ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ВОДЯНОЙ НАСОС СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F04D13/02 F01P5/12 F02B63/06 

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в водяных насосах различного назначения, в частности в водяных насосах системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Известен центробежный водяной насос системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, состоящий из улитки, корпуса, внутри которого установлен на подшипниках качения ведомый вал с консольно закрепленной на нем крыльчаткой, уплотнительного узла, размещенного между крыльчаткой и подшипниками ведомого вала, приводного шкива, закрепленного консольно на противоположном от крыльчатки конце вала (1).

Конструкция этого центробежного водяного насоса имеет следующие недостатки. Водяной насос имеет большие габариты по длине. При установке на двигателе насос требует увеличения габаритов моторного отсека. Ременный привод водяного насоса дополнительно нагружают подшипники водяного насоса. Подшипники быстрее изнашиваются. Повышенный радиальный зазор в частично изношенных, но еще работоспособных подшипниках не всегда обеспечивает надежную работу уплотнительного узла, а это приводит к вытеканию охлаждающей жидкости из двигателя.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой конструкции водяного насоса является выбранный в качестве прототипа циркуляционный водяной насос системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, содержащий улитку, корпус, внутри которого установлен на подшипниках качения ведомый вал с консольно закрепленной на нем крыльчаткой, уплотнительный узел, размещенный между крыльчаткой и подшипниками ведомого вала. На торце вала, со стороны, противоположной крыльчатке, закреплена шлицевая втулка. Приводная шестерня насоса установлена внутри картера двигателя на подшипниках скольжения. На шестерне выполнены внутренние шлицы. Передача вращения от шестерни к водяному насосу осуществляется рессорным валиком, который своими шлицами входит в зацепление со шлицами шестерни и шлицевой втулки водяного насоса. По сравнению с предыдущей конструкцией на подшипники водяного насоса не действуют радиальные силы, воздействующие на приводную шестерню. Однако конструкция имеет следующие недостатки. Конструкция обладает повышенными габаритами. Это вызывает трудности при обеспечении компактности моторной установки. При износе шлицевого соединения требуется замена изношенных деталей. Конструкция имеет дополнительную деталь - рессорный валик, который отсутствует в предлагаемой конструкции.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в обеспечении компактности водяного насоса и его привода, упрощении конструкции и обеспечении работы узла после износа контактирующих между собой деталей водяного насоса и приводной шестерни.

Решение задачи достигается за счет того, что в центробежном водяном насосе системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания с фланцевым креплением с двигателем, состоящим из улитки, корпуса, внутри которого установлен на подшипниках качения ведомый вал с консольно закрепленной на нем крыльчаткой, уплотнительного узла, размещенного между крыльчаткой и подшипниками ведомого вала, а также приводной шестерни, связанной с ведомым валом насоса, согласно изобретению приводная шестерня выполнена полой и установленной в полости двигателя на своих подшипниках качения, корпус водяного насоса с подшипниковым узлом полностью расположен внутри полой шестерни. На торце ведомого вала насоса, со стороны, противоположной крыльчатке, закреплена втулка с двумя наружными прямобочными шлицами, входящими в прямобочные пазы, выполненные на торце шестерни. Длина шлицев втулки выполнена большей в два раза, чем длина пазов в шестерне. Выступание шлицев за торцы пазов выполнено только в одну сторону. Количество пазов в шестерне больше, чем количество шлицев втулки и кратно двум. Втулка на ведомом валу может устанавливаться относительно насоса и противоположным торцом.

Наличие новых существенных признаков в предлагаемом центробежном водяном насосе системы водяного охлаждения двигателя позволяет обеспечить компактность водяного насоса и его привода, упростить конструкцию и обеспечить более длительную работу контактирующих между собой деталей водяного насоса и приводной шестерни.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан продольный разрез водяного насоса с приводной шестерней. На фиг. 2 показан разрез А-А фиг. 1.

