Фильтр для очистки масла

Фильтр для очистки масла
Предлагаемая полезная модель относится к автомобильной промышленности, а точнее - к конструкциям устройств для фильтрации масел двигателей внутреннего сгорания.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по технической сущности является фильтр для очистки масла, содержащий корпус в форме стакана с крышкой, и расположенные внутри корпуса на одной оси основной фильтрующий элемент с перепускным и противодренажным клапанами, фильтрующий элемент перепускного масла и предохранительный клапан, а также три установленные соосно пружины, одна из которых расположена между дном корпуса и перепускным клапаном, вторая - в перепускном клапане, а третья - предназначена для функционирования предохранительного клапана в случае загрязнения дополнительного фильтрующего элемента перепускного масла /Декларационный патент Украины на изобретение № 42171А, МПК 7 B01D 35/14, Опубл. 15.10.2001, Бюл. № 9,2001/.
Однако, при значительном загрязнении основного фильтрующего элемента и фильтрующего элемента перепускного клапана описанного устройства, оно оказывается, практически неработоспособным, поскольку масло, во время прохождения через предохранительный клапан, смывает на своем пути нафильтрованные загрязнения, которые существенно ухудшают работу двигателя и уменьшают его ресурс. При этом иногда возникает так называемое предельное трение, следствием которого является перегрев двигателя, схватывание (задиры), расплавление и разрушение вкладышей, заклинивание поршней и колец. Такие случаи возможны, например, в начале работы двигателя в режиме перепускания, когда масло еше холодное и поэтому имеет повышенную вязкость; в случае, когда основной фильтрующий элемент засорен; а кроме того, при резком увеличении оборотов двигателя (при возможном гидравлическом ударе масла). При этом неочищенное масло, которое подается с поддона двигателя масляным насосом, проходит через фильтрующий элемент перепускного клапана с фильтрующей способностью около 100 мкм (грубая очистка), перепускной клапан и сетчатый фильтр, который предназначен для еще более грубой очистки, в исходный капал фильтра и дальше в главную масляную магистраль двигателя, смывая при этом с рабочей поверхности
МПК7ВОШ35/14
фильтрующего элемента тонкой очистки нафильтрованные ранее загрязнения.
В основу предлагаемой полезной модели поставлена задача создания такого фильтра для очистки масла, который бы существенно уменьшил вероятность поступления в главную масляную магистраль двигателя нафильтрованных загрязнений на всех режимах работы фильтра, за счет создания условий для задержки упомянутых загрязнений.
Поставленная задача решается в предлагаемой конструкции, которая, как и известный фильтр для очистки масла, имеет корпус в форме стакана с крышкой, и расположенные внутри корпуса на одной оси основной фильтрующий элемент с перепускным и противодренажным клапанами, фильтрующий элемент перепускного масла и предохранительный клапан, а также три установленные соосно пружины, одна из которых расположена между дном корпуса и перепускным клапаном, вторая - в перепускном клапане, а третья - предназначена для функционирования предохранительного клапана в случае загрязнения дополнительного фильтрующего элемента перепускного масла, а, согласно предложению, фильтр дополнен двумя защитными экранами, первый из которых установлен коаксиально и с зазором к боковой поверхности основного фильтрующего элемента, второй - с зазором к боковой поверхности дополнительного фильтрующего элемента перепускного масла и расположен в зазоре между перепускным клапаном и рабочей поверхностью дополнительного фильтрующего элемента перепускного масла, а в каждом защитном экране выполнено сквозное отверстие для поступления масла.
Наличие защитных экранов, практически, исключает вероятность попадания в главную масляную магистраль двигателя смытых в режимах перепускания с рабочих поверхностей фильтрующего элемента тонкой очистки и фильтрующего элемента перепускного масла нафильтрованных в процессе фильтрации загрязнений, поскольку они остаються в полостях между защитными экранами и соответствующими фильтрзтощими элементами.
Особенностью предлагаемого фильтра для очистки масла является и то, что предохранительный клапан фильтра перепускного масла размещен в полости основного фильтрующего элемента и установлен после перепускного клапана. Такая конструкция обеспечивает непрерывное прохождение масла через фильтр с меньшими
потерями давления масла.
