Устройство повышения долговечности узлов трения в двигателях внутреннего сгорания и в редукторах (варианты)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для обеспечения явления избирательного переноса меди из твердого раствора медного сплава на сталь и обратного переноса со стали на медный сплав при смазке узлов трения в двигателях внутреннего сгорания и редукторах. Устройство, в котором теплообменник размещен снаружи и оснащен магнитостриктором, катушка индуктивности с высокой добротностью которого подключена к электрической цепи, содержащей источник питания, электронный прерыватель с транзистором, при этом катушка индуктивности магнитостриктора соединена с эмиттером транзистора и с плюсовой клеммой источника питания, причем оно используется в двигателях внутреннего сгорания, а также устройство, у которого система смазки оснащена соединенными последовательно посредством патрубков 17 через сливное 18 и заливное 19 отверстия в корпусе 16 масляным насосом 20, снабженным электроприводом, теплообменником 22, оснащенным магнитостриктором 23, катушка индуктивности с высокой добротностью 24 которого подключена к электрической цепи, содержащей источник питания 25, электронный прерыватель 26 с транзистором, при этом катушка индуктивности 24 магнитостриктора 23 соединена с эмиттером транзистора 27 и с плюсовой клеммой источника питания 25, причем оно используется в редукторах. Изобретение обеспечивает повышение эффективности явления безызносности и увеличение ресурса трущихся пар, а также снижение уровня шума и расхода масла. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для обеспечения явления избирательного переноса меди из твердого раствора медного сплава на сталь и обратного переноса со стали на медный сплав при смазке узлов трения в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и в редукторах.

Известно устройство смазки трущихся пар (см. Балабанов В.И., Беклемышев В.И., Махонин И.И. Трение, износ, смазка и самоорганизация в машинах, М, Изумруд, 2004, с.109-110), обеспечивающее повышение их долговечности, включающее компрессор, приемную емкость с маслофреоновой смесью, медные трубки, фильтр, дроссель, испаритель, конденсатор, которое за счет растворения маслофреоновой смесью медных трубок, находящихся на удалении от зоны трения, и последующего переноса растворенных ионов меди на сталь в зоне трения, приводящих к образованию сервовитной пленки, и обратного переноса со стали на медный сплав, сопровождающегося уменьшением коэффициента трения до жидкостного, приводит к значительному снижению износа пары трения.

Однако недостатком данного устройства является то, что вся система должна быть герметична (запаяна), в противном случае фреон испарится и тогда не будет растворения маслофреоновой смесью медных трубок, и явления избирательного переноса, как в бытовом холодильнике, не получится.

Известны также устройства, выполненные в виде редукторов карьерных (шагающих) экскаваторов, коробок скоростей и т.д. (см. Ерохин М.Н., Гаркунов Д.Н., Стрельцов В.В. и др. Трибологические основы повышения ресурса машин. / Учебное пособие, М., ФГОУ ВПО МГАУ, 2003, с.86-88), смазочные среды которых (масла ТАП-15В, И-50, МС-20 и т.д.) содержали 0,5-1-2% от массы масла легированных металлоплакирующих присадок марки МКФ-18У.

Недостатком является отсутствие приспособления для избирательного переноса ионов меди на сталь.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является «Устройство для осуществления способа обогащения масла системы смазки двигателя внутреннего сгорания легирующими элементами цветных металлов» (см. патент РФ №2390640, МПК F01M 9/02, БИ №15, от 27.05.2009), в котором в качестве деталей-доноров меди и цинка являются латунные трубки водомасляного теплообменника (ВМТ), расположенного в масляном поддоне и включенного в систему охлаждения двигателя, или медный электрод, изолированный от корпуса, размещенный в поддоне картера и включенный в электрическую цепь двигателя в качестве анода.

Недостатком данного устройства является неэффективность избирательного переноса ионов меди на сталь, так как не обеспечивается устойчивое образование ионов в том количестве, чтобы был осуществлен эффект безызносности, а также невозможность применения для избирательного переноса ионов меди на сталь в редукторах или коробках передач.

