КАРТЕР ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СО ВСТРОЕННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ОЧИСТКИ МАСЛА
CRANKCASE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH BUILT-IN OIL CLEANING ELEMENTS

Область техники
Изобретение относится к устройствам смазочных систем двигателей внутреннего сгорания, в частности к устройствам системы смазки двигателя, размещаемым в картере двигателя.
Уровень техники
В современных двигателях внутреннего сгорания поддон картера служит для сбора масла из системы смазки цилиндров и подшипников и последующей откачки масла масляным насосом. Как правило, поступающее в поддон картера масло загрязнено примесями и требует очистки.
Типовая система смазки двигателя внутреннего сгорания содержит поддон для сбора масла, заборник масла с фильтром, погруженный в масло, масляный насос, размещенный, как правило, вне поддона для сбора масла (например, патент РФ на изобретение №2174612, F01M 1/00 от 10.10.2001). Основной проблемой типовых смазочных систем является необходимость частой замены фильтра, так все масло проходит через один фильтр, который быстро загрязняется. Кроме того, в типовой системе не исключена возможность засасывания заборником масла пены, содержащей воздух или продукты сгорания, что снижает эффективность работы смазочной системы двигателя внутреннего сгорания.
Известна смазочная система двигателя внутреннего сгорания, использующая поддон картера для сбора масла, в котором по всему объему с зазором 2 мм к боковым стенкам установлен разъемный вкладыш из гидрофобного материала. По горизонтальной линии его разъема в обеих половинках вкладыша выполнены выемки, образующие полость заборной масляной ванны, в которой установлен пластмассовый каркас. Верхняя плоскость вкладыша закрыта каучуковой пластиной с отверстиями по всей площади. Вкладыш одет в чехол из трикотажной ткани, пропитанной чистым и сухим маслом. Через верхнюю половину вкладыша проходит канал установки заборника масляного насоса (см. патент РФ №2116467 F01M 1/00 от 27.07.1998). Изобретение позволяет улучшить работу системы смазки и повысить моторесурс двигателя, так как исключено попадание воздуха в масляный насос. Кроме того, в масляную ванную топливо попадает после предварительной очистки, что исключает попадание в масляный насос механических примесей. Однако для достижения этого требуется сложная конструкция масляной ванны, которая занимает почти весь объем поддона картера. Кроме того, корпус масляной ванны имеет размеры, практически совпадающие с размерами картера, и поскольку корпус масляной ванны при работе двигателя внутреннего сгорания подвергается воздействию интенсивных вибрационных и акустических нагрузок, необходимо увеличивать прочность корпуса масляной ванны и соответственно его вес.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является повысить эффективность смазочной системы, за счет улучшения качества очистки масла на первом этапе очистки, т.е. непосредственно в картере двигателя внутреннего сгорания. Еще одной задачей изобретения является разработка картера двигателя внутреннего сгорания со встроенными элементами очистки масла, которые можно разместить в наиболее удобном месте в картере двигателя внутреннего сгорания, не меняя конструкции самого картера, и которые можно разместить в картере эксплуатируемых двигателей внутреннего сгорания. Еще одной задачей изобретения является разработка картера двигателя внутреннего сгорания со встроенными элементами очистки масла, в котором встроенные элементы очистки масла могут лучше противостоять вибрационным и акустическим нагрузкам при работе двигателя внутреннего сгорания.
Для решения указанных задач предлагается картер двигателя внутреннего сгорания со встроенными элементами очистки масла, содержащий поддон, в котором размещена заборная масляная ванна, фильтр, отделяющий заборную масляную ванну от полости картера, и заборник масла для масляного насоса, размещенный в заборной масляной ванной, в котором масляный насос размещен в заборной масляной ванной, заборная масляная ванна выполнена в виде вертикального стакана с открытым верхним торцом, расположенным ниже уровня масла в поддоне, при этом стакан установлен с зазором относительно дна поддона и фильтр, отделяющий заборную масляную ванну от полости картера, перекрывает нижний торец картера, при этом масляный насос и заборник масла размещены внутри стакана над указанным фильтром с зазором относительно стенки стакана.
Кроме того, в предлагаемом изобретении поддон картера оснащен демпфирующей перегородкой, перекрывающей зазор между стенкой стакана заборной масляной ванны и стенкой картера.
Предпочтительно, что демпфирующая перегородка выполнена в виде сетки.
Предлагаемая конструкция картера позволяет эффективно использовать почти весь объем поддона элемента смазочной системы для эффективной предварительной гравитационной очистки масла от загрязнений путем осаждения загрязнений на дно поддона картера, практически по всей поверхности дна поддона, за исключением вертикального стакана. Верхний слой масла в картере содержит минимальное количество загрязнений, особенно механических загрязнений, поэтому внутрь вертикального стакана, формирующего корпус заборной масляной ванны, механические загрязнения попадают в минимальном количестве. Попаданию механических загрязнений из придонного слоя в поддоне картера препятствует фильтр на нижем торце вертикального стакана. Вертикальный стакан может быть установлен в любой свободной зона картера, где имеется достаточное пространство, с жестким закреплением стакана на дне картера любым известным способом. Такая конструкция обеспечивает лучшее противодействие вибрационным и акустическим нагрузкам при работе двигателя.
