НАСОС МАСЛЯНЫЙ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
INTERNAL COMBUSTION ENGINE OIL PUMP

Изобретение 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 сквозной 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, дата публикации от 20.11.2010, 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.
7
Известна конструкция насоса масляного, содержащего 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, дата публикации от 27.04.2001, МПК F16N 13/20).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относятся сложность конструкции, большая металлоемкость и недостаточная надежность в работе из-за возможности заклинивания редукционного клапана, большое гидравлическое сопротивление при прокачке масла.
Наиболее близкой конструкцией к заявленному изобретению по совокупности признаков является конструкция масляного насоса двигателя внутреннего сгорания, содержащего сборный посредством резьбовых элементов корпус с перегородкой, в корпусе насоса выполнены с перекрытием цилиндрические расточки, в которых устанавливаются: ведущая шестерня, напрессованная на валик, имеет крепежный штифт, ведомая шестерня, свободно вращается на оси, запрессованной в корпус, при этом диаметр и высота шестерен масляного насоса находятся в размерных пределах 40±1 мм и 28 мм…42 мм соответственно, на присоединительном фланце выполнен центридующий выступ диаметром 21…22 мм, для предохранения системы смазки от избыточного давления имеется редукционный клапан (см. патент на полезную модель RU №135073, дата публикации от 27.11.2013, МПК F16N 13/20 (2006.01).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относятся сложность конструкции, большая металлоемкость и недостаточная надежность в работе из-за низкой жесткости крепежа.
Сущность изобретения заключается в создании конструкции масляного насоса улучшенной производительности с минимальными гидравлическими потерями, а также повышенной жесткостью и надежностью крепежа за счет размещения присоединительного фланца с центрирующим выступом на корпусе насоса; выполнением подводящего и отводящего отверстий различными диаметрами; улучшенной герметичностью перегородки; выполнением расточек в корпусе под ведущую и ведомую шестерни определенного диаметра с оптимальным расстоянием между ними.
Технический результат - повышение производительности и надежности в работе, а также улучшение монтажных свойств и обслуживания.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в масляном насосе двигателя внутреннего сгорания, содержащем сборный посредством резьбовых элементов корпус с перегородкой и крышкой, 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, присоединительный фланец с центрирующим выступом; редукционный клапан, особенностью является то, что масляный насос содержит следующие признаки, отличные от признаков ближайшего прототипа:
- для повышения производительности в корпусе насоса выполнены подводящее отверстие с величиной диаметра в диапазоне от 16 мм до 20 мм и отводящее отверстие в диапазоне от 10 мм до 14 мм, параметры интервалов подобраны расчетным и экспериментальным путем для обеспечения необходимой производительности насоса на всех рабочих режимах двигателя, выход за указанные диапазоны приводит к несоответствию требуемой характеристике насоса;
- для обеспечения требуемых напорных характеристик насоса в корпусе под ведущую и ведомую шестерни выполнены цилиндрические расточки с величиной диаметра в диапазоне от 36 мм до 44 мм, и расстояние между осями которых находится в размерном диапазоне от 30 мм до 34 мм. Данные параметры проверены экспериментальным путем и отклонение от данного диапазона приведет к несоответствию необходимых характеристик насоса;
- с целью повышения точности позиционирования и жесткости крепежа присоединительный фланец, размещенный на корпусе насоса, имеет отверстия для крепления, расстояние между центрами которых находится в размерном диапазоне от 85 мм до 95 мм, выход за диапазон указанных параметров приводит к снижению жесткости крепежа;
- для размещения элемента привода в центрирующем выступе присоединительного фланца выполнено сквозное отверстие диаметром, величина которого находится в интервале от 12 мм до 19 мм, выход за диапазон указанных параметров приводит к снижению надежности работы привода;
- для точной фиксации и повышения надежности работы шестерен масляного насоса, а также снижения потерь на трение между корпусом и крышкой установлена перегородка, и в перегородке имеются сквозные установочные отверстия: для установки резьбовых элементов, осей ведущей и ведомой шестерен, а также отверстия для соединения всасывающих и нагнетательных полостей с перепускным каналом в крышке;
- для предохранения от избыточного давления в системе смазки в крышке насоса имеется перепускной канал, который выполнен ступенчатым, и величина диаметров ступеней находится в диапазоне от 6 мм до 20 мм и который при открытом редукционном клапане, посредством соединительных отверстий крышки и отверстий в перегородке соединяет потоки масла нагнетательной и всасывающей полостей, при этом для исключения противодавления в редукционном клапане перепускной канал имеет разгрузочное отверстие. Геометрические параметры перепускного канала рассчитаны и проверены экспериментальным путем при испытаниях двигателя, выход за диапазон которого приводит к неэффективности системы регулирования давления;
- с целью улучшения монтажа и технического обслуживания редукционного клапана, на входе в перепускной канал установлена пробка, которая может быть резьбовой, с применением прокладки, либо герметика;
- с целью улучшения герметизации спряжений «корпус - перегородка» и «крышка - перегородка» может быть два варианта исполнения уплотнений: первый вариант - между корпусом и перегородкой, а также между крышкой и перегородкой установлены прокладки, и второй вариант - между корпусом и перегородкой, а также между крышкой и перегородкой наносится герметик.
