МАСЛЯНЫЙ ПОДДОН ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

МАСЛЯНЫЙ ПОДДОН ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ.
Нолезная модель относится к двигателестроению, в частности к корпусным деталям двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Как правило, масляный поддон ДВС выполняется в виде единой детали - литой, воспринимающей часть нагрузок деформирующих нижнюю часть блока цилиндров (блок-картер), и увеличивающих его (блок-картера) жёсткость, или лёгкой тонкостенной цельнощтампованной детали из листовой стали, закреплённой через уплотнительную прокладку к блок-картеру двигателя и динамически легкодеформируемой в зоне присоединения к монтажной зоне блок-картера. Конструкции масляных поддонов (МН), являющиеся сборниками масла, должны удовлетворять, по крайней мере, трём основным требованиям: минимальным расплескиванием масла в полости поддона при эксплуатации транспортного средства, хорощим теплоотводом наружной поверхности для охлаждения масла и малым уровнем uiyMa, излучаемым вибрирующими стенками поддона в окружающую среду (низким корпусным звуком).
Известен масляный иоддон ДВС ВАЗ-2108, В.А. Вершигора и др. Автомобнль ВАЗ-2108. М., ДОСААФ СССР, 1986, с.67, рис.32, поз.20, который представляет собой однослойную тонкостенную, цельнощтампованную из металлического листа деталь, снабжённую фланцем крепления к блоку цилиндров ДВС. Картер имеет необходимую нлощадь новерхности теплосъёма, а внутри его полости содержится моторное масло.
воздействиям, динамически деформируемый, колеблющийся тоикостенный металлический поддои, имеющий развитую поверхность, является достаточно эффективным излучателем звуковой энергии в окружающую среду, что является его существенным конструктивным недостатком.
Этот недостаток частично устраняется в техническом рещении, описанном в заявке Франции № 2398887, МКИ F02F 11/00, публ. 13.03.79, где поддон крепится к блок-картеру через специальные промежуточные эластичные виброизолирующие элементы, частично ослабляющие динамическое возбуждение стенок и соответственно уменьщающие излучаемый поддоном структурный звук.
Однако конструктивно, это достаточно сложное рещение, увеличивающее материалоёмкость и номенклатуру изделия, при недостаточно эффективном подавлении корпусного звука, вследствие ограниченньк виброизолирующих качеств эластичных элементов и потери этих качеств в процессе эксплуатации из-за воздействия высокотемпературных и динамических нагрузок.
Из заявки Японии № 63-18019, МКИ F02F 7/00, публ. 15.04.88, БИ 5-451, известен масляный картер, выполненный из композиционного трёхслойного материала металл-пластик-металл (МПМ). Благодаря достаточно высоким вибродемпфирующим свойствам углеродных нитей и упруго вязким свойствам пластикового слоя с низкой температурой размягчения, обеспечивается рассеивание энергии вибраций стенок поддона и снижение корпусного щума ДВС в области средних и высоких частот звуковогоспектра. Являясь эффективным с точки зрения улучщения
щумовибродемпфирующих качеств, материал МПМ в это же время является достаточно дорогим в изготовлении, технологически плохо подвержен глубокой вытяжке (известные трудности имеют место в производстве масляных поддонов), что может увеличивать количество брака при изготовлении поддонов из МПМ, а также обладает ухудшенным теплоотводом, вследствие наличия в структуре материала изоляционного вязкоупругого пластикового слоя, что либо вынуждает применять или увеличивагь производительность масляного радиатора, либо использовать дополнительные средства для охлаждения моторного масла, например направленный интенсивный принудительный обдув поддона.
Известны многочисленные технические решения, в которых в той или иной мере одновременно решаются обозначенные проблемы, в частности это улучшение теплоотвода от стенок поддона и уменьшение вибровозбудимости стенок поддона и, таким ооразом, снижение корпусного шума излучаемого масляным KapjepoM в
окружающую среду. В частности, для уменьшения вибровозбудимости применяют различного рода упоры-демпферы и усиливающие элементы, см. заявку Германии N° 4027242, МКИ F02B 77/13, публ. 05.03.92, патент ЕПВ № 0497753, МКИ F02F 7/00, публ. 05.08.92, заявку Японии № 63-61757, МКИ F02F 1/00, публ. 17.03.88. Либо панель поддона снабжают специальными рёбрами жёсткости, как это известно, из заявки Японии № 1-247746, МКИ F02F 7/00, публ. 03.10.89, заявок Японии № 59-5784 и № 59-5785,МКИР02Р7/00, публ. 07.02.84, или из авторского свидетельства СССР № 1083923. В техническом решении по заявке Японии № 63-21010, МКИ Р02В 77/13, публ. 16.06.80, дно масляного картера выполнено из двух, размеш;ённых с зазором и виброизолированных друг от друга панелей (стенок).
