МАГНИТНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ В МОТОРНОМ МАСЛЕ РАБОТАЮЩЕГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к средствам очистки нефтепродуктов, или минеральных масел от металлических включений, в частности, к средствам постоянной очистки моторного масла работающего двигателя.
Одной из ключевых проблем научно-технического прогресса в области двигателестроения является повышение качества очистки моторного масла, причем актуальность этой проблемы, как ожидается, в дальнейшем будет только возрастать. Каждая минута работы любого двигателя внутреннего сгорания, особенно при пуске холодного агрегата и прогреве, приводит к попаданию в моторное масло некоторого количества металлических и других загрязняющих частиц, которые образуются в результате трения деталей и в процессе сгорания топлива (сажа, нагар).
Специалисты фирмы по производству моторных масел «Castrol»,
провели широкие научные исследования по влиянию качества моторного масла на износ двигателя и пришли к сенсационному выводу о том, что износ двигателя, в основном - 75%, происходит при запуске двигателя и в первые 10 минут его работы, (см. журнал Автопанорама за октябрь 2002, стр.17 вверху), имея ввиду влияние качества масла на износ.
Широко известна магнитная вставка в пробку нижней части корпуса картера двигателя. Вставка выполнена цилиндрической и смонтирована в выполненной в пробке полости. Во время работы двигателя к ней при воздействии на поток проходящего моторного масла притягиваются различные металлические частицы, образовавшиеся в процессе работы двигателя, которые в дальнейшем при замене масла легко удаляются с поверхности пробки ветошью.
Недостатком такой конструкции магнитной вставки и ее взаимного расположения в картере двигателя можно считать неудовлетворительное улавливание металлических частиц. К магниту такой вставки притягиваются только частицы, циркулирующие в непосредственной близости сливного отверстия масла, закрываемого пробкой с магнитной вставкой, остальные металлические частицы остаются в масле и поступают в масляный фильтр, которые проходят, при срабатывании перепускного клапана масляного фильтра, к трущимся поверхностям двигателя, что служит причиной высокого износа и быстрого выхода двигателя из строя. К тому же магнитная вставка не изолирована от металла, что существенно снижает эффективность притягивания ею металлических частиц.
Известны различные масляные фильтры: например фильтр-активатор "Ураган-М" - прототип, частично решающий проблему очистки масла от металлических частиц см. приложение.
Отличительной особенностью фильтра-активатора "Ураган-М" является то, что в полости корпуса масляного фильтра, на входе масла в
фильтр, за антидренажным клапаном, установлен мощный кольцевой магнит, который извлекает всевозможные металлические частицы из окружающего его масла, активирует моторное масло магнитным полем, увеличивает прочность масляной пленки и т.д.
К недостаткам известного устройства - прототипа - можно отнести ситуацию, при которой часть металлических частиц отрывается от магнита и подается к трущимся поверхностям двигателя. При отрыве металлических частиц от магнитного кольца уже ничто не препятствует попаданию металлических абразивных частиц к трущимся поверхностям двигателя и они целым оторвавшимся массивом поступают в двигатель. Такая ситуация возникает при каждом срабатывании перепускного клапана масляного фильтра. Поскольку перепускной клапан содержит пружину, сжимаемую создавшимся в полости фильтра давлением масла, то при многократном, прерывистом открывании и закрывании перепускного клапана, масло при каждом открывании клапана резко стремится проскочить в открывшееся отверстие клапана. При этом за счет создаваемого эффекта эжекции и повышенной вязкости масла, особенно в зимнее время, выдергивается часть металлических частиц из пор фильтровальной бумаги и накопившихся металлических частиц на магните. Расположение магнита в масляном фильтре в месте интенсивного прерывистого движения масла способствует отрыву части металлических частиц от магнита и их попаданию в двигатель. К тому же дополнительно к недостаткам известного фильтра - прототипа можно отнести то, что магнитное кольцо фильтра улавливает металлические частицы уже очищенного моторного масла, в котором по замыслу конструкторов масляных фильтров не должно быть никаких частиц, загрязняющих масло, в том числе и металлических. Это говорит о том, что при срабатывании перепускного клапана к трущимся поверхностям двигателя поступают не только текущие загрязнения, но и металлические
частицы, не удерживаемые фильтром.
