устройство для создания трибохимического режима в системе смазки механизма

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТРИБОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА В СИСТЕМЕ СМАЗКИ МЕХАНИЗМА, содержащее полнопоточный масляный фильтрующий элемент, а также щелочной реагент и йод, расположенные снаружи и изнутри указанного фильтрующего элемента, соответственно, отличающееся тем, что на фильтрующем элементе с кольцевым зазором относительно него установлена перфорированная цилиндрическая обойма с карманами для размещения щелочного реагента, при этом суммарный объем карманов обоймы соответствует объему щелочного реагента, необходимого для поддержания трибохимического режима на время непрерывной работы фильтрующего элемента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что высота обоймы соответствует высоте фильтрующего элемента.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что карманы обоймы выполнены в виде продольных каналов.

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что карманы обоймы выполнены в виде изолированных друг от друга ячеек, проемы которых закрыты съемным цилиндрическим перфорированным кожухом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к циркуляционным системам смазки механизмов и двигателей, преимущественно двигателей внутреннего сгорания.

Для стабилизации свойств моторного масла и продления срока службы пар трения механизмов созданы устройства, в которых путем использования щелочного реагента пролонгированного действия и йода создается специальный трибохимический режим. Организация такого режима в системе смазки механизма продлевает срок службы моторного масла в 3-8 раз, а также увеличивает межремонтный срок службы механизма в 1,5-3 раза.

Известно устройство для создания трибохимического режима в системе смазки механизма, содержащее корпус, крышку с входными отверстиями и выходным штуцером для входа и выхода масла соответственно, перепускной клапан, трибохимический пакет, индикатор степени загрязненности устройства. Трибохимический пакет состоит из двух крышек, между которыми установлены три цилиндрические обечайки, перфорированные отверстия для прохода масла. Обечайки меньшего и среднего диаметров обтянуты фильтрующим материалом. Между обечайками большого и среднего диаметров размещен гранулированный щелочный реагент. Фильтрующий материал обечайки меньшего диаметра пропитан йодом. Индикатор степени загрязненности механически связан с перепускным клапаном и показывает момент его открытия. Кроме указанных элементов устройство содержит объемный фильтрующий элемент, установленный на обечайке большого диаметра.

При работе устройства масло из периферической части корпуса сначала поступает на фильтрующий элемент. Очищенное от механических примесей масло проходит через отверстия обечайки большого диаметра и поступает на щелочной реагент, частично растворяя последний. При этом происходит улучшение ряда показателей масла и их стабилизация. Далее масло поступает на фильтрующий материал обечайки среднего диаметра, где происходит его дальнейшая очистка, в том числе от мелких частиц щелочного реагента. Поступая затем на фильтрующий материал обечайки малого диаметра, масло вступает в контакт с йодом. Вследствие этого происходит дальнейшее улучшение свойства масла и образование модификатора трения.

Таким образом, данное устройство обеспечивает создание трибохимического режима в системе смазки работающего механизма и способно, по количеству находящихся в нем реагентов, поддерживать его в течение длительного срока. Однако его особенность состоит в том, что трибохимический пакет занимает большую часть объема корпуса, вследствие чего для размещения фильтрующего элемента остается малое пространство. По этой причине он имеет малую площадь фильтрующей поверхности и, следовательно, малую грязеемкость. Грязеемкость такого фильтрующего элемента значительно меньше грязеемкости стандартного полнопоточного масляного фильтрующего элемента. При эксплуатации данного устройства необходим непрерывный контроль степени загрязненности посредством индикатора. Трибохимический пакет и фильтрующий элемент имеют сильно различающиеся сроки непрерывной работы. Невозможность применения в данном устройстве стандартных фильтрующих элементов усложняет технологию его изготовления. Таким образом, данное устройство имеет сложную конструкцию и технологию изготовления, сложно в эксплуатации.

Более совершенным и простым является устройство для создания трибохимического режима в системе смазки механизма, содержащее полнопоточный стандартный гофрированный фильтрующий элемент, йод, которым пропитана внутренняя поверхность фильтрующего элемента, и щелочной реагент. Щелочной реагент нанесен на металлические стенки, установленные в некоторые гофры по периметру наружной поверхности фильтрующего элемента. Высота стержней равна высоте фильтрующего элемента. Стержни удерживаются в гофрах с помощью проволочных стяжек или за счет сил трения. На фильтрующий элемент со стержнями идет защитный чехол, предотвращающий попадание отколовшихся фрагментов щелочного реагента в систему смазки механизма. Количество щелочного реагента и йода, размещенных в устройстве, рассчитано на обеспечение поддержания трибохимического режима в течение времени, сопоставимого или большего времени непрерывной работы фильтрующего элемента.

Работа данного устройства в основном аналогична работе устройства, рассмотренного выше. При этом вследствие применения стандартного фильтрующего элемента, имеющего большую грязеемкость, отпадает необходимость в контроле за степенью загрязненности и самом индикаторе загрязненности. Это упрощает конструкцию и технологию изготовления данного устройства по сравнению с устройством, рассмотренным выше.

Однако стержни с нанесенным на них щелочным реагентом, установленные внутри некоторых гофров фильтрующего элемента, закрывают эти гофры для прохода масла и выключают их из работы. Это существенно увеличивает гидравлическое сопротивление устройства и уменьшает фактическое время непрерывной работы фильтрующего элемента по сравнению с расчетным. По этой причине на момент смены фильтрующего элемента часть щелочного реагента и йода остаются не израсходованными. Кроме этого, имеется реальная опасность повреждения фильтрующего элемента стержнями со щелочным реагентом. Все это вместе взятое усложняет эксплуатацию данного устройства.

Целью изобретения является разработка конструкции устройства для создания трибохимического режима в системе смазки механизма, в котором щелочной реагент был бы размещен таким образом, чтобы исключался его механический контакт с фильтрующим элементом, благодаря чему исключается увеличение гидравлического сопротивления устройства, исключается уменьшение фактического срока непрерывной работы фильтрующего элемента и возможность его механического повреждения.

Это решается тем, что предложено устройство для создания трибохимического режима в системе смазки механизма, содержащее полнопоточный масляный фильтрующий элемент, а также щелочной реагент и йод, расположенные снаружи и изнутри указанного фильтрующего элемента соответственно, в котором новым является то, что на фильтрующем элементе с кольцевым зазором относительно него установлена перфорированная цилиндрическая обойма с карманами для размещения щелочного реагента, при этом суммарный объем карманов обоймы соответствует объему щелочного реагента, необходимого для поддержания трибохимического режима на время непрерывной работы фильтрующего элемента.

Такое размещение щелочного реагента исключает какое-либо механическое или гидравлическое воздействие реагента на фильтрующий элемент. При этом к моменту окончания срока непрерывной работы фильтрующего элемента и его смены щелочной реагент и йод, размещенные в устройстве, полностью расходуются. Все это упрощает эксплуатацию устройства, повышает надежность и безопасность его работы.

Новым является также то, что высота обоймы соответствует высоте фильтрующего элемента.

Такое решение обеспечивает равномерное размещение щелочного реагента на высоте устройства и равномерность его воздействия на поток обрабатываемого масла.

Также новым является то, что карманы обоймы могут быть выполнены в виде продольных каналов.

Такое выполнение карманов целесообразно при использовании щелочного реагента в виде стержней. Размещение стержней щелочного реагента в каналах, выполненных в обойме, является наиболее простым и надежным с точки зрения технологии изготовления и эксплуатации устройства.

Кроме того, новым является то, что карманы обоймы могут быть выполнены в виде изолированных друг от друга ячеек, проемы которых закрыты съемным цилиндрическим перфорированным кожухом.

Такое выполнение карманов целесообразно при использовании гранулированного щелочного реагента. Такое решение обеспечивает равномерное распределение щелочного реагента по объему устройства и его фиксацию в таком положении в течение всего времени работы. Разделение всего объема реагента на изолированные друг от друга порции уменьшает вероятность спекания гранул реагента и упрощает процесс загрузки гранулированного реагента в устройство.

Ниже приводится описание примеров осуществления изобретения, подтверждающих возможность его реализации со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых на фиг. 1 схематично изображен один из вариантов выполнения устройства для создания трибохимического режима в системе смазки механизма согласно изобретению, общий вид; на фиг. 2 поперечное сечение по фиг. 1; на фиг. 3 другой вариант выполнения устройства; на фиг. 4 поперечное сечение по фиг. 3.

Устройство содержит полнопоточный масляный фильтрующий элемент 1 и цилиндрическую обойму 2 с карманами 3 для размещения щелочного реагента. Суммарный объем карманов 3 обоймы 2 соответствует объему щелочного реагента, необходимого для поддержания трибохимического режима на время непрерывной работы фильтрующего элемента 2. Внутренняя часть фильтрующего элемента 1 пропитана йодом. Обойма 2 имеет высоту, равную высоте фильтрующего элемента 1 и установлена на нем с кольцевым зазором 4, величина которого выбрана из соображений исключения возможности возникновения дополнительного гидравлического сопротивления. Кольцевой зазор 4 фиксируется двумя центрирующими шайбами 5. Обойма 2 перфорирована отверстиями 6 для прохода масла. Суммарная площадь проходных сечений отверстий 6 достаточна для свободного прохода масла.

Вариант устройства, представленный на фиг. 1 и 2, предназначен для применения щелочного реагента в виде стержней 7. В этом случае карманы 3 для размещения щелочного реагента выполнены в виде продольных каналов.

Вариант устройства, представленный на фиг. 3 и 4, предназначен для применения щелочного реагента в виде гранул 8. В этом случае карманы 3 для размещения щелочного реагента выполнены в виде ячеек 9, отделенных друг от друга перегородками 10. Проемы ячеек 9 закрывают съемным кожухом 11, перфорированным отверстиями 6 для прохода масла, идентичными отверстиям 6 обоймы 2.

Простота конструкции устройства и высокая технологичность в изготовлении достигается тем, что за основу устройства берется серийный полнопоточный масляный фильтр, предназначенный для конкретной модели двигателя или механизма, и для него рассчитывается и изготавливается вариант обоймы 2 для размещения выбранного вида щелочного реагента.

Обойма 2 изготавливается из маслостойкого материала, например алюминиевой фольги или перфорированного картона. Наличие карманов 3, суммарный объем которых рассчитан на размещение определенного объема щелочного реагента, существенно упрощает операцию заряжения устройства щелочным реагентом. При применении щелочного реагента в виде стержней 7 они просто вставляются в карманы 3 без какой-либо фиксации. При применении щелочного реагента в виде гранул 8 они укладываются в ячейки 10 обоймы 2. По мере заполнения ячеек 2 их проемы перекрываются цилиндрическим перфорированным кожухом 11. Обойма 2, снаряженная щелочным реагентом, устанавливается с кольцевым зазором 4 на фильтрующий элемент 1 и фиксируется на нем центрирующими шайбами 5. Центрирующие шайбы 5 располагаются на торцах обоймы 2 и фильтрующего элемента 1.

Размещение йода в устройстве осуществляется пропиткой внутренней части фильтрующего элемента 1 его раствором, либо сублимацией йода, либо установкой в полости фильтрующего элемента 1 специального носителя йода. Количество размещаемого йода определяется количеством щелочного реагента.

Снаряженное устройство запаковывается в полиэтиленовый пакет и герметизируется в нем. В таком виде устройства могут храниться в течение длительного времени.

При использовании устройства его устанавливают в корпус масляного фильтра (на чертежах не показан) на место штатного фильтрующего элемента. При работе масло из двигателя поступает в полость между корпусом фильтра и устройством. В устройстве масло через отверстия 6 поступает на щелочной реагент в виде стержней 7 (фиг. 1 и 2) или гранул 8 (фиг. 3 и 4). При взаимодействии масла со щелочным реагентом происходит его частичное растворение, нейтрализация карбоновых кислот, содержащихся в масле, и растет его щелочное число. Затем масло выходит через отверстия 6 обоймы 2 в зазор 4 и поступает на фильтрующий элемент 1. Проходя через фильтрующий элемент 1, масло очищается от механических примесей и частично растворяет некоторое количество йода. В отфильтрованном и нагретом масле с растворенными добавками возникает и поддерживается трибохимический режим, приводящий к восстановлению окисных форм смазки и образованию модификаторов трения. Далее масло выходит из корпуса масляного фильтра и поступает в цилиндро-поршневую группу двигателя. Благодаря наличию в масле модификаторов трения на трущихся поверхностях цилиндро-поршневой группы создается металло-плакирующая пленка. Это позволяет восстановить износ пар трения и повысить их коррозионную стойкость, а также уменьшить коэффициент трения, что существенно увеличивает ресурс двигателя.

Предлагаемое устройство для создания трибохимического режима в системе смазки механизма может применяться в механизмах с циркуляционными системами смазки, имеющих нагруженные пары трения или камеры сгорания, например в компрессорах, крупных прессах, двигателях внутреннего сгорания. Учитывая особенности этих механизмов, наиболее перспективным является использование устройства в автотракторных дизелях. Устройство является универсальным, т. к. может быть реализовано на основе любого серийного масляного фильтрующего элемента. Устройство просто по конструкции и высокотехнологично в изготовлении. Оно надежно и просто в эксплуатации. Устройство не создает никаких дополнительных проблем с его утилизацией, т. к. к моменту окончания срока работы фильтрующего элемента щелочной реагент и йод в устройстве полностью срабатываются.