Техническим результатом является повышение эффективности явления безызносности и увеличение ресурса трущихся пар ДВС, а также зубьев шестерен, валов, подшипников редукторов, коробки передач автомобиля, в том числе снижение уровня шума и расхода масла.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, включающем систему смазки, содержащую корпус, поддон, заливное и сливное отверстия, пробки, сапун, шестеренчатый масляный насос с заборником, трубки, каналы, отверстия для подачи масла, масляный фильтр, теплообменник из латунной трубки, электрическую цепь «питания», при этом, согласно изобретению, теплообменник размещен снаружи и оснащен магнитостриктором, катушка индуктивности с высокой добротностью которого подключена к электрической цепи, содержащей источник питания, электронный прерыватель с транзистором, при этом катушка индуктивности магнитостриктора соединена с эмиттером транзистора и с плюсовой клеммой источника питания, причем оно используется в двигателях внутреннего сгорания, а также в устройстве, включающем систему смазки, содержащую корпус, поддон, заливное и сливное отверстия, пробки, сапун, шестеренчатый масляный насос с заборником, трубки, каналы, отверстия для подачи масла, масляный фильтр, теплообменник из латунной трубки, электрическую цепь питания, при этом, согласно изобретению, система смазки оснащена соединенными последовательно посредством патрубков через сливное и заливное отверстия в корпусе, масляным насосом, снабженным электроприводом, теплообменником, оснащенным магнитостриктором, катушка индуктивности с высокой добротностью которого подключена к электрической цепи, содержащей источник питания, электронный прерыватель с транзистором, при этом катушка индуктивности магнитостриктора соединена с эмиттером транзистора и с плюсовой клеммой источника питания, причем оно используется в редукторах.

Новым для двигателей внутреннего сгорания является то, что теплообменник размещен снаружи и оснащен магнитостриктором, катушка индуктивности с высокой добротностью которого подключена к электрической цепи, содержащей источник питания, электронный прерыватель с транзистором, при этом катушка индуктивности магнитостриктора соединена с эмиттером транзистора и с плюсовой клеммой источника питания, а для редукторов то, что система смазки оснащена соединенными последовательно посредством патрубков через сливное и заливное отверстия в корпусе масляным насосом, снабженным электроприводом, теплообменником, оснащенным магнитостриктором, катушка индуктивности с высокой добротностью которого подключена к электрической цепи, содержащей источник питания, электронный прерыватель с транзистором, при этом катушка индуктивности магнитостриктора соединена с эмиттером транзистора и с плюсовой клеммой источника питания.

Новизна заключается в воздействии ультразвуковыми колебаниями, вырабатываемыми магнитостриктором, на латунный теплообменник (радиатор), в котором протекает горячее масло, что способствует растворению содержащих медь латунных трубок и выделению в масло ионов меди, находящихся на удалении от зоны трения, и последующем переносе растворенных ионов меди на сталь в зоне трения, приводящих к образованию сервовитной пленки, и обратном переносе ионов меди со стали на медный сплав, сопровождающемся уменьшением коэффициента трения до жидкостного, что приводит к значительному снижению износа пары трения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схематично система смазки ДВС; на фиг. 2 - схематично система смазки редукторов.

Устройство повышения долговечности узлов трения в ДВС включает систему смазки, содержащую корпус 1, поддон 2, сливное отверстие 3, закрытое пробкой 4, заливное отверстие с пробкой и сапун (не показаны). В систему смазки входят шестеренчатый масляный насос 5 с заборником, масляный фильтр 6, трубки 7, каналы и отверстия 8 для подачи масла трущимся узлам. Выход масляного фильтра 6 подсоединен к теплообменнику 9, который изготовлен при помощи латунной трубки или трубки другого медьсодержащего материала (бронзы и т.д.). Теплообменник 9 размещен снаружи и оснащен магнитостриктором 10, катушка индуктивности с высокой добротностью 11 которого подключена к электрической цепи двигателя, содержащей источник питания 12 с напряжением 12 или 24 В, электронный прерыватель 13 с IGBT-транзистором 14 с малыми потерями в открытом состоянии. Прибор Insulate Gate Bipolar Transistor в литературе называют IGBT-транзистор (см. Интернет, режим доступа - http://electricalschool.info/spravochnik/poleznoe/778-igbt-transistory.html). При этом катушка индуктивности 11 магнитостриктора 10 соединена с эмиттером транзистора 14 и с плюсовой клеммой источника питания 12.