Для пояснения настоящего изобретения приведены следующие иллюстрации:
на фиг. 1 показан общий вид масляного насоса;
на фиг. 2 - общая схема сборки масляного насоса;
на фиг. 3 показан вид А на фиг. 2, вид на присоединительный фланец;
на фиг. 4 показан вид Б на фиг. 2, вид на перегородку;
на фиг. 5 показан вид В на фиг. 2, вид на ведущую и ведомую шестерни;
На фиг. 6 показан разрез Г-Г на фиг. 2, конструкция крышки по оси перепускного канала.
Насос масляный содержит корпус (1) и крышку (2), соединенные болтами (10). В корпусе насоса (1) выполнены отверстия: подводящее (30) диаметром D6 и отводящее (15) диаметром D7, а также выполнены цилиндрические расточки (23) диаметром D1, расстояние между осями которых составляет L1, в которые устанавливаются: ведущая шестерня (4), напрессованная на валик (5) и ведомая шестерня (6), свободно вращающаяся на оси (9), запрессованной в корпус (1). Для повышения надежности крепления ведущей шестерни (4) с валиком (5) устанавливается штифт (22). В корпусе также выполнены всасывающая (16) и нагнетательная (18) полости, присоединительный фланец (14) с отверстиями для крепления (17) насоса масляного, расстояние между осями которых составляет L2 и центрирующим установочным выступом (12), в котором, для размещения элемента привода, выполнено сквозное отверстие (13). Перегородка (3) насоса, одна из сторон которой является опорной поверхностью для шестерен масляного насоса, соответственно ведущей (4) и ведомой (6), имеет сквозные установочные отверстия (21) для установки резьбовых элементов (10), например болтов, отверстия (20) под ось ведущей (4) и ведомой шестерен (6), отверстия (19) для соединения всасывающей (16) и нагнетательной полостей (18) с перепускным каналом (28) в крышке (2), для герметизации сопряжения «корпус - перегородка - крышка» установлены прокладки (7,8), или может быть выполнен герметик. В крышке (2) выполнен перепускной канал (28) с диаметрами ступеней (D3, D4, D5), в котором расположен редукционный клапан (11) с пружиной сжатия (26) и плунжером (27), на входе в перепускной канал (28) установлена пробка (29), например, резьбовая с прокладкой (25) или герметиком, а также выполнены разгрузочное отверстие (31) и соединительные отверстия (24), соединяющие потоки масла всасывающей (16) и нагнетательной полостей (18) при открытом редукционном клапане (11).
Насос масляный двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.
Насос масляный устанавливается и крепится к фланцу блока цилиндров. При вращении валика (5) с закрепленной на нем ведущей шестерней (4) одновременно вращается и ведомая шестерня (6) на оси (9), масло из картера двигателя (не показан) через канал в блоке (не показан) поступает в подводящее отверстие (30) корпуса насоса и далее к всасывающей полости (16), из которой зубьями вращающихся шестерен масло переносится в нагнетательную полость (18), а из нагнетательной полости (18) через отводящее отверстие (15) подается в масляную магистраль двигателя (не показан). При достижении определенной величины давления масла в нагнетательной полости (18) возникающее усилие, действующее на плунжер (27) редукционного клапана (11), превышает силу, с которой пружина сжатия (26) прижимает плунжер (27), препятствующий прохождению масла через перепускной канал (28), плунжер (27) перемещается при этом через разгрузочное отверстие (31) масло вытесняется во всасывающую полость (16), а также освобождается проход маслу, и масло через отверстия (19) в перегородке (3) и соединительные отверстия (24) поступает из нагнетательной полости (18) во всасывающую полость (16), при этом происходит снижение давления в нагнетательной полости (18), что обеспечивает снижение нагрузок на привод масляного насоса (не показан) и предотвращает систему смазки двигателя от избыточного давления. Величина давления срабатывания (открытия) редукционного клапана (11) определяется характеристикой пружины сжатия (26). Для технического обслуживания редукционного клапана (11) (замены пружины, плунжера и др.) вход в перепускной канал (28) закрыт съемной пробкой (29) с прокладкой (25) (вместо прокладки может быть применен герметик).
Преимущество заявленного изобретения состоит в том, что по сравнению с принятыми за аналог устройствами, выполнение насоса масляного ДВС описанным выше образом с использованием всей предложенной совокупности существенных признаков позволяет улучшить производительность с минимальными гидравлическими потерями, а также повысить жесткостью, надежностью крепежа монтажные свойства и обслуживание насоса.