Система смазки роторного вакуумного насоса лопастного типа
Система смазки вакуумного насоса, используемого в двигателестроении, предназначена для смазки трущихся поверхностей и герметизации лопаток насоса. Для этого вдоль оси ротора выполнен продольный канал, а в опорных шейках выполнены как минимум два поперечных канала. Валик привода выполнен шестигранным и его грани совмещаются с гранями шестигранного отверстия, которое является входом в продольный канал. Два варианта исполнения дренажного канала: 1 - выполнен наклонным, при этом подшипник составляет одно целое с корпусом и 2 - выполнен посредством среза внешней поверхности вставного подшипника и расположен между стенкой подшипника и корпусом. Масло подводится к подшипникам по поперечным каналам в опорных шейках, продольному каналу и каналу в вале ведомой шестерни. 4 з.п.
Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к смазочным системам двигателей внутреннего сгорания и в частности к системе смазки роторного насоса лопастного типа для создания вакуума в системе тормозов автомобиля.
Известна система смазки вакуумного насоса, объединенного в одном корпусе с топливным насосом, расположенным коаксиально по отношению к вакуумному насосу. Подвод масла из смазочной системы двигателя осуществляется по наклонному масляному каналу, который выполнен в корпусе насоса с выходом к одной из торцовых поверхностей ротора, имеющей торцевое углубление, к другим поверхностям трения масло поступает по каналам ротора, образованным между лопастями и днищами направляющих пазов. Отработавшее масло по выпускному (сливному) отверстию отводится в систему смазки двигателя (см патент GB №2299831 А от 29.03.1996 г., Int. C16 F04C 11/00).
Недостатком данной конструкции является то, что нагруженные поверхности трения внутри корпуса вакуумного насоса смазываются разбрызгиванием масла лопастями насоса при вращении ротора. При запуске холодного двигателя поверхности трения, например, подшипников скольжения вала ротора могут испытывать масляное голодание и вследствие этого будут быстро изнашиваться.
Наиболее близким устройством того же назначения является конструкция насоса лопастного типа, включающая расточенное отверстие в корпусе вакуумного насоса, при этом внутри расточенного отверстия вращается эксцентрично установленный ротор. Кроме этого, вакуумный насос содержит (в стенках корпуса) отверстие для всасывания масла, расположенное в зоне
разряжения, и отверстие для слива масла, при этом масло свободным потоком через свободные полости расточенного отверстия пересекает корпус, герметизирует и смазывает рабочие поверхности насоса. В соответствии с предпочтительным назначением насоса, указанном в данном патенте, конструкция насоса содержит привод с приводным валиком, опорные подшипники в корпусе, в которых установлена при помощи опорных шеек ось с ротором (см. Патент GB №2076472 А от 20.05.1981 г., Int. C13 F04C 18/344 29/02).
Недостатком данной конструкции является то, что при увеличении оборотов двигателя (ротора насоса) вакуумный насос начинает производить более глубокий вакуум, при котором в канале для смазочного масла также возникает разряжение, которое воздействует на масляный поток, по пути его следования, и может приводить к разрыву масляного потока, вследствие чего произойдет осушение и отказ вакуумного насоса. Кроме того, для соединения смазочной системы вакуумного насоса с системой смазки двигателя в блоке цилиндров необходимо выполнить обработкой как минимум один канал для подвода смазочного масла, что повышает трудоемкость его изготовления и стоимость.
Сущность полезной модели - непрерывный подвод масла к нагруженным рабочим поверхностям вакуумного насоса по продольному и поперечным каналам, выполненным в оси ротора с последующим сливом масла в систему смазки двигателя через отверстие для слива масла.