Система смазки редуктора для повышения долговечности узлов трения кинематически связанных элементов 15 в корпусе 16 оснащена соединенными последовательно посредством патрубков 17 через сливное 18 и заливное 19 отверстия масляным насосом 20 с электроприводом (источник тока не указан), фильтром 21 и латунным теплообменником 22 (радиатором), оснащенным магнитостриктором 23, катушка индуктивности с высокой добротностью 24 которого подключена к электрической цепи, содержащей источник питания 25 с напряжением 12 или 24 В, электронный прерыватель 26 с IGBT-транзистором 27 с малыми потерями в открытом состоянии. При этом катушка индуктивности 24 магнитостриктора 23 соединена с эмиттером транзистора 27 и с плюсовой клеммой, а корпус 16 - с минусовой клеммой источника питания 25.

Принцип работы устройства для повышения долговечности трущихся узлов в ДВС следующий. При работающем двигателе вращается масляный насос 5, который подает масло в фильтр 6, далее масло по трубке 7 поступает в теплообменник 9. В теплообменнике 9 (радиаторе) горячее масло несколько охлаждается, но так как на теплообменник воздействуют ультразвуковыми колебаниями, вырабатываемыми магнитостриктором 10, за счет электрических импульсов от электронного прерывателя 13, через IGBT-транзистор 14 и катушку индуктивности 11, включенных в цепь питания 12, то горячее масло растворяет латунную трубку теплообменника 9 и насыщается интенсивно ионами меди. Далее это масло поступает в каналы 8 смазки и распределяется на узлы, которые работают в режиме повышенного износа. Это шейки коленчатого вала (коренные, шатунные), шейки распредвала и в турбированных двигателях пальцы поршней и турбина. После смазки шеек распредвала масло образует масляную ванночку в головке блока цилиндров. Этим маслом смазываются бобышки распредвала и толкатели клапанов, клапаны. После увеличения уровня в ванночке масло по сливным каналам опять поступает в поддон. В поддоне под действием движущихся шатунов и выдавливания масла из-под вкладышей шеек образуется масляный туман, который разбрызгивается по стенкам цилиндров. После смазывания цилиндров оно снимается со стенок маслосъемными кольцами. Избыточное давление, которое возникает в картере, снимается при помощи сапуна. Далее цикл повторяется. Перенос растворенных ионов меди на сталь в зоне трения приведет к образованию сервовитной пленки, и обратный перенос ионов со стали на медный сплав сопровождается уменьшением коэффициента трения до жидкостного, что приведет, в свою очередь, к значительному снижению износа пары трения.

Принцип работы устройства при обеспечении долговечности узлов трения в редукторах следующий. При помощи масляного насоса 20 через сливное отверстие 18 масло из корпуса 16 попадает в латунный теплообменник (радиатор) 22, затем через фильтр 21 и через заливное отверстие 19 обратно в корпус 16, т.е. осуществляется его циркуляция. За счет работы электронного прерывателя 26, IGBT-транзистора 27 и катушки индуктивности 23, включенных в цепь питания 25, магнитостриктор 23 вырабатывает ультразвуковые колебания, которые совместно с горячим маслом способствуют выходу ионов меди из материала теплообменника (радиатора) 22, и масло при этом обогащается ионами меди. Затем обогащенное ионами масло обеспечивает смазку тяжелонагруженных узлов трения элементов 15, что способствует снижению интенсивного изнашивания, повышению задиростойкости и интенсификации процессов образования защитных пленок на поверхности трущихся пар, а также блокированию развития усталостного крошения, в том числе доводят трение до жидкостного. Радиатор 22 способствует охлаждению перегреваемого масла, а пар и излишки воздуха удаляются через сапун.

