RU2032821C1

RU2032821C1 - Spacer for oil pan of internal combustion engine

Info

Publication number: RU2032821C1
Application number: SU5051224/06A
Authority: RU
Inventors: М.А. Миронычев; Н.К. Шишкин
Original assignee: Акционерное общество "Заволжский моторный завод"
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: spacer 1 has sealing part 7 interposed between the bearing surface of the cylinder bank and flange of oil pan and damping projections 8 which are made in block of the surface. The projections enter under the flange of the oil pan. Through openings are made in spacer 1 for passing fastening members. Thickness of sealing part 7 of the spacer smoothly increases from minimum at the section passing through the axis of each opening up to maximum at the middle section between the axes of the openings. Each damping projection 8 is mushroom-shaped and has rounded head and cylindrical leg. EFFECT: enhanced reliability. 4 dwg

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), а именно к устройствам для уплотнения и виброизоляции масляного поддона ДВС. The invention relates to internal combustion engines (ICE), and in particular to devices for sealing and vibration isolation of an oil pan of an internal combustion engine.

В настоящее время для уплотнения масляного поддона ДВС применяются в основном плоские прокладки, установленные между нижней плоскостью блока цилиндров и масляным поддоном (практически на всех отечественных и зарубежных двигателях). Крепление масляного поддона осуществляется с помощью болтов или шпилек с гайками в зависимости от материала блока. Обеспечение гарантированного уплотнения требует усиленного стягивания прокладки, а это в свою очередь требует увеличения жесткости прокладки (иначе ее раздавит) или увеличения числа точек крепления при относительно мягкой прокладке. Увеличение точек крепления ведет к усложнению и удорожанию конструкции, а применение жесткой прокладки снижает герметичность соединения, т.к. обычно нижняя плоскость блока не является идеально плоской, потому что в передней и задней частях к блоку крепятся крышки с сальниками коленчатого вала, которые часто выступают или утопают относительно нижней плоскости блока цилиндров. Поэтому прокладка должна иметь большую сжимаемость, иначе в местах установки крышек возможна течь масла. В этих случаях традиционные плоские прокладки в отдельных зонах пережимаются за пределы упругих свойств, а в других едва сжаты. И то, и другое снижает надежность герметичности соединения. Даже в самом идеальном случае плоская прокладка сильнее сжата в зонах крепежных отверстий и менее сжата в местах, наиболее удаленных от крепежных отверстий. Именно в этих местах возможны случаи негерметичности соединения и утечки масла. Currently, to seal the oil pan of the internal combustion engine, mainly flat gaskets are used, installed between the lower plane of the cylinder block and the oil pan (practically on all domestic and foreign engines). The oil pan is fastened with bolts or studs with nuts, depending on the material of the block. Ensuring a guaranteed seal requires reinforced contraction of the gasket, and this in turn requires an increase in the rigidity of the gasket (otherwise it will crush it) or an increase in the number of attachment points with a relatively soft gasket. An increase in the attachment points leads to a complication and increase in the cost of the structure, and the use of a rigid gasket reduces the tightness of the connection, because usually the lower plane of the block is not perfectly flat, because in the front and rear parts of the block are attached caps with crankshaft oil seals, which often protrude or sink relative to the lower plane of the cylinder block. Therefore, the gasket must have greater compressibility, otherwise oil leakage may occur at the locations where the covers are installed. In these cases, traditional flat gaskets in some areas are squeezed beyond the elastic properties, while in others they are hardly compressed. Both that, and another reduces reliability of tightness of connection. Even in the most ideal case, the flat gasket is more compressed in the areas of the mounting holes and less compressed in the places farthest from the mounting holes. It is in these places that leaks in the connection and oil leakage are possible.

Другим недостатком плоских прокладок, устанавливаемых между нижней плоскостью блока цилиндров и поддоном, закрепляемым болтами или шпильками, является то, что при таком креплении между блоком цилиндров и масляным поддоном всегда существует жесткая связь, которая приводит к тому, что масляный поддон воспринимает все колебания от блока цилиндров и излучает дополнительный шум в окружающую среду, тем более, что нижняя часть блока, связанная с подшипниками коленчатого вала ДВС, является одним из главных источников колебаний и шумов, излучаемых ДВС. Another disadvantage of flat gaskets installed between the lower plane of the cylinder block and the pan secured by bolts or studs is that there is always a rigid connection between the cylinder block and the oil pan, which causes the oil pan to absorb all vibrations from the block cylinders and emits additional noise to the environment, especially since the lower part of the block associated with the bearings of the ICE crankshaft is one of the main sources of vibration and noise s ICE.