Технический результат - эффективная смазка трущихся поверхностей и уплотнение (герметизация) лопаток за счет выполнения продольных и поперечных каналов в оси ротора вакуумного насоса.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в системе смазки роторного вакуумного насоса лопастного типа, содержащей привод с валиком; вакуумный насос с корпусом, включающим как минимум два подшипника, в расточенном отверстии которого эксцентрично установлен ротор с лопатками и осью с опорными шейками;
канал для подвода смазочного масла и отверстие для слива масла, особенностью является то, что вдоль оси ротора выполнен продольный канал, при этом в опорных шейках оси ротора выполнены как минимум два поперечных канала, по которым смазочное масло подводится к подшипникам оси ротора и внутрь корпуса для смазки и герметизации лопаток, валик привода выполнен шестигранным, грани валика привода совмещаются с гранями шестигранного отверстия в оси ротора для передачи вращения ротору насоса, при этом шестигранное отверстие является входом в продольный канал оси ротора, что позволяет по щелевым каналам, между гранями валика и стенками шестигранного отверстия подавать (транспортировать) смазочное масло внутрь насоса, кроме этого возможны варианты исполнения: первый вариант исполнения, при котором один из подшипников оси ротора, составляющий одно целое с корпусом, содержит наклонный дренажный канал, выполненный сверлением, и второе исполнение, при котором дренажный канал выполнен между стенкой подшипника и корпусом, посредством среза части внешней цилиндрической поверхности вставного подшипника, при этом дренажный канал служит для разгрузки оси ротора от давления масла на торец оси, а также подачи внутрь корпуса дополнительного объема масла для герметизации лопаток, кроме этого масло в продольный канал оси ротора поступает по каналу в вале ведомой шестерни, и подводится к подшипникам, для их смазки, через поперечные каналы в опорных шейках оси ротора.
Для пояснения настоящей полезной модели приведены следующие иллюстрации:
на фиг.1 - изображена смазочная система вакуумного насоса для подачи масла от центральной масляной магистрали (далее ЦММ) двигателя через каналы для подвода смазочного масла, просверленные в блоке цилиндров, и зазоры между деталями привода вакуумного насоса непосредственно к вакуумному насосу и далее по продольному и поперечным каналам, выполненным в оси ротора, к нагруженным рабочим поверхностям вакуумного
насоса с последующим сливом масла в систему смазки двигателя через отверстие для слива масла;
на фиг.2 - изображено сечение, где показаны щелевые каналы между шестигранным приводным валиком и стенками шестигранного отверстия в оси ротора вакуумного насоса, по которым смазочное масло подается к продольному и поперечным каналам в оси ротора вакуумного насоса;
на фиг.3 - изображено сечение, где показаны канал для подвода смазочного масла, просверленный в блоке цилиндров, кольцевая проточка и отверстия, выполненные на вале ведомой шестерни, для подвода масла во внутренний канал вала ведомой шестерни;
на фиг.4 - изображено сечение, где показаны: поперечный канал в оси ротора и вариант исполнения дренажного канала наклонным относительно оси ротора;
на фиг.5 - изображено сечение, где показаны: поперечный канал в оси ротора и вариант исполнения с вставным подшипником оси ротора и дренажным каналом, выполненным между стенкой подшипника и корпусом.
Система смазки роторного вакуумного насоса лопастного типа содержит: корпус вакуумного насоса 1, ЦММ 2 двигателя, каналы для смазочного масла 3 в блоке цилиндров 4, кольцевую проточку 5 с отверстиями 6 на вале 7 ведомой шестерни 12, канал 8 в вале 7 ведомой шестерни 12, образованный зазорами между шестигранным валиком привода 10 и внутренними стенками вала 7, щелевые каналы 9, образованные между шестигранным валиком привода 10 и стенками отверстия во втулке 11 ведомой шестерни 12, ось 13 ротора 14 вакуумного насоса 1, шестигранное отверстие 26, образующее с валиком привода 10 щелевой канал 9, расточенное отверстие 23 в корпусе вакуумного насоса, продольный 15 и как минимум два поперечных канала 16, выполненных в оси 13 ротора 14 корпуса вакуумного насоса 1, отверстие для слива масла 17, дренажный канал 18: по первому варианту, при котором один из подшипников оси ротора, составляющий одно целое с корпусом вакуумного насоса 1, имеет наклонный дренажный канал (фиг.4), и
второе исполнение, при котором дренажный канал выполнен между стенкой подшипника 22 и корпусом вакуумного насоса 1 посредством среза части внешней цилиндрической поверхности вставного подшипника 22, имеет в сечении форму сегмента (фиг.5). Кроме этого система смазки содержит торцовую поверхность 25 оси ротора 14, торцовый зазор между торцом нижней опоры 24 оси 13 ротора 14 и торцом 19 ведомой шестерни 12, ведущую шестерню 20, лопатки 21, шестигранное отверстие 26 в оси ротора, опорные шейки 27 оси 13.
Система смазки роторного вакуумного насоса лопастного типа работает следующим образом:
Из ЦММ 2 двигателя смазочное масло под давлением подается через каналы для смазочного масла 3 в блоке цилиндров 4 к кольцевой проточке 5 и через отверстия 6 в вале ведомой шестерни 7 попадает в канал 8 вала 7 ведомой шестерни 12, по которому направляется вниз и вверх, заполняя имеющиеся между деталями привода зазоры. При силовом зацеплении ведущей шестерни 20 и ведомой шестерни 12 под действием осевой силы, действующей в зацеплении, ведомая шестерня 12 перемещается вверх и прижимается торцом ведомой шестерни 19 к торцу нижней опоры 24 оси 13 ротора 14 в корпусе вакуумного насоса 1, замыкая имеющийся между торцами 19 и 24 зазор, с образованием единого герметичного канала для подачи смазочного масла под давлением в корпус вакуумного насоса 1, при этом смазочное масло проходит по каналу 8 в вале 7 ведомой шестерни 12 вдоль шестигранного приводного валика 10, далее по щелевым каналам 9 между шестигранным приводным валиком 10 и внутренними стенками втулки 11 ведомой шестерни 12 и далее между валиком 10 и стенками шестигранного отверстия 26 в оси 13 ротора 14 вакуумного насоса, далее через продольный 15 и поперечные каналы 16 к подшипникам 22 оси 13 ротора 14 и свободным потоком, пересекая расточенное отверстие 23, смазывает и уплотняет (герметизирует) лопатки 21. Излишки масла сливаются в систему смазки двигателя через отверстие для слива масла 17. Для разгрузки оси 13 ротора 14 от воздействия давления масла
на ее торцевую поверхность 25, а также подачи внутрь корпуса достаточного для герметизации лопаток 21 объема масла, служит дренажный канал 18. Точки выходов поперечных каналов 16 в нижней опорной шейке оси 13 ротора 14 смещены в сторону расточенного отверстия 23, что обеспечивает приоритет поступления масла от нижнего подшипника внутрь корпуса насоса для смазки и герметизации лопаток 21. Щелевые каналы 9 дросселируют масляный поток по пути его следования, ограничивая расход масла через вакуумный насос.
Преимущество полезной модели состоит в том, что по сравнению с известными смазочными системами для вакуумных насосов в данной системе, не требуется сверлить в блоке цилиндров дополнительный масляный канал, для соединения смазочной системы вакуумного насоса с системой смазки двигателя, подача масла к поверхностям трения внутри корпуса вакуумного насоса осуществляется под давлением, что исключает масляное голодание и быстрое изнашивание подшипников скольжения оси ротора вакуумного насоса при запуске холодного двигателя, внутрь корпуса через дренажный канал подается дополнительный объем масла для герметизации лопаток, при этом вакуумный насос может надежно работать в любом положении, в т.ч. с вертикальным расположением оси ротора.
1. Система смазки роторного вакуумного насоса лопастного типа, включающая привод с валиком, вакуумный насос с корпусом, содержащим как минимум два подшипника, в расточенном отверстии которого эксцентрично установлен ротор с лопатками и осью с опорными шейками, канал для подвода смазочного масла и отверстие для слива масла, отличающаяся тем, что вдоль оси ротора выполнен продольный канал, при этом в опорных шейках оси ротора выполнены как минимум два поперечных канала.
2. Система смазки по п.1, отличающаяся тем, что валик привода выполнен шестигранным, грани которого совмещаются с гранями шестигранного отверстия, при этом шестигранное отверстие является входом в продольный канал оси ротора.
3. Система смазки по п.1, отличающаяся тем, что один из подшипников оси ротора составляет одно целое с корпусом и содержит дренажный канал, выполненный наклонно.
4. Система смазки по п.1, отличающаяся тем, что один из подшипников выполнен в корпусе вакуумного насоса вставным, при этом дренажный канал выполнен посредством среза части внешней цилиндрической поверхности вставного подшипника и расположен между стенкой подшипника и корпусом вакуумного насоса.
5. Система смазки по пп.1-4, отличающаяся тем, что масло в продольный канал оси ротора поступает по каналу в вале ведомой шестерни и подводится к подшипникам через поперечные каналы в опорных шейках оси ротора.
