СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в системах вентиляции картерных газов двигателей внутреннего сгорания.
Известно, что при работе двигателя внутреннего сгорания неизбежно происходит прорыв газов из камеры сгорания в картерную полость, где газы смешиваются с маслом. При открытой системе вентиляции картерные газы отводятся в атмосферу и наличие в них масла, даже в виде аэрозоли недопустимо. Эксплуатация такого транспортного средства запрещена.
Существует большое количество систем вентиляции картера двигателей внутреннего сгорания, суть которых в основном состоит в отделении от газов моторного масла при минимальных затратах на очистку, т.е. получить минимальное давление в картере, так как при увеличении давления быстро выходят из строя манжеты и уплотнения, что также не допустимо.
Известна система вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания содержащая подводящий и отводящий патрубки сливной патрубок и маслоотделитель, выполненный в виде конусной решетки (см. патент DE №2341275, кл. F01M 13/04, опубл. 1975 г.).
Недостатком известной конструкции является низкая эффективность отделения масла от газов, которое происходит только за счет поворота потока на конусной решетке.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является система вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания, содержащая патрубки подвода и отвода картерных газов, маслоотделитель с корпусом в виде трубы с внутренним элементом, образующим с трубой кольцевую полость, при этом внутренний элемент выполнен составным из установленных с осевым зазором соосных трубы с
6
продольной прорезью и втулки с завихряющим устройством (см. а.с. СССР №1407151, МПК F01M 13/04, опубл. 20.08.1996).
Известная система предназначена для использования на безнаддувных двигателях с малыми расходами картерных газов, а при использовании на двигателях с турбонаддувом, где резко увеличился расход картерных газов, выявился ряд недостатков. Во-первых, завихряющее устройство при увеличении расхода газов повышает сопротивление потоку, и тем самым резко увеличивается давление картерных газов, что недопустимо. Во-вторых, с увеличением расхода картерных газов увеличивается количество масла попадаемого в систему и трудно обеспечить его слив обратно в картер, т.к. увеличение диаметра сливного отверстия приводит к прорыву через него картерных газов и запиранию слива.
Была поставлена задача, повысить эффективность очистки картерных газов от масла и исключить выброс масла в атмосферу при обеспечении низкого давления в картере.
Для решения поставленной задачи в системе вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания, содержащей патрубок подвода картерных газов, имеющий поворотный угольник, патрубок отвода картерных газов, маслоотделитель, соединенный с картером двигателя через сливное устройство, в поворотном угольнике в месте соединения с картерной полостью двигателя выполнено окно, а маслоотделитель выполнен в виде расположенной в картерной детали двигателя расширительной камеры, сообщающейся с патрубками подвода и отвода картерных газов, при этом диаметр расширительной камеры больше диаметра патрубков, кроме того, патрубок отвода картерных газов снабжен сужающимся диффузором, а сливное устройство выполнено в виде двух трубок, установленных с зазором друг относительно друга, причем внутренняя и наружная трубки соединены соответственно с расширительной камерой и картерной полостью двигателя или сливное устройство выполнено в виде трубки, соединенной с одной
стороны с расширительной камерой, а с другой - с картерной полостью двигателя через лепестковый клапан, установленный в указанной трубке.
Такая совокупность существенных признаков, характеризующих созданную систему вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания, позволяет повысить эффективность очистки картерных газов от масла и исключить выброс масла в атмосферу при обеспечении низкого давления в картере.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг.1 - система вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания, общий вид;
фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 по варианту 1;
фиг.3 - показано сливное устройство по варианту 2.
Система вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания содержит патрубок 1 подвода картерных газов, патрубок 2 отвода картерных газов. Патрубок 1 имеет поворотный угольник 3, в котором в месте соединения с картерной полостью 4 двигателя выполнено окно 5, при этом окно 5 ориентировано так, что в систему совместно с газами попадает минимальное количество масла. Патрубок 2 снабжен сужающимся диффузором 6.
В картерной детали 7 двигателя (например, в картере маховика) выполнена расширительная камера 8, сообщающаяся с патрубками 1 и 2, при этом диаметр (D) расширительной камеры 8 значительно больше диаметра (d) патрубков 1 и 2, которые на входе в камеру 8 уплотнены уплотняющими элементами 9 и 10 соответственно. Расширительная камера 8 через отверстие 11, выполненное в картерной детали 7 и сливное устройство 12 сообщается с картерной полостью 4 двигателя.
Сливное устройство 12 состоит из установленных одна в одну с кольцевым зазором «а» трубок 13 и 14. Трубка 14 имеет меньший диаметр и установлена в отверстие 11. В верхней части трубки 13 выполнено отверстие 15, а в нижней части трубки 14 выполнено отверстие 16. Снизу трубки 13 и 14 закрыты заглушкой 17. Кольцевой зазор «а», высота перекрытия трубок 13 и 14 «h» и общая высота сливного устройства «Н» подобраны и оптимизированы так, что вес столба жидкости в сливном устройстве 12 всегда больше силы давления картерных газов, действующих на площадь кольцевого зазора «а», т.е. масло под действием веса столба жидкости постоянно вытесняется в картер двигателя, тем самым исключается прорыв картерных газов через сливное устройство 12 в расширительную камеру 8.
Сливное устройство 12 может быть выполнено в виде трубки 18, которая с одной стороны сообщается с расширительной камерой 8, а с другой стороны установлен лепестковый клапан 19, через который трубка 18 сообщается с картерной полостью 4 двигателя.
Система вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.
Картерные газы через окно 5 в поворотном угольнике 3 с минимальным количеством масла поступают в подводящий патрубок 1, где крупные капли масла частично выпадают из потока и движутся по стенкам патрубка 1. Далее поток картерных газов поступает в расширительную камеру 8, где за счет большой разницы диаметров подводящего патрубка 1 и расширительной камеры 8 происходит эффект резкого расширения, в результате чего падает скорость, давление и температура. За счет этого происходит изменение агрегатного состояния газа, мельчайшие частицы масла конденсируются и выпадают вниз. Затем через отверстие 11 и сливное устройство 12 частицы масла сливаются обратно в картер двигателя. Очищенные газы через диффузор 6 попадают в отводящий патрубок 2 из центральной, более чистой зоны расширительной камеры 8 без изменения
направления движения, что снижает сопротивление потоку газов и тем самым снижает давление в картере. Очищенные картерные газы из отводящего патрубка 2 удаляются в атмосферу.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить эффективность очистки картерных газов от масла и исключить выброс масла в атмосферу при обеспечении низкого давления в картере.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.