масляный фильтр для двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

1. Масляный фильтр для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с крышкой, центральный стержень с перепускным клапаном и сменный фильтрующий элемент, внутренняя поверхность которого усилена перфорированным цилиндром, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде намотанной на перфорированный цилиндр слоями ткани, усиленной по наружному диаметру гибким элементом, намотанным на ткань по спирали, при этом фильтрующий элемент установлен в корпусе на центральном стержне с зазорами относительно внутреннего диаметра корпуса и наружного диаметра центрального стержня, не превышающими 2,5 мм.

2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фильтрующего материала применена хлопчатобумажная ткань.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бензиновым двигателям внутреннего сгорания и может быть использовано для очистки масла как на двигателях, находящихся в эксплуатации, так и на вновь проектируемых двигателях.

Известен фильтр для очистки масла, содержащий корпус с крышкой и сливным отверстием, закрытый пробкой; центральный стержень с перепускным клапаном и фильтрующий элемент, установленный на центральном стержне. Фильтрующий элемент выполнен из гофрированного пористого картона в виде ленты, свернутой в цилиндр. К торцам цилиндра приклеены металлические донышки. Внутренняя и наружная поверхность фильтра усилены перфорированными цилиндрами. При установке фильтрующего элемента в корпусе, торцы его снизу и сверху уплотняются прокладками из маслоупорной резины, плотно охватывающей центральный стержень, и прижимают элемент к торцу бобышки корпуса.

Известный фильтр малоэффективен из-за того, что фильтрующий элемент его имеет малую грязеемкость (толщина фильтрующего слоя 1 мм), быстро засоряется и через открывающийся перепускной клапан неочищенное масло идет по всем трущимся поверхностям, из-за чего, половину срока до замены масла в картере со сменой фильтрующего элемента, двигатель работает на "притирочной" пасте, где имеются: твердые частицы нагара, металлическая пыль от истирания, дорожная пыль, зольные частицы, смолистые отложения. Все это замешено на моторном масле. От этой "пасты" происходит ускоренный износ всех трущихся поверхностей двигателя, особенно шатунных вкладышей и шатунных шеек коленчатого вала. Для исключения этого явления необходима частая смена масла и фильтрующего элемента. Однако, как правило, водители автомобилей придерживаются рекомендаций инструкции по эксплуатации и продолжают его эксплуатировать, нанося двигателю большой ущерб. (См. книга: Автомобиль "Волга" ГАЗ-24, под редакцией А. Д. Просвирнина, изд. Машиностроение, Москва, 1972 г. с. 52 53, р. 32).

Перед автором стояла задача увеличения срока работы двигателя без замены масла в картере, ограничиваясь добавками свежего масла "на угар" и сменой фильтрующего элемента при начале потемнения масла, так, чтобы двигатель постоянно работал на светлом масле.

Предлагаемый автором масляный фильтр позволяет не менять масло в картере до капитального ремонта двигателя за счет увеличения грязеемкости фильтрующего элемента.

Поставленная автором задача достигается тем, что в масляном фильтре для двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с крышкой, центральный стержень с перепускным клапаном и сменный фильтрующий элемент, внутренняя поверхность которого усилена перфорированным цилиндром, согласно изобретению, фильтрующий элемент выполнен в виде намотанных на перфорированный цилиндр слоев ткани, усиленных по наружному диаметру гибким элементом, намотанным на ткань по спирали. Фильтрующий элемент установлен в корпусе на центральном стержне с зазором "S" относительно внутреннего диаметра корпуса и наружного диаметра центрального стержня, не превышающем 2,5 мм. В качестве фильтрующего материала использована хлопчатобумажная ткань.

Заявляемая совокупность признаков на дату подачи заявки из научно-технической и патентной литературы не известна.

Предлагаемая конструкция фильтрующего элемента масляного фильтра позволяет повысить ресурс работы двигателя без замены масла в картере, за счет увеличения грязеемкости фильтрующего элемента путем увеличения толщины фильтрующего слоя с 1 мм (у прототипа) до 25 35 мм. За счет большой грязеемкости фильтрующего элемента двигатель работает более длительное время до капитального ремонта.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг. 1 масляный фильтр для двигателя внутреннего сгорания в разрезе;

на фиг. 2 фильтрующий элемент с перфорированным цилиндром по наружному диаметру.

