МАСЛЯНЫЙ КАРТЕР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2016 года по МПК F01M11/00 F02F7/00 

Изобретение относится к технической области масляных картеров, в частности, предназначенных для автомобильных двигателей внутреннего сгорания.

Известно, что комбинированные масляные картеры позволяют облегчить двигатель и, следовательно, улучшить характеристики оборудованного им транспортного средства.

Известны комбинированные масляные картеры из алюминия и листового проката, то есть содержащие относительно плоский нижний бак из листового металла и ответное ему по форме основание из алюминия, на котором установлен бак и которое закреплено на двигателе. Эти картеры могут служить для крепления агрегатов транспортного средства, таких как коробка передач или компрессор системы кондиционирования.

Известен также комбинированный масляный картер двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства, в котором бак из пластического материала закреплен на основании из легкого металла, при этом бак предназначен для заливки моторного масла в относительно плоской конфигурации, а основание выполнено соответственно для целей соединения с двигателем, а именно имеет по существу форму прямоугольного параллелепипеда. Эти картеры могут служить для крепления агрегатов транспортного средства, таких как коробка передач, и являются более легкими, чем вышеуказанные картеры из алюминия и листового проката.

Однако существует потребность в еще более легком масляном картере для двигателя внутреннего сгорания транспортного средства.

В связи с этим предложен масляный картер для двигателя внутреннего сгорания, содержащий основание и бак. Это основание предназначено для крепления на двигателе, с одной стороны, и на баке масляного картера, с другой стороны, и дополнительно выполнено с возможностью крепления на нем агрегатов транспортного средства. Это основание содержит нижний опорный бортик герметичного соединения с соответствующим опорным бортиком бака. Опорный бортик герметичного соединения основания содержит, по меньшей мере, одну широкую выемку, по меньшей мере, в одной боковой стенке основания.

Таким образом, благодаря такому выполнению ярусами, основание является более открытым и имеющим большее количество вырезов по сравнению с известными основаниями, которые имеют по существу плоский нижний опорный бортик. Нижний опорный бортик основания расположен в трех измерениях, а не в плоскости, как в известных решениях. Таким образом, основание можно, по меньшей мере, частично соотнести с простой арматурой относительно небольшого веса. Основание может содержать верхние части и нижние части, при этом нижние части соответствуют конкретным требованиям, связанным с функциональными задачами основания. Например, можно предусмотреть нижнюю часть для установки узла типа картера распределительных шестерен.

Таким образом, основание опоясывает нижнюю часть или низ двигателя, имеет геометрию, адаптированную к нижней части двигателя, содержит меньше материала, чем основание классического картера, имеющее по существу форму прямоугольного параллелепипеда, поэтому масляный картер является более легким по сравнению с классическим масляным картером.

Таким образом, бак и основание имеют взаимодополняющие формы и заходят друг в друга, образуя картер.

Каждая широкая выемка, называемая также в настоящей заявке просто выемкой, может занимать всю или часть боковой стороны основания и даже несколько смежных сторон основания. Боковая стенка, соответствующая данной стороне, может иметь одну или несколько выемок.

Под широкой выемкой в стенке основания следует понимать то, что стенку вырезают со значительным изменением нижнего опорного бортика стенки по сравнению с нижним бортиком, который мог бы оставаться по существу плоским. Высота выемки может составлять 5% или более от максимальной высоты стенок основания, предпочтительно 15% или более, предпочтительно 30% или более и предпочтительно 50% или более.

Под «агрегатом транспортного средства» следует понимать агрегаты, которые можно, по меньшей мере, частично установить на картере, например, такие как коробка передач, картер распределительных шестерен или компрессор кондиционера.

Термины «нижний» и «верхний», «низ» и «верх», «вертикальный» и «горизонтальный» следует рассматривать в общем смысле термина, когда основание ориентировано в том положении, в котором оно установлено на транспортном средстве. Таким образом, вектор силы тяжести является вертикальным вектором, перпендикулярным к горизонтальным плоскостям и направленным сверху вниз.