Центробежный водяной насос содержит улитку 1, выполненную заодно с корпусом 2. К двигателю насос крепится фланцем, выполненным на улитке 1. Внутри корпуса 2 установлен на подшипниках качения ведомый вал 3 с консольно закрепленной на нем крыльчаткой 4. Между крыльчаткой 4 и подшипником ведомого вала 3 расположен уплотнительный узел 5, препятствующий проникновению воды в полость корпуса 2 и масла из корпуса 2 в улитку 1. Приводная шестерня 6 выполнена в виде полого стакана, во внутренней полости "а" которого расположен корпус 2 водяного насоса. Шестерня 6 установлена в полости двигателя на подшипниках качения 7 с опорой на расточки в полости двигателя. На торце ведомого вала 3, со стороны, противоположной крыльчатке 4, закреплена втулка 8 с двумя наружными прямобочными шлицами 9. На торце 10 шестерни 6 выполнено сквозное отверстие 11 с четырьмя равномерно расположенными внутренними пазами 12. Шлицы 9 втулки 8 входят в зацепление с двумя пазами 12 шестерни 6. Длина шлицев 9 втулки 8 выполнена в два раза большей, чем длина пазов 12 шестерни 6. Шлицы 9 наполовину выходят из пазов 12, а наполовину находятся в зацеплении с пазами 12. Зубчатым венцом 13 приводная шестерня 6 через ряд паразитных шестерен связана (не показано) с коленчатым валом двигателя.

Водяной насос работает следующим образом.

Вращение от коленчатого вала через зубчатый венец 13 передается шестерне 6. Через пазы 12 и шлицы 9 вращение передается втулке 8, ведомому валу 3 и крыльчатке 4. Когда износ контактирующих друг с другом боковых поверхностей пазов 12 и шлицев 9 достигает определенного критического значения, водяной насос снимается с двигателя, втулка 8 переворачивается на 180^o и устанавливается навстречу крыльчатке противоположным торцом. При установке на двигатель шлицы 9 втулки 8 совмещаются с двумя пазами 12 шестерни 6, ранее не контактировавшими со шлицами 9. Таким образом, в зацеплении оказываются два неизношенных паза 12 и неизношенная половина шлицев 9, ранее выступающая за торец шестерни 6. Если же количество пазов 12 в шестерне 6 будет равным шести или восьми, то при достижении критического износа достаточно заменить втулку 8, а шестерню менять не нужно, шлицы 9 втулки 8 совмещаются с пазами 12, ранее не контактировавшими со шлицами 9.

Данная конструкция обеспечивает компактную установку водяного насоса на двигателе. За торец двигателя выступает лишь улитка насоса. Срок службы, из условий износа по контакту друг с другом, приводной шестерни и втулки ведомого вала насоса увеличивается минимум в два раза.

Источники информации
1. Автомобильные двигатели. Под ред. М.С. ХОВАХА. М.: Машиностроение, 1977, с. 544, рис. 314.

2. Дизель УД6. Руководство по эксплуатации. М.: Машгиз, 1957, с. 40-41, рис. 39, с. 84 - 85, рис. 74.

Изобретение относится к машиностроению и может применяться в водяных насосах различного назначения, в частности в водяных насосах системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Центробежный водяной насос системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания содержит улитку, корпус, внутри которого установлен на подшипниках качения ведомый вал с консольно закрепленной на нем крыльчаткой, уплотнительный узел, размещенный между крыльчаткой и подшипниками ведомого вала, а также полую приводную шестерню, связанную с ведомым валом насоса и установленную в полости двигателя на своих подшипниках качения. Во внутренней полости шестерни расположен корпус водяного насоса с подшипниковым узлом. На торце ведомого вала, со стороны, противоположной крыльчатке, закреплена втулка с двумя наружными шлицами, входящими в пазы на торце шестерни. Изобретение позволяет обеспечить компактность центробежного водяного насоса системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания и его привода, упростить конструкцию, обеспечить работу узла после износа контактирующих между собой деталей водяного насоса и приводной шестерни. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Центробежный водяной насос системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания с фланцевым креплением, состоящий из улитки, корпуса, внутри которого установлен на подшипниках качения ведомый вал с консольно закрепленной на нем крыльчаткой, уплотнительного узла, размещенного между крыльчаткой и подшипниками ведомого вала, а также приводной шестерни, связанной с ведомым валом насоса и установленной в полости двигателя, отличающийся тем, что приводная шестерня выполнена полой и установлена в полости двигателя на своих подшипниках качения, корпус водяного насоса с подшипниковым узлом расположен внутри полости шестерни, а на торце ведомого вала насоса, со стороны, противоположной крыльчатке, закреплена втулка с двумя наружными шлицами, входящими в пазы, выполненные на торце шестерни. 2. Центробежный водяной насос по п.1, отличающийся тем, что длина шлицев втулки выполнена большей в два раза, чем длина пазов в шестерне, выступание шлицев за торцы пазов шестерни выполнено только в одну сторону, количество пазов в шестерне больше, чем количество шлицев втулки и кратно двум, а втулка на ведомом валу может устанавливаться относительно насоса и противоположным торцем.