УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТРИБОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА В МАСЛЯНОЙ СИСТЕМЕ ДВС

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к смазочным устройствам для приработки двигателей внутреннего сгорания со средствами введения присадок к смазочному материалу и может использоваться для очистки и стабилизации моторных масел.
Известно устройство для создания трибохимического режима в масляной системе ДВС, описанное в п. РФ №2084753 по кл.. F16N 39/06, F01M 9/02, з. 28.12.94, оп. 20.07.97.
Известное устройство выполнено следующим образом.
Устройство для создания трибохимического режима в масляной системе механизма, содержит корпус, дно, входной и выходной штуцеры, предкассетный фильтрующий элемент с полостями, заполненными щелочными химическими реагентами и галоидом, и отличается тем, что оно дополнительно снабжено постоянным магнитом на входном и выходном потоках масла, установленном внутри корпуса соосно на нижней опорной крышке, многолопастным алюминиевым диспергатором, причем магнит и диспергатор совместно жестко соединены и зафиксированы центрально на резьбе стержневого выпускного штуцера с помощью опорно-упорного гнезда кассетного блока, в упомянутом гнезде размещен единый проницаемый конусный пакет с химическими реагентами и закрытый со стороны основания конуса тканевым галоидным элементом с атрибутом, пропитанными 10%-ным раствором йода в этиловом спирте, при этом вся упаковка сверху закреплена общей перфорированной крышкой и зафиксирована комбинированным пружинным гнездом с перепускным клапаном и таким образом получен единый подпружиненный блок со стержневым выпускным штуцером.
При этом на проницаемый корпус перепускного клапана может быть установлен тканевый атрибут галоидного дозатора, а в гнезде перепускного клапана может быть выполнена щель для эжектирования потока масла из верхнего послекассетного объема "Б" в стержневой выпускной штуцер.
Кроме того, в стержневом выпускном штуцере на участке конусной кассеты может быть перфорировано живое сечение не менее площади живого сечения самого штуцера, многолопастной диспергатор может быть изготовлен преимущественно из алюминия, и/или дюралюминия, и/или оцинкованного железа, а конусная кассета изготовлена преимущественно из алюминия, и/или дюралюминия, и/или оцинкованного железа, и/или пищевого железа.
При этом элементы галоидного дозатора могут быть упакованы преимущественно бескассетно путем покрытия гранул щелочных химических реагентов элементами ткани со стороны основания конусной кассеты и/или междукрышечной упаковки тканевых элементов с прослойками металлических перфорированных сепараторов, преимущественно алюминиевыми.
Также многолопастной диспергатор может быть выполнен из листового материала, при этом все лопасти выгнуты по винтовой линии, а входные кромки лопастей заострены, а магнитная масса устройства увеличена за счет изготовления из мягкой стали опорно-упорного кассетного гнезда, стержневого выпускного штуцера, комбинированного пружинного гнезда.
Кроме того, крышка, закрывающая реагенты в конусной кассете, может быть выполнена преимущественно из алюминия, а в зоне галоидного дозатора перфорирована, а защитный кожух тканевого покрытия перфорированной зоны стержневого выпускного штуцера выполнен проницаемым и преимущественно из пищевой жести.
При этом дополнительные многолопастные диспергаторы могут быть установлены над и/или перед кассетной упаковкой, преимущественно на фильтрах форсированных двигателей внутреннего сгорания, а постоянный магнит установлен над кассетной упаковкой, преимущественно на конструкциях фильтров удлиненной формы.
Недостатком известного устройства является сложность его конструкции.
Известно устройство для создания трибохимического режима в масляной системе ДВС, описанное в п. РФ №2027030 по кл. F01M 9/02, з. 30.06.92, оп. 20.01.95.