Использование изобретения позволит повысить эффективность генерирования ионов меди и др. компонентов в масло, а также износостойкость узлов трения ДВС, а также тяжелонагруженных трущихся пар редукторов, например, коробки передач и снизить затраты на ремонт и обслуживание.

1. Устройство повышения долговечности узлов трения, включающее систему смазки, содержащую корпус, поддон, заливное и сливное отверстия, пробки, сапун, шестеренчатый масляный насос с заборником, трубки, каналы, отверстия для подачи масла, масляный фильтр, теплообменник из латунной трубки, электрическую цепь «питания», отличающееся тем, что теплообменник размещен снаружи и оснащен магнитостриктором, катушка индуктивности с высокой добротностью которого подключена к электрической цепи, содержащей источник питания, электронный прерыватель с транзистором, при этом катушка индуктивности магнитостриктора соединена с эмиттером транзистора и с плюсовой клеммой источника питания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно используется в двигателях внутреннего сгорания.

3. Устройство повышения долговечности узлов трения, включающее систему смазки, содержащую корпус, поддон, заливное и сливное отверстия, пробки, сапун, шестеренчатый масляный насос с заборником, трубки, каналы, отверстия для подачи масла, масляный фильтр, теплообменник из латунной трубки, электрическую цепь питания, отличающееся тем, что система смазки оснащена соединенными последовательно посредством патрубков через сливное и заливное отверстия в корпусе масляным насосом, снабженным электроприводом, теплообменником, оснащенным магнитостриктором, катушка индуктивности с высокой добротностью которого подключена к электрической цепи, содержащей источник питания, электронный прерыватель с транзистором, при этом катушка индуктивности магнитостриктора соединена с эмиттером транзистора и с плюсовой клеммой источника питания.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно используется в редукторах.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к машиностроению, к смазочным ремонтно-восстановительным композициям с твердыми присадками, применяемым при приработке и восстановлении трущихся поверхностей эксплуатируемых двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к стабилизации эксплуатационных свойств (СЭС) моторных масел (ММ) в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и оптимизации трибохимического режима (ОТР) в масляной системе (МС) ДВС.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах смазки ДВС, агрегатов и узлов трансмиссий и ходовой части машин. .

Изобретение относится к двигателестроению и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к смазочным материалам и технической эксплуатации двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано при регенерации моторных масел во многих отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах смазки двигателей внутреннего сгорания (ДВС) для восстановления физико-химических свойств масла.

