Центрифуга для очистки масла в двигателе внутреннего сгорания

Центрифуга для очистки масла в двигателе внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ОЧИСТКИ МАСЛА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающая установленный на полой оси ротор, активньш привод ротора, выполненный в виде размещенного на полой оси насадка с тангенциальными каналами, и подпружиненный поршень, отличающаяся тем, что, с целью повьшения 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 регулирования проходных сечений окон. 9

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Й Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3514409/28-13 (22) 01. 12. 82 (46) 15,12.84. Бюл. У 46 (72) И.В. Вацек, М.Л. Осовский и Р.К. Семеновский (53) 66.067.57(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 599851, кл. В 04 В 9/06, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

У 5491"75, кл. В 04 В 9/10, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 532398, кл. В 04 В 9/06, 1974 .(прототип), „„Я0„„1128986 A 5ц В 04 В 1/00 В 04 В 9/06 (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, отличающаяся 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.

O рования проходных сечений окон. е

11289

1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к разделению жидкости в поле центробежных сил, и может быть использовано для очистки масла в двигателях внутреннего

5 сгорания °

В транспортных двигателях внутреннего сгорания прокачка масла изменяется в широком диапазоне в зависимости от режимов работы. В связи с этим возникают трудности с организацией эффективной очистки масла в центрифуге на всех режимах работы двигателя.

Известны центрифуги для очистки масла, включающие установленный на полой оси ротор, активный гидравлический сопловой привод в виде. насадка с тангенциальными каналами, по которым жидкость поступает в ротор, и устройство для регулирования частоты вращения ротора путем изменения проходных сечений тангенциальных каналов на выходе при изменении расхода жидкости $1) и $2 ), Недостатком известных центрифуг является невысокая эффективность регулирования частоты вращения ротора в широком диапазоне изменения расхода масла. Это связано с тем, 30 что при увеличении расхода масла, несмотря на увеличение проходных сечений соплового аппарата и возможности поддержания скорости истечения масла в ротор примерно постоянной, частота вращения ротора растет, З5 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(31

Недостатками известной центрифуги являются невысокая степень очистки масла при малой частоте вращения двигателя, так как момент, движущии ротор, увеличивается пропорциональ.— но прокачке масла даже при подцержа-, нии постоянства скорости истечения масла из насадка. Как следствие, уве-55 личивается частота вращения ротора, которая при больших прокачках (максимальной частоте вращения двигателя) 86

Не может быть больше допустимой величины, ограниченной прочностью ротора и недопустимостью выпадания в осадок присадок к маслу. Кроме того, недостатком является обязательное применение поршня-юбки, перекрывающего тангенциальные каналы насадка на выходе ° Такая конструкция поршня, 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 масла в двигателе внутреннего сгорания, включающей установленный на полой оси ротор, активный привод ротора, выполненный в виде размещенного на полой оси насадка с тангенциальными каналами, и подпружиненный поршень, 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 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 в двигателе внутреннего сгорания включает корпус 1, установленный на полой оси 2, ротор 3, активный при- . вод ротора 3, выполненный в виде размещенного . 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 для перепуска части поступающего на привод масла в ротор 3. Внутри ротора 3, на входе размещены насосные лопатки 9 и щиток 10, размещенный над лопатками, а на выходе — турбинные лопатки 11.

Центрифуга для очистки масла в двигателе внутреннего сгорания рабо-. тает следующим образом.

Во время работы центрифуги поток масла из корпуса 1 поступает в ротор

3 через ось 2 по тангенциальным каналам 5 насадка 4. Вытекающее из каналов 5 масло создает момент сил, движущий ротор. По каналам между

1128,9

М=ш,ч r Cosol, 3 насосными 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 равно5 мерно распределяют поток масла по периферии ротора 3. Двигаясь 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 сжимает 25 ся, 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 ро30

° тор 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 враще- 40 ния ротора 3а 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- 50 ных каналов потоком масла где m — массовый расход масла через 55 с тангенциальные каналы;

v — скорость истечения масла из тангенциальных каналов;

86 4 г — радиус насадка; о" — угол между осью тангенциальных каналов и касательной на выходе из насадка.

Если регулирование частоты вращения ротора происходит путем изменения площади тангенциальных каналов на выходе, то даже при достижении пос-. тоянства скорости истечения, момент движущих сил растет при увеличении расхода масла.

Если регулировать частоту вращения ротора путем перепуска части масла через дополнительные окна мимо нерегулируемых тангенциальных каналов при достижении постоянства скорости истечения, массовый расход через тангенциальные каналы не изменяется и, следовательно, момент дви- жущих сил при изменении расхода масла постоянный.

Варьируя соотношением проходных сечений тангенциальных каналов и радиальных окон жесткостью и затяж. кой пружины, можно реализовать различные скоростные характеристики ротора. Регулирование проходных сечений радиальных окон позволяет раз.местить поршень внутри стержня.

Благодаря этому регулирование происходит при изменении полного перепада давлений в роторе, а не только при изменении перепада давлений в насадке, как у прототипа.

Центровка поршня по одной поверхности уменьшает утечки по зазорам и предотвращает заедание поршня при перекосах.

Зкономическая эффективность предлагаемой центрифуги определяется тем, что применение центрифуг с регулируемой -скоростной характеристикой ротора для очистки масла в двигателях позволяет устранить большой дефект применяемых в настоящее время масляных центробежных фильтров— неудовлетворительную очистку масла на режимах. малых чисел оборотов при низкой прокачке масла. Зто особенно важно для современных быстроходных, высокофорсированных двигателей с ,высоконагруженными подшипниками

I скольжения, высокооборотными подшипниками качения и прецизионными парами в различных гидросистемах, требующих тщательной очистки масла на всех режимах. Результаты испытаний опытных образцов подтверждают дости1 128986

Риг.1

b- b жение положительного эффекта. Кроме того, применение масляных центробежных .фильтров с постоянной частотой вращения в широком диапазоне прокачки масла позволяет унифицировать один фильтр на различного типа двигателях в широком диапазоне мощностей.

Экономическая эффективность при использовании предлагаемой центры фуги составляет около 60000 руб. от годового выпуска двигате,лей.

ИИПИ Заказ 9277j7 аж 550 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4