Технической задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа, в частности создание средства - фильтра для высококачественной очистки моторного масла от металлических частиц, обеспечивающего многократное его использование и предотвращение попадания металлических частиц к трущимся поверхностям двигателя.
Поставленная полезной моделью задача достигается тем, что магнитный фильтр выполнен в виде, по крайней мере, двух плоских магнитов, последовательно смонтированных в держателе, из немагнитного материала, выполненном в виде ленты, установленного по периметру полости, образованной между блоком цилиндров двигателя и масляным фильтром, вокруг штуцера масляного фильтра, при этом с каждой боковой и тыльной сторон держателя выполнены ограничители положения магнитов в полости блока цилиндров.
Магнит выполнен в виде диска
Магнит выполнен в виде кольца
Каждый из ограничителей положения магнитов держателя в полости блока цилиндров выполнен в виде продольной образующей с обеих боковых сторон держателя и, по крайней мере, одной образующей с тыльной стороны держателя, обращенной к блоку цилиндров, при этом образующие держателя выполнены прерывистыми.
На концах держателя выполнен замок в виде отверстия с одной стороны и соответствующего отверстию выступа с другой стороны, при этом по длине держателя выполнено несколько замковых отверстий.
Магниты в держателе выполнены с различными диаметрами.
Магниты выполнены из Nd-Fe-B состава с добавками других металлов, например Сr, С и др., улучшающих магнитные качества и прочностные характеристики кольцевых магнитов, работающих в среде масла при
температуре от -30 до +120 градусов С.
Магниты, смонтированы в держателе с возможностью двухстороннего доступа к ним масла.
Признаки предложенного устройства, заключающиеся в том, что магнитный фильтр выполнен в виде, по крайней мере, двух плоских магнитов, последовательно смонтированных в держателе, из немагнитного материала, выполненном в виде ленты, установленного по периметру полости, образованной между блоком цилиндров двигателя и масляным фильтром, вокруг штуцера масляного фильтра, при этом с каждой боковой и тыльной сторон держателя выполнены ограничители положения магнитов в полости блока цилиндров - являются признаками существенными, промышленно выполнимыми и направлены на достижение поставленной полезной моделью технической задачи. Так, размещение магнитного фильтра в полости, образованной нишей двигателя и масляным фильтром - в зоне сравнительно с прототипом спокойного прохождения моторного масла мимо магнитов - является решением новым, к тому же вследствие размещения магнитов по периметру ниши блока цилиндров создаются оптимальные условия для улавливания металлических частиц из моторного масла.
Признаки того, магнит выполнен в виде диска, кольца, каждый из ограничителей положения магнитов держателя в полости блока цилиндров выполнен в виде продольной образующей с обеих боковых сторон держателя и, по крайней мере, одной образующей с тыльной стороны держателя, обращенной к блоку цилиндров, при этом образующие держателя выполнены прерывистыми, на концах держателя выполнен замок в виде отверстия с одной стороны и соответствующего отверстию выступа с другой стороны, при этом по длине держателя выполнено несколько замковых отверстий, магниты в держателе выполнены с различными диаметрами, магниты выполнены из Nd-Fe-B состава с добавками других металлов, например Сr, С
и др., улучшающих магнитные качества и прочностные характеристики кольцевых магнитов, работающих в среде масла при температуре от -30 до +120 градусов С, магниты, смонтированы в держателе с возможностью двухстороннего доступа к ним масла - являются признаками дополнительными, раскрывающими конкретное выполнение основных признаков и направлены на достижение поставленной полезной моделью задачи. Так, прерывистое выполнение образующих держателя позволяет моторному маслу проходить мимо обеих сторон магнитов, смонтированных в держателе, а их наличие обеспечивает заданное расположение магнитов от металлических частей блока цилиндров и фильтра очистки моторного масла. Замковое соединение обеспечивает настройку под различные диаметры полости по которой проходит поток масла, по длине держателя в замкнутом состоянии по форме кольца.
На фиг.1 схематично представлено предлагаемый магнитный фильтр.
На фиг.2 показа держатель с магнитами, замком и образующими.
Предлагаемый магнитный фильтр для улавливания металлических частиц в моторном масле двигателя выполнен в виде, держателя 1 в котором, по крайней мере, смонтировано два магнита 2, которые могут быть выполнены как прямоугольной формы, так и в виде дисков, колец, полуколец и др. Держатель выполнен из немагнитного материала, например пластмассы, фторопласта, текстолита и др., с ограничителями положения - боковыми образующими 3 и образующими 4 с тыльной стороны держателя. На краях держателя выполнено замковое соединение - на одном конце держателя 1 в виде отверстия 5, на другом - в виде соответствующего отверстию выступа 6. Несколько отверстий, выполненных по длине держателя, позволяют устанавливать предлагаемый магнитный фильтр в различных по диаметру полостях. Наличие образующих 3 и 4 на держателе с боков и с тыльной стороны позволяет магнитам постоянно находиться на
оптимальном (заданном) расстоянии от металлических поверхностей блока цилиндров и фильтра очистки масла. При помощи штуцера 7 и его гайки 8, фильтр 9 очистки масла прикручивается к блоку 10 цилиндров двигателя. Отверстие 11, выполненное в блоке цилиндров двигателя 10 обеспечивает подачу загрязненного, отработанного масла к масляному фильтру 9, которое после очистки, через центральное отверстие 12 штуцера 7, поступает к трущимся поверхностям двигателя.
Полость 13 образована нишей 14 блока цилиндров 10 и масляным фильтром 9.
Предлагаемый магнитный фильтр для улавливания металлических частиц в моторном масле двигателя работает следующим образом. После слива грязного моторного масла (или после промывки двигателя и замены масляного фильтра) из двигателя, в полость ниши 14 блока 10 цилиндров с контактом образующих 4 тыльной стороны держателя 1 с внутренней цилиндрической поверхностью ниши 14 блока цилиндров 10 устанавливают предлагаемый магнитный фильтр для улавливания металлических частиц, затем заворачивают на штуцер 7 масляный фильтр 11 и заливают чистое моторное масло. При запуске двигателя масло, через отверстие 12 в блоке 10 цилиндров начинает поступать в масляный фильтр 11 на очистку. Поступая из отверстия 12, загрязненное моторное масло первоначально попадает в полость 13 образованную нишей 14 блока 10 цилиндров и масляным фильтром 11, в которой по периметру внутренней цилиндрической поверхности ниши 14 установлен предлагаемый магнитный фильтр. При этом одна из боковых образующих касается торцевой поверхности ниши 14 блока 10 цилиндров. Поскольку образующие 3 и 4 выполнены прерывистыми то загрязненное моторное масло проходит и вдоль тыльной стороны магнитов 2 магнитного фильтра. Моторное масло, загрязненное металлическими частицами, проходит мимо магнитов 2 магнитного фильтра
и металлические частицы из потока масла притягиваются к магнитам 2 и удерживаются на них необходимое время, после чего очищенное от металлических частиц масло через отверстие 12 штуцера 7 поступает к трущимся поверхностям двигателя. Установка магнитного фильтра в полости ниши блока цилиндров позволяет более эффективно очищать от металлических частиц моторное масло работающего двигателя и тем самым значительно снизить износ двигателя и увеличить его моторесурс.
В настоящее время авторами изготовлена опытная партия предлагаемых магнитных фильтров для очистки моторного масла от металлических частиц. Предварительные испытания показали хорошие результаты. После слива загрязненного моторного масла и снятия масляного фильтра на магнитном кольце находилось множество мелких металлических частиц, которые в виде «бород» располагались по периметру магнитного кольца. После того как магнитный фильтр сняли и протерли ветошью и удалили тем самым с него металлические частицы, магнитный фильтр был готов к эффективной последующей работе.