Для снижения уровня шума, излучаемого масляным поддоном ДВС, применяют различные варианты крепления масляного поддона, при которых отсутствуют жесткая связь между блоком и масляным поддоном, например патент США N 4619343, кл. F 02 F 7/00, 1986, в котором прокладка масляного поддона состоит из двух деталей, образующих в сечении букву "Э". При этом одна деталь средняя часть прокладки обеспечивает уплотнение между блоком и поддоном, а другие элементы прокладки (верхняя и нижняя) сжатие средней части при помощи фигурных пружин. При этом нет металлического контакта блока с поддоном, и таким образом вибрация блока в меньшей степени передается поддону. To reduce the noise level emitted by the engine oil pan, various mounting options for the oil pan are used in which there is no rigid connection between the block and the oil pan, for example, US Pat. No. 4,619,343, cl. F 02 F 7/00, 1986, in which the oil pan gasket consists of two parts forming the letter "E" in cross section. In this case, one part of the middle part of the gasket provides a seal between the block and the pallet, and other gasket elements (upper and lower) compress the middle part with the help of curly springs. There is no metal contact between the block and the pallet, and thus the vibration of the block is less transmitted to the pallet.

Для обеспечения охватывания крайними частями прокладки фланцев блока и поддона последние должны иметь фасонный профиль. Однако такой профиль требует специальных технологических решений. Предложенная конструкция не обеспечивает литейных уклонов на нижнем фланце блока, что приводит к усложнению оснастки (применению дополнительных стержней) для получения заготовки блока. Фигурные пружины дают неравномерное по ширине стягивание уплотнительной прокладки. Кроме того, при таком способе крепления поддона к картеру трудно обеспечить достаточное усилие стягивания уплотнительной прокладки, т. е. обеспечить герметичность соединения и надежность присоединения масляного поддона к блоку, учитывая динамические нагрузки при движении автомобиля. To ensure that the flange of the unit and the pallet cover the extreme parts of the gasket, the flanges must have a shaped profile. However, such a profile requires special technological solutions. The proposed design does not provide casting slopes on the lower flange of the block, which leads to a complication of tooling (the use of additional rods) to obtain a block blank. Curly springs give uneven width contraction of the gasket. In addition, with this method of securing the sump to the crankcase, it is difficult to provide sufficient force to tighten the gasket, i.e., to ensure tight joints and reliable connection of the oil sump to the block, taking into account dynamic loads during vehicle movement.

Противовибрационное устройство для крепления картера ДВС по заявке Франции N 2431651, кл. F 02 F 7/00, 1978 имеет прокладку масляного поддона со специальной выборкой в центральной части для захода фланца масляного поддона, что значительно усложняет технологическую оснастку по производству прокладки, учитывая, что прокладка имеет замкнутый контур. При этом к блоку цилиндров крепится не сам поддон, а специальные прижимные скобы, в связи с этим ширина фланца на блоке увеличивается и, следовательно, возрастают габариты соединения и металлоемкость. При закреплении прижимных скоб, очевидно, потребуются также ограничители поворота скобы при затяжке резьбового соединения. Anti-vibration device for mounting the engine crankcase according to the application of France N 2431651, cl. F 02 F 7/00, 1978 has an oil pan gasket with a special sample in the central part for the oil pan flange to enter, which greatly complicates the technological equipment for the gasket production, given that the gasket has a closed loop. At the same time, it is not the pallet itself that is attached to the cylinder block, but special clamping brackets, in connection with this, the width of the flange on the block increases and, consequently, the dimensions of the connection and the metal consumption increase. When attaching the clamping brackets, obviously, brackets for turning the bracket when tightening the threaded connection will also be required.

