первой системы 8 циркуляции текучей среды, а первый впускной канал 92 соединяется с первым возвратным трубопроводом 12 первой системы 8 циркуляции текучей среды, так что устанавливается флюидальное сообщение между первым выпускным каналом 91 и первым подающим трубопроводом 10 и между первым впускным каналом 92 и первым возвратным трубопроводом 12.
Второе соединительное устройство 190 выполнено аналогичным образом. Первый и второй клапаны 5, 105 соединены с задающим устройством 205, которое сконфигурировано для управления открытием и закрытием клапанов в соответствии с управляющими сигналами, поступающими из интерфейса 204 связи и/или в соответствии с управляющими данными, считанными из хранилища 203 данных. Клапаны могут быть полностью открыты, полностью закрыты или частично открыты. Степень открытия клапана определяет расход текучей среды из соответствующего резервуара. Таким образом, задающее устройство 205 может регулировать расход или количество текучей среды, подаваемой из первого 9 и второго 109 резервуаров, путем управления клапанами 5, 105, соответственно.
Крепежный элемент 40 выполнен для крепления или фиксации съемного контейнера 14 для текучих сред в надлежащем положении для поддержания флюидального сообщения между первым резервуаром 9 и первой системой 8 циркуляции текучей среды и между вторым резервуаром 109 и второй системой 108 циркуляции текучей среды, и для определения срабатывания крепежного элемента 40, обеспечивающего фиксацию съемного контейнера 14 в надлежащем положении, обеспечивается датчик 30 присоединения. Датчик 30 присоединения соединен, с возможностью передачи данных, с контроллером 1 контейнера для указания срабатывания крепежного элемента 40.
В других примерах датчик присоединения не обеспечивается. В другом варианте электрические контакты интерфейса 204 связи съемного контейнера 14 для текучих сред могут быть выполнены с возможностью определения установки контейнера в стыковочном узле 3.
Каналы 91, 92, 93, 191, 192, 193 съемного контейнера 14 для текучих сред являются самоуплотняющимися устройствами, которые выполнены для формирования уплотнения, непроницаемого для текучей среды, с подающими и возвратными трубопроводами первой 8 и второй 108 систем циркуляции текучей среды, соответственно, когда съемный контейнер 14 установлен в надлежащем положении в стыковочном узле 3.
Клапаны 5, 105 первого 9 и второго 109 резервуаров, соответственно, могут быть любыми подходящими электронными клапанами, которые могут приводиться в действие электронными схемами привода, управляемыми задающим устройством 205.
В хранилище 203 данных контроллера 1 контейнера хранятся идентификационные данные первой и/или второй текучей среды, и/или съемного контейнера 14, и/или двигателя, с которым должен использоваться съемный контейнер 14. Идентификатор может представлять собой машиночитаемый идентификатор, такой как устройство радиочастотной идентификации в ближней зоне (NFC, от англ. Near Field Communication), например пассивную или активную метку системы радиочастотной идентификации или NFC-коммуникатор.
Идентификационные данные могут содержать данные, относящиеся к первой или второй текучей среде, например, сорт и/или тип масла, если текучая среда является маслом, уникальный серийный номер съемного контейнера 14 для текучих сред, длительность (например, в часах) циркуляции текучей среды, количество миль, на протяжении которых осуществлялась циркуляция текучей среды, тип транспортного средства или двигателя, с которым предполагается использовать съемный контейнер 14 и т.п. Вместо этого или дополнительно к этому идентификационные данные могут содержать данные, относящиеся к истории работы двигателя транспортного средства, с которым связан съемный контейнер 14, включая, например, пробег, данные по скорости и техническому обслуживанию,
В процессе работы съемный контейнер 14 для текучих сред находится в стыковочном узле 3, и датчик 30 присоединения определяет срабатывание крепежного элемента 40, обеспечивающего фиксацию съемного контейнера 14 в надлежащем положении. Если крепежный элемент 40 сработал, датчик 30 присоединения передает соответствующую информацию в контроллер 1 контейнера. Контроллер 1 контейнера передает эту информацию по линии 32 связи в систему 2 управления двигателем. В ответ система 2 управления двигателем передает управляющие данные в контроллер 1 контейнера для управления работой клапанов 5, 105. Задающее устройство 205 контроллера 1 контейнера осуществляет управление открытием и закрытием клапанов 5, 105 в соответствии с управляющими данными для разрешения или запрета на подачу первой и второй текучих сред в первую 8 и вторую 108 системы циркуляции текучей среды, соответственно.
