УПЛОТНЕНИЕ ВАЛА Российский патент 1999 года по МПК F16J15/32 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения коленчатого вала двигателя автомобиля в условиях, когда монтаж уплотнения возможен только в плоскости, перпендикулярной оси вала.

Известно разъемное сальниковое уплотнение коренного подшипника коленчатого вала двигателя по авторскому свидетельству СССР N 1451381, F 16 J 15/32, содержащее два полукольца сальниковой набивки, установленные в коническом пазу корпуса и крышки подшипника и зафиксированные штифтом.

Материал сальникового уплотнения не эластичен, поэтому при имеющемся зазоре (люфте) вала двигателя автомобиля он уплотняется, деформируясь, и увеличивая зазор в месте контакта с валом. Это приводит к утечке масла, которая достигает 2 л на каждую 1000 км, что увеличивает расход масла и ухудшает экологию. Износ таких сальниковых уплотнений велик, а замена их - операция трудоемкая и дорогая, т.к. необходим демонтаж коленчатого вала. Сальниковую набивку уплотнения выполняют с помощью специальных приспособлений, что усложняет сборку, повышая ее трудоемкость, и требует привлечения квалифицированных рабочих. На практике деформированные уплотнения не меняют, поэтому имеется постоянная утечка масла.

Известно эластичное манжетное уплотнение по авторскому свидетельству СССР N 1463993, F 16 J 15/32, содержащее разрезное эластичное кольцо с поперечным сечением сложной формы, браслетную пружину с разомкнутыми между собой концами, расположенную в его кольцевой канавке, замковые пластины для закрепления концов браслетной пружины.

Однако такая конструкция манжеты (точнее касание с валом) ненадежна, т. к. могут быть загибы прижимной кромки манжеты. Коленчатый вал двигателя имеет маслосгонную резьбу в месте контакта с уплотнением, что увеличивает износ уплотнения. Разомкнутые между собой концы браслетной пружины не обеспечивают надежной фиксации эластичного кольца на валу, что ведет к перекосу стыка эластичного кольца. Все это приводит к интенсивному износу уплотнения, снижению его надежности, что усиливает утечку масла, увеличивая его непроизвольный расход и ухудшая экологию. Кроме того, данная конструкция сложна в изготовлении.

Известно также эластичное уплотнение манжетного типа по авторскому свидетельству СССР N 544806, F 16 J 15/32, принятое за прототип и содержащее эластичное кольцо с поперечным сечением сложной формы, браслетную пружину, расположенную в его кольцевой канавке. Браслетная пружина выполнена с чередующимися по шагу навивки участками для неравномерного прижатия губки манжеты к валу.

Однако надежность крепления такого манжетного уплотнения невелика, т.к. оно опирается на корпус агрегата лишь небольшим участком одной боковой поверхности. Кроме того, конструкция браслетной пружины не обеспечивает равномерного прижатия губки манжеты к валу. В условиях режима работы автомобиля произойдет сильный перекос такого уплотнения, что увеличивает его износ, уменьшая надежность соединения, и усилит утечку масла, увеличивая его непроизводительный расход и ухудшая экологию. Конструкция уплотнения имеет эластичное кольцо с поперечным сечением сложной формы и нестандартную браслетную пружину, что сложно в изготовлении.

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности уплотнения, устранения непроизводительного расхода масла, что улучшает экологию и упрощает конструкции.

Предлагаемое уплотнение вала содержит разрезное многослойное эластичное кольцо и замкнутую браслетную пружину, расположенную в этой кольцевой канавке. Эластичное кольцо установлено в коническом пазу крышки блока цилиндров и полуобоймы, закрепленной на этой крышке.

В отличие от прототипа эластичное кольцо имеет П-образное поперечное сечение и слой нетканого текстильного материала в месте контакта с валом и установлено с натягом в коническом пазу.