Предпочтительно это основание может содержать части крепления масляного картера на двигателе, в частности, на нижней части двигателя.

Так, это основание предпочтительно может содержать, по меньшей мере, одну усилительную плиту опоры для тяжелой части транспортного средства, например, переднюю плиту или заднюю плиту, выполненную для установки на ней картера распределительных шестерен двигателя, компрессора или коробки передач транспортного средства.

Объектом изобретения является также описанное выше основание.

Кроме того, предложен бак для масляного картера двигателя внутреннего сгорания, предназначенный для заливки в него масла и для крепления на основании, которое, в свою очередь, выполнено с возможностью крепления на двигателе и дополнительно с возможностью установки на нем, по меньшей мере, одного агрегата транспортного средства. Согласно изобретению верхний опорный бортик бака, предназначенный для обеспечения герметичного соединения с нижним опорным бортиком основания, содержит, по меньшей мере, одну широкую выемку, по меньшей мере, в одной боковой стенке бака.

Таким образом, этот бак имеет более высокие стенки, чем другие, и может образовать с описанным выше основанием относительно легкий комбинированный масляный картер.

Каждая выемка может занимать всю или часть боковой стороны основания и даже несколько смежных сторон основания. Боковая стенка, соответствующая данной стороне, может иметь одну или несколько выемок. В некоторых местах стенки могут иметь высоту ниже номинального уровня масла после соединения масляного картера под блоком двигателя и после заправки маслом. Под «номинальным уровнем» следует понимать, что уровень масла находится между минимумом и максимумом, предписанными изготовителем. Таким образом, картер выполнен с возможностью заливки такого количества масла, при котором, по меньшей мере, часть опорного бортика герметичного соединения бака находится ниже уровня масла, содержащегося в картере.

Предпочтительно корпус бака может быть выполнен из пластического материала, что еще больше уменьшает его вес по сравнению с баком из листового проката.

Пластический материал корпуса может быть классическим полиамидом, а также может содержать наполнитель из стекловолокон, углеродных или других волокон для повышения его механической прочности.

Предпочтительно корпус выполняют посредством формования литьем.

Предпочтительно корпус может содержать, по меньшей мере, часть компонентов, относящихся к обработке масла, выполненных в виде единой детали с корпусом, таких как каналы системы смазки и элементы обработки для циркуляции, декантации, фильтрации или охлаждения масла, например, каналы системы смазки со встроенным масляным насосом, каналы масляного фильтра с элементом крепления масляного фильтра, каналы контура декантации масла с отстойными камерами, каналы теплообменника и т.д.

Таким образом, нет необходимости осуществлять механическую обработку для выполнения этих частей компонентов, как в случае вышеуказанных известных баков масляного картера.

Кроме того, посредством литья легко выполнять, по меньшей мере, некоторые из частей соответствующих компонентов, например, деталей крепления для клапана масляного теплообменника, датчика уровня масла, соединителя привода масляного насоса и т.д.

Таким образом, кроме части бака, предназначенной для заливки масла, корпус из пластического материала может также содержать выступающие части, выполненные заодно с корпусом, предназначенные, по меньшей мере, частично для размещения или для образования компонентов, связанных с обработкой масла, например, каналы от системы смазки к масляному насосу, каналы контура декантации масла, каналы фильтрации масла, каналы от системы смазки к теплообменнику и т.д., а также некоторые из частей соответствующих компонентов, например, масляного насоса, камер декантации масла и деталей для крепления компонента, обеспечивая также герметичность различных соединительных элементов, например, таких как элемент крепления масляного фильтра.

Отсюда также следует, что по сравнению с вышеуказанными известными баками картера больше нет необходимости в установке на баке различных вышеуказанных частей компонентов, связанных с обработкой масла, уже встроенных в корпус бака. За счет этого монтаж масляного картера становится более легким и более быстрым.

Корпус может содержать внутреннюю поверхность и наружную поверхность, при этом внутренней поверхностью является поверхность, предназначенная, по меньшей мере, для частичного вхождения в контакт с маслом.

Предпочтительно корпус из пластического материала имеет геометрическую форму с ребрами или канавками, при этом предпочтительно наружная поверхность содержит ячейки. Эти геометрические формы позволяют придать корпусу жесткость и прочность, например, для обеспечения бесшумности во время работы двигателя (отсутствие реакции на вибрации) и для сопротивления толчкам на ухабах, на камнях, при столкновении с тротуаром и т.д.

Описанные выше ребра предпочтительно можно выполнять на периферической вертикальной или близкой к ней (относительно направления монтажа на двигателе) поверхности стенки корпуса. Эти ребра или канавки могут быть образованы равномерной или не равномерной волнистостью поверхности.

Предпочтительно картер может быть комбинированным масляным картером, то есть бак и основание могут быть выполнены из разных материалов. Бак можно выполнить из более легкого материала, чем основание, а основание можно выполнить из более прочного материала, чем бак. Например, основание может быть выполнено из алюминия или алюминиевого сплава, тогда как бак может быть выполнен из пластика.

Предпочтительно картер может содержать эластомерную прокладку, расположенную между баком и основанием.

Эта прокладка герметично установлена между верхним опорным бортиком бака и нижним опорным бортиком основания. Эта прокладка может обеспечивать герметичность соединения узла бака и основания картера, когда картер крепят на двигателе.

Кроме того, за счет своей геометрии выреза (не плоской) в пространстве эта прокладка позволяет ослаблять вибрации устройства картера во время работы двигателя. Прокладку располагают выше или ниже уровня масла в баке, чтобы максимизировать использование пластического материала для достижения выигрыша в весе.

Изобретение ни в коем случае не ограничивается ни формой профиля прокладки, ни используемым материалом или используемыми материалами. Например, прокладка может иметь Т-образный или другой профиль. Прокладку можно выполнять из силиконового эластомера, например, из линейного поли(диметилсилоксана) или ПДМС и/или из одного или нескольких других материалов.

Кроме того, опорные бортики бака и/или основания, входящие в контакт с эластомерной прокладкой, можно оставить необработанными после формования в случае бака и после литья в случае основания. Пластический материал корпуса бака и мягкая эластомерная прокладка поглощают неровности поверхностей бортиков, входящих в контакт с прокладкой. В дальнейшем механическая обработка этих поверхностей, как в классических комбинированных масляных картерах, может быть факультативной.

Объектом изобретения является также автомобильный двигатель, содержащий описанный выше масляный картер.

Кроме того, предложен способ применения описанного выше картера. В частности, способ предпочтительно может содержать этап частичной заправки картера достаточным количеством масла, чтобы, по меньшей мере, часть опорного бортика герметичного соединения бака находилась ниже уровня масла, содержащегося в картере.

Далее следует описание варианта осуществления изобретения, представленного в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 показан пример осуществления комбинированного масляного картера согласно варианту осуществления изобретения, вид в перспективе в разборе;

на фиг. 2 показан масляный картер, изображенный на фиг. 1, в собранном виде, вид в перспективе.

Показанный на фигурах масляный картер 1 содержит нижний (относительно направления монтажа) бак 2, выполненный с возможностью заливки в него масла для двигателя внутреннего сгорания, и верхнее металлическое основание 5, предназначенное для крепления на не показанной нижней части (низ двигателя) автомобильного двигателя внутреннего сгорания.

Нижний бак 2 содержит корпус 3, выполненный посредством формования из пластического материала, например, из полиамида. Этот материал выдерживает высокую температуру масла во время работы двигателя, примерно от 100 до 140°С.

Корпус 3 содержит собственно бак 7, содержащий моторное масло, и выступающие части 9, тоже выполненные посредством формования, в которых могут быть установлены или которые могут сами являться компонентами, связанными с картером для обработки масла, например, систему 11 подачи масла, расположенную смежно с баком 7, содержащим моторное масло, и содержащую каналы 13 для прохождения масла в теплообменник «вода-масло» 15.

