RU2015354C1

RU2015354C1 - Lubrication system of internal combustion engine

Info

Publication number: RU2015354C1
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Никитин; Валерий Палванович Аразов; Алексей Федорович Поляков; Евгений Алексеевич Шутков; Анатолий Григорьевич Бондаренко; Анатолий Кириллович Тярасов; Лев Давидович Юз; Виктор Александрович Слышинский
Original assignee: Евгений Александрович Никитин; Валерий Палванович Аразов; Алексей Федорович Поляков; Евгений Алексеевич Шутков; Анатолий Григорьевич Бондаренко; Анатолий Кириллович Тярасов; Лев Давидович Юз; Виктор Александрович Слышинский
Priority date: 1990-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1994-06-30

Abstract

FIELD: engine manufacture. SUBSTANCE: lubrication system has vessel 1 for circulation oil, main pump 2, self-cleaning filter 3 with line 4 of continuous drain, centrifugal filter 6 with drive, auxiliary pump 8 drive, separator 10. Inlet of auxiliary pump 8 communicates with line 4 of continuous drain and through separator 10 with vessel 1. Such design of lubrication system makes it possible to reduce operational expenses due to intensification of recovery of filtering surfaces of self-cleaning filter and to improve operation of centrifugal filter. Description specified versions of separator. EFFECT: reduced operational expenses, improved operation of centrifugal filter. 9 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к ДВС, а именно к системам смазки ДВС с самоочищающимися фильтрами. The invention relates to internal combustion engines, and in particular to lubrication systems of internal combustion engines with self-cleaning filters.

Известна система смазки ДВС, содержащая емкость для циркуляционного масла, главный насос с входом, сообщенный с емкостью, и выходом, самоочищающийся фильтр с линией непрерывного стока загрязнений, входом, сообщенным с выходом главного насоса, и выходом, главную масляную магистраль, сообщенную с выходом самоочищающегося фильтра, центробежный фильтр с приводом, выходом, сообщенным с емкостью для циркуляционного масла, и входом и вспомогательный насос с приводом, выходом, сообщенным с входом центробежного фильтра, и входом. A known ICE lubrication system comprising a tank for circulating oil, a main pump with an input connected to the tank and an output, a self-cleaning filter with a continuous contaminant drain line, an input communicated with the output of the main pump and an output, a main oil line communicated with the output of a self-cleaning filter, a centrifugal filter with a drive, an output communicated with the tank for circulating oil, and an input and an auxiliary pump with a drive, an output communicated with the input of the centrifugal filter, and the input.

Однако в известной конструкции не предусмотрены средства для интенсификации восстановления фильтрующих поверхностей самоочищающегося фильтра. However, in the known construction, no means are provided for intensifying the restoration of the filter surfaces of the self-cleaning filter.

Целью изобретения является уменьшение эксплуатационных расходов на двигатели с самоочищающимся фильтром и очисткой стока из него в центробежном фильтре за счет интенсификации восстановления фильтрующих поверхностей самоочищающегося фильтра и улучшения работы центробежного фильтра. The aim of the invention is to reduce operating costs for engines with a self-cleaning filter and cleaning the drain from it in a centrifugal filter due to the intensification of the restoration of the filter surfaces of the self-cleaning filter and improving the operation of the centrifugal filter.