Наиболее близким техническим решением является прокладка масляного поддона ДВС, выполненная как одна деталь и обеспечивающая как уплотнение так и виброизоляцию масляного поддона, причем демпфирующий элемент выступает за пределы масляного поддона на двигателе в сборе. Прокладка содержит плоскую уплотнительную часть, расположенную между опорными поверхностями фланцев блока цилиндров и масляного поддона, и выполненные за одно целое с ней демпфирующие выступы (буртики), направленные вниз и выходящие под фланец масляного поддона. Прокладка имеет сквозные отверстия для прохода крепежных элементов, выполненные в каждом выступе и уплотнительной части. The closest technical solution is the engine oil pan gasket, made as one part and providing both sealing and vibration isolation of the oil pan, and the damping element extends beyond the oil pan on the engine assembly. The gasket contains a flat sealing part located between the supporting surfaces of the flanges of the cylinder block and the oil pan, and damping protrusions (shoulders) made integrally with it, directed downward and extending under the oil pan flange. The gasket has through holes for the passage of fasteners made in each protrusion and the sealing part.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности уплотнения масляного поддона ДВС и снижение шума, излучаемого масляным поддоном ДВС. The aim of the present invention is to increase the reliability of sealing the oil pan of the engine and reduce the noise emitted by the oil pan of the engine.

Указанная цель достигается за счет того, что в прокладке масляного поддона ДВС, содержащей уплотнительную часть, размещенную между опорной поверхностью блока цилиндров и фланцем масляного поддона и выполненные за одно целое с ней демпфирующие выступы, заходящие под фланец масляного поддона и сквозные отверстия для прохода крепежных элементов, выполненные в каждом демпфирующем выступе и уплотнительной части, согласно изобретению уплотнительная часть прокладки выполнена с толщиной, плавно возрастающей от минимальной в сечении, проходящем через ось каждого отверстия для прохода крепежных элементов, до максимальной в среднем сечении между осями упомянутых отверстий, при этом каждый демпфирующий выступ выполнен грибовидным с закругленной головкой и цилиндрической ножкой. Головка каждого демпфирующего выступа может иметь внешнюю и внутреннюю конические поверхности. Плавные утолщения прокладки в поперечном сечении между демпфирующими выступами обеспечивают более равномерное обжатие прокладки по всему ее контуру и улучшают качество уплотнения без введения дополнительных крепежных точек и, соответственно, крепежных деталей при той же надежности уплотнения позволяют уменьшить количество крепежных точек и деталей крепежа, тем самым удешевляя и упрощая конструкцию и процесс сборки. This goal is achieved due to the fact that in the gasket of the engine oil sump containing a sealing part located between the supporting surface of the cylinder block and the oil sump flange and integrally damping protrusions extending under the oil sump flange and through holes for passage of fasteners made in each damping protrusion and the sealing part, according to the invention, the sealing part of the gasket is made with a thickness that gradually increases from the minimum in cross section, passing through the axis of each hole for the passage of fasteners, to a maximum average cross section between the axes of the said holes, with each damping protrusion made mushroom-shaped with a rounded head and a cylindrical leg. The head of each damping protrusion may have external and internal conical surfaces. Smooth thickenings of the gasket in cross section between the damping protrusions provide a more uniform compression of the gasket along its entire contour and improve the quality of the seal without introducing additional fasteners and, accordingly, fasteners with the same sealing reliability, reduce the number of fasteners and fasteners, thereby making it cheaper and simplifying the design and assembly process.

Величина утолщения прокладки в поперечном сечении между крепежными отверстиями зависит от расстояния между крепежными отверстиями, упругих свойств и материала и общей толщины прокладки. The magnitude of the thickening of the gasket in the cross section between the mounting holes depends on the distance between the mounting holes, the elastic properties and material and the total thickness of the gasket.

Демпфирующие выступы в зоне крепежных отверстий обеспечивают развязку крепежа масляного поддона и блока цилиндров от самого поддона при этом масляный поддон оказывается как бы зажатым между двумя эластичными прокладками. The damping protrusions in the area of the mounting holes provide the isolation of the fasteners of the oil pan and the cylinder block from the pan itself, while the oil pan is sandwiched between two elastic gaskets.