На корпусе закреплены также другие элементы, такие как колпак 17 масляного фильтра через канал питания фильтра, выполненный формованием в корпусе (не показан), клапан 19 масляного фильтра через литую опорную часть, датчик 21 уровня масла в баке через литую опорную часть 22, сливная пробка через литую опорную часть (не показана), соединитель 23 привода масляного насоса через литую опорную часть 24 и т.д.

Корпус 3 содержит ребра 25 на своей периферической вертикальной и горизонтальной поверхности стенки, что способствует повышению его жесткости, его ударной прочности, например, при столкновениях с камнями или с тротуаром, и обеспечивает его бесшумность во время работы двигателя. Корпус 3 содержит внутреннюю поверхность, входящую в контакт с маслом, и наружную поверхность.

Согласно не показанному варианту осуществления, корпус 3 может иметь на своей наружной поверхности сеть ячеек для повышения его ударной прочности, а также для улучшения его бесшумности.

Как показано на фигурах, верхний опорный бортик 37 бака расположен на ступеньку выше относительно нижнего опорного бортика 40, в результате чего образуются два выреза 42 в двух противоположных стенках большей длины, выполненные в виде выемок по отношению к вырезам, образованным опорными бортиками 40 противоположных стенок меньшей длины. Указанные выемки 42 образуют опорный бортик 42. Таким образом, стенки бака являются более открытыми и имеют большое количество вырезов.

Верхнее основание 5 выполнено из легкого металла, например, посредством литья из алюминия. Это основание 5 имеет форму, соответствующую форме бака 2, образуя соединительный пояс между нижней частью или низом двигателя и баком 2 и проходя по контуру низа двигателя.

Нижний опорный бортик 35 основания имеет форму, по существу идентичную форме верхнего опорного бортика 37, 40 бака. Таким образом, этот нижний опорный бортик образует два выреза в стенках, соответствующих двум противоположным сторонам большей длины основания, и содержит выемку 36 на стенках, соответствующих двум противоположным сторонам меньшей длины основания. Таким образом, соответствующий бортик 37 бака может в некоторых местах находиться ниже уровня масла, содержащегося в картере, когда картер установлен под блоком двигателя и заправлен маслом.

Между основанием 5 и нижним баком 2 располагают эластомерную прокладку 33, когда бак и основание соединяют между собой (при помощи винтов). Прокладку 33 сжимают соответственно между нижним периферическим бортиком 35 основания 5 и соответствующим верхним периферическим бортиком 37, 40 бака 2.

Эта прокладка 33 расположена в пространстве (не является плоской), следуя геометрии выреза бака 2 и основания 5, в частности, прокладка 33 содержит две противоположные части - переднюю часть 39 и заднюю часть 41, образующие уступ вниз относительно более протяженных продольных частей 43 этой прокладки 33.

Прокладку 33 можно устанавливать на опорных бортиках 35, 37, 40 и 42 основания 5 и бака 2, которые остаются необработанными после формования литьем, при этом пластический материал корпуса бака может поглощать во взаимодействии с эластомерной прокладкой неровности бортика основания.

Согласно варианту осуществления, эта прокладка 33 может быть выполнена из эластомера с Т-образным профилем, и опорный бортик бака 2 можно выполнить таким образом, чтобы он ограничивал паз, в который может заходить ножка Т-образного профиля прокладки 33.

Задняя часть в виде плиты 27 (на чертеже справа) этого основания является более протяженной и более жесткой. На этой части 27 можно закрепить коробку передач (не показана) транспортного средства. На этом основании можно закрепить и другие не показанные элементы. Например, на части передней плиты 29 можно закрепить картер распределительных шестерен двигателя, и на одной из стенок, соответствующих сторонам большей длины, можно закрепить компрессор системы кондиционирования.

В верхней части основания посредством формования выполнены части 31 крепления к низу двигателя, в частности, отверстия, в которые заходят винты крепления на двигателе.

