МАСЛЯНЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 2004 года по МПК F01M1/10 B01D27/08 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к фильтрам для очистки масла в двигателях внутреннего сгорания.

Широко известен масляный фильтр для двигателей автомобилей ВАЗ (см. Глыбин А. И. Автотракторные фильтры./ Справочник. Ленинград, Машиностроение, 1980 г., с.130, рис.81), состоящий из корпуса, основания с резьбовым центральным отверстием, фильтрующего элемента с прижимной пружиной, перепускного и антидренажного клапанов и резинового уплотнительного кольца.

Известный фильтр не обеспечивает качественную очистку масла при эксплуатации двигателя, например при низких температурах и не прогретом двигателе. В этом случае загустевшее масло, проникая в пространство между корпусом и фильтрующим элементом, из-за затрудненного прохождения масла через фильтрующий элемент создает внутри фильтра давление, на которое срабатывает перепускной клапан. При этом загустевшее масло, проходя по наружной поверхности фильтрующего элемента, снимает с наружной поверхности фильтрующего элемента задержанные им ранее грязь и мелкую металлическую составляющую, которая образуется в процессе работы двигателя либо попала в двигатель вместе с маслом, и залповым сбросом подает ее через перепускной клапан непосредственно на трущиеся поверхности двигателя, сводя на нет всю предшествующую очистку масла и затрудняя режим работы двигателя, поскольку этот процесс при каждом пуске двигателя многократно повторяется. Процесс подачи масла в двигатель усугубляется еще и эжекцией, возникающей за счет перепада давлений, возникающего при срабатывании перепускного клапана, в результате чего грязь отрывается от поверхности фильтрующего элемента и залповым сбросом подается в двигатель. К тому же, дополнительно, после остановки двигателя, когда масло еще горячее, внизу полости корпуса фильтра скапливаются стекающие с фильтрующего элемента загрязнения, которые при запуске двигателя независимо от эжекции постоянно и в первую очередь подаются через перепускной клапан в двигатель.

Известен масляный фильтр "Пюролатор" (Purolator L 10101), состоящий из корпуса, основания с центральным резьбовым отверстием и отверстиями для прохода масла, фильтрующего элемента с пружиной, антидренажного и перепускного клапанов (см. Публикацию журнала "За рулем", 9/96, рубрика "Клуб автолюбителей", с.132, рис.3). Перепускной клапан в известном фильтре выполнен в виде Т-образной площадки-опоры с установленным на ней корпусом клапана, расположенным в полости фильтрующего элемента, причем Т-образная опора напрессована на центральную выступающую часть основания и загерметизирована резиновым уплотнением. На основании смонтирована подпружиненная тарелка - антидренажный клапан, перекрывающая входные для масла отверстия корпуса.

К недостаткам известной конструкции масляного фильтра можно отнести то, что часть перепускного клапана, а именно Т-образная площадка перепускного клапана, расположена над торцом выступающей цилиндрической части основания, а часть расположена в полости фильтрующего элемента, что увеличивает длину корпуса фильтра, уменьшая тем самым полезную фильтрующую поверхность элемента и является достаточно сложной конструкцией. К тому же, соединение Т-образной опоры с корпусом перепускного клапана осуществляется сваркой через отверстия в резиновом антидренажном клапане, которая оказывает влияние на эластичные характеристики резины. Герметизация Т-образной опоры с выступающей цилиндрической частью основания является процессом достаточно сложным, а в процессе работы двигателя и движении автомобиля вследствие возникающей вибрации такая герметизация может быть нарушена или неэффективна.

Наиболее близким по технической сущности известным решением - прототипом - является масляный фильтр по патенту РФ 2174037 от 23.02.2000 года, состоящий из основания с центральным резьбовым отверстием и с отверстиями для входа масла, соединенного с корпусом, в полости которого установлены поджатый пружиной фильтрующий элемент, антидренажный и перепускной клапаны. В основании фильтра выполнен дополнительный ряд входных для масла отверстий, над которыми смонтирован перепускной клапан, выполненный в виде подпружиненной к основанию мембраны и корпуса с установленным на нем антидренажным клапаном.

Масляный фильтр-прототип предотвращает подачу из полости фильтра и с поверхности фильтрующего элемента грязного масла, обеспечивает постоянную качественную очистку масла.

К недостаткам известного масляного фильтра-прототипа можно отнести то, что масло при срабатывании перепускного клапана на своем пути встречает препятствие, а именно масло должно пройти в небольшой зазор, образующийся между мембраной и выступающей внутрь полости фильтра цилиндрической частью основания и между мембраной и корпусом перепускного клапана. Малый зазор между указанными деталями фильтра создает дополнительное, выше расчетного давления перепускного клапана, сопротивление и избыточное давление, которое в большей мере сжимает пружину перепускного клапана, в большей мере воздействует на картонный фильтрующий элемент и может привести к течи фильтра в закатных соединениях.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности обеспечение беспрепятственного прохода масла через перепускной клапан без повышения давления в масляном фильтре и упрощение конструкции фильтра.