Поставленная цель достигается тем, что система смазки ДВС, содержащая емкость для циркуляционного масла, главный насос с входом, сообщенным с емкостью, и выходом, самоочищающийся фильтр с линией непрерывного стока загрязнений, входом, сообщенным с выходом главного насоса, и выходом, главную масляную магистраль, сообщенную с выходом самоочищающегося фильтра, центробежный фильтр с приводом, выходом, сообщенным с емкостью для циркуляционного масла, и входом и вспомогательный насос с приводом, выходом, сообщенным с входом центробежного фильтра, и входом, снабжена разделительным устройством, а вход вспомогательного насоса сообщен с линией непрерывного стока загрязнений из самоочищающегося фильтра и через разделительное устройство с емкостью для циркуляционного масла. This goal is achieved by the fact that the ICE lubrication system containing a tank for circulating oil, a main pump with an input connected to the tank and an output, a self-cleaning filter with a continuous contamination drain line, an input communicated with the output of the main pump and an output, the main oil line connected to the output of a self-cleaning filter, a centrifugal filter with a drive, an output connected to a tank for circulating oil, and an input and an auxiliary pump with a drive, an output connected to the input of a centrifugal filter pa, and the inlet is provided with a separating device, and the auxiliary pump inlet line communicates with a continuous flow of contaminants from a self-cleaning filter and through the separation apparatus with a container for circulating oil.

Поставленная цель достигается также тем, что в одном из вариантов предлагаемой системы смазки привод вспомогательного насоса связан с валом двигателя, а привод центробежного фильтра выполнен гидравлическим и подключен входом к выходу вспомогательного насоса. This goal is also achieved by the fact that in one of the options for the proposed lubrication system, the auxiliary pump drive is connected to the motor shaft, and the centrifugal filter drive is made hydraulic and is connected by the input to the auxiliary pump output.

В другом варианте привод вспомогательного насоса выполнен автономным, а привод центробежного фильтра выполнен гидравлическим и подключен входом к выходу вспомогательного насоса. In another embodiment, the auxiliary pump drive is autonomous, and the centrifugal filter drive is hydraulic and is connected by the input to the output of the auxiliary pump.

Кроме того, приводы вспомогательного насоса и центробежного фильтра могут быть выполнены автономными или заодно в виде общего приводного двигателя. In addition, the drives of the auxiliary pump and the centrifugal filter can be made stand-alone or at the same time as a common drive motor.

Разделительное устройство в линии связи входа вспомогательного насоса с емкостью для циркуляционного масла может быть выполнено в виде обратного клапана или в виде регулятора разрежения. The separation device in the communication line of the input of the auxiliary pump with the tank for circulating oil can be made in the form of a check valve or in the form of a vacuum regulator.

В другом варианте разделительное устройство в линии связи входа вспомогательного насоса с емкостью для циркуляционного масла может быть выполнено в виде включенных последовательно обратного клапана, дросселя с периодически изменяющимся проходным сечением и включенного параллельно им регулятора постоянной составляющей разрежения либо система может быть снабжена блоком управления и датчиком разрежения, а разделительное устройство выполнено в виде установленных последовательно регулятора постоянной составляющей разрежения и осциллятора разрежения (устройства создания переменной составляющей разрежения), причем последний подключен к блоку управления, а блок управления связан с датчиком разрежения. In another embodiment, the separation device in the communication line of the input of the auxiliary pump with the tank for circulating oil can be made in the form of a check valve connected in series, a throttle with a periodically changing flow cross-section and a constant pressure component regulator connected in parallel with it, or the system can be equipped with a control unit and a vacuum sensor and the separation device is made in the form of a sequentially installed regulator of the constant component of rarefaction and oscillations a rarefaction generator (a device for creating a variable rarefaction component), the latter being connected to the control unit, and the control unit connected to the rarefaction sensor.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы смазки ДВС с раздельными приводами вспомогательного насоса и центробежного фильтра; на фиг. 2 - блок-схема с приводами вспомогательного насоса и центробежного фильтра, выполненными заодно в виде общего приводного двигателя; на фиг. 3 - блок-схема по фиг. 1 с разделительным устройством в виде обратного клапана; на фиг. 4 - блок-схема, где разделительное устройство выполнено в виде регулятора разрежения; на фиг. 5 - блок-схема, где разделительное устройство содержит включенные последовательно обратный клапан, дроссель с периодически изменяющимся проходным сечением и включенный параллельно им регулятор постоянной составляющей разрежения; на фиг. 6 - блок-схема системы смазки, снабженной блоком управления и датчиком разрежения, причем разделительное устройство выполнено в виде установленных последовательно регулятора постоянной составляющей разрежения и осциллятора разрежения, при этом последний подключен к блоку управления, а блок управления связан с датчиком разрежения. In FIG. 1 shows a block diagram of an internal combustion engine lubrication system with separate drives of an auxiliary pump and a centrifugal filter; in FIG. 2 is a block diagram with auxiliary pump and centrifugal filter drives, made at the same time as a common drive motor; in FIG. 3 is a block diagram of FIG. 1 with a separation device in the form of a check valve; in FIG. 4 is a block diagram where the separation device is made in the form of a rarefaction regulator; in FIG. 5 is a block diagram, where the separation device comprises a check valve connected in series, a throttle with a periodically changing passage section and a constant pressure regulator connected in parallel with it; in FIG. 6 is a block diagram of a lubrication system equipped with a control unit and a rarefaction sensor, the separation device being made in the form of a successively installed rarefaction constant component regulator and a rarefaction oscillator, the latter being connected to the control unit, and the control unit is connected to the rarefaction sensor.