Известное устройство содержит корпус, съемную крышку с отверстиями подвода масла и штуцер отвода масла и установленные в корпусе перфорированные вставки, на одной из которых размещен фильтр-дозатор из хлопчатобумажного материала, пропитанного йодом, на другой - хлопчатобумажный фильтр, щелочной реагент в виде гранул плава гидрооксида натрия с оксидом олова, полнопоточный фильтрующий элемент, охватывающий пакет химических реагентов, невозвратный и перепускной клапаны, и отличается тем, что вставки выполнены в виде соосных внешнего и внутреннего усеченных конусов, причем большее основание внутреннего конуса и меньшее внешнего закреплены на корпусе перепускного клапана, а меньшее основание внутреннего конуса и большее внешнего закреплены соответственно внутри и снаружи штуцера отвода масла, фильтр-дозатор размещен на внутреннем конусе, щелочной реагент - между внешним конусом и полнопоточным фильтрующим элементом.
Недостатком известного устройства является некоторая сложность конструкции вставок в корпусе фильтра.
Известно устройство для создания трибохимического режима в системе смазки механизма, представленное в п. РФ №2052169 по кл. F16N 39/06, F01M 9/02, 1/10, з. 05.04.95, оп. 10.01.96
Известное устройство содержит полнопоточный масляный фильтрующий элемент, а также щелочной реагент и йод, расположенные снаружи и изнутри указанного фильтрующего элемента, соответственно, отличающееся тем, что на фильтрующем элементе с кольцевым зазором относительно него установлена перфорированная цилиндрическая обойма с карманами для размещения щелочного реагента, при этом суммарный объем карманов обоймы соответствует объему щелочного реагента, необходимого Для поддержания трибохимического режима на время непрерывной работы фильтрующего элемента. При этом высота обоймы соответствует высоте фильтрующего элемента, карманы обоймы выполнены в виде продольных каналов или в виде изолированных друг от друга ячеек, проемы которых закрыты съемным цилиндрическим перфорированным кожухом.
Недостатком известного устройства некоторая сложность конструкции обоймы.
Известно устройство для создания трибохимического режима в системе смазки механизма, описанное в п. РФ №2039299 по кл. F01M 9/02, з. 14.06,94, оп. 09.07.95
Известное устройство содержит корпус, крышку с каналами для входа и выхода масла и трибохимический пакет, состоящий из закрепленных между двумя крышками коаксиальных перфорированных цилиндрических обечаек малого и среднего диаметров, обтянутых фильтрующим материалом, обечайки большого диаметра, щелочного реагента, размещенного между обечайками большого и среднего диаметров, и йода, нанесенного на фильтрующий материал обечайки малого диаметра, и отличается тем, что отверстия перфораций на обечайках среднего и большого диаметров выполнены таким образом, что верхняя граница размещения отверстий на обечайке среднего диаметра отстоит на 0,2-0,35 длины этой обечайки от ее верхнего края, а нижняя граница размещения отверстий на обечайках большого и среднего диаметров отстоит на 0,1-0,13 длины этих обечаек от их нижнего края.
Недостатком известного устройства является некоторая сложность конструкции трибохимического пакета. При этом трибохимический пакет занимает большую часть объема корпуса; вследствие чего для размещения фильтрующего элемента остается малое пространство. По этой причине он имеет малую площадь фильтрующей поверхности и, следовательно, малую грязеемкость. Трибохимический пакет и фильтрующий элемент также имеют сильно различающиеся сроки непрерывной работы, что усложняет возможность их совместного использования.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для создания трибохимического режима в масляной системе ДВС, описанное а п. РФ №2027031 по кл. F01M 9/02, з. 28.12.92, оп. 20.01.95. и выбранное в качестве прототипа.
Известное устройство содержит корпус, крышку, каналы входа и выхода масла, размещенные в корпусе, фильтрующий элемент, пропитанный йодом, на наружной поверхности которого установлены стержни, высота которых равна высоте фильтрующего элемента, и щелочной реагент и отличается тем, что стержни выполнены металлическими, а щелочной реагент нанесен на каждый из стержней в количестве 0,1-0,2 г на 1 см его длины, при этом общее количество щелочного реагента составляет 8-10 г на 1 л моторного масла, а йодом пропитана внутренняя поверхность фильтрующего элемента в количестве 0,3-0,4 г на 1 литр моторного масла.
При этом стержни выполнены из алюминия, а в качестве щелочного реагента использован плав на основе гидроксида натрия и оксида олова.
Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не очень надежно, т.к. не может долго храниться, поскольку щелочной реагент достаточно быстро разлагается. Трибохимический пакет и фильтрующий элемент также имеют сильно различающиеся сроки непрерывной работы, что снижает срок их совместного использования.
Задачей является повышение надежности устройства за счет повышения срока годности и срока службы его узлов.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для создания трибохимического режима в масляной системе ДВС, содержащем серийный полнопоточный масляный фильтрующий элемент, на наружной поверхности которого размещен трибохимический пакет элементов с химическим реагентом, представляющих собой стержни, высота которых равна высоте фильтрующего элемента, с нанесенным на них щелочным реагентом в виде плава гидроксида натрия и оксида олова в количестве 0,1-0,2 г на 1 см длины каждого стержня, а число их выбрано таким образом, чтобы общее количество реагента в устройстве составляло 8-10 г на 1 л моторного масла, внутренняя поверхность фильтрующего элемента пропитана йодом посредством установленного в полости фильтрующего элемента носителя йода при общем количестве последнего 0,3-0,4 г йода на 1 л моторного масла, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, в плав химического реагента дополнительно введена двуокись молибдена, стержни с нанесенным на них химическим реагентом смочены моторным маслом и покрыты вазелином, а на фильтрующий элемент с размещенным на нем пакетом элементов с химическим реагентом по окружности установлена сверху алюминиевая сетка и весь фильтрующий элемент упакован в полиэтилен.
Пропитка химического реагента моторным маслом в совокупности с последующим покрытием стержней вазелином и упаковкой всего фильтрующего элемента в полиэтилен позволяет существенно увеличить срок хранения, а таким образом и срок годности, как стержней с химическим реагентом, так и всего фильтра в целом. Введение в плав двуокиси молибдена увеличивает долговечность трущихся деталей, чему способствует и установка по окружности фильтрующего элемента алюминиевой сетки, служащей катализатором происходящих в процессе эксплуатации фильтрующего элемента окислительно-восстановительных реакций и являющейся дополнительным источником модификаторов трения, что в совокупности повышает и срок службы фильтрующего элемента, также увеличивая срок его годности, что обеспечивает в совокупности повышение надежности устройства.
Технический результат - повышение надежности устройства в целом путем увеличения срока годности фильтрующего элемента за счет обеспечения его лучшей сохранности (с помощью пропитки стержней с химреагентом моторным маслом, покрытия их вазелином и упаковки фильтрующего элемента в полиэтилен) и увеличения срока его службы (за счет введения в плав двуокиси молибдена и установки на фильтрующий элемент алюминиевой сетки, повышающей эффективность окислительно-восстановительных реакций в процессе эксплуатации).
Заявляемое устройство обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как введение в плав дополнительно двуокиси молибдена, смачивание стержней с нанесенным на них химическим реагентом перед установкой их на фильтрующий элемент моторным маслом и покрытие их вазелином, и размещение после установки стержней на фильтрующий элемент по окружности сверху алюминиевой сетки и упаковка всего фильтрующего элемента в полиэтилен, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемое устройство может найти широкое применение для очистки и стабилизации свойств моторных масел для смазки механизмов и двигателей внутреннего сгорания в машиностроении, а потому соответствует критерию «промышленная применимость». Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - общий вид фильтрующего элемента в сборе с заявляемым устройством;
- фиг. 2 - вид стержня с плавом;
- фиг. 3 - вид носителя йода.
На серийном полнопоточном масляном фильтрующем элементе 1 снаружи по боковой его поверхности по окружности размещен трибохимический пакет элементов с химическим реагентом (далее «химреагент»), представляющих собой стержни 2, высота которых равна высоте фильтрующего элемента 1. На стержни 2 нанесен щелочной реагент 3 в виде плава двуокиси молибдена, гидроксида натрия и оксида олова в количестве 0,1-0,2 г на 1 см длины каждого стержня 2. Число стержней 2 выбрано таким образом, чтобы общее количество реагента в устройстве составляло 8-10 г на 1 л моторного масла. Внутренняя поверхность фильтрующего элемента 1 пропитана йодом в количестве 0,3-0,4 г на 1 л. моторного масла посредством установленного внутри носителя 4. На фильтрующий элемент 1 с размещенным на нем пакетом элементов 2 с нанесенным на них химическим реагентом 3 по окружности установлена сверху алюминиевая сетка 5. На практике носитель 4 йода выполнен в виде перфорированного полого алюминиевого цилиндра 6, на который сверху надет фильтро-тканевый рукав 7 (фиг. 3).