Особенностью предлагаемого фильтра для очистки масла в разборном варианте является и то, что между крышкой и торцовой поверхностью основного фильтрующего элемента на фланце со сквозными отверстиями для прохождения масла соосно с основным фильтрующим элементом закреплен постоянный кольцевой магнит. Упомянутый магнит обеспечивает извлечение из масла содержащихся в нем ферро- и парамагнитных частиц, которые могут быть в масле, например как продукт износа деталей двигателя и продуктов сгорания топлива.
Особенностью предлагаемого фильтра для очистки масла является и то, что сквозные отверстия во фланце выполнены тангенциальными и распределены равномерно по окружности. Такая конструкция обеспечивает закручивание потока масла и тем самым увеличивает продолжительность обтекания маслом постоянного магнита и повышает количество изъятых из масла ферро- и парамагнитных (сажа) частиц. Предлагаемая конструкция фильтра для очистки масла может быть выполнена как в разборном так и в неразборном вариантах.
Предлагаемая конструкция фильтра для очистки масла показана на схематических чертежах.
На фиг. 1 показанная неразборная конструкция фильтра для очистки масла. На фиг. 2 показанная разборная конструкция фильтра для очистки масла. Фильтр для очистки масла имеет корпус, выполненный в форме стакана 1 с крышкой 2 с отверстиями для входа 3 и отверстием для выхода 4 масла. В стакане 1 размещены на одной оси основной фильтрующий элемент 5 с перепускным 6 и противодренажным 7 клапанами, фильтрующий элемент перепускного масла 8 и предохранительный клапан 9, а также три установленные соосно пружины, одна из которых 10 - расположена между дном стакана 1 и перепускным клапаном 6, вторая - 11 - под перепускным клапаном 6, а третья - 12 - предназначена для функционирования предохранительного клапана 9 в случае загрязнения фильтрующего элемента перепускного масла 8. Конструкция содержит защитный экран 13, установленный коаксиально и с зазором к боковой поверхности основного фильтрующего элемента 5. Защитный экран 13 предназначен для удержания смываемых ранее нафильтрованных загрязнений с поверхности основного фильтрующего элемента 5. Второй защитный экран 14 установлен с зазором к боковой поверхности фильтрующего элемента 8 перепускного масла в зазоре между перепускным клапаном 6 и рабочей поверхностью
/( S.
фильтрующего элемента перепускного масла 8. В защитном экране 13 выполнены сквозные отверстия 15, а в защитном экране 14 выполнено сквозное отверстие 16, предназначенные для поступления масла в полости, образованные между соответствующими фильтрующими элементами и защитными экранами. В разборном варианте фильтра между крышкой 2 и торцевой поверхностью основного фильтрующего элемента 5 установлен фланец 17, на котором закреплен кольцевой постоянный магнит 18 соосно с основным фильтрующим элементом 5. Во фланце 17 выполнены сквозные отверстия 19. Указанные отверстия 19 выполнены тангенциальными и распределены равномерно по окружности. Авторами экспериментально определены оптимальные зоны для расположения сквозных отверстий 15 в защитном экране 13 для разного положения устройства в двигателе горизонтальном, наклонном или вертикальном. Сквозное отверстие 15 для поступления масла в защитном экране 13 выполнено на расстоянии К от торца основного фильтрующего элемента 5, обращенного ко дну стакана 1, которое определено выражением К (0,4...0,6)Н, где Н - высота основного фильтрующего элемента. Такая конструкция является оптимальной для горизонтального расположения фильтра для очистки масла, это, например, автомобили таких марок, как ВАЗ, ЗАЗ. Сквозное отверстие 15 для поступления масла в защитном экране 13 выполнено на расстоянии К от торца основного фильтрующего элемента 5, обращенного ко дну стакана 1, которое определено выражением К (0,1...0,3)Н, где Н - высота основного фильтрующего элемента. Такая конструкция является оптимальной для вертикального или наклонного (дно сверху) расположения фильтра для очистки масла, это, например, автомобили таких марок, как УАЗ, Пежо, Мерседес. Сквозное отверстие 15 для поступления масла в защитном экране 13 выполнено на расстоянии К от торца основного фильтр)тощего элемента 5, обращенного ко дну стакана 1, которое определено выражением К (0,7...0,9)Н, где Н - высота основного фильтрующего элемента. Такая конструкция является оптимальной для вертикального или наклонного (дно снизу) расположения фильтра для очистки масла, это, например, автомобили таких марок, как АУДИ, Фольксваген. Количество и диаметры сквозных отверстий 15 устанавливаются экспериментально и зависят от пропускной возможности фильтра, но оси всех отверстий 15 лежат в одной или двзгх плоскостях, которые перпендикулярны оси основного фильтрующего элемента 5, но могут быть расположены, например, в шахматном порядке. Предлагаемый фильтр для очистки масла работает так.