Изобретение относится к системе смазки двигателя внутреннего сгорания. Способ смазки трущихся пар, включающий обогащение масла легирующими элементами цветного металла, содержащего медь и цинк, путем коррозионного растворения поверхности омываемой маслом трубки и поверхности электрода из цветного металла, который размещают в сливной пробке нижней части поддона, изолируют от корпуса и включают в электрическую цепь в качестве анода, при этом трубку размещают в каналах подачи масла к механизму газораспределения и в канале главной магистрали с возможностью сообщения с подводами к коренным подшипникам, а в полнопоточном масляном фильтре размещают изолированный от корпуса дополнительный электрод, являющийся анодом, который совместно с первым подключают в электрическую цепь двигателя через преобразователь, вырабатывающий импульсы амплитудой 300-500 В, причем материал дополнительного электрода детали содержит кроме меди и цинка олово и свинец. Устройство для реализации способа содержит встроенные в систему смазки латунную трубку и размещенный в сливной пробке поддона картера изолированный от корпуса электрод из цветного металла, подключенный к электрической цепи двигателя в качестве анода, причем латунная трубка выполнена из двух частей, одна из которых запрессована в магистральный канал и имеет отверстия, совпадающие с каналами подвода масла к коренным и шатунным подшипникам, а другая - в каналы подачи масла механизму газораспределения, дополнительный изолированный от корпуса электрод размещен в полнопоточном масляном фильтре, который совместно с первым подключены параллельно к преобразователю напряжения, включенному в электрическую цепь двигателя и состоящему из катушки индуктивности с высокой добротностью, транзистора и электронного прерывателя, к которым параллельно подключен через высокочастотный диод высокочастотный конденсатор, причем в качестве дополнительного электрода в полнопоточном масляном фильтре использован трубчатый перфорированный каркас бумажного фильтра, изготовленный из комбинированного материала, содержащего кроме меди и цинка также олово и свинец. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания. Предложено устройство управления для двигателя внутреннего сгорания, выполненного с возможностью использования спиртосодержащего топлива, при этом устройство управления включает в себя электронный блок управления, выполненный с возможностью: i) оценки содержания воды, смешанной с моторным маслом, на основе хронологических данных о количестве впрыскиваемого топлива во время работы этого двигателя; и ii) предотвращения замерзания воды за счет того, что электронный блок управления увеличивает количество топлива, смешиваемого с моторным маслом, когда оценочное содержание воды равно или больше заданного значения, по сравнению со случаем, когда оценочное содержание воды меньше заданного значения. Технический результат – предотвращение нарушений в работе системы смазки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу получения цилиндрового масла, согласно которому смешивают использованное масло со свежим цилиндровым маслом, причем использованное масло имеет более низкое значение общего щелочного числа (TBN), чем свежее цилиндровое масло. Рассмотрен способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания, согласно которому подготавливают цилиндровое масло в соответствии с любым способом приготовления цилиндрового масла, описанным в данном документе, и применяют цилиндровое масло в двигателе внутреннего сгорания. Предложено устройство для приготовления цилиндрового масла, содержащее смешивающее средство для смешивания использованного масла и свежего цилиндрового масла, характеризующееся тем, что смешивающее средство сообщается по текучей среде по меньшей мере с одним отсеком двигателя внутреннего сгорания, содержащим использованное масло, или по меньшей мере с одним отсеком для хранения, содержащим использованное масло, по меньшей мере с одним отсеком для хранения свежего цилиндрового масла и по меньшей мере с одним цилиндром двигателя внутреннего сгорания. Способы, устройства и применения согласно настоящему изобретению предназначены для использования совместно с двухтактными крейцкопфными двигателями, установленными на корабле. Изобретение обеспечивает снижение количества смазочных материалов, улучшает регулирование кинематической вязкости при приготовлении цилиндрового масла из использованных масел, а также снижение износа и коррозии. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для обеспечения явления избирательного переноса меди из твердого раствора медного сплава на сталь и обратного переноса со стали на медный сплав при смазке узлов трения в двигателях внутреннего сгорания и редукторах. Устройство, в котором теплообменник размещен снаружи и оснащен магнитостриктором, катушка индуктивности с высокой добротностью которого подключена к электрической цепи, содержащей источник питания, электронный прерыватель с транзистором, при этом катушка индуктивности магнитостриктора соединена с эмиттером транзистора и с плюсовой клеммой источника питания, причем оно используется в двигателях внутреннего сгорания, а также устройство, у которого система смазки оснащена соединенными последовательно посредством патрубков 17 через сливное 18 и заливное 19 отверстия в корпусе 16 масляным насосом 20, снабженным электроприводом, теплообменником 22, оснащенным магнитостриктором 23, катушка индуктивности с высокой добротностью 24 которого подключена к электрической цепи, содержащей источник питания 25, электронный прерыватель 26 с транзистором, при этом катушка индуктивности 24 магнитостриктора 23 соединена с эмиттером транзистора 27 и с плюсовой клеммой источника питания 25, причем оно используется в редукторах. Изобретение обеспечивает повышение эффективности явления безызносности и увеличение ресурса трущихся пар, а также снижение уровня шума и расхода масла. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх