Система вентиляции картера двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (далее ДВС), Система вентиляции картера содержит сформированную в нижней части картера полость, заполненную газо-масляной средой, сообщающуюся с трактом системы впуска в ДВС топливовоздушной смеси посредством шланга отвода картерных газов, закрепленного на корпусе ДВС посредством присоединительного патрубка штуцера, смонтированного своим монтажным участком, выше уровня находящегося в картере масла. Новым является то, что на наружной цилиндрической стенке монтажного участка штуцера, сопрягаемой со стенкой корпуса ДВС, выполнен радиальный глухой паз, в котором размещен кольцевой уплотнительный элемент из упругого, термо-маслостойкого материала, и наружный диаметр которого выходит за пределы размера наружной цилиндрической стенки монтажного участка штуцера, при этом между частью наружной цилиндрической стенки монтажного участка штуцера, ограниченной его входным срезом, обращенным в сторону полости картера и ближайшем к нему торцом глухого паза и противолежащей ему стенкой корпуса ДВС, размещен слой термо-маслостойкого герметика. Предполагается, что заявляемая полезная модель найдет практическое применение во вновь разработанном на Волжском автозаводе (г. Тольятти) модельном ряде легковых автомобилей семейства "Калина".

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (далее ДВС),

Конкретно ниже рассматривается одна из основных система ДВС -вентиляции картера, совершенно необходимая для обеспечения нормальной работоспособности ДВС. Дело в том, что давление в полости картера ДВС, в его рабочем режиме, не остается постоянным. С одной стороны это вызвано насосным эффектом, происходящим при перемещении поршней в цилиндрах ДВС от нижней мертвой точки (НМТ) до верхней мертвой точки (ВМТ) - что приводит к разрежению в полости картера, и наоборот, при обратном ходе поршня растет давление в полости картера. С другой стороны, рост или падение давления происходит за счет изменения температурного режима в полости картера. Поэтому необходимо перманентно либо стравливать часть среды, находящейся в полости картера в окружающую среду, либо наоборот, компенсировать недостаток среды из окружающей среды. Одновременно с этим необходимо осуществлять сепарацию масла от картерных газов, с целью возврата отсепарированного масла обратно в систему смазки и недопущения попадания паров масла в окружающую среду.

Патентный обзор показал наличие самых разнообразных конструкций систем вентиляции картера ДВС, в частности, многоцилиндровых, с рядным расположением поршней, с карбюраторным или инжекторным смесеобразованием рабочей смеси и ее принудительным поджигом. В качестве примера можно привести следующие патентные документы:

- заявка на патент Германии №4017074, МПК F 01 M 13/00, 1991;

- заявка на патент Германии №4240464, МПК F 02 F 7/00, 1994;

- авторское свидетельство СССР №1451294, МКИ F 01 M 13/02, 1989;

- авторское свидетельство СССР №1451296, МКИ F 01M 13/04, 1989;

- авторское свидетельство СССР №1574849, МКИ F 01 M 13/04, 1989;

- авторское свидетельство СССР №1062413, МКИ F 01 M 13/00, 1983;

- авторское свидетельство СССР №1454996, МКИ F 01 M 13/00, 1989;

- авторское свидетельство СССР №1663206, МКИ F 01 M 13/02, 1991;

Известна система вентиляции картера ДВС ВАЗ 2109, конструкция которой описана в "Автомобили ВАЗ-2108, ВАЗ-2109 и их модификации", устройство, техническое обслуживание и ремонт, М., "ЛЕГИОН", 1997, с.41, рис. 2-83. Система содержит впускную трубу, шланг отвода картерных газов в задроссельное пространство карбюратора, карбюратор, воздушный фильтр, верхний и нижний вытяжные шланги вентиляции картера, маслоотделитель, крышку головки цилиндров, указатель уровня масла и штуцер крепления нижнего вытяжного шланга вентиляции картера и масляного щупа на стенке корпуса (блок-картера) ДВС.

В качестве прототипа принята система вентиляции картера ДВС ВАЗ 2112, конструкция которого описана в "Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-21102, ВАЗ-21103, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112", руководство по ремонту, эксплуатации и техническому обслуживанию, ПитерГранд, Санкт-Петербург, 2000, с.50, рис. 2-81. Система вентиляции картера содержит, по крайней мере, сформированную в нижней части картера полость, заполненную газо-масляной средой, сообщающуюся с трактом системы впуска в ДВС топливо-воздушной смеси посредством шланга отвода картерных газов, закрепленного на корпусе ДВС посредством присоединительного патрубка штуцера, смонтированного своим монтажным участком, выше уровня находящегося в картере масла. Названный штуцер закреплен в стенке корпуса ДВС посредством клея-герметика.