Поставленная задача решается тем, что выступающая цилиндрическая часть с резьбовым отверстием в центральной части основания выполнена с наружной стороны основания.

Корпус перепускного клапана смонтирован внутри кольцевого выступа, сформированного в основании, и выполнен, например, из эластичного материала - резины и связан с основанием посредством выполненных на его нижней опорной поверхности, по крайней мере, двух бобышек и соответствующих им отверстий, выполненных в основании.

В нижней, например, металлической торцевой части фильтрующего элемента, выполнена опора для пружины перепускного клапана и выполнены, по крайней мере, три консольных направляющих для корпуса перепускного клапана.

Признаки того, что выступающая цилиндрическая часть с резьбовым отверстием в центральной части основания выполнена с наружной стороны основания, являются признаками существенными, необходимыми, неочевидными и способствуют достижению поставленной настоящим изобретением задачи беспрепятственного прохода масла через перепускной клапан без повышения давления в полости масляного фильтра выше расчетного.

Признаки того, что корпус перепускного клапана смонтирован внутри кольцевого выступа, сформированного в основании, и выполнен, например, из эластичного материала - резины и связан с основанием посредством выполненных на его нижней опорной поверхности, по крайней мере, двух бобышек и соответствующих им отверстий, выполненных в основании, являются признаками существенными, уточняющими связь клапана с основанием и представляют собой простую конструкцию, решающую проблемы фиксации фильтрующего элемента, антидренажного и перепускного клапанов относительно основания и обеспечивают хорошее уплотнение между фильтрующим элементом корпусом перепускного клапана и основанием. Эластичный корпус перепускного клапана кроме обеспечения хорошего уплотнения между фильтрующим элементом и основанием представляет собой достаточно жесткую опору для поджимаемого пружиной фильтрующего элемента.

Признаки того, что в нижней, например, металлической торцевой части фильтрующего элемента выполнена опора для пружины перепускного клапана и выполнены, по крайней мере, три консольных направляющих для корпуса перепускного клапана - являются признаками неочевидными, неожиданными, способствуют упрощению конструкции фильтра и достижению поставленной изобретением задачи. Консольные направляющие, как и опора для пружины, выполненные в торцевой, например, металлической части фильтрующего элемента, получают при формировании торцевой части, например штамповкой.

На фиг.1 изображен общий вид фильтра в разрезе.

На фиг.2 изображен вариант фильтра с эластичным корпусом перепускного и антидренажного клапанов.

Масляный фильтр состоит из основания 1, соединенного закаткой с корпусом 2 при помощи усилителя 3. В корпусе 2 установлены фильтрующий элемент 4, антидренажный клапан 5 и корпус 6 перепускного клапана.

В основании 1 выполнены два ряда отверстий для прохода масла в фильтр, над которыми установлены два клапана. Над отверстиями 7, выполненными по периметру большей окружности, установлена гибкая ветвь 8 антидренажного клапана 5, а над отверстиями 9, выполненными по периметру меньшей окружности, смонтирован перепускной клапан. Центральная выступающая цилиндрическая часть 10 основания 1 выполнена с наружной стороны основания 1 и фильтра в целом. Корпус 6 перепускного клапана установлен внутри кольцевого выступа 11 основания 1 и связан с основанием 1, например, при помощи точечной сварки. Мембрана 12 перепускного клапана перекрывает выполненные для прохода загустевшего масла в основании 1 отверстия 9. Пружина 13 перепускного клапана через опорное кольцо 14 поджимает мембрану 12 к отверстиям 9 основания 1. В торцевой, например, металлической части 15 фильтрующего элемента 4 выполнено, без отверстия в центральной части, углубление 16, в которое опирается поджимающая пружина 17.

Как вариант выполнения, корпус перепускного клапана может быть выполнен, например, из эластичного материала, по крайней мере, с двумя бобышками 18, которые входят в соответствующие отверстия 19 основания 1. В торцевой части 20 фильтрующего элемента 4 выполнена опора 21 для пружины 13 перепускного клапана, отверстие 22 для прохода очищенного масла в двигатель и направляющие 23, ориентирующие фильтрующий элемент 4 относительно корпуса 6 перепускного клапана (см. фиг1) и относительно антидренажного клапана 5 (см. фиг. 2).

Выполнение опорной поверхности 24 конической в усилителе 3 для уплотнительного кольца 25 обеспечивает надежное уплотнение при установке фильтра на двигатель.

Масляный фильтр может работать в двух режимах. Первый режим, когда двигатель не прогрет и запускается в зимних условиях при низких температурах, и второй - при разогретом двигателе и масле и минимальном сопротивлении прохождению масла через фильтрующий элемент.

