НАСОС МАСЛЯНЫЙ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к автомобилестроению, в частности, к системам смазки двигателя внутреннего сгорания (далее ЛВС), а именно к конструкциям масляных насосов.
Известна конструкция насоса масляного, содержащего корпус и крышку, соединенные стяжными болтами. В расточках корпуса расположены ведущая шестерня, ведомая шестерня и регулятор давления, выполненный в виде подпружиненного золотника. Крышка выполнена с бобышкой, имеющей сквозной отверстие, а корпус в месте расположения бобышки выполнен с заниженным участком, в котором выполнено седло. Предохранительный клапан выполнен в виде шарика, прижатого посредством пружины к седлу. Пружина размещена в отверстии бобышки и зафиксирована шплинтом (см. патент на полезную модель RU №99588, с приоритетом от 03.06.2010 г., МПК F16N 13/00 (2006.01).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относятся сложность конструкции, большая металлоемкость, шумность работы, большие гидравлические потери вследствие удаленности всасывающей полости масляного насоса от масляного картера.
7
Наиболее близкой конструкцией того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является масляный насос, содержащий сборный посредством резьбовых элементов корпус с крышкой, имеющей резьбовое отверстие для подключения штуцера, и с патрубком, имеющим насадку с фильтром, размещенные в корпусе шестерни, установленные на валах, один из которых приводной, и переходную втулку, жестко закрепленную в корпусе и являющуюся опорой одного из валов, причем сборные части корпуса выполнены фасонными, имеющими внутренние полости, в одной из которых выполнен выступ с установленным в нем редукционным клапаном, в корпусе закреплена металлическая прокладка, имеющая отверстия, вторая же часть корпуса, в которой установлен редукционный клапан, сообщена отверстием с патрубком, имеющим конический участок, сужающийся в направлении движения потока масла (см. патент на изобретение RU №2166147, с приоритетом от 06.01.2000, МПК F16N 13/20).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся сложность конструкции, большая металлоемкость и недостаточная надежность в работе из-за возможности заклинивания редукционного клапана, большое гидравлическое сопротивление при прокачке масла.
Сущность полезной модели заключается в создании оптимальной конструкции масляного насоса с минимальными гидравлическими потерями и пониженным шумом при работе, повышенной производительности за счет выполнения под углом патрубка отвода масла в корпусе масляного насоса, отверстия подвода масла в виде конфузора, выбора оптимальных соотношений: диаметра и высоты шестерен масляного насоса, расстояния от присоединительного фланца до нижней крайней точки приемного патрубка и угла наклона приемного патрубка.
Технический результат - повышение производительности, упрощение конструкции, снижение металлоемкости.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в масляном насосе двигателя внутреннего сгорания, содержащем сборный посредством резьбовых элементов корпус с перегородкой, в корпусе насоса выполнены с перекрытием цилиндрические расточки, в которых устанавливаются: ведущая шестерня, напрессованная на валик и ведомая шестерня, свободно вращающаяся на оси, запрессованной в корпус/кроме этого на приемной части патрубка, для предотвращения попадания в масляный насос крупных частиц и металлической стружки, имеется фильтрующий элемента виде сетки, закрепленный на поверхности приемного патрубка, особенностью является то, что масляный насос содержит следующие признаки, отличные от признаков ближайшего аналога:
- для повышения производительность насоса патрубок отвода масла в корпусе масляного насоса выполнен в угловом интервале 55°-65(к опорной плоскости шестерен, определенном расчетным путем и подтвержденном на стендовых и дорожных испытаниях, изменение угла (уменьшение/увеличение) за пределами данного интервала ведет к увеличению внутреннего сопротивления в насосе и росту гидравлических потерь и увеличению металлоемкости корпуса масляного насоса;
- для снижения металлоемкости и упрощения конструкции между корпусом и приемным патрубком закреплена перегородка, выполненная из металлокерамики (чугуна, стали), одна сторона которой является опорной поверхностью для шестерен масляного насоса, ив перегородке имеются сквозные отверстия: для установки резьбовых элементов, оси ведомой шестерни, подвода масла к всасывающей полости и взаимодействия с редукционным клапаном;
- для повышения производительности, уменьшения коэффициента местного сопротивления потока жидкости, снижения гидравлических потерь и уменьшения потерь давления, отверстие для подвода масла к всасывающей полости в перегородке масляного насоса со стороны приемного патрубка выполнено в виде конфузора;
- для упрощения конструкции и снижения металлоемкости приемный патрубок является многофункциональным элементом: нижней частью корпуса масляного насоса, корпусом редукционного клапана, насадкой для забора масла с фильтром грубой очистки масла напрессованной вокруг нее при помощи каркаса;
- для упрощения конструкции масляного насоса без снижения эксплуатационных качеств, редукционный клапан плунжерного типа с тарированной пружиной сжатия, зафиксированной шплинтом, расположенный в приемном патрубке, имеет забор из нагнетательной полости и слив в районе отверстия подвода масла к всасывающей полости в перегородке масляного насоса;
- диаметр D и высота h подобраны конструктивно и находятся в размерных пределах 40±1 мм и 28 мм…42 мм соответственно, выполнение размеров D и h в указанных интервалах размеров обеспечивают необходимые напорно-расходные характеристики насоса на всех режимах работы двигателя, выполнение шестерен в иных размерных пределах ведет к недостаточной или избыточной производительности маслонасоса, следствием чего является масляное «голодание» двигателя при работе с нагрузкой или повышенный уровень механических потерь;
- для обеспечения минимального гидравлического сопротивления при работе расстояние Н от присоединительного фланца до нижней крайней точки приемного патрубка находится в размерном пределе 165 мм…176 мм и угол наклона фильтра приемного патрубка к опорной плоскости шестерен масляного насоса ol имеет предел 12±2°, уменьшения размеров относительно интервалов ведет к снижению характеристик масляного насоса, при увеличении размеров относительно данных пределов приводит к снижению технологичности монтажа масляного насоса на двигатель и задеванию насоса за детали кривошипно-шатунного механизма;
- точное позиционирование масляного насоса относительно блока цилиндров и элементов привода обеспечивается посадкой по центрирующему цилиндрическому выступу диаметром d=21…22 мм и геометрически зависимым от данного диаметра расположением центров крепежных отверстий присоединительного фланца L1=1,6…2,0d, L2==2,0…2,4d, выполнение данных элементов за пределами указанных размеров приведет, к несоосности масляного насоса с приводом, следствием чего является повышенный износ шестерен масляного насоса и привода и заклинивание масляного насоса, а также к невозможности установки масляного насоса на двигатель;
- для увеличения надежности соединения и упрощения конструкции ведущая шестерня, напрессованная на валик, имеет крепление штифтом.