Колебания блока цилиндров гасятся демпфирующими выступами и не передаются на масляный поддон, что значительно снижает шум, излучаемый масляным поддоном и, следовательно, в целом шум от двигателя. Fluctuations in the cylinder block are quenched by damping protrusions and are not transmitted to the oil pan, which significantly reduces the noise emitted by the oil pan and, therefore, overall engine noise.

Разность между диаметрами головки и ножки грибовидных демпфирующих выступов в свободном состоянии прокладки такова, что позволяет за счет округления головок демпфирующих выступов, а также сжимаемости и изгиба материала прокладки во время сборки двигателя проталкивать головку демпфирующих выступов в крепежные отверстия поддона. В вариантном исполнении сборку облегчают наружный и внутренний конусы головок демпфирующих выступов. На двигателе в сборе разность этих диаметров возрастает за счет расплющивания головок демпфирующих выступов при завинчивании гаек, опирающихся на металлические шайбы, охватывающие головки демпфирующих выступов. В вариантном исполнении при расплющивании демпфирующего выступа наружный и внутренний конусы его уменьшаются или исчезают совсем. При сжатии головки демпфирующего выступа возрастает жесткость его материала, и демпфирующие выступы, играющие роль виброизолирующей прокладки, становятся более жесткими, чем сама уплотнительная прокладка, хотя и выполнены с ней заодно, что рекомендуется теоретическими и практическими исследованиями (см. книгу Труды ЦНИТА. Л. 1989, с.75-78). The difference between the diameters of the heads and legs of the mushroom-shaped damping protrusions in the free state of the gasket is such that, due to rounding of the heads of the damping protrusions, as well as the compressibility and bending of the gasket material during engine assembly, push the head of the damping protrusions into the mounting holes of the pallet. In an embodiment, the assembly is facilitated by the outer and inner cones of the heads of the damping protrusions. On the engine assembly, the difference in these diameters increases due to the flattening of the heads of the damping protrusions when tightening the nuts resting on metal washers covering the heads of the damping protrusions. In an embodiment, when the damping protrusion is flattened, its outer and inner cones decrease or completely disappear. When the head of the damping protrusion is compressed, the rigidity of its material increases, and the damping protrusions, which play the role of a vibration-insulating gasket, become more rigid than the gasket itself, although they are made at the same time, which is recommended by theoretical and practical studies (see the book Proceedings of TsNITA. L. 1989, p. 75-78).

Жесткость "виброизолирующей прокладки", (т.е. головок демпфирующих выступов) можно регулировать, изменяя высоту головок демпфирующих выступов и находя оптимальный вариант для различных материалов. The stiffness of the “vibration isolating pad” (i.e., the heads of the damping protrusions) can be adjusted by changing the height of the heads of the damping protrusions and finding the best option for various materials.

На фиг.1, 2 изображена часть прокладки в свободном состоянии в аксонометрии (варианты); на фиг.3 вид сбоку на прокладку в свободном состоянии; на фиг. 4 точка крепления масляного поддона к блоку цилиндров с демпфирующими элементами в разрезе. In Fig.1, 2 shows part of the gasket in a free state in a perspective view (options); figure 3 side view of the gasket in a free state; in FIG. 4 point of attachment of the oil pan to the cylinder block with damping elements in section.

Прокладка масляного поддона 1, установленная между нижней плоскостью 2 блока цилиндров 3 и масляным поддоном 4, имеет между крепежными отверстиями 5 со стороны 6, прилегающей к масляному поддону 4, плавные утолщения 7. Максимум утолщения "А" приходится на среднее сечение прокладки 1 между крепежными отверстиями 5. The oil pan gasket 1, installed between the lower plane 2 of the cylinder block 3 and the oil pan 4, has smooth thickenings 7 between the mounting holes 5 on the side 6 adjacent to the oil pan 4. The maximum thickening "A" is in the middle section of the gasket 1 between the fasteners holes 5.

Величина утолщения "А" зависит от расстояния L между крепежными отверстиями 5 прокладки 1, материала и толщины прокладки 1. The magnitude of the thickening "A" depends on the distance L between the mounting holes 5 of the strip 1, the material and the thickness of the strip 1.