Масляный фильтр для двигателя внутреннего сгорания состоит из корпуса 1 с крышкой 2, внутри которого смонтирован центральный стержень 3 с перепускным клапаном 4. Центральный стержень 3 ввертывается в резьбовое отверстие втулки 5, которая установлена в корпусе 1. Верхний конец стержня 3 имеет шестигранную головку 6. Снизу в корпусе 1 ввернута пробка 7 для слива отстоявшейся грязи. В верхней части корпуса 1 предусмотрены две бобышки, одна (8) для присоединения трубки 9 подвода масла к фильтру, другая (10) для ввертывания датчика 11 давления масла в системе. Центральный стержень 3 уплотнен в корпусе прокладкой 12, а головка его прокладкой 13. Крышка 2 относительно корпуса 1 уплотняется прокладкой 14. Центральный стержень 3 полый. Перепускной клапан 4 расположен в верхней части стержня 3 и включает в себя седло клапана (на чертеже не показано), пружину 15 и упор пружины (на чертеже не показан). В центральном стержне 3 выполнены пять рядов отверстий 16 для прохода масла, верхний из которых расположен над клапаном 4 и фильтрующим элементом 17. Фильтрующий элемент 17 установлен на центральном стержне 3 и состоит из перфорированного цилиндра 18, к верхнему и нижнему концам которого припаяны металлические донышки 19 и 20. На расстоянии 7 8 мм от донышек 19 и 20 на перфорированном цилиндре 18 неподвижно закреплены маслозадерживающие кольца 21, предотвращающие проникновение неочищенного масла в щели, имеющие возможность образовываться между донышками 19 и 20 и фильтрующим материалом 22 при постоянном давлении на него. На перфорированный цилиндр 18 послойно намотана фильтрующая ткань 22. После плотной и полной намотки ткани 22 ее закрепляют, например, 10 12 витками гибкого элемента 23 шпагата или мягкой проволоки. Вместо гибкого элемента 23, как вариант, фильтрующий элемент 17 по наружному диаметру может быть усилен перфорированным цилиндром 24. При намотке фильтровальной ткани 22 на перфорированный цилиндр 18 необходимо иметь ввиду, что при установке фильтрующего элемента 17 в корпусе 1 зазоры "S" между внутренним диаметром корпуса 1 и наружным диаметром фильтрующего элемента 17 и наружным диаметром центрального стержня 3 и внутренним диаметром фильтрующего элемента 17 не должны превышать 2,5 мм. Этот зазор необходим для более полного использования внутреннего объема корпуса 1 масляного фильтра, что способствует наибольшему размещению фильтрующей ткани 22 на перфорированном цилиндре 18, чем обеспечивается максимальная грязеемкость, качество очистки, увеличение срока службы, а также уменьшение расхода масла на добавки при смене фильтрующих элементов. При увеличении зазора более 2,5 мм уменьшается грязеемкость фильтрующего элемента, снижается его долговечность. В качестве фильтрующего материала используется хлопчатобумажная ткань, отходы хлопчатобумажной промышленности и перерабатывающих предприятий. Все остальные ткани: трикотаж, шелк, шерсть, синтетика значительно снижают эффективность очистки масла.

Работает масляный фильтр следующим образом. Масло через трубопровод 9 в бобышке 8 поступает в корпус 1 и заполняет пространство между внутренним диаметром корпуса 1 и наружным диаметром фильтрующего элемента 17. Уплотнительные прокладки 12 и 13 и маслозадерживающие кольца 21 предотвращают проникновение неочищенного масла в полость между внутренним диаметром фильтрующего элемента 17 и центральным стержнем 3 и в последний. Далее под давлением масло проходит в фильтрующий элемент 17 и тончайшими струйками через множество мельчайших лабиринтных отверстий в фильтрующем материале 22 очищается от примесей и, через перфорацию цилиндра 18, поступает в полость между внутренним диаметром фильтрующего элемента 17 и центральным стержнем 3, заполняет ее и далее через отверстия 16 центрального стержня 3 поступает во внутреннюю полость его и на смазку двигателя. При прохождении через фильтрующий материал 22 масло очищается, оставляя в слоях ткани все имеющиеся в нем примеси. По мере прохождения и очищения масла отверстия в фильтрующем материале 22 засоряются и меняют свою форму, сужаются. При этом тончайшие струйки масла меняют направление, а 2 3-х мм слой фильтрующего материала 22 снаружи покрывается слоем черной густой липкой массы. Благодаря тому, что слой фильтрующего материала 22 в предлагаемом фильтре увеличен до 25 35 мм (по сравнению с 1 мм у прототипа) значительно увеличивается ресурс работы фильтрующего элемента 17 и эффективность очистки масла. При нормальном состоянии фильтрующего элемента 17 его сопротивление невелико и все масло проходит через него. При засорении элемента 17 его сопротивление увеличивается и, когда давление достигает 0,7 0,9 кг/см², перепускной клапан 4 открывается и начинает пропускать неочищенное масло, минуя фильтрующий элемент 17, что указывает на необходимость замены фильтрующего элемента 17. Замена последнего может быть осуществлена установкой нового фильтрующего элемента 17 или сменой только фильтрующего материала 22, путем снятия грязной ткани и намотки на перфорированный цилиндр 18 чистой хлопчатобумажной ткани этого же фильтрующего элемента 17.

Для предотвращения выбивания масла из корпуса 1 в крышке 2 предусмотрена канавка, в которой размещена резиновая прокладка 14, уплотняющая корпус 1 с крышкой 2. Для наблюдения за давлением масла в системе предусмотрен датчик давления 11.

Для подтверждения работоспособности предложенного автором технического решения достаточно провести простой эксперимент, доступный любому водителю. На любом автомобиле со средним пробегом, имеющем любой из фильтрующих элементов (АСФО, ДАСФО-1,2,3), в том числе и полнопоточный, эксперимент следует проводить с момента, когда в двигателе масло начинает темнеть, а метки на щупе стали плохо видны, до смены масла в двигателе еще остается 1 2 тыс. км. и более. Необходимо сменить только фильтрующий элемент, не меняя масла в картере, и ежедневно, проверяя уровень масла, обращать внимание на его прозрачность на щупе. Ни через 2 тыс. км, ни через 6 тыс. км осветления масла не произойдет. Далее снимаем испытуемый фильтрующий элемент и ставим предлагаемый автором. Через 300 900 км пробега автомобиля масло осветляется до состояния свежего. Количество километров пробега до осветления будет зависеть от изношенности двигателя, давления в системе смазки, от качества масла и толщины фильтрующих слоев хлопчатобумажной ткани.

Указанным способом автором были проверены фильтрующие элементы, параллельно включенные в систему смазки на автомобилях ГАЗ-21 "Волга", М-20 "Победа", ГАЗ-51 "Москвич"-402, 403, 407, 408, а так же на автомобилях с полнопоточными фильтрами "Жигули-2101", ГАЗ-24 "Волга". На всех автомобилях, после замены фильтрующего элемента на предлагаемый автором, масло очищалось.

За счет большой грязеемкости предлагаемого фильтрующего элемента он работает длительное время. Так в двигателе с наработкой 12 15 тыс. км первая смена фильтрующего элемента потребуется примерно через те же 12 15 тыс. км по сигналу начала потемнения масла. Эти цифры могут значительно различаться, т. к. зависят от качества сборки на заводе-изготовителе, проведенного капительного ремонта двигателя, марки автомобиля, условий эксплуатации, давления масла в двигателе, качества масла.

По мере старения двигателя сроки смены фильтрующего элемента постепенно сокращаются и при 150 тыс. км у "Москвича-407" (автомобиль автора) смена фильтрующего элемента не дает осветления масла. Это говорит о том, что двигателю необходим очередной капитальный ремонт. За эти 150 тыс. км (норма до капитального ремонта 75 тыс. км) автор ни разу не вскрывал двигатель, несмотря на то, что через 40 50 тыс. км инструкцией предусмотрена замена поршневых колец или вкладышей, ни разу не менял масло в картере двигателя, только добавлял свежее масло на "угар" по необходимости и при замене фильтрующего материала по 0,3 0,5 литра. Ни разу не эксплуатировал двигатель с черным маслом.

За 700 тыс. км общего пробега автомобиля М-407 (автора) масло менялось приблизительно 36 раз, из них за первые 100 тыс. км 32 раза, потому что автор еще подчинялся требованиям инструкции, и всего 4 раза за последние 600 тыс. км, после проведения четырех качественных капитальных ремонтов.

За этот солидный пробег в 700 тыс. км по инструкции нужно было примерно 280 раз сменить масло в картере двигателя, емкостью в 4,3 литра, что составило бы 1 тонну 200 кг масла. Фактически израсходовано всего 200 кг на 36 смен масла в двигателе, на доливку "на угар" и при смене фильтрующих материалов. Ни одной промывки картера промывочными маслами не производилось. Сэкономлена 1 тонна свежего масла на одном автомобиле и не во вред, а на пользу ему, т. к. межремонтный пробег увеличился вдвое. По современным ценам 1 миллион рублей экономии на масле, плюс экономия на запасных частях и это только на одном автомобиле. А в масштабах России, умножить экономию на десятки миллионов автомобилей, это будет хороший подарок.

Кроме того, использование предлагаемого технического решения положительно скажется и на экологии, т.к. большинство водителей не будет сливать черное масло в ближайшие водоемы и на землю.

Не исключается возможность применения предлагаемого автором масляного фильтра на дизельных двигателях и на стационарных установках.