Изобретение не ограничивается описанными выше вариантами осуществления. Например, прокладка 33 может быть выполнена из силикона, нанесенного на опорный бортик бака 2 без выполнения паза в этом бортике, или эта прокладка 33 может содержать несколько деталей из эластомера или силикона.

Все вышеизложенное подтверждает преимущества масляного картера двигателя внутреннего сгорания транспортного средства согласно варианту осуществления изобретения с облегченным основанием, баком, выполненным посредством формования из пластического материала с конфигурацией встроенных компонентов, связанных с масляным картером, в частности, контуром подачи масла в теплообменник, контуром питания маслом, контуром масляного фильтра и т.д. Таким образом, можно легко конфигурировать основание в качестве опоры по отношению к дополнительным элементам крепления, в частности, коробки передач транспортного средства, компрессора системы кондиционирования транспортного средства, картера распределительных шестерен двигателя и т.д. Среди этих преимуществ можно дополнительно указать выигрыш в массе масляного картера и облегчение изготовления и монтажа по сравнению с классическим комбинированным масляным картером.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Масляный картер (1) для двигателя внутреннего сгорания содержит основание (5) и бак (7). Основание (5) выполнено с возможностью крепления на двигателе и на баке (7) масляного картера. Основание (5) выполнено с возможностью расположения на нем агрегатов транспортного средства. Основание (5) содержит нижний опорный бортик (35) для герметичного соединения с ответным опорным бортиком (37, 40, 42) бака. Опорный бортик (35) для герметичного соединения содержит, по меньшей мере, одну широкую выемку (36), по меньшей мере, в одной боковой стенке основания (5). Раскрыто автотранспортное средство, содержащее двигатель и масляный картер (1) двигателя. Технический результат заключается в снижении веса масляного картера. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Масляный картер (1) для двигателя внутреннего сгорания, содержащий основание (5) и бак (2), при этом указанное основание выполнено с возможностью крепления на двигателе и на баке (2) масляного картера и дополнительно выполнено с возможностью расположения на нем агрегатов транспортного средства, при этом указанное основание содержит нижний опорный бортик (35) герметичного соединения с ответным опорным бортиком (37, 40, 42) бака, отличающийся тем, что опорный бортик (35) герметичного соединения содержит, по меньшей мере, одну широкую выемку (36), по меньшей мере, в одной боковой стенке основания.

2. Масляный картер (1) по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью приема такого количества масла, при котором, по меньшей мере, часть опорного бортика герметичного соединения бака (2) находится ниже уровня масла, содержащегося в картере.

3. Масляный картер (1) по п.1, отличающийся тем, что основание (5) содержит, по меньшей мере, одну усилительную плиту (27) опоры для части транспортного средства.

4. Масляный картер (1) по п.1, отличающийся тем, что содержит эластомерную прокладку (33), расположенную между нижним опорным бортиком (35) основания (5) и ответным верхним опорным бортиком (37, 40, 42) бака (2).

5. Масляный картер (1) по п.1, отличающийся тем, что бак (2) содержит корпус (3) из пластического материала.

6. Масляный картер по п.5, отличающийся тем, что корпус (3) выполнен посредством формования и содержит, по меньшей мере, часть компонентов (9), относящихся к обработке масла, выполненную в виде единой детали с корпусом (3).

7. Масляный картер по п.5, отличающийся тем, что корпус (3) из пластического материала имеет геометрическую форму с ребрами (25) или канавками, при этом наружная поверхность корпуса (3) содержит ячейки.

8. Масляный картер по п.5, отличающийся тем, что опорные бортики корпуса (3) бака и основания (5), входящие в контакт с эластомерной прокладкой (33), остаются необработанными после формования в случае бака (2) и после литья в случае основания (5).

9. Масляный картер по п.1, отличающийся тем, что бак (2) и основание (5) выполнены из разных материалов.

10. Автотранспортное средство, содержащее двигатель и масляный картер (1) двигателя по п.1.