Масло из картера двигателя с помощью масляного насоса (на чертежах не показаны) подается в фильтр для очистки масла. Масло поступает в фильтр через отверстия 3 в крышке 2, дальше через тангенциальные отверстия 19 во фланце 17 проходит через магнитное поле магнита 18, на котором оседают ферро- и парамагнитные частицы из потока масла. Проходя через магнитное поле магнита 18, молекулы масла активируются, что повышает несушую способность масляной пленки, а также ее жидкотекучесть, т.е. повышает способность масла проникать в узкие зазоры. Благодаря выполнению отверстий 19 тангенциальными, обеспечивается закручивание потока масла и тем самым увеличивается продолжительность обтекания маслом постоянного магнита 18 и повышается количество изъятых из масла ферро- и парамагнитных частиц. Далее масло через отверстия 15 поступает в полость между защитным экраном 13 и основным фильтрующим элементом 5. При этом масло проходит через основной фильтрующий элемент 5, а частицы, которые имеют размер больше, чем размер пор основного фильтрующего элемента 5 остаются на его поверхности. Масло после прохождения элемента 5 через отверстие 4 поступает в главную масляную магистраль двигателя.
При работе двигателя в режиме перепускания, когда масло еще холодное и поэтому имеет повышенную вязкость, или если основной фильтрующий элемент 5 засорен, открывается перепускной клапан 6, рассчитанный на давление 0,6-0,8 Мпа и через него масло поступает на фильтрующий элемент перепускного масла 8. Благодаря защитному экрану 13 поток масла, которое перепускается, не смывает нафильтрованных ранее загрязнений с поверхности фильтрующего элемента 5 и поэтому они не поступают на фильтрующий элемент перепускного масла 8 и дальше - в главную масляную магистраль. В случае значительного загрязнения и фильтрующего элемента перепускного масла 8, открывается предохранительный клапан 9 и масло бесперебойно и в достаточном количестве поступает в масляную магистраль двигателя. Поскольку фильтрующий элемент 8 установлен после перепускного клапана 6, давление срабатывания предохранительного клапана 9 удалось уменьшить с 2-2,2 Мпа до 0,6-0,8 Мпа и обеспечить беспрерывное прохождение масла через фильтр с меньшими потерями давления масла. Благодаря наличию защитного экрана 14, нафильтрованные загрязнения с поверхности упомянутого элемента 8, не попадают в основную масляную магистраль, практически, при любом пространственном положении фильтра, а остаются в полости между элементом 8 и защитным экраном 14. Кроме этого, предлагаемое устройство позволяет увеличить срок использования и
моторного масла. Это стало возможным в предлагаемой конструкции, поскольку мелкие металлические частицы, которые распределены в объеме масла, способные проходить через поры основного фильтрующего элемента 5 и являются катализаторами реакций окисления масла, его старения и потери смазочных качеств, накапливаются, преимущественно, на поверхности постоянного магнита 18. Накапливаясь, частицы перекрывают одна другую и тем самым уменьшают свои поверхности, которые реагируют с маслом и уменьшают количество реакций окисления масла, поэтому масло более длительное время остается пригодным для работы.
По доверенности украинского заявителя, патентный поверенный
В.Е.Марченко
Российский заявитель
И. (