Система смазки ДВС содержит емкость 1 для циркуляционного масла, главный насос 2, самоочищающийся фильтр 3 с линией 4 непрерывного стока загрязнений, главную масляную магистраль 5, центробежный фильтр 6 с приводом 7, вспомогательный насос 8 с приводом 9, причем приводы 7 и 9 центробежного фильтра 6 и вспомогательного насоса 8 могут быть выполнены заодно в виде общего приводного двигателя, и разделительное устройство 10. Это устройство может быть выполнено в виде обратного клапана 11 либо регулятора разрежения 12, либо включенных последовательно обратного клапана 11, дросселя 13 с периодически изменяющимся проходным сечением и включенного параллельно им регулятора 14 постоянной составляющей разрежения, либо включенных последовательно регулятора 14 постоянной составляющей разрежения и осциллятора 15 разрежения, подключенного к блоку 16 управления, который связан с датчиком 17 разрежения. The ICE lubrication system contains a tank 1 for circulating oil, a main pump 2, a self-cleaning filter 3 with a continuous contamination drain line 4, a main oil line 5, a centrifugal filter 6 with a drive 7, an auxiliary pump 8 with a drive 9, and the drives 7 and 9 of the centrifugal filter 6 and the auxiliary pump 8 can be made at the same time as a common drive motor, and a separation device 10. This device can be made in the form of a check valve 11 or a vacuum regulator 12, or connected in series atnogo valve 11, a throttle 13 with periodically changing passage section and connected in parallel to them regulator 14 dilution constant component, or connected in series regulator 14, the constant component dilution and dilution oscillator 15 connected to the control unit 16, which is connected to sensor 17 dilution.

Система работает следующим образом. The system operates as follows.

Главный насос 2 забирает масло из емкости 1 и через самоочищающийся фильтр направляет его в главную масляную магистраль 5. Отработавшее в двигателе масло возвращается вновь в емкость 1, завершая главный круг циркуляции. В процессе работы главного контура самоочищающийся фильтр непрерывно очищается в соответствии со своим принципом действия и сбрасывает загрязнения, смытые частью масла, отобранного из главного круга циркуляции, в линию 4. The main pump 2 takes oil from the tank 1 and through a self-cleaning filter directs it to the main oil line 5. The oil used in the engine returns to the tank 1 again, completing the main circulation circle. During the operation of the main circuit, the self-cleaning filter is continuously cleaned in accordance with its operating principle and discharges contaminants washed away by a part of the oil taken from the main circulation circle into line 4.

Вспомогательный насос 8 имеет производительность, большую, чем максимальный расчетный расход в линии 4, он отсасывает из этой линии загрязнения, предотвращая возникновение в ней подпора. Некоторое количество масла, равное разности между производительностью насоса 8 и поступлением из линии 4, засасывается им из емкости 1 через разделительное устройство 10. Насос 8 нагнетает смесь масла и загрязнений в центробежный фильтр 6, откуда очищенное масло сливается в емкость 1 и таким образом возвращается в главный круг циркуляции без загрязнения, а поэтому не оказывает вредного влияния на общее состояние масла в системе. The auxiliary pump 8 has a capacity greater than the maximum estimated flow rate in line 4, it sucks from this line of pollution, preventing the occurrence of backwater in it. A certain amount of oil, equal to the difference between the capacity of the pump 8 and the intake from line 4, is sucked by it from the tank 1 through the separation device 10. The pump 8 pumps a mixture of oil and contaminants into a centrifugal filter 6, from where the purified oil is drained into the tank 1 and thus returns to the main circulation circle without pollution, and therefore does not adversely affect the general condition of the oil in the system.

Благодаря постоянному разрежению в линии 4 повышается эффективность самоочистки фильтра 3. Due to the constant vacuum in line 4, the efficiency of self-cleaning of the filter 3 is increased.

Расход в контуре вспомогательный насос 8 - центробежный фильтр 6 - емкость 1 составляет несколько процентов от расхода в главном круге циркуляции. Поэтому затраты мощности на привод насоса 8 невелики и он подбирается по напору так, чтобы обеспечить требуемую частоту вращения ротора центробежного фильтра 6 в случае, когда последний имеет гидравлический привод 7. The flow rate in the circuit of the auxiliary pump 8 - centrifugal filter 6 - capacity 1 is a few percent of the flow rate in the main circulation circle. Therefore, the power consumption for the drive of the pump 8 is small and it is selected according to the pressure so as to provide the required rotational speed of the rotor of the centrifugal filter 6 in the case when the latter has a hydraulic drive 7.

Если ДВС работает в узком диапазоне частот вращения, то вспомогательный насос 8 может иметь привод 9 от вала двигателя, поскольку в этом случае благодаря постоянству частоты вращения ДВС вспомогательный насос также будет работать при постоянных оптимальных для действия системы смазки частоте вращения и производительности. Конструкция же системы смазки из-за отсутствия отдельного приводного двигателя у этого насоса упрощается. If the internal combustion engine operates in a narrow range of rotational speeds, the auxiliary pump 8 can have a drive 9 from the motor shaft, because in this case, due to the constant speed of the internal combustion engine, the auxiliary pump will also operate at constant optimal speed and performance for the lubrication system. The design of the lubrication system due to the lack of a separate drive motor for this pump is simplified.

Если ДВС работает в широком диапазоне частот вращения, то вспомогательный насос 8 приводится в действие от автономного привода 9, например от электродвигателя, и благодаря неизменным частоте вращения и производительности создает оптимальное постоянное давление перед центробежным фильтром 6 с гидроприводом 7 не зависимо от режимов работы ДВС. If the internal combustion engine operates in a wide range of rotational speeds, the auxiliary pump 8 is driven from an autonomous drive 9, for example, from an electric motor, and due to the constant rotational speed and performance creates optimal constant pressure in front of the centrifugal filter 6 with hydraulic actuator 7, regardless of the internal combustion engine operating modes.

Такой же положительный эффект достигается, если приводы 7 и 9 у центробежного фильтра 6 и вспомогательного насоса 8 выполнены автономными. В этом варианте, также как и в предыдущем, центробежный фильтр 6 работает в оптимальном режиме не зависимо от режимов работы ДВС. The same positive effect is achieved if the drives 7 and 9 of the centrifugal filter 6 and the auxiliary pump 8 are made autonomous. In this embodiment, as in the previous one, the centrifugal filter 6 operates in the optimal mode regardless of the operating modes of the internal combustion engine.

