Масляный насос двигателя внутреннего сгорания

Полезная модель относится к автомобилестроению, в частности к системам смазки двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС), 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 сквозное 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.
Известен 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).
У данного насоса есть недостатки - сложность конструкции, большая металлоемкость и недостаточная надежность в работе из-за возможности заклинивания редукционного клапана, большое гидравлическое сопротивление при прокачке масла.
Наиболее близкой конструкцией того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является насос масляный двигателя внутреннего сгорания по патенту на полезную модель RU 135073, опубл. 27.11.2013, МПК F16N 13/20, содержащий 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 имеется фильтрующий элемент в виде сетки, закрепленный на поверхности приемного патрубка, в корпусе масляного насоса выполнен патрубок отвода масла под углом 55°-65° к опорной плоскости шестерен масляного насоса, при этом в перегородке масляного насоса со стороны приемного патрубка выполнено отверстие для подвода масла к всасывающей полости, имеющее вид конфузора, причем перегородка масляного насоса расположена между корпусом и приемным патрубком, кроме этого, редукционный клапан, расположенный в приемном патрубке, имеет забор из нагнетательной полости и слив в районе отверстия подвода масла к всасывающей полости в перегородке масляного насоса, при этом диаметр D и высота h шестерен масляного насоса находятся в размерных пределах 40±1 мм и 28 мм - 42 мм соответственно, причем 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 альфа имеет предел 12±2°, кроме этого, на присоединительном фланце выполнен центрирующий цилиндрический выступ, имеющий диаметр d=21-22 мм, при этом расположение центров крепежных отверстий присоединительного фланца и величины расстояний от центра цилиндрического выступа до центров крепежных отверстий L1 и L2 находятся в геометрической зависимости от диаметра d и имеют размерные соотношения L 1=1,6 d - 2,0 d и L2=2,0 d - 2,4 d
И хотя в этом насосе достигнута возможность 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, однако есть причины, препятствующие достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, к ним относятся сложность механической обработки, низкая производительность в процессе эксплуатации за счет более интенсивного износа трущихся элементов, вследствие чего увеличение зазоров, увеличение потерь и уменьшение КПД масляного насоса, что приводит к увеличению нагрузки и преждевременному износу узла привода масляного насоса.
Сущность полезной модели заключается в создании оптимальной конструкции масляного насоса с минимальными гидравлическими потерями и пониженным шумом при работе, повышенной производительностью за счет применения и выбора оптимальных соотношений: диаметра и высоты ротора ведущего и ведомого масляного насоса, упрощение механической обработки, увеличение срока службы узла привода масляного насоса.
Технический результат - расширение арсенала технических средств, повышение производительности, упрощение конструкции, уменьшение нагрузок на узел привода масляного насоса, тем самым повышая эксплуатационный ресурс масляного насоса.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается за счет того, что масляный насос двигателя внутреннего сгорания, содержащий сборный посредством резьбовых элементов корпус, в котором установлен вращающийся ведущий элемент, напрессованный на валик, ведомый элемент свободно вращающийся в корпусе, кроме этого на присоединительном фланце выполнен центрирующий выступ, имеющий диаметр d, равный от 21 до 22 мм, причем расположение центров крепежных отверстий присоединительного фланца и величины расстояний от центра цилиндрического выступа до центров крепежных отверстий L1 и L2 находятся в геометрической зависимости от диаметра d и имеют размерные соотношения L1=1,6 d - 2,0 d и L2=2,0 d - 2,4 d, приемный патрубок, на приемной части которого закреплен фильтрующий элемент в виде сетки, перепускной клапан, согласно полезной модели ведущий и ведомый элементы выполнены из металлокерамики в виде роторов, ведущий элемент - ведущий ротор и ведомый элемент - ведомый ротор, при этом высота h роторов находится в геометрической зависимости от диаметра d и имеет размерное соотношение h=1,3 d - 1,9 d, а перепускной клапан установлен в корпусе масляного насоса и имеет слив в поддон - масляный картер двигателя через отверстия, выполненные в корпусе. Напрессованный на валик ведущий элемент может иметь крепление штифтом.
Приемный патрубок может быть выполнен из материала на основе природных или синтетических полимеров.
Для пояснения настоящей полезной модели приведены следующие иллюстрации:
на фиг. 1 - общий вид масляного насоса;
на фиг. 2 - корпус масляного насоса с расположением центров крепежных отверстий и величин расстояний L1 и L2;
на фиг. 3 - приемный патрубок со всасывающей и нагнетательной полостями;
на фиг. 4 - вращающиеся элементы масляного насоса с величиной высоты h и отверстием для крепления штифтом.
Масляный насос двигателя внутреннего сгорания, содержащий сборный посредством резьбовых элементов корпус 1, в котором установлен вращающийся ведущий элемент 2, напрессованный на валик 3, и ведомый элемент 4, свободно вращающийся в корпусе 1, кроме этого на присоединительном фланце 5 выполнен центрирующий выступ 6, имеющий диаметр d, равный от 21 до 22 мм, причем расположение центров крепежных отверстий 7 присоединительного фланца 5 и величины расстояний от центра цилиндрического выступа до центров крепежных отверстий L1 и L2 находятся в геометрической зависимости от диаметра d и имеют размерные соотношения L1=1,6 d - 2,0 d и L2=2,0 d - 2,4 d, и приемный патрубок 8, на приемной части которого закреплен фильтрующий элемент 9 в виде сетки, в корпусе приемного патрубка имеются всасывающая полость 10 и нагнетательная полость 11. Ведущий 2 и ведомый 4 элементы выполнены из металлокерамики в виде роторов, ведущий элемент это ведущий ротор 2 и ведомый элемент это ведомый ротор 4, при этом высота h роторов находится в геометрической зависимости от диаметра d и имеет размерное соотношение h=1,3 d - 1,9 d, а перепускной клапан 12 установлен в корпусе 1 масляного насоса, имеет слив в поддон - масляный картер двигателя (на чертеже не показан) через выполненные отверстия 13 в корпусе 1. При выполнении размерного соотношения h<1,3 d снижается производительность масляного насоса ниже допустимой, а  выполнение размерного соотношения h>1,9 d влечет за собой повышение металлоемкости и увеличение нагрузок на узел привода масляного насоса. Поэтому предложенное размерное соотношение является оптимальным, что подтверждено опытным путем. Напрессованный на валик 3 ведущий элемент 2 имеет крепление штифтом 14. Приемный патрубок 8 насоса выполнен из материала на основе природных или синтетических полимеров.
Масляный насос работает следующим образом.
Масляный насос устанавливают в жидкую среду (масло), при этом размещая приемный патрубок 8 с фильтрующим элементом 9 таким образом, чтобы всасывающая полость 10 была перекрыта слоем жидкости. При вращении валика 3 насоса с закрепленным на нем ведущим ротором 2 одновременно вращается и ведомый ротор 4 в корпусе 1 масляного насоса. Масло из картера двигателя (не показан) через фильтрующий элемент 9 через отверстие для подвода масла в приемном патрубке 8 масляного насоса поступает к всасывающей полости 10, далее при вращении роторов масло подается в нагнетательную полость 11, а из нагнетательной полости 11 по патрубку отвода масла корпуса 1 подается в масляную магистраль двигателя. При достижении определенного давления в нагнетательной полости 11 усилие, действующее на редукционный клапан 12, может превысить силу, с которой тарированная пружина сжатия прижимает редукционный клапан 12, и он, перемещаясь, открывает выход маслу через отверстия 13 в масляный картер двигателя, при этом происходит снижение давления в полости нагнетания 11, что обеспечивает снижение нагрузок на привод масляного насоса (не показан). Величина давления срабатывания перепускного клапана 12 определяется характеристикой пружины сжатия.
Для повышения производительности насоса и снижения нагрузки на узел привода масляного насоса ведущий и ведомый элементы выполнены из металлокерамики в виде роторов, ведущий элемент это ведущий ротор и ведомый элемент это ведомый ротор. С применением роторов, ведущего и ведомого, снижены затраты на механическую обработку, а между корпусом и приемным патрубком исключена деталь перегородка.
Для упрощения конструкции и снижения стоимости обработки приемный патрубок является многофункциональным элементом: нижней частью корпуса масляного насоса, насадкой для забора масла с фильтром грубой очистки масла, зафиксированной при помощи стопорного кольца, а также может быть выполнен из материала на основе природных или синтетических полимеров и применен без какой-либо механической обработки.
Преимуществом заявленной полезной модели является то, что выполнение масляного насоса ДВС описанным выше образом, расширяет арсенал технических средств, повышает производительность, упрощает конструкцию, уменьшает нагрузку на узел привода масляного насоса, тем самым повышая эксплуатационный ресурс. Изготовленный заявителем опытный образец доказал достижение поставленного технического результата.