Соединение эластичного материала уплотнения с нетканым текстильным материалом, контактирующим с валом, обеспечивает надежность конструкции свойствами двух разных материалов. Нетканый текстильный материал имеет высокую гигроскопичность (по сравнению с тканями), поэтому хорошо впитывает и удерживает масло, обеспечивая надежное скольжение в месте контакта с валом и не допуская утечки масла, что повышает износостойкость уплотнения. Кроме того, нетканый текстильный материал производят способом горячего прессования, поэтому он не уплотняется под давлением в отличие от сальниковой набивки. С другой стороны, имеющийся люфт коленчатого вала двигателя автомобиля компенсируется пластинчатыми свойствами эластичного материала уплотнения, которое равномерно прижато к валу замкнутой браслетной пружиной. Кроме того, П-образное поперечное сечение эластичного кольца позволяет установить его надежно с натягом в коническом пазу крышки блока цилиндра и полуобоймы, закрепленной на этой крышке. Все это обеспечивает надежность конструкции в условиях эксплуатации автомобиля, не нарушая его герметичности, что повышает надежность уплотнения, устраняет утечку масла (непроизводительный его расход) и улучшает экологию.

Конструкция проста в изготовлении и применима без переделок узла крепления уплотнения. Таким образом, все существенные признаки устройства решают поставленную задачу.

Заявляемое устройство представлено на чертежах, где
на фиг. 1 - уплотнение вала, общий вид;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Уплотнение вала содержит разрезное эластичное кольцо 1, браслетную пружину 2, расположенную в его кольцевой канавке. Эластичное кольцо 1 установлено в коническом пазу 1 крышки 4 блока цилиндров и полуобоймы (не показано), закрепленной на этой крышке. Эластичное кольцо 1 имеет слой нетканого текстильного материала 5 в месте контакта с валом 6.

Эластичное кольцо 1 выполнено, например, из маслостойкой резины, к которой привулканизован слой фетра 5. При установке эластичного кольца 1 П-образного поперечного сечения фиг. 1 резиновые параллельные кромки сжимают, охватывая ими браслетную пружину 2, и с натягом плотно устанавливают сверху в конический паз 3 крышки 4 блока цилиндров и снизу - в конический паз полуобоймы (не показано), закрепленной на крышке 4 блока цилиндров. Резина, сжимаясь, заполняет все зазоры конического паза 3 и выгибается в сторону вала 6, создавая дополнительный натяг, что обеспечивает полное надежное соединение вала 6 по всей поверхности контакта с фетром 5. Браслетная пружина 2 дополнительно обеспечивает равномерное прижатие уплотнения к валу фиг. 2. Фетр 5 хорошо впитывает и удерживает масло, обеспечивая надежное скольжение по валу 6 и высокую износостойкость. При неизбежном перекосе вала 6 в условиях эксплуатации автомобиля резина кольца 1 упруго деформируется, не нарушая герметичности соединения. Таким образом обеспечивают плотность и надежность соединения на весь срок службы автомобиля. Установка уплотнения в конический паз агрегата проста и не требует дополнительных приспособлений с использованием квалифицированных рабочих.

Уплотнение вала предназначено для уплотнения коленчатого вала двигателя автомобиля в условиях, когда монтаж уплотнения возможен только в плоскости, перпендикулярной оси вала. Устройство содержит разрезное многослойное эластичное кольцо, браслетную пружину, расположенную в его кольцевой канавке. Эластичное кольцо имеет П-образное поперечное сечение и установлено в коническом пазу крышки блока цилиндров и полуобоймы, закрепленной на этой крышке. Эластичное кольцо имеет привулканизированный слой нетканого текстильного материала в месте контакта с валом. Соединение эластичного материала уплотнения с нетканым текстильным материалом, контактирующим с валом, обеспечивает надежность конструкции свойствами двух разных материалов. Это пластичность одного материала и гигроскопичность другого. П-образное поперечное сечение эластичного кольца обеспечивает надежную установку его с натягом в коническом пазу агрегата. 2 ил.

Уплотнение вала, содержащее разрезное многослойное эластичное кольцо и замкнутую браслетную пружину, расположенную в его кольцевой канавке, эластичное кольцо установлено в коническом пазу крышки блока цилиндров и полуобоймы, закрепленной на этой крышке, отличающееся тем, что эластичное кольцо имеет П-образное поперечное сечение и слой нетканого текстильного материала в месте контакта с валом и установлено с натягом в коническом пазу.