Изображенные на фиг. 2 центробежный фильтр 6 и вспомогательный насос 8 приводятся в действие от выполненных заодно приводов в виде общего приводного двигателя, то есть они образуют известную схему сепаратора. Сток из самоочищающегося фильтра очищается в таком сепараторе так же эффективно, как и в описанных ранее вариантах, не зависимо от частоты вращения ДВС. Depicted in FIG. 2, the centrifugal filter 6 and the auxiliary pump 8 are driven from integral drives in the form of a common drive motor, that is, they form a known separator circuit. The drain from the self-cleaning filter is cleaned in such a separator as efficiently as in the previously described variants, regardless of the engine speed.

Изображенный на фиг. 3 обратный клапан 11 в качестве разделительного устройства предотвращает сброс неочищенного стока из самоочищающегося фильтра 3 в емкость 1 для циркуляционного масла в случае, если возникнет нерасчетный для системы режим и величина этого стока превысит производительность вспомогательного насоса 8. Depicted in FIG. 3, the non-return valve 11 as a separation device prevents the discharge of untreated drain from the self-cleaning filter 3 into the circulation oil tank 1 in the event that an off-design mode for the system occurs and the value of this drain exceeds the capacity of the auxiliary pump 8.

Изображенный на фиг. 4 мембранно-клапанный регулятор разрежения 12, установленный в качестве разделительного устройства, при работе маслосистемы меняет расход масла из емкости 1, автоматически поддерживая постоянное разрежение в линии 4, и создает этим оптимальные условия для процесса восстановления фильтрующих поверхностей фильтра 3 и для работы насоса 8 не зависимо от изменения интенсивности стока и других параметров системы смазки. Он же играет роль обратного клапана 11. Depicted in FIG. 4, a membrane-valve rarefaction regulator 12, installed as a separation device, during the operation of the oil system changes the oil flow from the tank 1, automatically maintaining a constant vacuum in line 4, and this creates optimal conditions for the process of restoring the filter surfaces of the filter 3 and for pump 8 depending on changes in runoff intensity and other parameters of the lubrication system. He plays the role of a check valve 11.

Изображенный на фиг. 5 дроссель 13 в составе разделительного устройства содержит ведущий винт, вращающий под действием набегающего потока масла диск А с отверстиями, периодически совпадающими с отверстиями в корпусе. Периодически меняющееся таким образом проходное сечение дросселя создает пульсацию в линии 4, передаваемую по потоку в фильтре 3, она способствует улучшению его самоочистки. Обратный клапан 11 в этом варианте схемы имеет регулируемое открытие и, кроме функции предотвращения прямого слива из линии 4 в емкость 1, обеспечивает еще и распределение потока масла между регулятором 14 постоянной составляющей разрежения и дросселем 13. Чем больше расход через дроссель 13, тем интенсивнее пульсация в линии 4. Регулятор 14 по устройству и функционированию аналогичен регулятору 12 на фиг. 4, но имеет задемпфированную камеру управления, поэтому не реагирует на возбуждаемую дросселем 13 пульсацию и поддерживает среднее значение разрежение в линии 4 на заданном оптимальном уровне. Depicted in FIG. 5, the throttle 13 as part of the separation device contains a lead screw that rotates the disk A with openings that periodically coincide with the openings in the housing under the action of an incoming oil flow. The flow section of the throttle, which is periodically changed in this way, creates a pulsation in line 4, which is transmitted downstream in the filter 3, it helps to improve its self-cleaning. The non-return valve 11 in this embodiment of the circuit has an adjustable opening and, in addition to the function of preventing direct discharge from line 4 to the tank 1, it also provides distribution of the oil flow between the constant pressure regulator 14 and the throttle 13. The greater the flow through the throttle 13, the more intense the ripple in line 4. The regulator 14 is similar in structure and function to the regulator 12 in FIG. 4, but has a damped control chamber, therefore, does not respond to pulsation excited by the throttle 13 and maintains the average value of the vacuum in line 4 at a given optimal level.

Изображенный на фиг. 6 мембранный осциллятор 15 разрежения создает импульсы разрежения в линии 4 по сигналам блока 16 управления, который контролирует разрежение в этой линии с помощью датчика 17. Блок управления в зависимости от его настройки создает в линии 4 за счет изменения подаваемых на осциллятор импульсов требуемый размах колебаний разрежения не зависимо от параметров работы системы смазки. Такое устройство более сложно, чем описанные ранее, но позволяет создать наиболее интенсивные колебания в линии 4, а благодаря этому наилучшие условия интенсификации восстановления фильтра 3. Depicted in FIG. 6, the membrane rarefaction oscillator 15 generates rarefaction pulses in line 4 according to the signals of the control unit 16, which controls the vacuum in this line using the sensor 17. Depending on its setting, the control unit generates in line 4, by changing the pulses supplied to the oscillator, the required amplitude of rarefaction oscillations regardless of the performance of the lubrication system. Such a device is more complex than previously described, but allows you to create the most intense vibrations in line 4, and due to this the best conditions for intensifying the recovery of filter 3.

Регулятор 14 постоянной составляющей разрежения играет в схеме ту же роль, что и в схеме на фиг. 5. The regulator 14 of the constant rarefaction component plays the same role in the circuit as in the circuit of FIG. 5.

Использование предлагаемой системы смазки позволит сократить затраты на эксплуатацию двигателей за счет удлинения сроков службы масла и периодов между переборками самоочищающихся фильтров. Using the proposed lubrication system will reduce engine operating costs by extending the life of the oil and the periods between bulkheads of self-cleaning filters.

Claims

1. INTERNAL COMBUSTION ENGINE LUBRICATION SYSTEM, containing a tank for circulating oil, a main pump with an input connected to the tank and an output, a self-cleaning filter with a continuous contaminant drain line, an input communicated with the output of the main pump and an output, the main oil line communicated with the output of a self-cleaning filter, a centrifugal filter with a drive with an output communicated with a tank for circulating oil, and an input and an auxiliary pump with a drive, an output communicated with an input of a centrifugal filter, and in house, characterized in that, in order to reduce operating costs due to the intensification of the restoration of the filter surfaces of the self-cleaning filter and improve the operation of the centrifugal filter, the system is equipped with a separation device, and the input of the auxiliary pump is connected to the line of continuous drainage of contaminants from the self-cleaning filter and through the separation device with tank for circulating oil.

2. The system according to claim 1, characterized in that the auxiliary pump drive is connected to the motor shaft, and the centrifugal filter drive is made hydraulic and is connected by its input to the output of the auxiliary pump.

3. The system according to claim 1, characterized in that the auxiliary pump drive is autonomous, and the centrifugal filter drive is made hydraulic and is connected by its input to the output of the auxiliary pump.

4. The system according to claim 1, characterized in that the auxiliary pump and centrifugal filter drives are autonomous.

5. The system according to claim 1, characterized in that the drives of the auxiliary pump and the centrifugal filter are made in one in the form of a common drive motor.

6. The system according to claims 1 to 4 or 5, characterized in that the separation device in the communication line of the input of the auxiliary pump with the tank for circulating oil is made in the form of a check valve.

7. The system according to claims 1 to 4 or 5, characterized in that the separation device in the communication line of the input of the auxiliary pump with the tank for circulating oil is made in the form of a rarefaction regulator.

8. The system according to claims 1 to 4 or 5, characterized in that the separation device is made in the form of a check valve connected in series, a throttle with a periodically changing flow section and a constant pressure regulator connected in parallel with it.

9. The system according to claims 1 to 4 or 5, characterized in that it is additionally equipped with a control unit and a rarefaction sensor, and the separation device is made in the form of a sequentially installed regulator of the constant rarefaction component and a rarefaction oscillator, the latter being connected to the control unit, and the unit control is connected to a vacuum sensor.