УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2018 года по МПК F16J15/3204 

Область техники

Настоящее изобретение относится к уплотнительному устройству и, в частности, к уплотнительному устройству, пригодному для использования в двигателе внутреннего сгорания транспортного средства или машины общего назначения в условиях низких температур.

Уровень техники

Уплотнительное устройство обычно используют в двигателе транспортного средства, такого как легковой автомобиль, для уплотнения зазора между двумя вращающимися относительно друг друга деталями. Например, уплотнительное устройство используют для уплотнения зазора между вращающимся валом, таким как коленчатый вал, и корпусом, в который вставлен данный вал.

Когда уплотнительное устройство устанавливают в зазор между валом и корпусом двигателя, уплотняющая губа уплотнительного устройства контактирует с валом, и таким образом в корпусе образуется герметизированное пространство. В участке контакта между уплотняющей губой уплотнительного устройства и валом, моторное масло в качестве текучей среды, которая должна быть уплотнена (в дальнейшем называемая уплотняемой текучей средой), действует как смазка. Уплотняемая текучая среда действует как смазка, чтобы таким образом уменьшать износ уплотняющей губы уплотнительного устройства.

Фиг.3 представляет собой чертеж, изображающий схематическую конструкцию обычного уплотнительного устройства. Как показано на фиг.3, в обычном уплотнительном устройстве 100, на скошенной поверхности 102 атмосферной стороны, противоположной стороне уплотняемой текучей среды в уплотняющей губе 101, предусмотрено множество выступов (винтовых выступов 103), проходящих под наклоном относительно оси и расположенных с одинаковыми интервалами. Когда вал вращают, винтовые выступы 103 действуют как винтовой насос, чтобы предотвращать утечку уплотняемой текучей среды в атмосферную сторону (см., например, патентный документ 1).

Патентные документы

Патентный документ 1: Публикация заявки на патент Японии № 2005-172061

Техническая проблема

Однако в условиях низких температур, когда уплотняемая текучая среда находится при температуре застывания или ниже, уплотняемая текучая среда не течет, когда двигатель запускается. А значит уплотняемая текучая среда не циркулирует в двигателе и не подается к уплотняющей губе 101. Следовательно, уплотняемая текучая среда не действует как смазка для уплотняющей губы 101, что приводит к нарушению процесса смазки уплотняющей губы 101 и износу уплотняющей губы 101. Износ уплотняющей губы 101 может приводить к износу винтового выступа 103 или уменьшению натяга губы, что может ухудшать прокачивающие характеристики уплотнительного устройства 100 и может вызывать утечку уплотняемой текучей среды.

Для решения таких проблем может быть предусмотрен способ замены уплотняемой текучей среды для использования в условиях низких температур другой уплотняемой текучей средой с более низкой температурой застывания. Однако замена уплотняемой текучей среды может оказывать негативное влияние на другие механизмы двигателя, а значит заменять уплотняемую текучую среду непросто. В качестве альтернативы, может быть предусмотрен способ замены материала уплотнительного устройства. Однако замена материала влияет на различные свойства, такие как термостойкость и прокачивающие характеристики уплотнительного устройства, поэтому заменить материал, сохраняя требуемые свойства уплотнительного устройства, сложно.

Таким образом, существует потребность в уплотнительном устройства, способном улучшить стойкость к износу в условиях низких температур при сохранении требуемых свойств уплотнительного устройства без негативного воздействия на механизмы двигателя.

Для решения упомянутых проблем, задачей настоящего изобретения является создание уплотнительного устройства, способного уменьшить износ уплотняющей губы в условиях низких температур.