На фиг. 3 приведен схематический вид съемного контейнера 14 для текучих сред, выполненного для подачи текучей среды в системы циркуляции текучей среды в различных частях двигателя.
Как можно видеть, обеспечивается флюидальное сообщение первого резервуара 9 с первой системой 8 циркуляции текучей среды, которая обеспечивает циркуляцию текучей среды для первой части 4а двигателя 4. Также можно видеть, что обеспечивается флюидальное сообщение второго резервуара 109 со второй системой 108 циркуляции текучей среды, которая обеспечивает циркуляцию текучей среды для второй части 4b двигателя 4.
Первая 4а и вторая 4b части двигателя могут быть, например, коленчатым валом, блоком цилиндров или головкой блока цилиндров двигателя 4. Первую и вторую текучие среды выбирают с учетом условий работы или технических требований со стороны соответствующей части двигателя. То есть, обеспечивается возможность циркуляции специализированных текучих сред в различных частях двигателя с отдельным управлением для каждой текучей среды, причем в этом случае необходим лишь один съемный контейнер для текучих сред.
В одном из примеров (не показан) обеспечивается съемный контейнер для текучих сред, содержащий первый, второй и третий резервуары для текучих сред, причем каждый резервуар снабжен каналом, выполненным для обеспечения флюидального сообщения между этим резервуаром и соответствующей системой циркуляции текучей среды двигателя, из которых первая система представляет собой систему циркуляции текучей среды для коленчатого вала, вторая система представляет собой систему циркуляции текучей среды для блока цилиндров, и третья система представляет собой систему циркуляции текучей среды для головки блока цилиндров.
Конфигурации каналов первого, второго и третьего резервуаров для текучих сред аналогичны конфигурациям каналов, показанным на фиг. 2. В других отношениях съемный контейнер для текучих сред может иметь одинаковые или сходные признаки и может быть сконфигурирован для работы, описанной выше в отношении съемного контейнера со ссылками на фиг. 1 и 2.
Первый резервуар обеспечивает текучую среду для системы циркуляции текучей среды коленчатого вала. Второй резервуар обеспечивает текучую среду для системы циркуляции текучей среды блока цилиндров. Третий резервуар обеспечивает текучую среду для системы циркуляции текучей среды головки блока цилиндров.
В рассматриваемом примере первая, вторая и третья текучие среды являются разными материалами, и каждую из первой, второй и третьей текучей сред выбирают с учетом их пригодности для подачи в соответствующую систему циркуляции текучей среды. В этом случае обеспечивается возможность подачи в каждую систему циркуляции текучей среды такой текучей среды, характеристики которой подходят для условий работы этой системы и соответствующей части двигателя.
В рассматриваемом примере первый резервуар содержит первое масло для смазки двигателя, подходящее для гидродинамической смазки коленчатого вала и подшипников шатунов в картере двигателя.
Второй резервуар содержит второе масло для смазки двигателя, подходящее для смазки поршней и цилиндров блока цилиндров и отличающееся приемлемой стойкостью к действию высоких температур и химических продуктов сгорания, таких как сажа, в зоне блока цилиндров.
Третий резервуар содержит третье масло для смазки двигателя, подходящее для обеспечения защиты от истирания и снижения трения движущихся частей головки блока цилиндров и отличающееся приемлемой стойкостью к высоким контактным напряжениям и гидравлическим давлениям или перепадам давлений, которые могут иметь место в зоне головки блока цилиндров.
Каждая такая первая, вторая и третья текучие среды могут быть специально созданы и отобраны для работы в условиях, действующих в двигателе, и для обеспечения режима работы системы циркуляции текучей среды коленчатого вала, системы циркуляции текучей среды блока цилиндров и системы циркуляции текучей среды головки блока цилиндров, например, для обеспечения необходимой толщины масляной пленки в подшипниках, моющих характеристик или защиты от износа под действием высоких нагрузок в соответствующей зоне двигателя.
