ПРОБКА РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАЧКА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к элементам системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
В классической системе охлаждения ДВС с замкнутым жидкостным контуром, при работе ДВС температура теплоносителя повышается, повышается и давление в системе. При останове двигателя и его охлаждении наблюдается обратный процесс. Т.е. имеет место циклическое изменение величины давления в замкнутом контуре системы охлаждения. Причем изменение величины давления в системе должно поддерживаться в строго ограниченном диапазоне. Эта проблема решается известным техническим приемом, в частности за счет введения в контур системы расширительного (компенсационного) бачка, горловина которого снабжена пробкой с клапанным узлом, посредством которого осуществляется сброс давления из системы при перегреве двигателя и компенсация разрежения в системе при охлаждении двигателя путем подсоса атмосферного воздуха.
Известна пробка расширительного бачка с клапанным устройством для защиты системы охлаждения ДВС с жидкостным охлаждением от избыточного давления, заявка ФРГ (DE) № OS 3422705, МКИ 01 Р 11/02, публ. 19.12.85, БИ №51/52.
Пробка содержит корпус с внутренним резьбовым участком, посредством которого она наворачивается на горловину расширительного бачка. Внутри корпуса смонтирован клапанный узел, обеспечивающий компенсацию повышенного или пониженного давления в системе охлаждения, за счет регулируемой связи изменяемой в системе охлаждения величины давления с атмосферным давлением. Практически, при работающем двигателе повышающееся в системе охлаждения давление приоткрывает тарированный на заданную величину выпускной клапан и часть паров теплоносителя (воды, антифриза) отводится в атмосферу. При охлаждении двигателя
давление в системе понижается, при этом приоткрывается впускной клапан клапанного узла и часть воздуха из атмосферы засасывается в систему охлаждения.
Анализ описанного устройства позволяет судить о сложности его конструкции.
Из уровня техники известна также пробка расширительного бачка системы охлаждения ДВС автомобиля ВАЗ-2108, В.А.Вершигора и др., Автомобиль ВАЗ-2108, М., ДОСААФ СССР, 1986, с.61, рис.30.
Пробка состоит из пластмассового корпуса с внутренним резьбовым участком. Внутри корпуса установлен латунный блок, в котором соосно смонтированы впускной и выпускной (паровой) клапана. Блок внутри корпуса пробки центрируется специальным выступом, выполненным соосно и за одно целое с крышкой пробки, и направленным внутрь ее корпуса, при этом в блоке имеется специальное отверстие, в котором названный выступ устанавливается при размещении блока в корпусе пробки. Крепление блока в пробке осуществляется при ее заворачивании на горловину расширительного бачка.
На работающем двигателе при резком повышении температуры или закипании жидкости в замкнутой системе охлаждения повышается давление, при этом, при достижении определенной величины давления в системе открывается выпускной клапан и пары теплоносителя выводятся из расширительного бачка в атмосферу. При охлаждении или сливе жидкости давление в системе понижается и при достижении определенной величины открывается впускной клапан и в систему подсасывается атмосферный воздух.
Отсутствие жесткой фиксации (крепления) блока в корпусе пробки приводит к тому, что при снятии пробки с горловины расширительного бачка (что необходимо при сливе жидкости из системы охлаждения), ее основные конструктивные компоненты - корпус и блок клапанов оказываются разъединенными, что само по себе неудобно. Впоследствии, при закрытии горловины расширительного бачка необходима предварительная подсборка корпуса пробки с блоком клапанов, а именно - блок необходимо установить и сцентрировать внутри корпуса и только после этого пробку с блоком клапанов можно навернуть на горловину бачка. Конструктивно соосное выполнение клапанов в блоке и специального центрирующего выступа приводит к тому, что при подсосе воздуха из атмосферы через впускной клапан, его опорная поверхность зачастую упирается в торец центрирующего выступа, ограничивая тем самым подвод воздуха из атмосферы в систему при резком понижении в ней давления. Кроме того, в прототипе блок клапанов выполнен из двух латунных деталей (основания
и крышки), что с одной стороны делает конструкцию дорогостоящей, а с другой усложняет изготовление блока, поскольку присутствует операция неразъемного закрепления этих латунных деталей (основания и крышки) между собой.