Решение проблемы

Для решения упомянутой задачи, уплотнительное устройство в соответствии с настоящим изобретением представляет собой уплотнительное устройство, уплотняющее зазор между двумя деталями, выполненными с возможностью взаимного относительного вращения вокруг оси в двигателе внутреннего сгорания, при этом упомянутое уплотнительное устройство отличается тем, что содержит: эластичный корпус, который представляет собой эластичный элемент, включающий в себя кольцеобразный крепежный участок, прикрепленный к одной из упомянутых двух деталей и центрированный вокруг упомянутой оси; и уплотняющий участок в плотном контакте с другой из упомянутых двух деталей с возможностью скольжения упомянутой другой из упомянутых двух деталей, причем упомянутый уплотняющий участок содержит: кольцеобразную уплотняющую губу, центрированную вокруг упомянутой оси; и кольцеобразную пылезащитную кромку, центрированную вокруг упомянутой оси на атмосферной стороне, противоположной стороне уплотняемой текучей среды относительно упомянутой уплотняющей губы, причем уплотняющая губа содержит концевой участок губы, который представляет собой кольцеобразный выступающий элемент, выступающий к упомянутой оси, и на упомянутую уплотняющую губу наносится смазка, причем упомянутая смазка содержит по меньшей мере одно из синтетического углеводородного масла и минерального масла в качестве базового масла и имеет низкотемпературный стартовый момент 25 Н⋅см или меньше при температуре -30°С.

В уплотнительном устройстве в соответствии с аспектом настоящего изобретения, смазка наносится между упомянутым концевым участком губы и упомянутой пылезащитной кромкой.

В уплотнительном устройстве в соответствии с аспектом настоящего изобретения, упомянутый концевой участок губы содержит: скошенную поверхность стороны уплотняемой текучей среды, которая представляет собой скошенную поверхность на стороне уплотняемой текучей среды; скошенную поверхность атмосферной стороны, которая представляет собой скошенную поверхность на атмосферной стороне; и поверхность скольжения, контактирующую с другой из упомянутых двух деталей между упомянутой скошенной поверхностью стороны уплотняемой текучей среды искошенной поверхностью атмосферной стороны с возможностью скольжения упомянутой другой из двух деталей, причем смазка наносится на по меньшей мере упомянутую поверхность скольжения.

В уплотнительном устройстве в соответствии с аспектом настоящего изобретения, смазка наносится на по меньшей мере поверхность скольжения концевого участка губы и скошенную поверхность атмосферной стороны.

Эффекты изобретения

В соответствии с уплотнительным устройством настоящего изобретения, смазка наносится на уплотняющую губу, а значит способна предотвращать износ уплотняющей губы вследствие скольжения. В частности, смазка содержит по меньшей мере одно из синтетического углеводородного масла и минерального масла в качестве базового масла, имеет низкотемпературный стартовый момент 25 Н⋅см или меньше при температуре -30°С, а значит текучесть смазки является высокой даже в условиях низких температур. Поэтому в условиях низких температур смазка подается на поверхность скольжения уплотняющей губы, таким образом уменьшая износ уплотняющей губы в условиях низких температур. Уменьшение износа уплотняющей губы способно предотвратить утечку уплотняемой текучей среды.

В соответствии с уплотнительным устройством настоящего изобретения, смазка наносится между концевым участком губы и пылезащитной кромкой, таким образом облегчая подачу смазки на поверхность скольжения уплотняющей губы и уменьшая износ уплотняющей губы в условиях низких температур.

В соответствии с уплотнительным устройством настоящего изобретения, смазка наносится на по меньшей мере поверхность скольжения концевого участка губы, таким образом эффективно уменьшая износ уплотняющей губы в условиях низких температур.

В соответствии с уплотнительным устройством настоящего изобретения, смазка наносится на по меньшей мере поверхность скольжения и скошенную поверхность атмосферной стороны. Смазка наносится на поверхность скольжения, и смазка, наносимая на скошенную поверхность атмосферной стороны, подается на поверхность скольжения уплотняющей губы, таким образом более непрерывно уменьшая износ поверхности скольжения в условиях низких температур.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - вид в разрезе вдоль оси уплотнительного устройства для объяснения схематической конструкции уплотнительного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - вид с частичным разрезом для изображения состояния использования уплотнительного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.3 - вид в разрезе для объяснения конструкции обычного уплотнительного устройства.

Описание вариантов осуществления изобретения

Ниже будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг.1 представляет собой вид в разрезе вдоль оси уплотнительного устройства для объяснения схематической конструкции уплотнительного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.1, уплотнительное устройство 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения включает в себя эластичный корпус 2, образованный из кольцеобразного эластичного элемента и центрированный вокруг оси х; и армирующее кольцо 3, образованное из кольцеобразного металла и центрированное вокруг оси х. Примеры эластичного элемента эластичного корпуса 2 включают различные резиновые материалы. Примеры различных резиновых материалов включают синтетические резины, такие как бутадиен-нитрильный каучук (NBR), гидрированный бутадиен-нитрильный каучук (H-NBR), акрилатный каучук (ACM) или фтор-каучук (FKM). Примеры металла армирующего кольца 3 включают нержавеющую сталь или листовую холоднокатаную сталь (SPCC). Уплотнительное устройство 1 используется для уплотнения зазора между двумя деталями, выполненными с возможностью взаимного относительного вращения вокруг оси х.

Эластичный корпус 2 включает крепежный участок 4, вставляемый в отверстие детали, которая должна быть закреплена, такой как корпус или кожух, в качестве одной из двух деталей, выполненных с возможностью взаимного относительного вращения; и уплотняющий участок 5 в плотном контакте с внешней периферийной поверхностью другой из упомянутых двух деталей, такой как вал, который должен быть вставлен в эластичный корпус 2 с возможностью скольжения упомянутой внешней периферийной поверхности.

Крепежный участок 4 представляет собой цилиндрический кольцеобразный участок, расположенный на внешней периферийной стороне эластичного корпуса 2 и центрированный вокруг оси х. Внешняя периферийная поверхность 41 в качестве периферийной поверхности на внешней периферийной стороне крепежного участка 4 образована на основе участка 42 натяга, имеющего толщину (радиальный размер), соответствующую размеру непоказанного отверстия детали, которая должна быть прикреплена. Для удобства описания, используемый в данном документе термин «внешняя сторона» относится к направлению стрелки а (см. фиг.1) в направлении оси х, термин «внутренняя сторона» относится к направлению стрелки b (см. фиг.1) в направлении оси х. Более конкретно, в состоянии использования, внутренняя сторона относится к направлению (стороне уплотняемой текучей среды), обращенному к области, где находится уплотняемая текучая среда, такая как смазочное масло, а внешняя сторона относится к направлению (атмосферной стороне), обращенному к области, где не находится или не должна находиться уплотняемая текучая среда. Кроме того, термин «внешняя периферийная сторона» относится к направлению (направлению стрелки с на фиг.1) удаления от оси х в направлении, перпендикулярном оси х, и термин «внутренняя периферийная сторона» относится к направлению (направлению стрелки d на фиг.1) приближения к оси х.

Уплотняющий участок 5 представляет собой цилиндрический кольцеобразный участок, расположенный на внутренней периферийной стороне эластичного корпуса 2 и центрированный вокруг оси х. Уплотняющий участок 5 включает уплотняющую губу 51, как показано на фиг.1. Кроме того, уплотняющий участок 5 включает пылезащитную кромку 52, расположенную на внешней стороне (атмосферной стороне) относительно уплотняющей губы 51. Пылезащитная кромка 52 предусмотрена для предотвращения попадания посторонних частиц, таких как пыль, в участок контакта между уплотняющей губой 51 и валом (не показанным). Как показано на фиг.1, пылезащитная кромка 52 представляет собой кольцеобразный элемент, центрированный вокруг оси х и проходящий под наклоном от внутреннего периферийного бокового конца уплотняющего участка 5 к внешней стороне во внутреннем периферийном направлении.

Как показано на фиг.1, уплотняющая губа 51 включает концевой участок 53 губы, расположенный на внутреннем боковом участке на внутренней периферийной стороне уплотняющей губы 51. Как показано на фиг.1, концевой участок 53 губы представляет собой кольцеобразный выступ, форма поперечного сечения которого, включающего ось х (в дальнейшем называемого просто поперечным сечением) представляет собой клиновидную форму, выступающую во внутреннем периферийном направлении и центрированную вокруг оси х. Более конкретно, концевой участок 53 губы включает скошенную поверхность 54 стороны уплотняемой текучей среды, поверхность 55 скольжения и скошенную поверхность 56 атмосферной стороны, расположенные в указанном порядке от внутренней стороны (стороны уплотняемой текучей среды). Упомянутый выступ образован посредством упомянутых поверхностей 54 и 56.

Скошенная поверхность 54 стороны уплотняемой текучей среды представляет собой скошенную поверхность на стороне уплотняемой текучей среды. Конкретно, как показано на фиг.1, скошенная поверхность 54 стороны уплотняемой текучей среды представляет собой кольцеобразную поверхность, центрированную вокруг оси х, и коническую поверхность (конусообразную поверхность), сходящую на конус в направлении оси х. Конусообразная поверхность скошенной поверхности 54 стороне уплотняемой текучей среды уменьшается в диаметре, когда она проходит от внутренней стороны к внешней стороне в направлении оси х.

Скошенная поверхность 56 атмосферной стороны представляет собой скошенную поверхность на атмосферной стороне. Конкретно, как показано на фиг.1, скошенная поверхность 56 атмосферной стороны представляет собой кольцеобразную поверхность, центрированную вокруг оси х, и коническую поверхность (конусообразную поверхность), сходящую на конус в направлении оси х. Конусообразная поверхность скошенной поверхности 56 атмосферной стороны увеличивается в диаметре, когда она проходит от внутренней стороны к внешней стороне в направлении оси х.

Поверхность 55 скольжения представляет собой цилиндрическую поверхность, проходящую между скошенной поверхностью 54 стороны уплотняемой текучей среды и скошенной поверхностью 56 атмосферной стороны, контактирующую с непоказанным валом с возможностью скольжения вала.

Скошенная поверхность 56 атмосферной стороны концевого участка 53 губы включает винтовой выступ 57, который содержит множество выступов 58, тонкие концы которых достигают окрестности поверхности 55 скольжения. Упомянутое множество выступов 58 винтового выступа 57 расположены параллельно друг другу с заданными интервалами в окружном направлении. Выступы 58 представляют собой выступы, выступающий во внутреннем периферийном направлении и проходящие под наклоном относительно оси х. Форма и размер выступа 58 обычно известны и не ограничены вышеописанной формой и размером.

Кроме того, губа 51 включает кольцеобразный углубленный участок 59, расположенный на внешней периферийной поверхности, расположенной напротив концевого участка 53 губы. В углубленном участке 59 размещается кольцевая пружина 6 уплотнительного устройства 1. Пружина 6 поджимает концевой участок 53 губы во внутреннем периферийном направлении.

Кроме того, как показано на фиг.1, эластичный корпус 2 включает дисковый участок 21, имеющий форму полого диска и центрированный вокруг оси х. Дисковый участок 21 соединяет крепежный участок 4 с уплотняющим участком 5 в каждом его концевом участке на внешней стороне.

Армирующее кольцо 3 представляет собой кольцеобразный элемент, имеющий по существу L-образное поперечное сечение и центрированный вокруг оси х. Как показано на фиг.1, армирующее кольцо 3 частично закрыто эластичным корпусом 2 и объединено с эластичным корпусом 2. В данном варианте осуществления часть внутренней боковой поверхности армирующего кольца не закрыта эластичным корпусом 2, но часть армирующего кольца 3 может быть закрыта эластичным корпусом 2 или все армирующее кольцо 3 может быть закрыто эластичным корпусом 2 при условии, что армирующее кольцо 3 имеет структуру, способную упрочнять упругий корпус 2.

Армирующее кольцо изготовлено, например, посредством прессования или горячей штамповки, а основная часть упругого корпуса 2 изготовлена посредством формования с пресс-формой посредством образования поперечных межмолекулярных связей (вулканизации), которое будет описано ниже. Во время формования с вулканизацией, армирующее кольцо 3 помещают в форму и затем к армирующему кольцу 3 приклеивают эластичный корпус 2 посредством соединения с вулканизацией, а затем упругий корпус 2 формуют за одно целое с армирующим кольцом 3.

В соответствии с уплотнительным устройством 1 данного варианта осуществления, мазка G наносится на концевой участок 51 губы. Конкретно, смазка G наносится между концевым участком 53 губы и пылезащитной кромкой 52. Смазку G можно наносить полностью между концевым участком 53 губы и пылезащитной кромкой 52 или можно наносить частично между концевым участком 53 губы и пылезащитной кромкой 52. Например, смазку G можно наносить только на поверхность 55 скольжения или только на поверхность скольжения и скошенную поверхность 56 атмосферной стороны.

Смазка для использования в данном варианте осуществления содержит по меньшей мере одно из синтетического углеводородного масла и минерального масла в качестве базового масла. Предпочтительно, смазка содержит синтетическое углеводородное масло в качестве базового масла. Примеры синтетических углеводородных масел включают поли-альфа-олефины, сополимеры этилена и альфа-олефина, полибутилены, алкилбензолы и алкилнафталины. Примеры минеральных масел включают парафиновые минеральные масла, олефиновые минеральные масла и нафтеновые минеральные масла. Данные синтетические углеводородные масла и минеральные масла могут быть использованы в отдельности или в смеси. Содержание базового масла в смазке предпочтительно находится в пределах 60-90% по весу.

Кроме того, смазка может содержать загуститель. Примеры загустителя включают металлическое мыло и металлическое комплексное мыло. Примеры металлического мыла включают литиевое мыло, натриевое мыло, калийное мыло, кальциевое мыло, бариевое мыло и алюминиевое мыло. Примеры металлического комплексного мыла включают литиевое комплексное мыло, кальциевое комплексное мыло и бариевое комплексное мыло. Данные загустители могут быть использованы в отдельности или в смеси. Содержание загустителя предпочтительно находится в пределах 5-50% по весу и более предпочтительно в пределах 10-40% по весу.

Кроме того, смазка может дополнительно содержать присадки, такие как другие загустители, антиоксиданты, антикоррозийные присадки, ингибиторы коррозии, противозадирные присадки, маслянистые присадки, твердые смазки, улучшители теплопроводности и др., по необходимости.

Примеры антиоксидантов включают фенольные антиоксиданты, такие как 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол и 4,4'-метиленбис(2,6-ди-трет-бутилфенол); антиоксиданты аминного типа, такие как алкилдифениламины, трифениламины, фенил-альфа-нафтиламины, алкилированные фенил-альфа-нафтиламины, фенотиазины, алкилированные фенотиазины; и также антиоксиданты типа фосфорной кислоты, сернистые антиоксиданты и др.

Примеры антикоррозийных присадок включают жирные кислоты, соли металлов и жирных кислот, амины жирных кислот, соли металлов и алкилсульфоновой кислоты, соли аминов алкилсульфоновой кислоты, окисленные парафины, полиоксиэтиленалкилэфиры и др.

Примеры ингибиторов коррозии включают бензотриазолы, бензимидазолы, тиадиазолы и др.

Примеры противозадирных присадок включают соединения на фосфорной основе, такие как эфиры фосфорной кислоты, эфиры фосфористой кислоты и соли аминов и эфиров фосфорной кислоты; соединения серы, такие как сульфиды и дисульфиды; соли металлов на основе серы, такие как соли металлов и диалкилдитиофосфорной кислоты и соли металлов и диалкилдитиокарбаминовой кислоты; хлорсодержащие соединения, такие как хлорированные парафины и хлорированный дифенил; и др.

Примеры маслянистых присадок включают жирные кислоты или их эфиры, высшие спирты, многоатомные спирты или их эфиры, алифатические эфиры, алифатические амины, моноглицериды жирных кислот, монтанный воск, амидный воск и др.

Примеры твердых смазок включают дисульфид молибдена, углеродную сажу, графит, нитрид бора, нитрид силана, меламин-цианурат и др.

Кроме того, рабочая пенетрация смазки предпочтительно находится в пределах 265-295. Отмечается, что рабочая пенетрация измеряется при температуре 25°С на основе JIS K 2220.

Кроме того, низкотемпературный стартовый момент смазки равен 25 Н⋅см или меньше. Когда низкотемпературный стартовый момент превышает 25 Н⋅см, текучесть уменьшается в условиях низких температур. Это приводит к недостаточному действию в качестве смазки в собранном состоянии уплотнительного устройства 1 в условиях низких температур, что не является предпочтительным, поскольку это способствует износу уплотняющей губы 51 уплотнительного устройства 1. Отмечается, что низкотемпературный стартовый момент измеряется при температуре минус 30°С на основе JIS K2220.