Каждый такой первый, второй и третий резервуары могут быть снабжены датчиком для измерения показателя качества соответствующей текучей среды. Измеряемый показатель качества может включать один или более следующих параметров: температура, вязкость, плотность или чистота, получаемая измерением оптических характеристик, таких как коэффициент передачи, мутность, отражательная способность или цвет, электрические характеристики, такие как сопротивление, емкость или диэлектрическая постоянная, или физические характеристики, такие как тепловой поток или расход текучей среды. Датчики могут быть выполнены для передачи показателя качества в контроллер контейнера, который, в свою очередь, может быть выполнен для передачи показателя качества в систему управления двигателем.
В этом примере система управления двигателем хранит данные, характеризующие:
- режимы смазки;
- рабочие условия для первой, второй и третьей систем циркуляции текучих сред;
- требования к смазке для первой, второй и третьей систем циркуляции текучих сред;
- - характеристики смазочных масел первой, второй и третьей систем циркуляции, например, оптимальные рабочие характеристики текучих сред, такие как температура, плотность, вязкость или чистота; и
- качество (в тех примерах, в которых из контроллера контейнера или из другого источника принимаются показатели качества).
Хранилище данных системы управления двигателем может содержать поисковые таблицы, связывающие любые из вышеуказанных данных, так что система управления двигателем может выбирать подходящий режим смазки для заданных требований, или для теоретического или измеренного состояния каждой системы циркуляции текучей среды и/или для теоретических или измеренных характеристик текучей среды, циркулирующей в каждой системе. Вместо этого или дополнительно к этому система управления двигателем может хранить записанные программы выбора или изменения режима смазки, например, на основе эксплуатационных данных, таких как измеренные показатели качества одной или нескольких текучих сред.
В рассматриваемом примере каждый режим смазки представляет собой режим открытия и закрытия клапанов резервуаров с текучими средами для регулирования расхода или количества текучей среды, подаваемой из каждого резервуара в соответствующую систему циркуляции текучей среды. Вместо этого или дополнительно к этому режимы смазки могут включать и другие стадии, такие как операция технического обслуживания, например фильтрация одной из текучих сред.
Устройство управления двигателем выполнено с возможностью передачи в контроллер контейнера выбранного режима смазки для каждого резервуара с текучей средой. Контроллер контейнера выполнен с возможностью управления клапаном каждого резервуара для текучей среды и/или выполнения операции технического обслуживания в отношении текучей среды в соответствии с выбранным режимом смазки.
Следует понимать, что любой из съемных контейнеров для текучей среды, рассмотренных в настоящем описании, или любые компоненты этих контейнеров могут обеспечивать часть системы резервуаров для текучих сред для двигателя, например для двигателя транспортного средства.
Термин "системы циркуляции текучих сред", как он используется в настоящем описании, охватывает и подсистемы циркуляции текучих сред.
Системы циркуляции текучих сред, рассмотренные в настоящем описании, могут быть любыми системами или трубопроводами для прохождения текучих сред, с которыми связан съемный контейнер для текучих сред.
Съемные контейнеры для текучих сред, рассмотренные в настоящем описании, могут использоваться вместе со следующими системами циркуляции текучих сред или с трубопроводами для прохождения текучих сред: системы циркуляции масла на транспортном средстве, такие как системы циркуляции, связанные с двигателем транспортного средства или с его коробкой передач, включая бензиновые, дизельные, гибридные и электрические транспортные средства.
Резервуары для текучих сред, рассмотренные в настоящем описании, могут быть расположены в общем кожухе с установкой его в общем стыковочном узле или же могут быть снабжены отдельными соединительными средствами для независимой установки на двигателе.
В то время как в вариантах, рассмотренных в настоящем описании, описываются вентиляционные каналы 93, 193 в соединительных устройствах 90, 190, в других вариантах могут использоваться вентиляционные отверстия с полупроницаемыми мембранами, или же вентиляционные средства вообще не используются. В частности, резервуары для текучих сред, рассмотренные в настоящем описании, могут выполнять свои функции приемлемым образом, то есть, поддерживать свою конструктивную целостность, когда расходы текучих сред насыщенности газом сравнительно невысоки.
В то время как рассмотренные примеры относятся к раздельному управлению текучими средами из соответствующих контейнеров, соединительные устройства и соединения системы управления могут быть выполнены таким образом, что текучая среда из одного резервуара может подаваться более чем в одну систему циркуляции текучей среды, и любая заданная система циркуляции текучей среды может использовать масло из более чем одного резервуара для текучих сред.
