Центрифуга для очистки масла в двигателе внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ий ство ССС1976,во СССР1973.во СССР1974 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) (57) ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ОЧИСТКИ МАСЛА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающая установленный на полой оси ротор, активный привод ротора, выполненный в виде размещенного на полой оси насадка с тангенциальными каналами, и подпружиненный поршень, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения степени очистки масла при низкой частоте вращения двигателя, в стенке полой оси выполнены окна для перепуска части поступающего на привод масла в ротор, при этом подпружиненный поршень размещен внутри полой оси и служит для регули.Ф рования проходных сечений окон. е11289 1Изобретение относится к машиностроению, в частности к разделениюжидкости в поле центробежных сил,и может быть использовано для очистки масла в двигателях внутреннего5сгоранияВ транспортных двигателях внутреннего сгорания прокачка масла изменяеФся в широком диапазоне в зависимости от режимов работы, В связис этим возникают трудности с организацией эффективной очистки маслав центрифуге на всех режимах работыдвигателя.Известны центрифуги для очисткимасла, включающие установленный наполой оси ротор, активный гидравлический сопловой привод в виде насадка с тангенциальными каналами, покоторым жидкость поступает в ротор,и устройство для регулирования частоты вращения ротора путем изменения проходных сечений тангенциальных каналов на выходе при изменениирасхода жидкости Г 1 и 2 .25Недостатком известных центрифугявляется невысокая эффективность регулирования частоты вращения ротора в широком диапазоне изменениярасхода масла. Это связано с тем,30что при увеличении расхода масла,несмотря на увеличение проходныхсечений соплового аппарата и возмож.ности поддержания скорости истечения масла в ротор примерно постоянной, частота вращения ротора растет, 35 так как растет момент, движущий ротор, в связи с увеличением массы жидкости, проходящей через сопловой аппарат.Наиболее близкой к предлагаемой является центрифуга для очистки масла в двигателе внутреннего сгорания, включающая установленный на полой оси ротор, активный привод ротора, выполненный в виде размещенного на 45 полой оси насадка с тангенциальными каналами, и подпружиненный поршень 31Недостатками известной центрифуги являются невысокая степень очистки масла при малой частоте вращенияч двигателя, так как момент, движущии ротор, увеличивается пропорциональ, - но прокачке масла даже при подцержа-, нии постоянства скорости истечения масла из насадка. Как следствие, увеличивается частота вращения ротора, которая при больших прокачках (максимальной частоте вращения двигателя) 861Яе может быть больше допустимой величины, ограниченной прочностью ротора и недопустимостью выпаданияв осадок присадок к маслу. Кроме того, недостатком является обязательное применение поршня-юбки, перекрывающего тангенциальные каналы насадка на выходеТакая конструкцияпоршня, центрирующегося по двум поверхностям, приводит к большим утечкам масла по зазорам, снижающим эффективность регулирования, и к зависанию поршня при перекосах.Цель изобретения - повышение степени очистки масла при низкой частоте вращения двигателя,Поставленная цель достигается тем,что в центрифуге для очистки маслав двигателе внутреннего сгорания,включающей установленный наполойоси ротор, активный привод ротора,выполненный в виде размещенного наполой оси насадка с тангенциальными каналами, и подпружиненный поршень, в стенке полой оси выполненыокна для перепуска части поступающе-го на привод масла в ротор, при этомподпружиненный поршень размещенвнутри полой оси и служит для регулирования проходных сечений окон,На фиг, 1 изображена предлагаеиая центрифуга, продольный разрез;на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1;на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1,Центрифуга для очистки масла вдвигателе внутреннего сгорания включает корпус 1, установленный наполой оси 2, ротор 3, активный при- .вод ротора 3, выполненный в видеразмещенного . на полой оси 2 насадка .4 с тангенциальными каналами 5,поршень 6 с пружиной 7, размещенный внутри полой оси 2, окна 8, выполненные в стенке полой оси 2 дляперепуска части поступающего на привод масла в ротоо 3. Внутри ротора 3,на входе размещены насосные лопатки 9и щиток 10, размещенный над лопатками, а на выходе - турбинные лопатки 11.