Ниже будет описано состояние использования уплотнительного устройства 1, имеющего вышеописанную конструкцию. Предполагается, что уплотнительное устройство 1 в соответствии с данным вариантом осуществления должно быть расположено между двумя деталями, выполненными с возможностью взаимного относительного вращения, а именно, картером двигателя и коленчатым валом автомобильного двигателя. Конкретно, предполагается, что уплотнительное устройство 1 должно быть расположено в зазоре и уплотнять зазор между отверстием под вал картера двигателя и коленчатым валом, вставленным в упомянутое отверстие под вал. Отмечается, что уплотнительное устройство в соответствии с настоящим изобретением не ограничено уплотнительным устройством, расположенным между коленчатым валом и картером автомобильного двигателя. Уплотнительное устройство 1 в соответствии с настоящим изобретением может быть использовано для уплотнения зазора между двумя деталями, выполненными с возможностью взаимного относительного вращения, в транспортном средстве или машине общего назначения.

Фиг.2 представляет собой вид с частичным разрезом для объяснения состояния использования уплотнительного устройства 1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.2, картер 71 двигателя включает отверстие 72 под вал в виде цилиндрического отверстия. Коленчатый вал 73 вставлен в отверстие 72 под вал. Уплотнительное устройство 1 прикреплено к зазору 76 для уплотнения зазора 76 между внутренней периферийной поверхностью 74, которая представляет собой поверхность на внутренней периферии отверстия 72 под вал, и внешней периферийной поверхностью 75, которая представляет собой поверхность коленчатого вала 73. Отмечается, что смазка G нанесена на уплотняющую губу 51 заранее.

Конкретно, уплотнительное устройство 1 прикрепляют к картеру 71 двигателя так, что крепежный участок 4 вставляют в отверстие 72 под вал картера 71 двигателя. Более конкретно, участок 42 натяга крепежного участка 4 зажимают между армирующим кольцом 3 и внутренней периферийной поверхностью 74 отверстия 72 под вал, и затем уплотнительное устройство 1 вставляют и прочно прикрепляют к картеру 71 двигателя. Внешняя периферийная поверхность 41 эластичного корпуса 2 контактирует с внутренней периферийной поверхностью 74 отверстия 72 под вал герметичным способом. Коленчатый вал 73 вставляют в уплотняющий участок 5, а концевой участок 53 губы (поверхность 55 скольжения) уплотняющей губы 51 контактирует с внешней периферийной поверхностью 75 вала 73. Зазор 76 уплотняется посредством вставки крепежного участка 4 и контакта с концевым участком 53 губы.

Как было описано выше, в соответствии с уплотнительным устройством 1 варианта осуществления настоящего изобретения, смазка наносится на уплотняющую губу 51 и таким образом может быть уменьшен износ уплотняющей губы 51 вследствие скольжения. В частности, смазка содержит по меньшей мере одно из синтетического углеводородного масла и минерального масла в качестве базового масла, и смазка имеет низкотемпературный стартовый пусковой момент 25 Н⋅см или меньше, а значит текучесть смазки является высокой даже в условиях низких температур, и эффект уменьшения износа уплотняющей губы 51 является значительным. Уменьшение износа уплотняющей губы 51 способно предотвращать утечку уплотняемой текучей среды.

Ниже описаны варианты осуществления настоящего изобретения, однако настоящее изобретение не ограничено упомянутыми вариантами осуществления настоящего изобретения и может включать все аспекты, включенные в концепцию настоящего изобретения и объем формулы изобретения. Кроме того, упомянутые элементы можно соответствующим образом и селективно объединять для решения по меньшей мере части упомянутых проблем и оказания по меньшей мере части упомянутых эффектов. Например, форма, материал, расположение, размер и др. характеристики каждого элемента в упомянутых вариантах осуществления могут быть соответствующим образом изменены в соответствии с конкретным применением настоящего изобретения. Конкретно, формы крепежного участка 4, уплотнчяющего участка 5 и армирующего кольца 3 не ограничены упомянутыми формами.

Примеры

Ниже будут описаны примеры настоящего изобретения.

В качестве уплотнительного устройства в соответствии с настоящим изобретением и сравнительными примерами было использовано масляное уплотнение на стороне заднего дифференциала, которое представляет собой акрил-каучуковое масляное уплотнение с внутренним диаметром 37 мм. Кроме того, смазки, использованные в уплотнительном устройстве в соответствии с примерами 1-3 настоящего изобретения и сравнительными примерами 1-3, указаны в приведенной ниже Таблице 1.

Базовое масло и загуститель в соотношении, указанном в Таблице 1, соединяли и перемешивали с использованием трехвальцовой мельницы для получения однородной смазки (примеры 1-3, сравнительные примеры 1-3). В Табл.1 указаны результаты оценки смазки. В Таблице 1 содержание каждого компонента указано в % по весу.

Приготовление смазки

- Базовое масло

Синтетическое углеводородное масло А: поли-альфа-олефин (кинематическая вязкость 18 мм²/с при 40°С)

Синтетическое углеводородное масло В: поли-альфа-олефин (кинематическая вязкость 30 мм²/с при 40°С)

Минеральное масло А: парафиновое минеральное масло (кинематическая вязкость 140 мм²/с при 40°С)

Минеральное масло В: парафиновое минеральное масло (кинематическая вязкость 84 мм²/с при 40°С)

Фтористое масло: перфторполиэфир (кинематическая вязкость 160 мм²/с при 40°С)

- Загуститель

Литиевое мыло: Li соль монокарбоновой кислоты жирного ряда, содержащей от 12 до 24 атомов углерода (отмечается, что она содержит по меньшей мере одну гидроксильную группу или она не содержит гидроксильную группу)

Бариевое комплексное мыло: комплексное мыло дикарбоновой кислоты и моноаминокарбоновой кислоты жирного ряда.

Политетрафторэтилен

Оценка смазки

- Низкотемпературный стартовый момент

Низкотемпературный стартовый момент измеряли в соответствии с JIS K2220 при температуре -30°С.

- Ширина износа

Смазку наносили на поверхность скольжения акрил-каучукового масляного уплотнения с внутренним диаметром 37 мм и подвергали испытаниям на вращение при температуре -30°С. Испытания на вращение проводили в состоянии, в котором смазочное масло (минеральное редукторное масло с индексом вязкости 75W-90 и температурой застывания -23°С), заливали до центра вращающегося вала. Повторяли 100 циклов, учитывая, что под циклом имеется в виду вращение при температуре -30°С в течение 10 минут в нормальном направлении вращения с последующей остановкой и охлаждением. Затем под микроскопом исследовали ширину износа поверхности скольжения. Ширина износа 0,5 мм или менее была приемлемой, а ширина износа больше 0,5 мм негодной.

Таблица 1

Пример 1 Пример 2 Пример 3 Сравнительный пример 1 Сравнительный пример 2 Сравнительный пример 3 Базовое масло Синтетическое углеводородное масло А 84 65 Синтетическое углеводородное масло В 67 84 Минеральное масло А 22 Минеральное масло В 92 Фтористое масло 75 Загуститель Литиевое мыло 16 13 8 16 Бариевое комплексное мыло 33 Политетрафторэтилен 25 Низкотемпературный стартовый момент (Н⋅см) 8 12 9,8 86 29 8,8 Ширина износа (мм) 0,5 0,5 0,4 1,0 1,2 0,8

Из Таблицы 1 было обнаружено, что в примерах 1-3 нанесения смазки, содержащей по меньшей мере одно из синтетического углеводородного масла и минерального масла в качестве базового масла и имеющей низкотемпературный стартовый момент 25 Н⋅см или меньше, при температуре -30°С износ был уменьшен. При этом было обнаружено, что ширина износа поверхности скольжения была больше в сравнительных примерах 1 и 2, в которых низкотемпературный стартовый момент был больше 25 Н⋅см. Кроме того, было обнаружено, что ширина износа поверхности скольжения была большой в сравнительном примере 3, в котором низкотемпературный стартовый момент был равен 25 Н⋅см или меньше, но была использована смазка, содержащая фтористое масло в качестве базового масла (не содержащая синтетического углеводородного масла или минерального масла).