Однако описанные технические решения достаточно сложны и материалоёмки.
Известно устройство уменьшения шума масляного поддона ДВС, заявка Японии .NO 3-25630, МКИ Р02Р 7/00, публ. 08.04.91, содержащее прорези, выполненные в боковых стенках поддона, прикреплённого к нижней части блок-картера ДВС. В прорезях смонтированы упругие специальные элементы. Отличительной особенностью указанного технического решения является то, что между соседними прорезями выполнены рёбра, вытянутые от поверхности крепления поддона до его днища. Такая конструкция обеспечивает повыщение изгибной жёсткости стенок поддона и, как следствие, снижение его виброактивности и уменьшение корпусного звука.
Дальнейшим совершенствованием описанного выше устройства является техническое решение, описанное в заявке Японии N° 3-48338, МКИ F02B 77/13, публ. 24.07.91, в котором на упругих элементах с обеих сторон сквозных отверстий (прорезей) выполнены выпуклые участки. Кроме того, устройство содержит прижимы, которые, благодаря создаваемому ими давлению на боковые поверхности упругих элементов, прижимают участки к боковой кромке кожуха. Устройство характеризуется достаточной простотой монтажа упругих элементов и обеспечивает надёжное уплотнение.
Одм.мко и в этих технических решениях вибрации от сопрягающейся зоны блоккартера двигателя передаются недостаточно ослабленными на присоединительную донную часть масляного картера, что прямо влияет на усиление излучения корпусного шума.
поддона, а другая - верхнюю часть, посредством которой поддон крепится к блоккартеру двигателя. В плоскости разъёма донной и верхней частей установлен кассетный масляный фильтр, который наряду со своей прямой функцией (очистки масла) дополнительно способствует и некоторому демпфированию вибраций структуры поддона, что в некоторой степени позволяет уменьшить его виброактивность и корпусной звук.
Однако.этому техническому решению свойственны в той или иной степени уже отмеченные вьппе конструктивные, технологические и эксплуатационные недостатки. В частности, это повышенная вибровозбудимость структуры поддона и передача соответствующего структурного шума в окружающую среду, ввиду недостаточной демпфирующей способности данной конструкции кассетного масляного фильтра.
Из патента Великобритании .№ 2276205, МКИ F01M 11/00, публ. 21.09.94, известен масляный поддон двигателя, в котором для уменьшения шума, из.пучаемого структурными стенками, как донной, так и присоединительной к нижней плоскости блок-картера двигателя части поддона, в полости поддона, в разных её уровнях сформированы вертикальные рёбра, расположенные на некотором удалении (с зазором) от стенок тонколистовой структуры поддона, причём нижние торцы рёбер снабжены каналами для свободного перетекания масла. Здесь функцию демпфера вибраций стенок поддона выполняет слой моторного масла, который размещён между рёбрами и стенками поддона. Однако рёбра, выполненные в виде тонкостенных металлических с развитой поверхностью элементов, не обладают звукопоглощающими свойствами, и вместе с этим, могут сами легко возбуждаться, проводить и даже усиливать передачу звука на собственных резонансных формах своей тонколистовой структуры. Кроме того, при наклонах транспортного средства масло свободно перетекает из одной стороны поддона в другую.
Известен масляный поддон двигателя внутреннего сгорания, описанный в патенте США № 5465692, МКИ F02F 7/00, 1995, который выполнен в виде тонколистовой корытообразной детали, смонтированной на нижнем разъёме блоккартера двигателя. Внутри поддона смонтирован пластинчатый успокоитель, в котором выполнены технологические отверстия для прохода в донную часть, где размещено масло, функциональных элементов системы смазки двигателя (маслозаборника с фильтром, масляного щупа и др.). В полости поддона, образованной его донной частью и ограниченной успокоителем, размещён внутренний поддон (дословный перевод), свободно плавающий в масляной ванне, причём между внутренней стенкой
донной ч.сти поддона и наружными стенками внзгфеннего поддона имеется пространство, заполненное вытесняемым маслом. Вертикальное перемещение внутреннего поддона ограничено наличием успокоителя, который в свою очередь имеет ряд скво Ых удлинённых отверстий. В местах возможного контакта внутреннего поддона донной частью ипи успокоителем предусмотрено ин inMiu- упр м-элементов. Внутренний поддон представляет собой жёсткую (металлическую) тонколистовую структуру. Т. о. образуется слоистая структура масло-металл-маслометалл с улучшенной звукоизолирующей способностью и ослабленным возбуяодением внешней стенки масляного поддона.
Названная тонколистовая металлическая структура внуфеннего подцона может динамически возбуждаться, проводить и даже частично усиливать передачу звуковой энергии на собственных резонансных формах этой листовой структуры. Одновременно с этим, конструкция внутреннего поддона обладает высокой добротностью как вибропередающая колебательная система (жёсткая тонколистовая структура с низким внутренним трением). Из-за очень незначительного внутреннего трения металлической структуры стенок внутреннего поддона они, под влиянием динамического воздействия, могут достаточно легко возбуждаться на своих собственных колебательных модах, с соответствующей передачей возбуждения на внешнюю оболочку поддона. По этим причинам описанное устройство поддона имеет ограниченную эффективность, что обусловлено названными виброакустическими дефектами. Здесь также ничто не препятствует свободному перетеканию масла из одной части поддона в другую при наклонах автомобиля, его торможении ускореииях.
Кроме того, данному техническому и решению, как и всем известным из описаиного уровня техники двигателям, присущ тот недостаток, что при колебаииях уровня масла в поддоне, что имеет место при движении автомобиля по бездорожью, поворотах, резких торможениях или ускорениях, маслозаборное устройство может временно оказаться выше уровня масла, находящегося в поддоне, что приведет к перебою подачи масла в системы двигате.11я. Чаще всего это случается, когда маслозаборник установлен на периферии поддона.
В качестве прототипа выбран масляный поддон МКИ F02F 7/00. Поддон представляет собой литую корытообразную деталь, в полости которой находится масло, в которое погружен маслозаборник системы смазки. Кроме того, в полости картера размещено средство, обеспечивающее постоянное наличие масла в зоне маслозаборника при инерционном воздействии на объем масла, что имеет место при резком торможении
или ускорении автомобиля, при движении автомобиля по бездорожью, на поворотах. Названное средство в частности состоит из горизонтального щита, снабженного, по меньшей мере, двумя отверстиями. Для обеспечения работоспособности двигателя при его больших и длительных наклонах шит установлен герметично под уровнем масла с образованием верхней и нижней масляных полостей и вьшолнен, по меньшей мере, с двумя горизонтальными каналами с входами и выходами, причем входы сообщены с верхней полостью с помощью отверстий, а выходы - с нижней полостью, причем как входы, так и выходы размещены на наибольшем расстоянии друг от друга.
Описанное устройство позволяет обеспечить надежный забор масла при больших и длительных наклоншс 1ра1шп(фт1юго срвдетва.
Однако оно представляет достаточно сложную в изготовлении конструкцию и обладает повьппенной материалоемкостью. С одной стороны это отрицательно сказьшается на эффективности теплоотвода из внутренней полости поддона в окружающую среду, а с другой стороны ухудшаются акустические качества поддона, поскольку тонкостенные и развитые по своей поверхности щиты размещены в наиболее вибронагруженной зоне поддона, а именно, в его присоединительной к блоку цилиндров части.
Задача полезной модели - упрощение конструкции и технологии изготовления поддона, уменьшение его материалоемкости и обеспечение постоянного уровня масла при движении автомобиля на поворотах, резких торможениях или ускорениях при одновременном достижении высоких акустических и эксплуатационных качеств.
Сущность полезной модели заключается в том, что в известном масляном поддоне, вьшолненном в виде единой корытообразной детали, внутри которой размещено средство, обеспечивающее постоянное наличие масла в зоне маслозаборного устройства при инерционном воздействии на его объем, названное средство выполнено в виде, по крайней мере, двух взаимно параллельных расположенных в поперечных плоскостях поддона ребер, вьшолненных за одно целое с корпусом поддона, и свободные вертикальные торцы которых перекрывают друг друга с образованием между ними лабиринтного канала.
На фиг.1 показано продольное сечение А-А масляного поддона двигателя внутреннего сгорания;
постоянное наличие масла в зоне маслозаборного устройства 2 при инерционном воздействии на его объем, названное средство выполнено в виде, по крайней мере, двух взаимно параллельных расположенных в поперечных плоскостях поддона ребер 3, выполненных за одно целое с корпусом 1 поддона, и свободные вертикальные торцы 4 которых перекрывают друг друга с образованием между ними лабиринтного канала 5.
При наклонном положении автомобиля, которое в процессе его эксплуатации может быть только кратковременным, масло из зоны маслозаборника 2 достаточно медленно, в силу наличия лабиринтного канала 5, перетекает в противоположную часть поддона, что и обеспечивает в этот кратковременный период эксплуатации автомобиля постоянное наличие масла под малозаборником 2. После принятия даигателем горизонтального положения уровень масла в поддоне постепенно становится общим горизонтальным.
Изменяя проходное сечение лабиринтного канала 5, можно в той или иной степени изменять скорость истечения масла из одной полости поддона в другую.
Одновременно с этим, повышается жесткость стенок и донной части поддона, что благоприятно сказывается на акустических качествах поддона, а выполнение ребер Зтак, что их свободные вертикальные торцы 4 образуют лабиринт, позволяет при отливке корпуса 1 избавиться от применения разрушаемых (например, песчаных) стержней, что в значительной степени упрощает и удешевляет процесс изготовления поддона.