ВОДЯНОЙ НАСОС ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использована в двигателях с жидкостным охлаждением.
Известна конструкция насоса системы охлаждения, которая подробно описана в патенте России на изобретение №2102610, публ. 20.01.98 г., БИ №2., МПК 6 F 01 P 5/10. Насос содержит, в частности корпус, вал насоса с установленными на нем крыльчаткой и зубчатым шкивом, подшипниковым узлом и узлом герметизации, который снабжен кольцом скольжения из твердого материала, плотно контактирующим с торцом ступицы крыльчатки.
В процессе эксплуатации рассмотренного насоса на автомобилях семейства ВАЗ-1208 производства ОАО «АВТОВАЗ» (г.Тольятти) были выявлены следующие проблемы:
- охлаждающая жидкость, просочившаяся через сальник, попадает в подшипник и смазка подшипника вымывается, что приводит к его преждевременному износу;
- недолговечность эксплуатации насоса;
- в случае неисправности насоса может происходить биение шкива, нарушая нормальную работу насоса;
Аналогичная проблема имеет место и в конструкциях насосов, которые защищены свидетельствами на полезную модель России: №9262 МПК 6 F 01 P 5/10, 1999 г, №26603 МПК 7 F 02 M 59/00, 2002 г.
Прототипом предлагаемой полезной модели является насос для системы охлаждения ДВС, патент РФ №49908, F 01 P 5/10, дата публ. 10.12.05, содержащий корпус, вал насоса, установленный и зафиксированный в корпусе с помощью подшипникового узла, шкив установленный в передней части корпуса, узел герметизации, надетый на вал и установленный в задней части корпуса с крыльчаткой. Шкив и крыльчатка туго посажены на концах вала насоса. Узел герметизации состоит из графитового кольца скольжения, установленного на вал насоса и подпружиненного в осевом направлении, имеет уплотнительный элемент из эластичного материала и плотно контактирует с торцом ступицы крыльчатки, выполненной из чугуна и залитой полимерным материалом в корпус, имеющий рабочие лопасти. Чугунный торец ступицы крыльчатки имеет значительную шероховатость поверхности, поэтому для обеспечения герметичности торцевого уплотнения приходится увеличивать осевую нагрузку на графитовое кольцо скольжения узла герметизации.
Решение технической задачи предполагает, путем внесения в конструкцию известного насоса конструктивных изменений, улучшить условия работы узла и тем самым повысить его ресурс и надежность в работе.
Техническим результатом полезной модели является увеличение срока службы насоса, снижение износа узла герметизации и опасности перегрева его торцевой части, а в конечном итоге, повышение потребительских свойств двигателя транспортного средства.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном насосе системы охлаждения ДВС, содержащем, в частности, 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, шкив и ступица крыльчатки выполнены со вставками из штампованного листового металла, залитыми полимерным материалом, а узел герметизации включает в себя керамическую втулку, взаимодействующую с графитовым кольцом скольжения, образуя торцевое соединение, установленную на валу насоса через резиновый уплотнитель, плотно охватывающий вал насоса и прилегающий к ступице крыльчатки. Керамическая втулка имеет значительно меньшую шероховатость рабочей поверхности, поэтому герметичность торцевого уплотнения обеспечивается с меньшим осевым усилием пружины узла герметизации. Лопасти крыльчатки состоят из трех участков, два участка лопастей выполнены в виде кривых второго порядка, а третий - в виде прямого участка.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна - следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность технического решения поясняется на чертежах.
Фиг.1 - поперечное сечение насоса.
Фиг.2 - Вид А.
Водяной насос двигателя внутреннего сгорания, продольное сечение которого показано на фиг.1, содержит корпус 1, вал 2 насоса с установленными на нем крыльчаткой 3 с одной стороны, и шкивом 4 с другой, подшипниковым узлом 5 и узлом герметизации 6, который снабжен графитовым кольцом скольжения 7, подпружиненным в осевом направлении с помощью пружины 8, керамической втулкой 9, плотно посаженной на вал 2 насоса через резиновый уплотнитель 10, прилегающий к торцу ступицы 11 крыльчатки 3. Шкив 4 насоса и ступица 11 крыльчатки 3 имеют вставки 12, с диаметрами, обеспечивающими их запрессовку на вал 2 насоса и
выполненные с Г-образным поперечным сечением из штампованного листового металла, залитые полимерным материалом, например, для шкива 4 таким, как стекломинералонаполненный полиамид, тем самым уменьшается вес насоса, а при неисправности уменьшается его биение. Таким образом, керамическая втулка 9 позволяет получить меньшую шероховатость поверхности, чем термообработанный чугун в прототипе, из-за своей высокой твердости, а чем меньше шероховатость втулки 9, тем меньше износ при скольжении и выше гидроплотность торцевого уплотнения. Для улучшения напорной характеристики насоса на малых частотах вращения (фиг.2), лопасти 13 крыльчатки 3 состоят из трех участков, два из которых кривые второго порядка 14, а третий участок прямой 15, также на торцевой поверхности крыльчатки 3 выполнены семь ребер 16 жесткости, вместо двенадцати лопастей прототипа. Подобная геометрия лопастей делает ненужными семь отверстий, имеющихся в прототипе, так как нет необходимости в применении дополнительных устройств разгрузки в осевом направлении.
На вал 2 водяного насоса устанавливают подшипниковый узел 5, который закрывают корпусом 1 и фиксируют винтом 17, затем устанавливают узел герметизации 6 и с передней стороны жестко устанавливают шкив 4, а с задней стороны туго сажают крыльчатку 3, поджимая пружину 8 узла герметизации до расчетного усилия сжатия.