На той же нижней плоскости 6 прокладки 1 масляного поддона 4 в зоне крепежных отверстий 5 имеются демпфирующие выступы 8, выполненные заодно с прокладкой 1 в виде полого гриба, головка которого 8 имеет закругленные края 9 и на двигателе в сборе выступает за пределы масляного поддона 4. On the same lower plane 6 of the gasket 1 of the oil pan 4 in the area of the mounting holes 5 there are damping protrusions 8 made at the same time with the gasket 1 in the form of a hollow mushroom, the head of which 8 has rounded edges 9 and protrudes beyond the oil pan 4 on the engine assembly.

Ножка грибовидного демпфирующего выступа 8 имеет диаметр d₁, а головка d₂. За счет разности диаметров d₂ и d1, скругления 9 головки 8 и изгиба и сжатия головки 8 и демпфирующего выступа, головка 8 при сборе двигателя проходит через отверстия в масляном поддоне 4.The leg of the mushroom-shaped damping protrusion 8 has a diameter d ₁ and the head d ₂ . Due to the difference in diameters d ₂ and d1, rounding 9 of the head 8 and bending and compression of the head 8 and the damping protrusion, the head 8, when the engine is assembled, passes through the holes in the oil sump 4.

В вариантном исполнении головка демпфирующего выступа 8 может иметь конус на наружной поверхности 10 и конус на внутренней поверхности 11, облегчающие сборку. In an embodiment, the head of the damping protrusion 8 may have a cone on the outer surface 10 and a cone on the inner surface 11, facilitating assembly.

Форма элементов 9, 10, 11 в каждом конкретном случае может быть уточнена в зависимости от материала прокладки, технологии изготовления и сборки. При закручивании гайки 12, опирающейся на металлическую шайбу 13, охватывающую головку 8 демпфирующего выступа, диаметр головки 8 демпфирующего выступа увеличивается, что обеспечивает надежность крепления поддона 4 к блоку цилиндров 3 и невозможность обратного выхода головки 8 демпфирующего выступа в отверстие поддона 4. В вариантном исполнении конусы 10 и 11 на наружной внутренней поверхностях головки 8 демпфирующего выступа при закручивании гайки 12 на шпильку 14 уменьшаются или исчезают совсем. The shape of the elements 9, 10, 11 in each case can be clarified depending on the gasket material, manufacturing and assembly technology. When you tighten the nut 12, based on a metal washer 13, covering the head 8 of the damping protrusion, the diameter of the head 8 of the damping protrusion increases, which ensures reliable fastening of the pallet 4 to the cylinder block 3 and the inability to return the head 8 of the damping protrusion to the hole of the pallet 4. In an embodiment the cones 10 and 11 on the outer inner surfaces of the head 8 of the damping protrusion when tightening the nut 12 on the stud 14 decrease or disappear completely.

Масляный поддон 4 оказывается как бы зажатым между двумя эластичными прокладками, одна из которых (основная часть прокладки 1) служит для уплотнения, а другая (головки 8 демпфирующих выступов) для виброизоляции поддона 4, т. е. гашения колебаний, передаваемых от блока цилиндров 3. При этом жесткость материала головок 8 благодаря их расплющиванию становится больше, чем жесткость основной прокладки 1, что способствует лучшей герметизации и виброизоляции поддона. The oil sump 4 appears to be sandwiched between two elastic gaskets, one of which (the main part of the gasket 1) serves to seal, and the other (heads 8 of damping protrusions) for vibration isolation of the sump 4, i.e., damping vibrations transmitted from the cylinder block 3 Thus, the rigidity of the material of the heads 8 due to their flattening becomes greater than the rigidity of the main gasket 1, which contributes to better sealing and vibration isolation of the pallet.

Claims

GASKET OF THE OIL PALLET OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, containing a sealing part located between the supporting surface of the cylinder block and the oil pan flange, and made in one piece with it damping protrusions extending under the oil pan flange, and through holes for passage of fasteners damping, made the protrusion and the sealing part, characterized in that the sealing part of the gasket is made with a thickness that gradually increases from the minimum in the section passing through the axis of each of the hole for the passage of fasteners, to a maximum average cross section between the axes of the said holes, with each damping protrusion made mushroom-shaped with a rounded head and a cylindrical leg.