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 непрогретом 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 клапана 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 при помощи усилителя 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, имеющийся 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 пространство между выполненными в основании отверстиями перепускного клапана и центральным резьбовым отверстием с внутренней стороны основания выполнено без выступающей, препятствующей прохождению масла, части.

Корпус перепускного клапана смонтирован внутри кольцевого выступа, сформированного в основании, и связан с основанием, например, при помощи подчеканенного в нескольких точках металла основания.

По периметру гибкой части антидренажного клапана установлена поджимающая клапан к основанию пружина.

Опорная поверхность посадочного для уплотнения гнезда усилителя выполнена со скосом.

Признаки того, что пространство между выполненными в основании отверстиями перепускного клапана и центральным резьбовым отверстием с внутренней стороны основания выполнено без выступающей, препятствующей прохождению масла, части - 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 и без дополнительного сжатия пружины перепускного клапана.

Признаки того, что корпус перепускного клапана смонтирован внутри кольцевого выступа, сформированного в основании, и связан с основанием, например, при помощи подчеканенного в нескольких точках металла основания - являются признаками, существенными, уточняющими связь клапана с основанием, и представляют собой простую конструкцию, решающую проблемы сборки фильтра, фиксации фильтрующего элемента, антидренажного и перепускного клапанов относительно основания и обеспечивают хорошее уплотнение между фильтрующим элементом, корпусом перепускного клапана и основанием.

Признаки того, что по периметру гибкой части антидренажного клапана установлена поджимающая клапан к основанию пружина - являются признаками, дополнительными, поясняющими выполнение отдельных частей фильтра, способствующими достижению поставленной изобретением задачи. Собранный узел - основание с перепускным и антидренажным клапаном - обеспечивает хорошую технологичную сборку фильтра.

Признаки того, что опорная поверхность посадочного для уплотнения гнезда усилителя выполнена со скосом, является признаком, дополняющим, обеспечивающим более высокую герметичность соединения фильтра с блоком цилиндров двигателя.

На чертеже изображен общий вид фильтра в разрезе с приподнятой над отверстиями основания мембраной перепускного клапана.

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 с отверстием 7 для прохода масла.

В основании 1 по периметру двух окружностей выполнены два ряда отверстий для прохода масла в фильтр, над которыми установлены два клапана - над наружным рядом - антидренажный клапан 5, над внутренним рядом - перепускной. Над отверстиями 8, выполненными по периметру большей окружности установлена гибкая ветвь 9 антидренажного клапана 5, а над отверстиями 10, выполненными по периметру меньшей окружности, смонтирован перепускной клапан. Пространство между выполненными в основании отверстиями 10 перепускного клапана и центральным резьбовым отверстием 11 с внутренней стороны основания выполнено без выступающей, препятствующей прохождению масла, части. Корпус 6 перепускного клапана установлен внутри кольцевого выступа 12, основания 1 и связан с основанием 1 при помощи, например, чеканки металла основания в нескольких точках 13 по периметру опорной части корпуса 6 перепускного клапана. Мембрана 14 (уплотнительное кольцо) перепускного клапана перекрывает выполненные для прохода масла в основании 1 отверстия 10. Пружина 15 перепускного клапана через опорное кольцо 16 поджимает мембрану 14 к отверстиям 10 основания 1. По периметру гибкой ветви 9 антидренажного клапана установлена поджимающая клапан к основанию пружина 17.

Выполнение опорной поверхности 18 усилителя 3 со скосом для уплотнительного кольца 19 обеспечивает надежное уплотнение фильтра при установке его на двигатель. Тыльная часть 20 фильтрующего элемента 4 выполнена глухой - без отверстия. Фильтрующий элемент 4 поджат к корпусу перепускного клапана пружиной 21.

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 8 и 10 в основании 1 давит на гибкую ветвь 9 антидренажного клапана 5 и мембрану 14 перепускного клапана одновременно и одинаково. Гибкая ветвь 9 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 10 в основании 1 на мембрану 14 перепускного клапана.

При достижении заданного давления мембрана 14 перепускного клапана отжимает пружину 15 и отходит от основания 1, пропуская масло непосредственно в двигатель, минуя загрязненный фильтрующий элемент 4. Поскольку между отверстиями перепускного клапана в основании фильтра и центральным резьбовым отверстием нет препятствий, то масло проходит в двигатель по кратчайшему пути, не касаясь грязи и грязного масла в полости фильтрующего элемента. Как только мембрана 14 под воздействием давления масла отожмет пружину 15 и приподнимется над отверстиями 10 - 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 9 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.

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 как в зимнее время, так и в летнее при резком увеличении оборотов двигателя и возрастании давления в полости масляного фильтра.

Позволит 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 ДВС, в частности к масляным фильтрам. Выполнение в основании фильтра 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. Масляный фильтр предотвращает попадание грязи из полости фильтра в двигатель, обеспечивает постоянную качественную очистку масла, увеличивает моторесурс работы двигателя. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Масляный фильтр, состоящий из основания с центральной выступающей цилиндрической частью, центральным резьбовым отверстием и отверстиями для входа масла, соединенного при помощи усилителя 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 пространство между выполненными в основании отверстиями перепускного клапана и центральным резьбовым отверстием с внутренней стороны основания выполнено без выступающей, препятствующей прохождению масла, части.2. Масляный фильтр по п.1, отличающийся тем, что корпус перепускного клапана смонтирован внутри кольцевого выступа, сформированного в основании, и связан с основанием, например, при помощи подчеканенного в нескольких точках металла основания.3. Масляный фильтр по п.1, отличающийся тем, что по периметру гибкой части антидренажного клапана установлена поджимающая клапан к основанию пружина.4. Масляный фильтр по п.1, отличающийся тем, что опорная поверхность посадочного для уплотнения гнезда усилителя выполнена со скосом.