В некоторых примерах все текучие среды различны, например, имеют разные композиции или разные составные компоненты. В некоторых примерах по меньшей мере две текучие среды одинаковы. В других примерах по меньшей мере две текучие среды разные. В некоторых примерах все текучие среды одинаковы, например, они могут иметь одни и те же композиции или составляющие компоненты.
В некоторых примерах датчик 30 присоединения, показанный на фиг. 2, может обеспечиваться в стыковочном узле 3 или возле него или в/на съемном контейнере 14 для текучих сред.
В одном из примеров стыковочный узел 3 контейнера или его составляющие части, например основание или кожух стыковочного узла 3, могут быть съемными, то есть, их можно снять с транспортного средства 6.
В то время как рассмотренный пример относится к двигателю моторного транспортного средства, специалисту в данной области техники будет понятно, что описанный съемный контейнер 14 для текучих сред может использоваться с другими типами двигателей или генераторов, например, в ветряной турбине.
Съемный контейнер 14 для текучих сред может содержать один или более датчиков для измерения показателя качества одной или более текучих сред и передачи сигнала, содержащего измеренную величину, в контроллер контейнера. Показатель качества может указывать чистоту, химическую целостность, химический состав или вязкость текучей среды. В частности показатель качества может указывать по меньшей мере одну характеристику, выбранную из группы, включающей: вязкость текучей среды, плотность текучей среды, электрическое сопротивление текучей среды, диэлектрическую постоянную текучей среды, мутность текучей среды, химический состав текучей среды и комбинации двух или более перечисленных характеристик. Показатель качества может быть получен с использованием измерений оптических характеристик, например, коэффициента передачи, мутности, отражательной способности или цвета, измерения электрического сопротивления, емкости или диэлектрической постоянной текучей среды или, особенно когда в качестве показателя качества используется вязкость, измерения расхода или температуры.
Съемный контейнер 14 для текучих сред может быть утилизируемым или восстанавливаемым съемным контейнером, который может быть заменен аналогичным съемным контейнером 14 для текучих сред после истечения срока службы использованного контейнера, например, когда его содержимое использовано, или когда его нельзя использовать.
Каждая текучая среда может быть любым типом текучей среды для циркуляции в двигателе 4 для обеспечения его работы. Например, текучая среда может быть смазочным масло, охлаждающим теплоносителем, антиобледенительной текучей средой или их комбинациями. Контроллер 1 контейнера может содержать идентификатор текучей среды.
В других примерах контроллер 1 контейнера может быть выполнен с возможностью осуществления передачи данных в одном направлении. Например, контроллер 1 контейнера может быть выполнен с возможностью только получения данных из устройства управления двигателем, так что данные могут быть переданы в хранилище 203 данных съемного контейнера 14 для текучих сред. В альтернативном варианте контроллер 1 контейнера может быть выполнен с возможностью только передачи данных в систему управления двигателем. В некоторых вариантах контроллер 1 контейнера может быть выполнен с возможностью передачи данных в систему 2 управления двигателем и получения данных из этой системы.
В то время как рассмотренные варианты содержат контроллер 1 контейнера с задающим устройством 205 для управления подачей текучей среды из резервуаров, следует понимать, что вместо этого для управления подачей текучей среды из резервуаров могут использоваться любые программные и/или аппаратные средства управления, например, путем управления клапанами 2, 105, показанными на фиг. 2, системой 2 управления двигателем или другим контроллером, расположенным отдельно от съемного контейнера 14 для текучих сред.
В общем случае контроллер 1 съемного контейнера 14 для текучих сред может содержать только хранилище данных и интерфейс связи, и любое средство управления или любые функциональные возможности, рассмотренные в настоящем описании, могут быть обеспечены одним или более внешними контроллерами, такими как система 2 управления двигателем.
Вообще говоря, идентификационные данные съемного контейнера 14 для текучих сред могут содержать электронный идентификатор, оптический идентификатор, такой как штрих-код, или маркер цветокодирования, такой как метка определенного цвета, на контейнере 14 или любые их комбинации. Независимо от формы представления идентификатора он может быть зашифрован. В некоторых примерах одна или обе линии 32, 34 связи могут быть закрытыми, и данные, передаваемые между контроллером 1 контейнера и системой 2 управления двигателем, и/или между системой 2 управления двигателем и двигателем 4 могут быть зашифрованы соответствующим образом.