Центрифуга для очистки масла вдвигателе внутреннего сгорания рабо-.тает следующим образом.Во время работы центрифуги потокмасла из корпуса 1 поступает в ротор3 через ось 2 по тангенциальным каналам 5 насадка 4. Вытекающее из каналов 5 масло создает момент сил,движущий ротор. По каналам между1128,9 М =ш,ч гСозЫ 3насосными лопатками 9 и щитком 10 масло поступает на периферию ротора. Насосные лопатки 9 передают потоку жидкости энергию от турбинных лопаток 1 1 и вместе со щитком 10 равно 5 мерно распределяют поток масла по периферии ротора 3. Пвигаясь вдоль стенок ротора 3, масло проходит через поле центробежных сил, в котором происходит разделение масла и вредных примесей (продуктов износа и нагарообразования) . Последние осаждаются на стенках ротора 3. Очищенное масло отводится из ротора 3 в ось 2 через турбинные лопатки 11, в которых масло отдает часть кинетической энергии ротору 3; Из оси 2 очищенное масло поступает в корпус 1,При малых расходах масла поршень 6 под действием пружины 7 перекрывает окна 8, и все масло поступает в ротор 3 через каналы 5, С увеличением прокачки масла под действием возросшего перепада давлений на входе и выходе из оси 2 пружина 7 сжимается, и поршень 6 открывает окна 8 в оси 2, перепуская часть масла в ро-тор 3 мима каналов 5. При этом. поток жидкости, идущий через окна 8, не создает момента сил, движущих ро 30тор 3, а количество масла и скорость его в каналах 5 мало изменяются. Подбирая соотношение площадей каналов 5 и окон 8, силу затяжки и жесткость пружины 7, можно получить практически постоянную частоту вращения ротора 3 в широком диапазоне расходов масла, т.е. на всех режимах работы двигателя.Преимущество предлагаемой центрифуги с регулированием частоты вращения ротора за счет перепуска части жидкости через дополнительные окна по сравнению с известными центрифугами, в которых частота вращения регулируется за счет изменения площади выхода из тангенциальных каналов, видно из анализа момента движущих сил ротора.Момент движущих сил ротора, создаваемый выходящим из тангенциаль ных каналов потоком масла где ш - массовый расход масла через 55 с тангенциальные каналы; ч - скорость истечения масла из тангенциальных каналов;86 4г - радиус насадка;о" - угол между осью тангенциальных каналов и касательной на выходе из насадка.Если регулирование частоты вращения ротора происходит путем измененияплощади тангенциальных каналов навыходе, то даже при достижении постоянства скорости истечения, моментдвижущих сил растет при увеличениирасхода масла,Если регулировать частоту вращения ротора путем перепуска частимасла через дополнительные окна мимонерегулируемых тангенциальных каналов при достижении постоянства скорости истечения, массовый расход через тангенциальные каналы не изменяется и, следовательно, момент дви-жущих сил при изменении расходамасла постоянный,Варьируя соотношением проходныхсечений тангенциальных каналов ирадиальных окон жесткостью и затяжкой пружины, можно реализовать различные скоростные характеристикиротора. Регулирование проходных сечений радиальных окон позволяет разместить поршень внутри стержня,Благодаря этому регулирование происходит при изменении полного перепада давлений в роторе, а не только при изменении перепада давленийв насадке, как у прототипа,Центровка поршня по одной поверхности уменьшает утечки по зазорами предотвращает заедание поршня приперекосах,Зкономическая эффективность предлагаемой центрифуги определяетсятем, что применение центрифуг с регулируемой скоростной характеристикой ротора для очистки масла в двигателях позволяет устранить большойдефект применяемых в настоящее время масляных центробежных фильтров -неудовлетворительную очистку маслана режимах. малых чисел оборотов принизкой прокачке масла. Зто особенноважно для современных быстроходных,высокофорсированных двигателей с,высоконагруженными подшипникамискольжения, высокооборотными подшипниками качения и прецизионнымипарами в различных гидросистемах,требующих тщательной очистки маслана всех режимах. Результаты испытанийопытных образцов подтверждают дости112898 б г,каз 927 дписное аж жение положительного эффекта, Крометого, применение масляных центробежных .фильтров с постоянной частотойвращения в широком диапазоне прокачки масла позволяет унифицировать одинфильтр на различного типа двигателях в широком диапазоне мощностей. Экономическая эффективность при использовании предлагаемой центры" фуги составляет около 60000 руб. от годового выпуска двигате,лей.Ъ филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная