Смазочная система для турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания

Авторы патента:

Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно, к смазочным системам для турбокомпрессоров, применяемых как на бензиновых двигателях внутреннего сгорания, так и на дизельных (в дальнейшем - двигателях). Технический результат - исключение статических и знакопеременных циклических напряжений кручения гибкого элемента в месте соединения с прижимным кольцом, приводящих к разгерметизации маслопроводов в условиях вибрационных и температурных воздействий со стороны турбокомпрессора при длительной эксплуатации, а также исключение попадания при работе двигателя картерных газов в корпус подшипников турбокомпрессора и стабилизация работы отводящего маслопровода. Для этого в смазочной системе для турбокомпрессора двигателя гибкий элемент герметично закреплен на прижимном кольце со свободным вращением вокруг своей оси относительно прижимного кольца в месте закрепления, при этом канал для слива смазочного масла из турбокомпрессора выполнен в виде входного и выходного отверстий, оси которых пересекаются под углом =90±10°, причем ось выходного отверстия выполнена под углом =40±10° к фланцу масляного картера двигателя, а во входном отверстии канала размещается цилиндрический патрубок.

Известна смазочная система для турбокомпрессора двигателя, содержащая масляный картер двигателя, насос подачи смазочного масла, главную масляную магистраль двигателя, каналы для смазочного масла в блоке цилиндров, подводящий маслопровод с гибким элементом, зажимными муфтами, ниппелем и прижимным кольцом, корпус подшипников турбокомпрессора, отводящий маслопровод с гибким элементом и сливной штуцер, размещенный в блоке цилиндров. Входная и выходная части подводящего маслопровода выполнены из металлических трубок, соединенных между собой коротким гибким элементом, например, эластичной многослойной трубкой, которая с помощью зажимных муфт крепится неподвижно относительно каждой металлической трубки. Металлическая трубка входной части подводящего маслопровода припаяна к ниппелю, который с помощью накидной гайки неподвижно крепится к блоку цилиндров двигателя. Металлическая трубка выходной части подводящего маслопровода припаяна к прижимному кольцу, которое с помощью полого болта неподвижно крепится к верхней части корпуса подшипников турбокомпрессора. Подводящий маслопровод полностью покрывается высокотермостойким эластичным лаком. Входная и выходная части отводящего маслопровода выполнены из металлических трубок, соединенных между собой коротким гибким элементом - сильфоном, который припаивается к металлическим трубкам. Металлическая трубка входной части отводящего маслопровода припаяна к фланцу, который с помощью двух болтов неподвижно крепится к нижней части корпуса подшипников

турбокомпрессора. Металлическая трубка выходной части отводящего маслопровода припаяна к ниппелю, который с помощью накидной гайки крепится к сливному штуцеру [см. MTZ Motortechnische Zeitschrift 58 (1997) 9, Bild 1, p.467; патент DE №19636841 А 1, Int. Cl⁶: F 17 D 1/08, F 01 M 11/02, дата публикации - 12.03.1998 г.].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относятся жесткое соединение коротких гибких элементов с металлическими трубками и свободный доступ картерных газов в корпус подшипников турбокомпрессора. В местах жестких соединений возникают статические напряжения изгиба и кручения при затяжке ниппеля накидной гайкой, на которые при работе двигателя накладываются дополнительные знакопеременные циклические напряжения изгиба и кручения от вибрационных и температурных воздействий со стороны турбокомпрессора, что приводит к разгерметизации маслопроводов. Свободное прохождение картерных газов в корпус подшипников турбокомпрессора через прямой канал, образуемый штуцером и отводящим маслопроводом, может приводить к периодическому запиранию вспененного смазочного масла в корпусе подшипников турбокомпрессора и его попаданию в системы газообмена двигателя.

Наиболее близкой смазочной системой того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является смазочная система для турбокомпрессора двигателя, содержащая масляный картер двигателя, насос подачи смазочного масла, главную масляную магистраль двигателя, каналы для смазочного масла в блоке цилиндров, подводящий маслопровод с гибким элементом, корпус подшипников турбокомпрессора, отводящий маслопровод с гибким элементом, штуцер, размещенный в картере двигателя выше уровня смазочного масла и образующий канал для слива смазочного масла из турбокомпрессора. Два ниппеля с помощью зажимных муфт крепятся неподвижно относительно гибкого элемента подводящего маслопровода, выполненного из фторопластовой трубки с наружной металлической оплеткой. Ниппель входного участка подводящего маслопровода с помощью накидной гайки

неподвижно крепится к прижимному кольцу, которое с помощью полого болта неподвижно крепится к блоку цилиндров двигателя. Ниппель выходного участка подводящего маслопровода с помощью накидной гайки неподвижно крепится к корпусу подшипников турбокомпрессора. Между входной и выходной частями отводящего маслопровода, выполненных из коротких металлических трубок, расположен гибкий элемент, который с помощью зажимных муфт крепится неподвижно относительно каждой металлической трубки. Металлическая трубка входной части отводящего маслопровода припаяна к фланцу, который с помощью двух болтов неподвижно крепится к нижней части корпуса подшипников турбокомпрессора. Металлическая трубка выходной части отводящего маслопровода припаяна к ниппелю, который с помощью накидной гайки крепится к штуцеру для свободного слива вспененного масла в масляный картер двигателя [см. MTZ Motortechnische Zeitschrift 53 (1992) 5, Bild - p.214 и Bild 1 - p.215; http://www.atpturbo.com/root/releases/release O52704.htm].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относятся жесткое соединение гибких элементов с металлическими трубками и свободный доступ картерных газов в корпус подшипников турбокомпрессора. В местах жестких соединений возникают статические напряжения изгиба и кручения при затяжке ниппеля накидной гайкой, на которые при работе двигателя накладываются дополнительные знакопеременные циклические напряжения изгиба и кручения от вибрационных и температурных воздействий со стороны турбокомпрессора, что приводит при длительной эксплуатации автомобиля к разгерметизации дорогостоящих маслопроводов. Свободное прохождение картерных газов в корпус подшипников турбокомпрессора через прямой канал, образуемый штуцером и отводящим маслопроводом, может приводить к периодическому запиранию вспененного смазочного масла в корпусе подшипников турбокомпрессора и его попаданию в системы газообмена двигателя.

Сущность полезной модели - применение в смазочной системе для турбокомпрессора двигателя подводящего маслопровода, гибкий элемент которого герметично закреплен на прижимном кольце со свободным вращением вокруг своей оси относительно прижимного кольца в месте закрепления без разгерметизации стыка, а также применение канала в масляном картере двигателя для слива смазочного масла из турбокомпрессора, который выполнен в виде входного с патрубком и выходного отверстий с пересекающимися под заданным углом осями.

Технический результат - исключение статических и знакопеременных циклических напряжений кручения гибкого элемента в месте его закрепления на прижимном кольце, приводящих к разгерметизации маслопроводов в условиях вибрационных и температурных воздействий со стороны турбокомпрессора при длительной эксплуатации, а также исключение попадания при работе двигателя картерных газов в корпус подшипников турбокомпрессора и стабилизация работы отводящего маслопровода.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в смазочной системе для турбокомпрессора двигателя, содержащей масляный картер двигателя, насос подачи смазочного масла, главную масляную магистраль двигателя, каналы для смазочного масла в блоке цилиндров, подводящий маслопровод с гибким элементом, зажимными муфтами и, по крайней мере с одним прижимным кольцом, корпус подшипников турбокомпрессора, отводящий маслопровод с гибким элементом, канал, размещенный в картере двигателя выше уровня смазочного масла, особенностью является то, что гибкий элемент герметично закреплен на прижимном кольце со свободным вращением вокруг своей оси относительно прижимного кольца в месте закрепления, при этом канал для слива смазочного масла из турбокомпрессора выполнен в виде входного и выходного отверстий, оси которых пересекаются под углом =90±10°, причем ось выходного отверстия выполнена под углом =40±10° к фланцу масляного картера

двигателя, кроме того, во входном отверстии канала размещен цилиндрический патрубок.

Выполнение смазочной системы для турбокомпрессора двигателя описанным выше образом с использованием всей предложенной совокупности существенных признаков позволяет исключить статические и знакопеременные циклические напряжения кручения гибкого элемента в месте его закрепления на прижимном кольце, приводящие к разгерметизации нагнетательного маслопровода в условиях вибрационных и температурных воздействий со стороны турбокомпрессора при длительной эксплуатации, а также исключить попадание при работе двигателя картерных газов в корпус подшипников турбокомпрессора и стабилизировать работу отводящего маслопровода.

Для пояснения настоящей полезной модели приведены следующие иллюстрации:

на фиг.1 - изображена схема смазочной системы для турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания;

на фиг.2 - изображен осевой разрез канала с патрубком для слива смазочного масла из турбокомпрессора в масляный картер двигателя.

Смазочная система для турбокомпрессора 1 двигателя содержит масляный картер 2 двигателя, насос 3 подачи смазочного масла, главную масляную магистраль 4 двигателя, каналы 5 для смазочного масла в блоке цилиндров 6, подводящий маслопровод с гибким элементом 7, с двумя зажимными муфтами 8 и 9, с двумя прижимными кольцами 10 и 11, корпус подшипников турбокомпрессора 12, отводящий маслопровод с гибким элементом 13, канал 14, размещенный в картере 2 двигателя выше уровня 15 смазочного масла и предназначенный для слива смазочного масла из турбокомпрессора 1. Гибкий элемент 7 подводящего маслопровода с помощью зажимных муфт 8 и 9 герметично соединен с прижимными кольцами 10 и 11 со свободным вращением вместе с зажимными муфтами 8 и 9 вокруг своей оси относительно прижимных колец 10 и 11. Канал 14 для слива смазочного масла из корпуса подшипников 12 турбокомпрессора 1 выполнен в виде входного 16 и

выходного 17 отверстий, оси которых пересекаются под углом =90±10°, причем ось выходного отверстия 17 выполнена под углом =40±10° к фланцу 18 масляного картера 2 двигателя, что позволяет при прохождении потока смазочного масла в канале 14 образовать сплошную масляную пробку, предотвращающую прохождение картерных газов в корпус 12 подшипников турбокомпрессора 1, и стабилизировать работу отводящего маслопровода за счет образования масляного столба в гибком элементе 13. Во входном 16 отверстии размещен цилиндрический патрубок 19. Гибкий элемент 7 подводящего маслопровода выполнен из фторопластовой трубки с защитной металлической оплеткой. Прижимное кольцо 10 подводящего маслопровода полым болтом 20 неподвижно крепится к блоку цилиндров 6, а прижимное кольцо 11 с помощью полого болта 21 неподвижно крепится к верхней части корпуса 12 подшипников турбокомпрессора 1. К нижней части корпуса подшипников 12 турбокомпрессора 1 крепится фланец с патрубком 22. Гибкий элемент 13 отводящего маслопровода, выполненный из резиновой трубки, с помощью хомутов неподвижно крепится к патрубкам 19 и 22.

Смазочная система для турбокомпрессора двигателя работает следующим образом.

При монтаже, а также в условиях вибрационных и температурных воздействий со стороны турбокомпрессора при работе двигателя гибкий элемент 7 подводящего маслопровода вместе с зажимными муфтами 8 и 9 занимает произвольное положение относительно прижимных колец 10 и 11. Из масляного картера 2 насос 3 подает под давлением смазочное масло в главную масляную магистраль 4 двигателя, откуда по каналам 5 в блоке цилиндров 6 оно поступает через полый болт 20 в подводящий маслопровод с гибким элементом 7 и, далее, через полый болт 21 - в верхнюю часть корпуса 12 подшипников турбокомпрессора 1, где происходит смазывание и охлаждение подшипников ротора турбокомпрессора 1. Из подшипников ротора смазочное масло свободно стекает в нижнюю часть корпуса 12 подшипников турбокомпрессора 1, далее, через отводящий маслопровод с гибким элементом 13

и канал 14 - в масляный картер 2. В канале 14 поток смазочного масла меняет направление, образуя сплошную масляную пробку, предотвращающую прохождение картерных газов в корпус 12 подшипников турбокомпрессора 1. Высота масляного столба в гибком элементе 13 изменяется в зависимости от расхода смазочного масла через турбокомпрессор 1.

Преимущество полезной модели состоит в том, что по сравнению с известными смазочными системами для турбокомпрессора происходит исключение статических и знакопеременных циклических напряжений кручения гибкого элемента в месте его соединения с прижимным кольцом, приводящих к разгерметизации маслопроводов в условиях вибрационных и температурных воздействий со стороны турбокомпрессора при длительной эксплуатации, а также исключение попадания при работе двигателя картерных газов в корпус подшипников турбокомпрессора и стабилизация работы отводящего маслопровода за счет применения в смазочной системе для турбокомпрессора двигателя подводящего маслопровода, гибкий элемент которого вместе с зажимной муфтой свободно вращается вокруг своей оси относительно прижимного кольца без разгерметизации стыка, а также применения канала в масляном картере двигателя для слива смазочного масла из турбокомпрессора, который выполнен в виде входного с патрубком и выходного отверстий с пересекающимися под заданным углом осями.

1. Смазочная система для турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания, содержащая масляный картер двигателя, насос подачи смазочного масла, главную масляную магистраль двигателя, каналы для смазочного масла в блоке цилиндров, подводящий маслопровод с гибким элементом, зажимными муфтами и, по крайней мере, с одним прижимным кольцом, корпус подшипников турбокомпрессора, отводящий маслопровод с гибким элементом, канал, размещенный в картере двигателя выше уровня смазочного масла, отличающаяся тем, что гибкий элемент герметично закреплен на прижимном кольце со свободным вращением вокруг своей оси относительно прижимного кольца в месте закрепления.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что канал для слива смазочного масла из турбокомпрессора выполнен в виде входного и выходного отверстий, оси которых пересекаются под углом =90±10°, причем ось выходного отверстия выполнена под углом =40±10° к фланцу масляного картера двигателя.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что во входном отверстии канала размещен цилиндрический патрубок.