Для пояснения настоящей полезной модели приведены следующие иллюстрации:
На фиг.1 - показан общий вид масляного насоса;
На фиг.2 - показан вид слева с местными разрезами;
На фиг.3 - показан вид сверху;
На фиг.4 - показан разрез А-А на фиг.2;
На фиг.5 - показан разрез Б-Б на фиг.2;
На фиг.6 - показан разрез В-В на фиг.5;
Масляный насос содержит корпус (1) и приемный патрубок (2), соединенные резьбовыми элементами (3). В корпусе насоса (1) выполнены с перекрытием цилиндрические расточки (4), в которых устанавливаются: ведущая шестерня (5), напрессованная на валик (6) и ведомая шестерня (7), свободно вращающаяся на оси (8), запрессованной в корпус (1). На верхнем конце валика (6) сделано шестигранное отверстие (9) в которое входит шестигранный валик привода масляного насоса (не показан). Для увеличения надежности крепления ведущей шестерни (5) с валиком (6) предусмотрена установка штифта (31). В корпусе также выполнены всасывающая (24) и нагнетательная (25) полости, имеющие перекрытия с цилиндрическими расточками (4) и присоединительный фланец (29) с отверстия для крепления масляного насоса (30) и центрирующим цилиндрическим выступом (32). Перегородка (10) насоса, одна из сторон которой является опорной поверхностью (22) для шестерен масляного насоса, соответственно ведущей (5) и ведомой (7), имеет сквозные отверстия (11) для установки стяжных винтов (3), отверстие (12) под ось ведомой шестерни (8), отверстие (13) подвода масла к всасывающей полости (24) и отверстие (14) взаимодействия с редукционным клапаном (17). Отверстие для подвода масла к всасывающей полости (13) в перегородке масляного насоса (10), со стороны приемного патрубка (2) выполнено в виде конфузора (28). Шестерни масляного насоса (5, 7) прямозубые, наружного зацепления, с эвольвентным профилем зубьев. Приемный патрубок (2) имеет бобышку (15) с отверстием (16), в котором расположен редукционный клапан (17) плунжерного типа с тарированной пружиной сжатия (18), зафиксированной шплинтом (19) через шайбу (20), а так же отверстие (27) для слива масла из редукционного клапана. Фильтрующий элемента виде сетки (21) закреплен на поверхности приемного патрубка (2) при помощи напрессовки каркаса (23). Для отвода масла из нагнетательной полости (24) в масляную магистраль двигателя (не показан) в корпусе (1) имеется патрубок отвода масла (26). Расстояние, от присоединительного фланца до нижней крайней точки приемного патрубка (Н), угол наклона фильтра приемного патрубка к опорной плоскости шестерен масляного насоса (а), диаметр (D) и высота (h) шестерен масляного насоса. Расстояния (L1 и L2) от центра цилиндрического центрирующего выступа (32) до центров крепежных отверстий (30) присоединительного фланца (29) геометрически зависимы от диаметра (d).
Масляный насос работает следующим образом.
Масляный насос устанавливают в жидкую среду (масло), при этом размещая приемный патрубок (2) с фильтрующим элементом (21) таким образом, чтобы отверстия последнего были перекрыты слоем жидкости. При вращении валика (6) насоса с закрепленной на нем ведущей шестерней (5) одновременно вращается и ведомая шестерня (7) на оси (8). Масло из картера двигателя (не показан) через фильтрующий элемент (21) через отверстие для подвода масла (13) с конфузором (28) в перегородке масляного насоса (10) поступает к всасывающей полости (24), далее при вращении шестерен (5) и (7) масло подается в нагнетательные полости (25), а из нагнетательной полости (25) по патрубку отвода масла (26) корпуса (1) подается в масляную магистраль двигателя (не показан). При достижении определенного давления в нагнетательной полости (25), усилие, действующее на редукционный клапан (17), может превысить силу, с которой тарированная пружина сжатия (18) прижимает редукционный клапан (17) к пружине (18) и он, перемещаясь, открывает выход маслу через отверстие (27) в район отверстия подвода масла (13) к всасывающей полости (24) в перегородке масляного насоса (10), при этом происходит снижение давления в полости нагнетания (25), что обеспечивает снижение нагрузок на привод масляного насоса (не показан). Величина давления срабатывания (перемещения) редукционного клапана (17) определяется характеристикой пружины сжатия (18).
Преимущество заявленной полезной модели состоит в том, что по сравнению с принятыми за аналог устройствами, выполнение масляного насоса ДВС описанным выше образом с использованием всей предложенной совокупности существенных признаков позволяет повысить плавность и уменьшить шум при работе насоса, уменьшить металлоемкость и гидравлические потери, увеличить надежность вследствие упрощения конструкции узла.