СИСТЕМА ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ПЕРЕКАЧКИ СМАЗОЧНОГО МАТЕРИАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
COMBUSTION ENGINE FORCED LUBRICATION SYSTEM

Область применения: изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к системам и устройствам тепловых двигателей внутреннего сгорания. Раскрыты системы и способы для регулирования давления масла, подаваемого к компонентам двигателя.
Известно, что на мощных тяжелых ДВС (дизелях), таких как судовые и тепловозные двигатели, двигатели больших карьерных самосвалов, применяется предварительное предпусковое прокачивание масла по системе смазки двигателя, чем достигается появление смазывающего вещества в парах трения (шейка коленчатого вала, подшипники скольжения, и др.).
Известна «Система смазки двигателя внутреннего сгорания с предпусковой прокачкой масла» (Лебедьков К.В., Лебедьков В.М. RU87463U1, МПК F01M 1/02 (2006.01), 26.06.2009 г.). Система смазки с предпусковой прокачкой масла включает основной маслонасос, приводимый в действие ДВС и дополнительный шестеренчатый маслонасос, приводимый в действие электродвигателем, закрепленным на крышке маслонасоса и включаемым перед запуском двигателя внутреннего сгорания. Дополнительный маслонасос подключен параллельно основному маслонасосу и забирает масло из поддона двигателя через отдельную маслозаборную трубку (на некоторых двигателях можно использовать маслозаборник основного насоса), опущенную в поддон через трубу вентиляции картера двигателя. Маслозаборная трубка имеет на своем конце сетчатый маслозаборник. Напорный резиновый рукав подает масло к масляному фильтру системы маслоподачи двигателя. Шестеренчатый маслонасос содержит корпус, в котором размещена пара шестерен: ведущая и ведомая, установленные на осях в подшипниках скольжения, и двух крышек, в одной из которых размещен редукционный клапан, а в другой - приводной редуктор. Ведущая шестерня редуктора насажена на вал электродвигателя и приводит в действие его ведомую шестерню, которая в свою очередь насажена на вал, связанный с ведущей шестерней маслонасоса, приводящей в действие его ведомую шестерню.
Известна «Автономная система подачи масла в двигатель внутреннего сгорания и турбокомпрессор» (Санников Д.А. RU2706329C1, МПК F01M 1/02 (2006.01), F01M 11/04 (2006.01), 31.10.2018 г.) Автономная система подачи масла в двигатель внутреннего сгорания и турбокомпрессор, содержащая маслозакачивающий насос с электроприводом, управляемый блоком управления, связанного с замком зажигания и имеющего электрическую связь с аккумуляторной батареей, датчик температуры масла, в соответствии с изобретением система имеет автономный маслозакачивающий насос, дополнительный датчик температуры и давления масла, монтируемые на маслозакачивающий трубопровод автономного маслозакачивающего насоса, при этом главная масляная магистраль двигателя внутреннего сгорания и штатная линия подачи масла к турбокомпрессору соединены с линией автономной подачи масла через обратный клапан, а потоки предварительно нагнетаемого масла регулируются электроклапанами, которые смонтированы на линии подачи масла в главную масляную магистраль и на линии подачи масла к валу турбокомпрессора, управление электроклапанами и продолжительностью работы автономного маслозакачивающего насоса осуществляется блоком управления. Изобретение обеспечивает поступление масла на трущиеся элементы двигателя перед запуском, а также охлаждение вала турбокомпрессора после останова двигателя.
Известно «Устройство для предпусковой смазки двигателя внутреннего сгорания» (Денисов А.С., Альмеев Р.И., RU88737U, МПК F01M 1/02 (2006.01), 16.06.2009 г.). Устройство для предпусковой смазки двигателя внутреннего сгорания, содержащее связанный с масляной магистралью двигателя маслозакачивающий насос с электроприводом, подключенным к бортовому аккумулятору через блок управления, содержащий реле включения устройства, реле времени работы насоса и реле давления масла, отличающееся тем, что устройство содержит автономный привод для насоса, маслозаборный патрубок которого через соответствующий штуцер соединен с маслосливным отверстием в картере двигателя. Техническое решение данного устройства взято за прототип.
Все представленные выше устройства имеют существенный недостаток: неспособность обеспечить решение комплексной задачи многофункциональности дополнительного масляного контура, отвечающего: за поддержание оптимального давления масла в двигателе в предпусковом режиме и вероятном падении давления в масляной магистрали; упрощение процесса технического воздействия замены смазочного материала и сведении к минимуму возможности его розлива.
Задачей и техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является: поддержание оптимального давления масла в двигателе в предпусковом режиме и вероятном падении давления в масляной магистрали; упрощение процесса технического воздействия в области замены смазочного материала.
Система принудительной перекачки смазочного материала, решающая комплексную задачу многофункциональности дополнительного масляного контура, отвечающего: за принудительное создание избыточного давления в масляной магистрали перед запуском двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и в режиме масляного голодания; удаление смазочного материала из поддона картера ДВС при проведении технического обслуживания (ТО); возобновление уровня масла в смазочной системе. Представленная система дает возможность запуска ДВС с предварительным нагнетанием смазочного материала в масляную магистраль, обеспечивая гидродинамический режим смазки на всех режимах работы двигателя; позволяет сократить время проведения регламентных работ, повысив коэффициент технической готовности обслуживаемой техники, и сводит к минимуму возможность розлива, тем самым положительно сказываясь на экологическом аспекте процесса; при падении давления в масляной магистрали система способна порционно подавать смазочный материал из дополнительного резервуара, создавая достаточный временной отрезок для останова двигателя и минимизации отрицательных воздействий возможного масляного голодания.
Согласно изобретению предложена система принудительной перекачки смазочного материала двигателя внутреннего сгорания, включающая фильтрующий элемент, масляные рукава, распределители, системы клапанов, регулирующих давление, дополнительный масляный резервуар, манометр, проставку перед полнопоточным масляным фильтром, резервуар для сбора и хранения отработанного масла, масляный насос шестеренчатого типа с приводом от электродвигателя, соединенный с бортовой сетью транспортного средства.
На фиг. 1 представлена гидравлическая схема системы принудительной перекачки смазочного материала, смонтированная в двигатель внутреннего сгорания, на фиг. 2 выполнена принципиальная схема предлагаемой системы.
Система состоит из: 1 - резервуар хранения масла двигателя внутреннего сгорания (поддон картера); 2 - масляный насос шестеренчатого типа; 3 - фильтрующий элемент; 4 - распределители; 5 - обратные клапана; 6 - масляный резервуар; 7 - резервуар для сбора и хранения отработанного масла; 8 - масляный насос шестеренчатого типа с приводом от электродвигателя, соединенный с бортовой сетью транспортного средства; 9 - клапан сброса давления; 10 - манометр; 11 - датчик давления масла в масляной магистрали ДВС; 12 - проставка; 13 - полнопоточный фильтр очистки масла; 14 - масляные рукава (шланги).
Система работает следующим образом:
Общеизвестно, что система смазки двигателя внутреннего сгорания играет главнейшую роль в долговечности работы двигателя. Наибольший износ двигателя (до 70%) происходит во время пуска двигателя в работу, в особенности, во время пуска двигателя в холодное время. При запуске двигателя наблюдается граничная смазка, когда поверхности двигающихся частей находятся в непосредственном контакте. Слой масла между ними минимален или полностью отсутствует, что ведет к чрезмерному износу деталей двигателя. Для уменьшения отрицательных последствий данного явления необходимо создавать избыточное давление масла в масляной магистрали перед первым запуском двигателя. Для этого смазочный материал забирается из резервуара 1, проходит первичную очистку фильтрующим элементом 3 и подается в проставку 12 перед полнопоточным фильтром очистки масла 13 двигателя внутреннего сгорания через систему масляных рукавов (шлангов) 14. Распределители 4 переведены в режим циркуляции смазочного материала по системе, избыточное давление достигается масляным насосом шестеренчатого типа с приводом от электродвигателя, соединенным с бортовой сетью транспортного средства 8. Обратный клапан 5 препятствует потере давления, вызванной возможным движением масла через масляный насос 2 в резервуар хранения масла двигателя внутреннего сгорания (поддон картера) 1. При достижении достаточного давления в масляной магистрали датчик давления 11 подает сигнал для отключения масляного насоса шестеренчатого типа с приводом от электродвигателя 8. Представленная система дает возможность запуска ДВС с предварительным нагнетанием смазочного материала в масляную магистраль, обеспечивая гидродинамический режим смазки на всех режимах работы двигателя.
Во время проведения регламентных работ по обслуживанию ДВС и замене смазочного материала система принудительной перекачки позволяет произвести откачку масла в резервуар для сбора и хранения отработанного масла 7. Распределитель 4 переведен в режим открытия резервуара сбора и хранения отработанного масла 7, который заполняется посредством перекачки смазочного материала из поддона картера 1 масляным насосом шестеренчатого типа с приводом от электродвигателя 8. Это позволяет откачивать любой объем масла из системы смазки ДВС и сводит к минимуму возможность розлива, тем самым положительно сказываясь на экологическом аспекте процесса проведения регламентных работ. Известны двигатели, имеющие объем масла, превышающий нормы нагрузки на человека при проведении погрузочно-разгрузочных работ. В представленной автором системе присутствует возможность заполнения смазочным материалом ДВС из масляного резервуара 6. Это позволит сократить время проведения регламентных работ, повысив коэффициент технической готовности обслуживаемой техники.
Существует множество причин, снижающих давление масла в масляной магистрали в процессе работы ДВС и приводящих к масляному голоданию его элементов. Масляное голодание - это нарушенная работа системы смазки двигателя, проявляющаяся недостаточным количеством поступающего смазочного материала к отдельным агрегатам, узлам и парам трения. Результатом работы в режиме масляного голодания будет существенный износ или полный выход из строя двигателя. Сигнализатором низкого давления масла является индикатор на панели приборов транспортного средства. Но при подаче сигнала на контрольную лампу давление в масляной магистрали уже является минимальным или полностью отсутствует, что не дает запаса времени на безопасный останов двигателя. По задумке автора представленная система способна порционно подавать смазочный материал из дополнительного масляного резервуара 6 в магистраль, создавая достаточный временной отрезок для останова двигателя и минимизации отрицательных воздействий возможного масляного голодания.
Также несомненным преимуществом авторского варианта является отсутствие внесения изменений в конструкцию двигателя, что позволяет производить монтаж и демонтаж системы в кратчайшие сроки. Система может быть внедрена на любой двигатель внутреннего сгорания в систему смазки преимущественно с мокрым картером. Разнесение узлов из соображений эргономики не влияет на эффективность работы предлагаемой системы.