При первом режиме подаваемое насосом масло, через отверстия 7 и 9 в основании 1 давит на гибкую ветвь 8 антидренажного клапана 5 и мембрану 12 перепускного клапана одновременно и одинаково. Гибкая ветвь 8 антидренажного клапана 5 приподнимается (отгибается) от основания 1 и пропускает масло в полость фильтра с наружной стороны фильтрующего элемента 4. Поскольку масло густое, то при прохождении через фильтрующий элемент 4 оно замедляет свой ход и создает внутри фильтра давление. Давление распространяется во все стороны и воздействует через отверстия 9 в основании 1 на мембрану 12 перепускного клапана.

При достижении заданного давления мембрана 12 перепускного клапана отжимает пружину 13 и отходит от основания 1, пропуская масло непосредственно в двигатель, минуя загрязненный фильтрующий элемент 4. Поскольку выступающая цилиндрическая часть 10 основания 1 выполнена с наружной стороны основания и не направлена в полость фильтра, то препятствий для прохождения масла при открытом перепускном клапане нет и, как только мембрана 12 под воздействием давления масла отожмет пружину 13 и приподнимется над отверстиями 9, масло сразу же по кратчайшему пути с наименьшим сопротивлением подается в двигатель. При этом ни одна частица грязной составляющей масла и грязи, находящейся в полости фильтра и на поверхности фильтрующего элемента, не проникнет к трущимся поверхностям двигателя.

При втором режиме, при прогретом двигателе, масло в двигатель поступает традиционным путем. Масло под давлением, создаваемым масляным насосом, отгибает гибкую ветвь 8 антидренажного клапана 5, проходит через фильтрующий элемент 4, очищается и через центральное отверстие в основании подается в двигатель. Перепускной клапан при этом закрыт и не работает.

Масляный фильтр по второму варианту с эластичным корпусом перепускного клапана работает точно так же по описанной выше последовательности.

Использование предлагаемого масляного фильтра на отечественных автомобилях ВАЗ, ГАЗ, УАЗ, Москвич и др., и иномарках позволит решить несколько технических задач - обеспечить постоянную качественную очистку масла, предотвратить подачу грязного масла из полости фильтра в двигатель, расширить функциональные возможности фильтра, предотвратить возникновение и создание в полости фильтра повышенного давления масла, упростить конструкцию фильтра, увеличить моторесурс двигателя и др.

Авторами изготовлено несколько опытных образцов предлагаемого фильтра в разборном варианте, которые установлены на двигателях личных автомашин авторов и которые показали хорошие результаты работы. Течи масла в соединениях и повышенного давления масла при запуске и работе двигателя нет.

Считаем целесообразным патентование предлагаемого изобретения в странах с развитым автомобилестроением - США, Германии, Франции, Корее, Италии, Японии. В настоящее время авторами подготовлены материалы для патентования настоящего изобретения в Корее.

Изобретение относится к автомобилестроению, к области очистки масла в двигателях внутреннего сгорания, в частности к масляным фильтрам. Масляный фильтр состоит из основания с центральной выступающей частью, центральным резьбовым отверстием, отверстиями для входа масла. В полости корпуса установлены фильтрующий элемент и антидренажный клапан. Выполнение в основании двух рядов отверстий и выполнение перепускного клапана в передней части фильтра над одним из рядов отверстий не допускает ни при каких обстоятельствах поступления грязного масла и грязи, скопившейся на поверхности фильтрующего элемента и в полости фильтра, в двигатель. Выполнение отверстий перепускного клапана и центрального отверстия основания в одной плоскости, без выступающей с внутренней стороны основания части, обеспечивает беспрепятственное прохождение масла в двигатель при срабатывании перепускного клапана и представляет собой более простую конструкцию. Корпус перепускного клапана может быть выполнен как из металла, так и из эластичного материала, который обеспечивает хорошее уплотнение между фильтрующим элементом и основанием. Предлагаемый масляный фильтр предотвращает попадание грязи из полости фильтра в двигатель, обеспечивает постоянную качественную очистку масла, увеличивает моторесурс двигателя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Масляный фильтр, состоящий из основания с центральной выступающей цилиндрической частью, центральным резьбовым отверстием и отверстиями для входа масла, соединенного с корпусом фильтра, в полости которого установлены поджатый пружиной к корпусу перепускного клапана фильтрующий элемент, и антидренажный клапан, расположенный как и перепускной клапан над отверстиями основания на входе масла в фильтр, отличающийся тем, что выступающая цилиндрическая часть с резьбовым отверстием в центральной части основания выполнена с наружной стороны основания, корпус перепускного клапана связан с основанием посредством выполненных на его нижней опорной поверхности, по крайней мере, двух бобышек и соответствующих им отверстий, выполненных в основании, а в торцевой части фильтрующего элемента выполнены, по крайней мере, три консольных направляющих для корпуса перепускного клапана.2. Масляный фильтр по п.1, отличающийся тем, что корпус перепускного клапана смонтирован внутри кольцевого выступа, сформированного в основании и выполнен из эластичного материала - резины.3. Масляный фильтр по п.1, отличающийся тем, что в торцевой части фильтрующего элемента выполнена опора для пружины.