Как было описано выше, в примерах 1-3 в соответствии с настоящим изобретением, смазка, нанесенная на уплотняющую губу, содержит синтетическое углеводородное масло в качестве базового масла и имеет низкотемпературный стартовый момент 25 Н⋅см или меньше, в результате чего значительный эффект уменьшения износа уплотняющей губы проявлялся даже при температуре -30°С.

Перечень ссылочных позиций

1, 100 - уплотнительное устройство

2 - эластичный корпус

3 - армирующее кольцо

4 - крепежный участок

5 - уплотняющий участок

6 - пружина

21 - дисковый участок

41 - внешняя периферийная поверхность

42 - участок натяга

51, 101 - уплотняющая губа

52 - пылезащитная кромка

53 - концевой участок губы

54 - скошенная поверхность стороны уплотняемой текучей среды

55 - поверхность скольжения

56, 102 - скошенная поверхность атмосферной стороны

57, 103 - винтовой выступ

58 - выступ

59 - углубленный участок

71 - картер двигателя

72 - отверстие под вал

73 - коленчатый вал

74 - внутренняя периферийная поверхность

75 - внешняя периферийная поверхность

76 - зазор

х - ось

G - смазка

Изобретение относится к уплотнительному устройству, способному уменьшать износ уплотняющей губы в условиях низких температур. Уплотнительное устройство (1) содержит эластичный корпус (2), образованный из кольцеобразного эластичного элемента, и армирующее кольцо (3), образованное из кольцеобразного металла. Эластичный корпус (2) содержит крепежный участок (4), вставленный в участок, который должен быть закреплен, и уплотняющий участок (5) в плотном контакте с валом с возможностью скольжения упомянутого вала. Смазка наносится на уплотняющую губу (51) уплотняющего участка (5). Смазка содержит по меньшей мере одно из синтетического углеводородного масла и минерального масла в качестве базового масла и имеет низкотемпературный стартовый момент 25 Н⋅см при -30°С. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Уплотнительное устройство, уплотняющее зазор между двумя деталями, выполненными с возможностью взаимного относительного вращения вокруг оси в двигателе внутреннего сгорания, отличающееся тем, что оно содержит:

эластичный корпус, включающий в себя кольцеобразный крепежный участок, прикрепленный к одной из упомянутых двух деталей и центрированный вокруг упомянутой оси, и уплотняющий участок в плотном контакте с другой из упомянутых двух деталей с возможностью скольжения упомянутой другой из двух деталей,

причем уплотняющий участок содержит: кольцеобразную уплотняющую губу, центрированную вокруг упомянутой оси, и кольцеобразную пылезащитную кромку, центрированную вокруг упомянутой оси на атмосферной стороне на противоположной стороне уплотняемой текучей среды относительно уплотняющей губы,

при этом уплотняющая губа содержит концевой участок губы, который представляет собой кольцеобразный выступающий элемент, выступающий к упомянутой оси,

причем на упомянутую уплотняющую губу нанесена смазка, содержащая по меньшей мере одно из синтетического углеводородного масла и минерального масла в качестве базового масла и имеющая низкотемпературный стартовый момент 25 Н⋅см или менее при температуре -30°С.

2. Уплотнительное устройство по п.1, отличающееся тем, что смазка нанесена между концевым участком губы и пылезащитной кромкой.

3. Уплотнительное устройство по п.2, отличающееся тем, что концевой участок губы содержит: скошенную поверхность стороны уплотняемой текучей среды, которая представляет собой скошенную поверхность на стороне уплотняемой текучей среды; скошенную поверхность атмосферной стороны, которая представляет собой скошенную поверхность на атмосферной стороне; и поверхность скольжения, контактирующую с другой из упомянутых двух деталей между упомянутой скошенной поверхностью стороны уплотняемой текучей среды и скошенной поверхностью атмосферной стороны с возможностью скольжения упомянутой другой из двух деталей, причем смазка нанесена на по меньшей мере упомянутую поверхность скольжения.

4. Уплотнительное устройство по п.3, отличающееся тем, что смазка нанесена на по меньшей мере поверхность скольжения концевого участка губы и скошенную поверхность атмосферной стороны.