Масляный фильтр

 

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.

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.

Формула изобретения

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.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2