Установка дополнительного фильтра, перекрывающего зазор между стенкой стакана заборной масляной ванны и стенкой картера, способствует снижению турбулентности в масле как под сеткой фильтра, так и поверх сетки фильтра, что уменьшает пенообразование в картере двигателя и ускоряет осаждение загрязнений на дно поддона картера. Снижение турбулентности препятствует повторному попаданию загрязнений в масло из накопившегося на дне поддона слоя загрязненного масла.
Технический результат от использования изобретения заключается в повышении моторесурса двигателя за счет лучшей очистки масла непосредственно в картере двигателя и повышении стойкости элементов системы очистки масла к воздействию вибрационных и акустических.
Краткое описание чертежей
Приложенные к заявке рисунки служат для пояснения принципа изобретения и не ограничивают объема защиты. На приведенных рисунках одинаковые функциональные элементы обозначены одинаковыми позициями.
На фиг.1 показан схематически картер двигателя внутреннего сгорания со встроенными элементами очистки масла в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 показан схематически другой пример осуществления настоящего изобретения.
Примеры осуществления изобретения.
На фиг.1 представлен картер двигателя внутреннего сгорания со встроенными элементами очистки масла в соответствии с первым примером осуществления.
Картер 1 двигателя внутреннего сгорания содержит поддон 2, в котором размещена заборная масляная ванна 3. Заборная масляная ванна 3 образована вертикальным стаканом 4 с открытым верхним торцом, расположенным ниже уровня масла в поддоне 2. Вертикальный стакан 4 закреплен на дне поддона с зазором относительно дна поддона. Нижний торец вертикального стакана 4 перекрыт фильтром 5, отделяющим заборную масляную ванну от полости картера. Внутри вертикального стакана 4 (в заборной масляной ванне) над фильтром 5 размещен масляный насос 6 и заборник масла 7. Масляный насос 6 установлен в масляной ванне с зазором относительно стенки вертикального стакана 4. Заборник масла 7 может иметь, но не обязательно, собственный фильтр, также размещенный выше фильтра 5. Фильтр 6 может быть съемным, но это не обязательно.
Второй вариант осуществления изобретения, показанный на фиг.2, включает все элементы описанного выше первого варианта, и для упрощения описания изобретения элементов, совпадающих с элементами первого варианта осуществления изобретения, опускается.
Второй вариант осуществления изобретения отличается от первого варианта наличием демпфирующей перегородкой 8, выполненной в виде сетки, перекрывающей зазор между стенкой стакана 4 заборной масляной ванны и стенкой картера. Демпфирующую перегородку 8 целесообразно, но не обязательно, выполнить съемной.
На фиг.1 и 2 не показаны устройства контроля состояния масла в картере, щуп, манометр, термометры и т.п., необходимые для мониторинга работы системы очистки масла, поскольку они не относятся непосредственно к объекту изобретения. Следует также понимать, что поддон 2 изображен схематически и в реальных условиях поддон 2 имеет углубление для сбора загрязненного масла, как и все поддоны картера.
Устройство работает следующим образом.
В соответствии с первым примером осуществления изобретения во время работы двигателя внутреннего сгорания вредные примеси, в частности различные по размеру механические загрязнения, находятся во взвешенном состоянии внутри масла, заполняющего поддон 2 картера двигателя внутреннего сгорания. Распределение механических загрязнений по толщине масла неравномерно и самые крупные частицы, в частности частицы механических загрязнений, опускаются в нижний слой масла, прилегающий ко дну поддона 2. Масло в заборную масляную ванну внутри вертикального стакана 4 в основном поступает из верхнего слоя масла, расположенного выше верхнего торца вертикального стакана 4, в котором механических загрязнений меньше. Второй поток масла поступает снизу и проходит через фильтр 5, в котором масло очищается от примесей, имеющихся в нижнем слое масла. В масляный насос 6 масло поступает через заборник масла 7, в котором, как правило, имеется собственный фильтр (на чертеже не показан). После остановки двигателя эти примеси начинают оседать вниз на дно поддона 2 картера и остаются там до следующего включения двигателя. При повторном включении двигателя осевшие примеси могут частично снова перейти во взвешенное состояние, но в основном они остаются в осевшем слое.
Функционирование предлагаемого картера двигателя внутреннего сгорания со встроенными элементами очистки масла в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения не отличается от описанного выше примера. Особенностью работы устройства по второму варианту осуществления изобретения является то, что при наличии демпфирующей перегородки 8 происходит более интенсивное подавление турбулентности в слое масла при работе двигателя внутреннего сгорания.
Промышленная применимость
Предлагаемое изобретение может быть использовано в любых двигателях внутреннего сгорания, карбюраторных двигателях, бензиновых двигателях со впрыском топлива, дизельных двигателях и т.д., а также изобретение можно использовать при модернизации эксплуатируемых двигателей внутреннего сгорания.