СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ КАРТЕРНОГО ПРОСТРАНСТВА ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ
METHOD FOR ULTRASONIC CLEANING OF SURFACES OF THE CRANKCASE SPACE OF A PISTON ENGINE

Изобретение относится к области транспортного двигателестроения, в частности к средствам поддержания качества смазочных систем поршневых двигателей в особенности, применяемых в условиях отрицательных температур холодного климата.
В силу ряда причин, на поверхностях деталей масляной системы образуются мазеобразные отложения черного цвета. Такие отложения блокируют сетки маслоприемников снижают пропускную способность масляных магистралей, препятствуют подаче масла к сопряженным поверхностям. Начало исследований данного научного направления положено в 1955 г.
В настоящее время накоплен багаж знаний, определены причины и состав отложений. При этом установлено, что наиболее часто таким отложениям подвержены двигатели, применяемые в условиях отрицательных температур холодного климата. Реализация действительного цикла на низкотемпературном режиме влечет за собой накопление подвергшихся термической деструкции и частично окисленных топливных фракций в смазочной системе, а также водного конденсата. Накопление происходит за счет поступления газов из камеры сгорания, в картерное пространство через сопряжения деталей цилиндропоршневой группы. При этом создаются благоприятные условия, в которых усиливается межмолекулярные взаимодействия растворенных продуктов имеющих низкую агрегатную устойчивость. Финалом такого взаимодействия является переход из жидкого (растворенного) состояния в твердое. Такими продуктами являются топливные фракции, углеводороды масла, присадки. При этом качество смазочных систем снижается. По причине снижения пропускной способности масляных магистралей ухудшаются условия трения сопряженных поверхностей, отвод тепла и вынос продуктов износа из зоны трения.
Удаление отложений возможно при условии частичной или полной разборки двигателя.
Настоящее изобретение позволяет удалять загрязнения без разборки двигателя. Техническим результатом заявленной ультразвуковой обработки является разрыхление отрыв и удаление отложений технологической операцией в период технического обслуживания.
Поддон должен быть приспособлен к установке ультразвуковых преобразователей магнитострикционного типа. На фигуре 1 представлен поддон картера двигателя КамАЗ-740 в разрезе в сборе с ультразвуковыми преобразователями магнитострикционного типа. На фигуре 2 показана схема установки ультразвукового технологического оснащения обеспечивающего очистку поверхностей картерного пространства на примере поршневого двигателя КамАЗ-740 изображенного в продольном разрезе. Поддон картера обозначен цифрой 1. В сборе с поддоном показаны ультразвуковые преобразователи магнитострикционного типа обозначенные цифрой 2. При этом не исключается использование сливного отверстия поддона для установки ультразвукового преобразователя магнитострикционного типа.
Такая технологическая операция имеет специфичный характер. Специфичность заключается в многообразии конструкций двигателей, их рабочих объемов, форм. Ультразвук инициирует образование кавитационного кластера в жидкости формы и размеры которого определяются начальным спектром размеров кавитационных зародышей, характером прикладываемого напряжения, вязкости кавитируемой (технологической) среды и граничными условиями. Образование кавитационных пузырьков происходит в результате локальных перепадов давлений.
В соответствии со струйной теорией, акустическая кавитация оказывает активное силовое воздействие на твердые поверхности. Концентрация схлопывающимися кавитационными пузырьками акустической энергии и трансформация мощности приводят к возникновению высоких локальных давлений и температур. Кумулятивные струйки разрушают поверхностные слои за счет кинетической энергии жидкости. Таким образом, происходит разрыхление, отрыв и удаление отложений загрязняющих картерное пространство.
В качестве технологической среды возможно применение моторных масел. В качестве источника ультразвука могут применяться ультразвуковые преобразователи магнитострикционного типа. В таблице 1 представлен набор ультразвуковых преобразователей магнитострикционного типа, а также их характеристики.
Питание ультразвуковых преобразователей магнитострикционного типа осуществляется от ультразвукового генератора (генераторов) отмеченного цифрой 3. Ультразвуковые генераторы предназначены для питания электроакустических преобразователей многообразных установок, в том числе установок предназначенных для мойки и очистки различных изделий. По технологическому предназначению генераторы могут работать, как с пьезокерамическими, так и с магнитострикционными преобразователями.
Технические характеристики некоторых ультразвуковых генераторов выпускаемых отечественными производителями сведены в таблицу 2.
Сборочно-операционное описание
1. Установить ультразвуковой преобразователь магнитострикционного типа в сливное отверстие поддона. При необходимости возможна установка более одного преобразователя. В случае установке более одного преобразователя в поддоне должны быть подготовлены дополнительные отверстия для установки.
2. Посредством разъемов и проводов подсоединить преобразователь (преобразователи) к ультразвуковому генератору (генераторам).
3. Заправить смазочную систему моторным маслом, выполняющим функции технологической среды до необходимого уровня.
Техническим условием на сборку является обеспечение герметичности сопряжений.