УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ МАНЖЕТА ДЛЯ СИСТЕМЫ ЖИДКОСТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с жидкостным охлаждением, в частности, в многоцилиндровых ДВС с раздельными головками блока цилиндров, например, в двигателе «КАМАЗ-740» и его модификациях.
В многоцилиндровых двигателях с раздельными головками блока сопряжение блока цилиндров - головка блока цилиндров имеет непосредственный контакт в районе (зоне) камеры сгорания. Охлаждающая и масляная системы в данном сопряжении: блок цилиндров - головка блока цилиндров не имеют непосредственного контакта, что требовало создания деталей уплотнения.
Известна система жидкостного охлаждения ДВС, (см. описание изобретения к патенту №2194173 от 19.04.99., опубл. 10.12.02., F 01 P 3/20, F 02 F 1/14), содержащая блок цилиндров с двухопорными втулками, рубашку охлаждения, подводящий коллектор, перепускные вертикальные каналы 12, соединяющие рубашку охлаждения цилиндров в верхней ее части с рубашкой охлаждения головки, предназначенный для системы жидкостного охлаждения ДВС, имеющей (как в прототипе). Для перевода охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения блока цилиндров в рубашку охлаждения головок блока цилиндров могут использоваться установочные штифты с уплотнительными манжетами (на фиг.1 позициями не обозначены), установленными во «вредном» объеме, в стыке блока и головки цилиндров ДВС для герметизации и виброизоляции. Уплотнительные манжеты могут быть выполнены в виде втулки с кольцевым опорным элементом (опорным буртом) при отсутствии в системы жидкостного охлаждения ДВС установочных штифтов. Уплотнительные манжеты изготовлены из технической резины - пластичного теплостойкого материала с высокими демпфирующими свойствами. К таким материалам относится силикон (кремнийорганический каучук). В двигателе «КАМАЗ-740» и его модификациях уплотнительные манжеты изготовлены из
силикона. Силикон относится к упругим эластичным веществам. Обладая важными эксплуатационными свойствами, такими как высокая термостойкость, гидрофобность, физиологическая инертность, уплотнительные манжеты из силикона в тяжелых условиях эксплуатации двигателя при низких и высоких температурах (большие нагрузки и большого диапазона температур) через 1-2 года эксплуатации теряют упругие свойства. В результате происходит истечение охлаждающей жидкости (воды или всесезонной охлаждающей жидкости антифриза (жидкий тосол) из системы. Это вызывает необходимость разборки ДВС и замены уплотнительных манжет.
Технической задачей заявляемой полезной модели является разработка конструкции уплотнительной манжеты, обеспечивающей повышение ее эксплуатационных показателей.
Поставленная задача решается выполнением известной уплотнительной манжеты для системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащей кольцевой опорный элемент для установления между блоком цилиндров и головкой блока цилиндров, в которой, согласно полезной модели, на наружной цилиндрической поверхности кольцевого опорного элемента выполнена кольцевая канавка, в которой установлен пакет металлических шайб, состоящий из волнообразной по плоскости распорной шайбы, расположенной между металлическими опорными шайбами.
Предлагаемая конструкция уплотнительной манжеты является высокоэффективной, т.к. обладает высокими эксплуатационными показателями. Сохраняя все преимущества пластических свойств силикона, она значительно увеличивает срок службы манжеты путем повышения упругих свойств в условиях большого температурного диапазона и повышенных нагрузок. Это стало возможным благодаря использованию для изготовления одного объекта (манжеты) двух материалов (резины и металла) с различными свойствами путем соединения упругих свойств металла и пластических свойств резины.
Уплотнительная манжета, изготовленная из технической резины (например, силикона) с пакетом шайб, установленных в кольцевой канавке уплотнительной манжеты, пластична и не теряет упругости в условиях пониженных и повышенных температур. Конструкция волнообразной шайбы позволяет равномерно распределить нагрузку на шайбы опорные, и,
следовательно, равномерно прижать рабочие плоскости уплотнительной манжеты к деталям сопряжения.
Широко известные тарельчатые, фасонные и т.д. пружины в данном случае не применимы, т.к. даже при небольшом смещении они способны нанести порезы, разрывы уплотнительной манжете.
Устройство технологично в изготовлении. Детали из резины могут быть изготовлены литьем, а металлические шайбы штамповкой.
Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого технического решения.
Новые существенные признаки предлагаемого решения не присущи другим известным конструкциям.
Отечественная промышленность располагает всеми средствами (материалами, технологией, оборудованием), необходимыми для изготовления предлагаемой конструкции уплотнительной манжеты. Волнообразная шайба позволяет: использовать манжету в ограниченном пространстве, увеличить температурный диапазон ее применения, увеличить эффект уплотнения в условиях повышенного давления.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - изображен общий вид манжеты в системе жидкостного охлаждения ДВС, не имеющей установочных штифтов;
на фиг.2 - общий вид манжеты в системе жидкостного охлаждения с установочными штифтами ДВС.
на фиг.3 - общий вид волнообразной распорной шайбы.
Уплотнительная манжета 1 для системы жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая кольцевой опорный элемент для установления между блоком цилиндров и головкой блока цилиндров изготовлена из технической резины, например силикона. Манжета 1 может представлять собой (см. фиг1) втулку 2 с кольцевым опорным элементом 3 (опорным буртом), предназначенной для системы жидкостного охлаждения ДВС, не имеющей установочных штифтов. Или представлять собой (см. фиг.2) кольцевой опорный элемент 4 (опорное кольцо) предназначенный для системы жидкостного охлаждения ДВС, имеющей установочные штифты (как в прототипе). На наружной цилиндрической поверхности 5 кольцевого опорного элемента 3 или 4 выполнена кольцевая канавка, в которой установлен пакет
металлических шайб, состоящий из волнообразной по плоскости распорной шайбы 6, расположенной между металлическими опорными (плоскими) шайбами 7 и 8. Шайбы 6, 7 и 8 изготовлены из стали хромованадиевой 50 ХФА, работающей при повышенных температурах. Средняя в пакете волнообразная распорная шайба 6 является упругим элементом для восприятия значительных сил при небольших перемещениях, имеет на каждой стороне по три равноудаленных друг от друга опорных элемента 11 и 12, находящихся под углом по отношению друг другу 120.°
Устройство работает следующим образом. При эксплуатации двигателя внутреннего сгорания давление от головки блока цилиндров передается на верхнюю часть 9 кольцевого опорного элемента 3 или 4 уплотнительной манжеты, далее на верхнюю опорную (плоскую) шайбу 7, которая контактирует с волнообразной распорной шайбой 6, установленной на другой опорной (плоской) шайбе 8, расположенной на нижней части 10 кольцевого опорного элемента 3 или 4 уплотнительной манжеты.
Совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели необходима и достаточна для достижения обеспечиваемого настоящей конструкцией технического результата поставленной задачи.