Практика эксплуатации прототипа показала, что через некоторый, сравнительно небольшой период времени, происходит разгерметизация в соединении наружной стенки присоединительного патрубка штуцера со стенкой корпуса ДВС, в результате чего через образовавшийся зазор начинают прорываться картерные газы, пары и жидкая фаза масла, которое подтекая на стенку блок-картера (корпуса ДВС) и смешиваясь с пылью из окружающей среды, образует на внешней стенке ДВС грязный и липкий нарост токсичных веществ, трудно удаляемых и нарушающих эстетику. Причина этого нежелательного явления заключается в следующем. Блок-картер ДВС изготовлен из чугуна, штуцер изготовлен из алюминиевого сплава. Эти материалы, как известно, имеют различные коэффициенты температурного расширения. Слой клея-герметика после его полной полимеризации представляет собой твердое тело.

Эксплуатация ДВС осуществляется в широком циклическом температурном диапазоне, и именно поэтому через некоторое время в клеевом соединении происходят нарушения и потеря герметичности. Этим обстоятельством была вызвана необходимость доработки конструкции крепления штуцера в стенке корпуса ДВС.

Решение технической задачи предполагает, путем внесения в конструкцию известной системы вентиляции картера ДВС конструктивных изменений, повысить надежность работы системы и, тем самым повысить качество выпускаемой и реализуемой продукции - ДВС и автомобиля в целом.

Техническим результатом полезной модели является повышение работоспособности одной из основных систем ДВС, а в конечном итоге, повышение качества и потребительских свойств транспортного средства, в частности легкового автомобиля и, как следствие, повышение его конкурентоспособности как на внутреннем, так и на внешнем рынке.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известной системе вентиляции картера, содержащей, по крайней мере, сформированную в нижней части картера полость, заполненную газо-масляной средой, сообщающуюся с трактом системы впуска в ДВС топливо-воздушной смеси посредством шланга отвода картерных газов, закрепленного на корпусе ДВС посредством присоединительного патрубка штуцера, смонтированного своим монтажным участком, выше уровня находящегося в картере масла, на наружной цилиндрической стенке монтажного участка штуцера, сопрягаемой со стенкой корпуса ДВС, выполнен радиальный глухой паз, в котором размещен кольцевой уплотнительный элемент из упругого, термо-маслостойкого материала, и наружный диаметр которого выходит за пределы размера наружной цилиндрической стенки монтажного участка штуцера, при этом между частью наружной цилиндрической стенки монтажного участка штуцера, ограниченной его входным срезом, обращенным в сторону полости картера и ближайшем к нему торцом глухого паза и противолежащей ему стенкой корпуса ДВС, размещен слой термо-маслостойкого герметика.

На внутренней цилиндрической стенке монтажного участка может быть выполнена цилиндрическая расточка, глубина которой не превышает величину части наружной цилиндрической стенки монтажного участка штуцера, на которой размещен слой термо-маслостойкого герметика. Присоединительная часть штуцера может быть снабжена дополнительным патрубком для установки

указателя уровня масла в картерной полости ДВС. В предпочтительном варианте конструктивного исполнения уплотнительный элемент выполнен в виде тороидального кольца из резиновой смеси типа СКФ-26 или ИРП 1287.

Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Полезная модель поясняется чертежами, где на:

На фиг.1 показан фрагмент системы вентиляции картера прототипа;

на фиг.2 показан штуцер, примененный в прототипе;

на фиг.3 показан фрагмент заявляемой системы вентиляции картера ДВС;

на фиг.4 показана конструкция штуцера, примененная в заявляемой системе вентиляции картера ДВС;

на фиг.5 увеличено показано крепление штуцера в корпусе (блок-картере) ДВС, в котором используется заявляемая система ветиляции картера.

Система вентиляции картера, представленная на фиг.3-7 содержит сформированную в нижней части картера 1 полость 2, заполненную газомасляной средой, сообщающуюся с трактом системы впуска в ДВС топливо-воздушной смеси (не показан) посредством шланга 3 отвода картерных газов, закрепленного на корпусе 4 ДВС посредством присоединительного патрубка 5 штуцера 6, смонтированного своим монтажным участком 7, выше уровня находящегося в картере 1 масла. На наружной цилиндрической стенке 8 монтажного участка 7 штуцера 6, сопрягаемой со стенкой 9 корпуса 4 ДВС, выполнен радиальный глухой паз 10, в котором размещен кольцевой уплотнительный элемент 11 из упругого, термо-маслостойкого материала, наружный диаметр которого выходит за пределы размера наружной цилиндрической стенки 8 монтажного участка 7 штуцера 6. Между частью 12 наружной цилиндрической стенки 8 монтажного участка 7 штуцера 6,

ограниченной его входным срезом 13, обращенным в сторону полости 2 картера 1 и ближайшем к нему торцом 14 глухого паза 10 и противолежащей ему стенкой 9 корпуса 4 ДВС, размещен слой 15 термо-маслостойкого герметика.

На внутренней цилиндрической стенке 16 монтажного участка 7 может быть выполнена цилиндрическая расточка 17, глубина которой "а" не превышает величину части 12 наружной цилиндрической стенки 8 монтажного участка 7 штуцера 6, на которой размещен слой 15 термо-маслостойкого герметика. Присоединительная часть штуцера может быть снабжена дополнительным патрубком 18 для установки указателя уровня масла 19 в картерной полости 2 ДВС. Уплотнительный элемент 11, в предпочтительном варианте конструктивного исполнения, выполнен в виде тороидального кольца из резиновой смеси СКФ-26, на основе фторкаучука, или ИРП 1287.

Практика эксплуатации опытных образцов предлагаемой системы вентиляции картера ДВС на экспериментальных автомобилях показала высокую эффективность и надежность в работе предлагаемого комплексного решения проблемы, имеющей место в прототипе, которая решена с одной стороны за счет надежной герметизации стыка монтажного участка 7 со стенкой 10 корпуса, а с другой стороны -размещения слоя клея-герметика на значительно меньшей длине в стыке, что естественно уменьшило внутренние напряжения в слое 15 герметика и исключило вероятность его растрескивания.

Предполагается, что заявляемая полезная модель найдет практическое применение во вновь разработанном на Волжском автозаводе (г. Тольятти) модельном ряде легковых автомобилей семейства "Калина".

Разумеется, полезная модель не ограничивается описанным способом ее осуществления, показанным на прилагаемых фигурах. Остаются возможными изменения различных элементов либо замена их технически эквивалентными, не выходящие за пределы объема настоящей полезной модели.

1. Система вентиляции картера, содержащая, по крайней мере, сформированную в нижней части картера полость, заполненную газомасляной средой, сообщающуюся с трактом системы впуска в ДВС топливовоздушной смеси посредством шланга отвода картерных газов, закрепленного на корпусе ДВС посредством присоединительного патрубка штуцера, смонтированного своим монтажным участком, выше уровня находящегося в картере масла, отличающаяся тем, что на наружной цилиндрической стенке монтажного участка штуцера, сопрягаемой со стенкой корпуса ДВС, выполнен радиальный глухой паз, в котором размещен кольцевой уплотнительный элемент из упругого, термо-маслостойкого материала, и наружный диаметр которого выходит за пределы размера наружной цилиндрической стенки монтажного участка штуцера, при этом между частью наружной цилиндрической стенки монтажного участка штуцера, ограниченной его входным срезом, обращенным в сторону полости картера и ближайшем к нему торцом глухого паза и противолежащей ему стенкой корпуса ДВС, размещен слой термо-маслостойкого герметика.

2. Система вентиляции картера по п.1, отличающаяся тем, что на внутренней цилиндрической стенке монтажного участка выполнена цилиндрическая расточка, глубина которой не превышает величину части наружной цилиндрической стенки монтажного участка штуцера, на которой размещен слой термо-маслостойкого герметика.

3. Система вентиляции картера по п.1, отличающаяся тем, что присоединительная часть штуцера снабжена дополнительным патрубком для установки указателя уровня масла в картерной полости ДВС.

4. Система вентиляции картера по любому из пп.1, 2 или 3, отличающаяся тем, что уплотнительный элемент выполнен в виде тороидального кольца из резиновой смеси типа СКФ-26.