В общем случае первая 32 и вторая 34 линии связи могут быть проводными или беспроводными линиями связи и могут содержать оптическую линию. Интерфейсы связи 98 и 106 обеспечиваются сетью CAN транспортного средства, однако могут использоваться и другие подходящие интерфейсы.
В другом примере крепежный элемент 40 не обеспечивается. Вместо него съемный контейнер 14 для текучих сред может удерживаться в нужном положении силой тяжести, за счет посадки внатяг, с использованием байонетного соединения или любого подходящего фиксатора, или же с помощью самоуплотняющихся элементов каналов. В других примерах вместо самоуплотняющихся (пассивных) элементов каналов в стыковочном узле 3 могут обеспечиваться самоуплотняющиеся механизмы, или же могут обеспечиваться управляемые электромеханические или механические уплотнения, которые могут управляться контроллером 1 контейнера или системой 2 управления двигателем. В других примерах могут обеспечиваться уплотнения, устанавливаемые вручную.
В других примерах для каждого резервуара с текучей средой обеспечивается крепежный элемент и соответствующий датчик присоединения, и съемный контейнер для текучих сред выполняется с возможностью обеспечения подачи текучей среды из определенного резервуара лишь в том случае, когда его датчик фиксирует подсоединение этого резервуара для подачи текучей среды.
В то время как в рассмотренных вариантах обеспечивается датчик присоединения, определяющий, что съемный контейнер для текучих сред установлен в стыковочном узле 3 контейнера для обеспечения флюидального сообщения, следует понимать, что обеспечение датчика присоединения не является обязательным. В других вариантах электрические контакты интерфейса 204 связи съемного контейнера 14 для текучих сред могут быть выполнены с возможностью определения установки контейнера в стыковочном узле 3.
Вообще говоря, любой датчик, указанный как обеспечиваемый в двигателе, может быть обеспечен в съемном контейнере для текучих сред, в стыковочном узле контейнера или в системе циркуляции текучей среды, и наоборот.
Информацию о качестве масла можно получить путем измерений электрической емкости или электрического удельного сопротивления. Результаты этих измерений могут указывать, например, на присутствие в масле воды или взвешенных углеродистых частиц. Вышеупомянутый датчик для измерения трения может содержать расходомер или датчик температуры.
Из контекста настоящего описания специалистам в данной области будет ясно, что вышеописанные любые каналы для текучих сред резервуаров могут содержать любые соединительные элементы, пригодные для поддержания флюидального сообщения между резервуаром и соответствующей системой циркуляции текучей среды. Может быть предусмотрена возможность дистанционного отсоединения соединительных элементов каналов от трубопроводов текучей среды. Кроме того, съемный контейнер 14 для текучих сред может содержать исполнительный орган для отсоединения этого контейнера от системы циркуляции текучей среды.
В общем случае одна или несколько функциональных возможностей любых вышеупомянутых процессоров, включая вышеупомянутые функциональные возможности контроллера 1 контейнера и процессора 96 системы 2 управления двигателем, могут обеспечиваться любым подходящим контроллером, например, аналоговыми и/или цифровыми логическими схемами, программируемыми вентильными матрицами, интегральными схемами, специально разработанными для решения конкретной задачи, процессором цифровой обработки сигналов или программным обеспечением, загруженным в программируемый универсальный процессор. В настоящем изобретении также предлагаются компьютерные программные продукты и материальные энергонезависимые носители информации, содержащие команды для программирования процессора с целью реализации одного или более способов, рассмотренных в настоящем описании.
В других примерах вместо хранилища данных системы управления двигателем или дополнительно к нему может обеспечиваться удаленное хранилище данных, такое как "облачное" хранилище данных.
В то время как линии 32, 34 связи, используемые в рассмотренных примерах, указаны как обеспечиваемые сетью CAN транспортного средства, линии передачи данных могут обеспечиваться сетью управления, находящейся вне транспортного средства, или любой подходящей проводной или беспроводной линией связи или их комбинацией.
В то время как в примерах, рассмотренных в настоящем описании, системы циркуляции текучей среды представляют собой системы двигателей (или связанные с ним системы), включая двигатели транспортных средств, вышеописанные съемные контейнеры для текучих сред могут использоваться в других системах текучих сред или в системах циркуляции текучих сред, связанных с двигателями, или с транспортными средствами, или с "обращенными" двигателями.
