ВОДЯНОЙ НАСОС ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к двигателестроению и предназначена для двигателей с жидкостным охлаждением.
Известен водяной насос двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус и расположенный в нем вал насоса с жестко установленными на нем с одной стороны крыльчаткой, а с другой стороны шкивом, расположенными между ними подшипниковым узлом и узлом герметизации, контактирующим с торцом ступицы крыльчатки, при этом узел герметизации включает в себя керамическую втулку, установленную на валу насоса через резиновый уплотнитель, плотно охватывающий вал насоса и прилегающий к ступице крыльчатки, лопасти которой состоят из трех участков: два участка выполнены в виде кривых второго порядка, а третий - в виде прямого участка (см. патент RU №54098, МПК F01P 5/10, 3/12 (2006.01), опубл. 10.06.2006).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является насос для охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, выполненный в виде втулки с присоединительным фланцем и ребрами жесткости, вал, на котором установлены приводной шкив, крыльчатка, узел уплотнения и шарико-роликовый подшипниковый узел, запрессованный и зафиксированный во втулке корпуса посредством винта, между торцами подшипникового узла и узла уплотнения образован кольцевой зазор, полость которого посредством дренажного канала, выполненного в цилиндрической полости корпуса под углом к оси вращения вала, сообщается с внешней средой, при этом минимальный диаметр сечения дренажного канала составляет 2,5…3,5 величины указанного кольцевого зазора, для крепления насоса к блоку цилиндров двигателя внутреннего сгорания в присоединительном фланце выполнены три отверстия под крепежные элементы (см. патент RU №83553, МПК F04D 29/16, опубл. 10.06.2009).
Недостатком известного технического решения являются пониженная надежность и недостаточная долговечность насоса, а также трудоемкость при сборке.
Была поставлена задача, повысить надежность и долговечность насоса, а также обеспечить удобство и минимальную трудоемкость при сборке.
Поставленная задача достигается тем, что в водяном насосе двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус, выполненный в виде втулки с присоединительным фланцем и ребрами жесткости, вал, на котором установлены приводной шкив, крыльчатка, узел уплотнения, шарико-роликовый подшипниковый узел, запрессованный и зафиксированный во втулке корпуса, дренажный канал, выполненный во втулке корпуса, на рабочей поверхности крыльчатки выполнено шесть загнутых против вращения крыльчатки лопастей и два разгрузочных отверстия, расположенных диаметрально противоположно друг другу под углом к оси крыльчатки, а на тыльной стороне крыльчатки выполнена проточка под уплотнение, фиксация положения подшипникового узла выполнена с помощью стопорного кольца, установленного в канавке корпуса с одной стороны и кольцевого выступа выполненного в отверстии корпуса с другой стороны, при этом дренажный канал расположен перпендикулярно оси вращения вала, кроме того, присоединительный фланец корпуса выполнен с четырьмя отверстиями под крепежные элементы, а на его поверхности со стороны крыльчатки выполнена кольцевая канавка под уплотнение.
Выполнение на рабочей поверхности крыльчатки шести загнутых против вращения крыльчатки лопастей позволило обеспечить максимальный КПД крыльчатки, при этом число рабочих лопастей определялось опытным путем из условия, при котором среднее расстояние между лопастями примерно равно половине их длины.
Два разгрузочных отверстия, расположенные диаметрально противоположно друг другу под углом (предпочтительно 60°) к оси крыльчатки, служат для снижения давления жидкости, действующего на торцевую поверхность крыльчатки при работе насоса, и, тем самым, разгружают подшипниковый узел от чрезмерных осевых нагрузок, при этом количество отверстий и угол их наклона выбраны из условия создания требуемой разницы давления в плоскости корпуса и рабочей зоне крыльчатки.
Выполнение фиксации положения подшипникового узла с помощью стопорного кольца, установленного в канавке корпуса с одной стороны и кольцевого выступа выполненного в отверстии корпуса с другой стороны позволило снизить трудоемкость при сборке и повысить надежность фиксации подшипникового узла.
Наличие дренажного канала, расположенного перпендикулярно оси вращения вала предназначено для контроля за состоянием уплотнения в корпусе. Вытекание жидкости из него свидетельствует о неисправности узла уплотнения и позволяет во время ее устранить.
Выполнение присоединительного фланца корпуса с четырьмя отверстиями под крепежные элементы, а также выполнение на его поверхности со стороны крыльчатки кольцевой канавки под уплотнение обеспечивает надежное и герметичное закрепление водяного насоса на корпусе двигателя.
Такая совокупность существенных признаков, характеризующих созданный водяной насос двигателя внутреннего сгорания, позволила повысить надежность и долговечность насоса, а также обеспечить удобство и минимальную трудоемкость при сборке.
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 - показан водяной насос двигателя внутреннего сгорания, общий вид в разрезе;
фиг.2 - показан водяной насос, вид со стороны приводного шкива;
фиг.3 - показана рабочая сторона крыльчатки;
фиг.4 - сечение А-А на фиг.3.
Водяной насос двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, выполненный в виде втулки с присоединительным фланцем 2 и ребрами жесткости 3, вал 4, на котором установлены приводной шкив 5, шарико-роликовый подшипниковый узел 6, узел уплотнения 7 и крыльчатка 8.
Подшипниковый узел 6 запрессован во втулке корпуса 1. Фиксация положения подшипникового узла 6 выполнена с помощью стопорного кольца 9, установленного в канавку корпуса 1 с одной стороны и кольцевого выступа 10, выполненного в отверстии корпуса 1 с другой стороны.
Узел уплотнения 7 предотвращает утечку охлаждающей жидкости из полости крыльчатки 8 в полость подшипникового узла 6. Для контроля за состоянием уплотнения во втулке корпуса 1 выполнен дренажный канал 11, расположенный перпендикулярно оси вращения вала 4.
На рабочей поверхности крыльчатки 8 выполнено шесть лопастей 12, загнутых против вращения крыльчатки и два разгрузочных отверстия 13, расположенных диаметрально противоположно друг другу под углом (60°) к оси крыльчатки 8, а на тыльной стороне крыльчатки 8 выполнена проточка 14 под уплотнение.
Присоединительный фланец 2 корпуса 1 выполнен с четырьмя отверстиями 15 под крепежные элементы, а на его поверхности со стороны крыльчатки 8 выполнена кольцевая канавка 16 под уплотнение.
Работает водяной насос следующим образом.
При вращении крыльчатки 8 жидкость, поступающая из подводящего патрубка к центру крыльчатки 8, отбрасывается центробежной силой к стенке корпуса и оттуда вытесняется в рубашку охлаждения блока через отводящий патрубок.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и долговечность насоса, а также обеспечить удобство и минимальную трудоемкость при сборке.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.