Из описания к полезной модели RU 13062 МПК 7 F01P 11/02 публ. 20.03.2000 г. известна пробка расширительного бачка системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащая корпус, на внутренней стенке которого сформирован резьбовой участок и смонтированный внутри корпуса блок клапанов. Блок клапанов выполнен в виде единой пластмассовой чашеобразной детали, край которой снабжен упругими зацепами, а на внутренней стенке корпуса, выше его резьбового участка, выполнены соответствующие зацепам гнезда.
При таком конструктивном исполнении значительно упрощается конструкция блока клапанов пробки, уменьшается материалоемкость и стоимость изготовления, при этом блок надежно и просто фиксируется в корпусе пробки, что исключает проблемы с использованием ее при техническом обслуживании системы охлаждения ДВС. Данная конструкция принята в качестве прототипа.
В процессе эксплуатации данной конструкции был выявлен недостаток, оказывающий влияние на безотказную и долговечную работу устройства в целом.
Возврат клапанов в рабочее положение нередко сопровождается подклиниванием вызванным перекосом клапанов в корпусе, что в свою очередь приводит к неплотному прилеганию седел клапанов к запорным поверхностям рабочих элементов клапанов и образованию зазоров между вышеуказанными поверхностями. Подобная неисправность препятствует подержанию расчетного температурного режима ДВС, негативно влияет на его экономичность, приводит к преждевременному износу узлов и деталей.
Решение технической задачи направлено на устранение указанного недостатка прототипа.
Технический результат при осуществлении заявляемой полезной модели достигается тем, что в известной пробке расширительного бачка системы охлаждения ДВС которая содержит корпус, на внутренней стенке которого сформирован резьбовой участок и смонтированный внутри корпуса блок впускного и выпускного клапанов, при этом названный блок выполнен в виде единого модуля смонтированного на пластмассовой чашеобразной детали, край которой снабжен упругими зацепами, а на внутренней стенке корпуса, выше его резьбового участка, выполнены соответствующие зацепам гнезда, на седлах клапанов, контактирующих с
соответствующими им запорными поверхностями рабочих элементов клапанов, соосно осям рабочих элементов, выполнены выступающие кольцевые буртики.
Сравнение опубликованной в открытой печати научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель поясняется чертежами, где
- на фиг.1 показано осевое сечение пробки.
- на фиг.2 показан вид сверху на пробку.
Пробка расширительного бачка системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержит корпус 1, на внутренней стенке 2 которого сформирован резьбовой участок 3 и смонтированный внутри корпуса блок 4 клапанов 5 и 6 (соответственного впускного и выпускного). Названный блок 4 выполнен в виде единой пластмассовой чашеобразной детали, край 7 которой снабжен упругими зацепами 8, а на внутренней стенке 2 корпуса, выше его резьбового участка 3, выполнены соответствующие зацепам 8 гнезда 9. На седлах клапанов, контактирующих с соответствующими им запорными поверхностями рабочих элементов клапанов 5 и 6, соосно осям рабочих элементов, выполнены выступающие кольцевые буртики 10 и 11.
Работает полезная модель обычным образом.
При запуске ДВС температура жидкости и давление в системе охлаждения начинают повышаться. При достижении определенной величины давления выпускной (паровой) клапан 6 приоткрывается и происходит компенсация избыточного давления из системы охлаждения в атмосферу. При останове двигателя в системе охлаждения, по мере понижения температуры жидкости, давление в системе понижается и при определенной величине срабатывает впускной клапан 5. При этом часть атмосферного воздуха попадает в систему охлаждения, за счет чего происходит компенсация разрежения в системе.
Кольцевые буртики 10, 11 обеспечивают плотное прилегание седел клапанов под воздействием пружин сжатия за счет уменьшения, в отличии от известного
прототипа, площади контакта и, как следствие, увеличения удельного давления в зоне контакта.
В свою очередь направляющие ребра 12 выпускного клапана позволяют сохранять клапанам свою соосность с корпусом как в открытом, так и в закрытом положениях, исключая возникновение перекосов и подклинивание клапанов.
Практическая реализация заявляемой конструкции пробки расширительного бачка системы охлаждения ДВС позволяет обеспечить безотказную и долговечную работу устройства.
Предлагаемая пробка разработана взамен применяемой в настоящее время (см. прототип) на ряде моделей автомобилей ВАЗ.