Центрифуга для очистки масла в двигателе внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК B04B1/00 B04B9/06 

ю

00

со

00 Од Изобретение относится к машиностроению, в частности к разделению жидкости в поле центробежных сил, и может быть использовано для очист ки масла в двигателях внутреннего сгорания. В транспортных двигателях внутре него сгорания прокачка масла изменяetcя в широком диапазоне в зависи мости от режимов работы. В связи с этим возникают трудности с организацией эффективной очистки масла в центрифуге на всех режимах работы двигателя. Известны центрифуги для очистки масла, включающие установленный на полой оси ротор, активный гидравлический сопловой привод в виде насад ка с тангенциальными каналами, по которым жидкость поступает в ротор, и устройство для регулирования частоты вращения ротора путем изменения проходных сечений тангенциальных каналов на выходе при изменении расхода жидкости ij и L2J. Недостатком известных центрифуг является невысокая эффективность ре гулирования частоты вращения ротора в широком диапазоне изменения расхода масла. Это связано с тем, что при увеличении расхода масла, несмотря на увеличение проходных сечений сопловог9 аппарата и возмож ности поддержания скорости истечения масла в ротор примерно постоянной, частота вращения ротора растет так как растет момент, движущий ротор, в связи с увеличением массы жи кости, проходящей через сопловой ап парат. Наиболее близкой к предлагаемой является центрифуга для очистки мас ла в двигателе внутреннего сгорания включающая установленный на полой оси .ротор, активньй привод ротора, выполненный в виде размещенного на полой оси насадка с тангенциальными каналами, и подпружиненньй поршень 3 Недостатками известной центрифуг являются невысокая степень очистки масла при малой частоте вращения двигателя, так как момент, движущий ротор, увеличивается пропорциональ.- но прокачке масла даже при поддержа нии постоянства скорости истечения масла из насадка. Как следствие, ув личивается частота вращения ротора, которая при больших прокачках (максимальной частоте вращения двигател Не может быть больше допустимой- величины, ограниченной прочностью ротора и недопустимостью выпадания в осадок присадок к маслу. Кроме того, недостатком является обязательное применение поршня-юбки, перекрывающего тангенциальные каналы насадка на выходе. Такая конструкция поршня, центрирующегося по двум поверхностям, приводит к- большим утечкам масла по зазорам, снижающим эффективность регулирования, и к зависанию поршня при перекосах. Цель изобретения - повьш1ение степени очистки масла при низкой частоте вращения двигателя. Поставленная цель достигается тем, что в центрифуге для очистки масла в двигателе внутреннего сгорания, включающей установленньй на полой оси ротор, активный привод ротора, выполненный в виде размещенного на полой оси насадка с тангенциальными каналами, и подпружиненный поршень, в стенке полой оси выполнены окна для перепуска части поступающего на привод масла в ротор, при этом подпружиненный поршень размещен внутри полой оси и служит для регулирования проходных сечений окон. На фиг, 1 изображена предлагаемая центрифуга, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. Центрифуга для очистки масла в двигателе внутреннего сгорания включает корпус 1, установленный на полой оси 2, ротор 3, активньй при- . вод ротора 3, выполненный в виде размещенного на полой оси 2 насадка .4 с тангенциальными каналами 5, поршень 6 с пружиной 7, размещенный внутри полой оси 2, окна 8, выполненные в стенке полой оси 2 для перепуска части поступающего на привод масла в ротор 3. Внутри ротора 3, на входе размещены насосные лопатки 9 и щиток 10, размещенный над лопатками, а на выходе - турбинные лопатки 11. Центрифуга для очистки масла в двигателе внутреннего сгорания работает следующим образом. Во время работы центрифуги поток масла из корпуса 1 поступает в ротор 3 через ось 2 по тангенциальным каналам 5 насадка 4. Вытекающее из каналов 5 масло создает момент сил, движущуй ротор. По каналам между насосными лопатками 9 и щитком 10 масло поступает на периферию ротора. Насосные лопатки 9 передают потоку жидкости энергию от турбинных лопаток 11 и вместе со щитком 10 равномерно распределяют поток масла по пе риферии ротора 3. Двигаясь вдоль сте нок ротора 3, масло проходит через поле центробежных сил, в котором происходит разделение масла и вредных примесей (продуктов износа и нагарообразования). Последние осаждаются на стенках ротора 3. Очищенно масло отводится из ротора 3 в ось 2 через турбинные лопатки 11, в которых масло отдает часть кинетической энергии ротору 3. Из оси 2 очищенно масло поступает в корпус 1. При малых расходах масла поршень под действием пружины 7 перекрывает окна 8, и все масло поступает в ротор 3 через каналы 5, С увеличением прокачки масла под действием возросшего перепада давлений на входе и выходе из оси 2 пружина 7 сжимает ся, и поршень 6 открывает окна 8 в оси 2, перепуская часть масла в ротор 3 мимо каналов 5. При этом.пото жидкости, идущий через окна 8, не создает момента сил, движущих ро тор 3, а количество масла и скорост его в каналах 5 мало изменяются. Подбирая соотношение площадей каналов 5 и окон В, силу затяжки и жест кость пружины 7, можно получить пра тически постоянную частоту вращения ротора 3 в широком диапазоне расходов масла, т.е. на всех режимах раб ты двигателя. Преимущество предпагаемой центри фуги с регулированием частоты враще ния ротора за счет перепуска части жидкости через дополнительные окна пo сравнению с известными центрифугами, в которых частота вращения регулируется за счет изменения площади выхода из тангенциальных каналов, видно из анализа момента движущих сил ротора. Момент движущих сил ротора, создаваемый выходящим из тангенциальных каналов потоком масла Мл га,.. V гCos оС, где Шр - массовый расход масла чере тангенциальные каналы; V - скорость истечения масла и тангенциальных каналов; г - радиус насадка; 0 - угол мезкду осью тангенциальных каналов и касательной на выходе из насадка. Если регулирование частоты вращения ротора происходит путем изменения площади тангенциальных каналов на выходе, то даже при достижении постоянства скорости истечения, момент движущих сил растет при увеличении расхода масла. Если регулировать частоту вращения ротора путем перепуска части масла через дополнительные окна мимо нерегулируемых тангенциальных каналов при достижении постоянства скорости истечения, массовый расход через тангенциальные каналы не изменяется и, следовательно, момент движущих сил при изменении расхода масла постоянный. Варьируя соотношением проходных сечений тангенциальных каналов и радиальных окон жесткостью и затяжкой пружины, можно реализовать различные скоростные характеристики ротора. Регулирование проходных сечений радиальных окон позволяет разместить поршень внутри стержня. Благодаря этому регулирование происходит при изменении полного перепада давлений в роторе, а не только при изменении перепада давлений в насадке, как у прототипа. Центровка поршня по одной поверхности уменьшает утечки по зазорам и предотвращает заедание поршня при перекосах. Экономическая эффективность предлагаемой центрифуги определяется тем, что применение центрифуг с регулируемой скоростной характеристикой ротора для очистки масла в двигателях позволяет устранить- большой дефект применяемых в настоящее время масляных центробежных фильтров неудовлетворительную очистку масла на режимах.малых чисел оборотов при низкой прокачке масла. Это особенно важно для современных быстроходных, высокофорсированных двигателей с .высоконагруженными подшипниками скольжения, высокооборотными подшипниками качения и прецизионными парами в различных гидросистемах, требующих тщательной очистки масла на всех режимах. Результаты испытаний опытных образцов подтверждают дости

ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ОЧИСТКИ МАСЛА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающая установленный на полой оси ротор, активньш привод ротора, выполненный в виде размещенного на полой оси насадка с тангенциальными каналами, и подпружиненный поршень, отличающаяся тем, что, с целью повьшения степени очистки масла при низкой частоте вращения двигателя, в стенке полой оси выполнены окна для перепуска части поступающего на привод масла в ротор, при этом подпружиненный поршень размещен внутри полой оси и служит для регулирования проходных сечений окон. 9