Алюминиевая сетка 5 является катализатором окислительно-восстановительной реакции и одновременно служит дополнительным источником модификаторов трения. Фильтрующий элемент 1 с реагентом плотно упаковывается в полиэтилен 8. Перед установкой устройства в полноточный масляный фильтрующий элемент 1 необходимо выполнить следующие операции:
- надеть фильтро-тканевый рукав 7 на алюминиевый перфорированный цилиндр 6 и равномерно нанести 10%-ный раствор йода по всей поверхности;
- опустить в горячую воду фильтрующий элемент 1 в упаковке из полиэтилена 8 и нагреть воду до температуры плавления вазелина;
- снять полиэтиленовую пленку с фильтрующего элемента 1, установить его в корпус фильтра ДВС;
- химреагент держать не более 15 мин, т.к. на открытом воздухе его свойства ухудшаются;
- запустить двигатель, дать проработать ему 2-3 мин, проверив давление масла в двигателе.
Устройство работает следующим образом.
При запуске двигателя масло из картера поступает через впускное отверстие и невозвратный клапан (элементы двигателя на чертежах не показаны) в полость между корпусом и масляным фильтрующим элементом 1. Затем масло поступает на стержни 2 трибохимического пакета со щелочным реагентом 3. При взаимодействии масла со щелочным реагентом 3 происходит частичное растворение последнего, нейтрализация карбоновых кислот, содержащихся в масле, и растет его щелочное число. Проходя затем через фильтрующий элемент 1, масло очищается от механических примесей и частично растворяет некоторое количество йода. При контакте моторного масла с химреагентом 3 происходит окислительно-восстановительная реакция, которая дозируется йодной решеткой. В отфильтрованном нагретом масле с растворенными добавками создается и поддерживается трибохимический режим, приводящий к восстановлению окисных форм смазки и образованию модификаторов трения. Далее масло проходит через отверстия резьбовой втулки, выходное отверстие крышки и поступает в цилиндро-поршневую группу двигателя (узлы и элементы двигателя на чертежах не показаны). Составляющие химреагента 3, которые являются продуктами износа деталей двигателя (Sn, Al, Fe, Cu, Mo), с йодом переходят в коллоидный раствор, который разносится потоком масла и образует на трущихся поверхностях металлоорганическую пленку, обладающую антифрикционными, противозадирными и антикоррозионными свойствами.
Благодаря наличию в масле модификаторов трения на трущихся поверхностях цилиндро-поршневой группы создается металлоплакирующая пленка, постоянно регенерирующаяся при работе двигателя. Это позволяет восстановить износ пар трения и повысить коррозионную стойкость, а также уменьшить коэффициент трения, что существенно увеличивает ресурс двигателя. В результате эксплуатационные свойства моторного масла поддерживаются на постоянном уровне (основное щелочное число в районе - 6), что обеспечивает пробег 120 тыс.км или 6000 м/ч, в течение которого не требуется замены масла в двигателе.
Поддерживание оптимального значения щелочного числа позволяет существенно улучшить моющие и дисперсные свойства моторного масла.
В условиях кризиса потребителям особенно важно и удобно приобретать фильтрующий элемент 1 ориентировочно по цене 50% от стоимости покупаемого для замены моторного масла. Так, например, на двигатель КамАз на 100 тыс.км пробега его можно приобретать через каждые 15 тыс.км, а не закупать сразу весь комплект на 6 шт.
Использование предлагаемого устройства для создания трибохимического режима в масляной системе ДВС позволяет уменьшить износ деталей двигателя на 50-70%; экономия топлива составит 5-10%. При большом износе деталей ДВС расходуется больше химреагента 3, что требует замены устройства для создания трибохимического режима в масляной системе ДВС через 10-12 тыс.км, в зависимости от степени износа и условий эксплуатации автомобиля.
В сравнении с прототипом заявляемое устройство для создания трибохимического режима в масляной системе ДВС является более надежным в работе.