Следует понимать, что хотя вышеупомянутые системы циркуляции текучих сред показаны как системы с замкнутым контуром, то есть, системы, в которых циркулирующая текучая возвращается в съемный контейнер 14 для текучих сред, однако любая система циркуляции текучей среды может быть системой с разомкнутым контуром, в которой использованная или циркулирующая текучая среда временно или постоянно направляется в другое место, например, в накопительную емкость для использованной текучей среды или в резервуар, в котором она может быть охлаждена или очищена перед повторным использованием, или в некоторых случаях она может быть выведена из двигателя. В частности, если текучая среда представляет собой смазочное масло двигателя, циркулирующая среда может собираться в картере двигателя для фильтрации и возвращения в съемный контейнер 14 для текучих сред или выводиться для другого использования.
Хотя в рассмотренных примерах клапаны 5, 105 указаны как электронные клапаны, однако в других примерах один или несколько клапанов могут быть механическими или электромеханическими с использованием соответствующего задающего устройства. Для каждого резервуара для текучей среды может быть обеспечено более одного клапана.
Следует понимать, что вышеупомянутая система управления двигателем может представлять собой контроллер, управляющий работой двигателя.
Более подробное описание примеров источников данных и примеров контейнеров для текучей среды можно найти в международной заявке № РСТ/ЕР2013/074209, полное содержание которое вводится здесь ссылкой.
Прочие изменения и модификации устройства будут с очевидностью вытекать для специалистов в данной области из контекста настоящего описания.
Что касается в целом чертежей, то следует понимать, что схематические функциональные блок-схемы используются для иллюстрации функциональных возможностей систем и устройства, рассмотренных в настоящем описании. Однако следует понимать, что для реализации этих функциональных возможностей необязательно должно быть такое разбиение как на схемах, и для реализации этих функциональных возможностей могут использоваться и иные структуры аппаратных средств, отличные от описанных и указанных в формуле изобретения. Функция одного или нескольких элементов, показанных на чертежах, может дополнительно разбита и/или распределена между разными частями устройства по настоящему изобретению. В некоторых вариантах функции одного или нескольких элементов, показанных на чертежах, могут быть объединены в одном функциональном блоке.
Вышеприведенные варианты осуществления изобретения должны пониматься как иллюстративные примеры. Могут быть предложены и другие варианты. Следует понимать, что любой признак, указанный в связи с каким-либо вариантом, может использоваться отдельно или в комбинации с другими указанными признаками и может также использоваться в комбинации с одним или несколькими признаками любых других вариантов, а также может использоваться любая комбинация любых других вариантов. Кроме того, могут использоваться также не указанные здесь эквиваленты и модификации рассмотренных вариантов без выхода за пределы объема изобретения, который определяется прилагаемой формулой.
В некоторых примерах одно или несколько запоминающих устройств могут хранить данные и/или программные команды, используемые для осуществления вышеуказанных действий. В вариантах осуществления изобретения также предлагаются материальные энергонезависимые носители информации, содержащие программные команды для программирования процессора для реализации одного или более вышеописанных и/или заявленных способов и/или для обеспечения вышеописанного и/или заявленного устройства обработки данных.
Действия и устройство, рассмотренные в настоящем описании, могут быть реализованы с использованием контроллеров и/или процессоров, которые могут быть запрограммированными устройствами, такими как сборки логических элементов, или логическими схемами, программируемыми пользователем, такими как программное обеспечение и/или программные команды, исполняемые процессором. Другие типы программируемых логических схем включают программируемые процессоры, программируемые цифровые логические схемы (например, программируемая вентильная матрица, программируемое постоянное запоминающее устройство, программируемое постоянное запоминающее устройство с электрическим стиранием), специализированные интегральные микросхемы или любые другие типы цифровых логических схем, программное обеспечение, коды, электронные команды, флеш-память, оптические диски, диски CD-ROM, диски DVD ROM, магнитные или оптические карточки, другие типы машиночитаемых носителей информации, подходящих для хранения электронных команд, или любые подходящие комбинации перечисленных средств.
В других примерах вместо хранилища данных системы управления двигателем или дополнительно к нему может обеспечиваться удаленное хранилище данных, такое как "облачное" хранилище данных.
В то время как линии связи, используемые в рассмотренных примерах, указаны как обеспечиваемые сетью CAN транспортного средства, линии передачи данных могут обеспечиваться сетью управления, находящейся вне транспортного средства, или любой подходящей проводной или беспроводной линией связи или их комбинацией.