ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F02M35/02 B01D46/52 

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к воздухоочистителям двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известны воздухоочистители ДВС, (EP N 0457768, кл. F 02 M 35/00), который содержит два полукорпуса с патрубками для прохода неочищенного и очищенного воздуха, между двумя полукорпусами которого помещен фильтрующий элемент для очистки воздуха. Недостатком этого устройства является повышенное сопротивление воздуху при его проходе через фильтрующий элемент, имеющий вид параллелепипеда, так как фильтрующий материал, представляющий собой гофрированную ленту, имеющую линии перегибов, расположен таким образом, по отношению к преимущественному направлению воздуха (от патрубка неочищенного воздуха к патрубку очищенного воздуха), что плоскость гофр фильтрующего материала расположена поперек потока воздуха (чтобы избежать дополнительного сопротивления воздуху, при этом необходимо патрубки для прохода неочищенного и очищенного воздуха расположить по отношению к фильтрующему элементу таким образом, чтобы поток воздуха был направлен вдоль линий перегибов фильтрующего материала).

Таким же недостатком обладает и устройство (патент Германии N 3429633, кл. F 02 M 35/02). Дополнительное сопротивление воздуху здесь создается лабиринтами в верхнем и нижнем полукорпусе.

В устройстве (патент Японии N 58-32736, кл. B 01 D 46/52) патрубки для прохода неочищенного 9 и очищенного 8 воздуха соосны, поэтому дополнительного сопротивления воздуху при проходе его через фильтрующий элемент не возникает, так как воздух входит равномерно в фильтрующий материал со стороны его перегибов, а не сбоку (в плоскость гофр).

Недостатком этой конструкции является трудновоспроизводимость ее в реальной детали, так как подкапотное пространство легкового автомобиля, где располагается воздухоочиститель, тесно и не позволяет разметить по компоновочным причинам указанную конструкцию, так как патрубки расположены на одной вертикальной оси.

Конструкции корпусов воздухоочистителей по указанным патентам предназначены для установки в них фильтрующего элемента в виде параллелепипеда, в основании которого лежит прямоугольник, поэтому фильтрующий элемент в корпусе занимает фиксированное положение в отношении взаимного расположения линий перегибов гофр фильтрующего материала и патрубков подвода неочищенного воздуха и при правильном взаимном расположении, когда поток воздуха имея преимущественное направление от патрубка неочищенного воздуха к патрубку очищенного воздуха, проходит вдоль линий его перегибов, а не сбоку (в плоскость гофр), повышения сопротивления воздуху со стороны фильтрующего элемента не происходит, а по-другому, т. е. развернуть фильтрующий элемент на 90^o в плоскости большей из граней параллелепипеда, вокруг оси, проходящей через центр параллелепипеда, и перпендикулярно ей, расположить невозможно, так как конфигурация фильтрующего элемента (в виде параллелепипеда, в основании которого лежит прямоугольник) не позволит это сделать.

В случае, когда фильтрующий элемент представляет собой параллелепипед, в основании которого лежит квадрат, нужны конструктивные элементы, ориентирующие фильтрующий элемент при его установке в корпус воздухоочистителя, чего не сделано в конструкции воздухоочистителя (автомобиль ВАЗ 21083, с впрыском топлива, - прототип, см. каталог запчастей, приложение А302, прилагается).

Указанная конструкция содержит два полукорпуса с патрубками для прохода неочищенного и очищенного воздуха. Между двумя полукорпусами помещен фильтрующий элемент для очистки воздуха, имеющий вид параллелепипеда, в основании которого лежит квадрат, содержащий фильтрующий материал согнутый в виде гофрированной ленты, имеющей линии перегибов и уплотнитель (например из резины), представляющий собой бурт, нанесенный сверху перегибов фильтрующего материала по периметру одной из больших граней параллелепипеда.

Неправильная установка фильтрующего элемента в корпус воздухоочистителя, когда поток воздуха, имея преимущественное направление от патрубка неочищенного воздуха к патрубку очищенного воздуха, входит в фильтрующий элемент в плоскость гофр (гофры расположены поперек потока воздуха), а не вдоль линий перегибов гофр фильтрующего материала, приводит к повышению сопротивления воздуху проходящему через воздухоочиститель, и как результат - ухудшению мощностных характеристик ДВС.

Указанный эффект от ориентирования фильтрующего элемента по отношению к патрубкам прохода воздуха, был исследован фирмой Porsche AG (Порше) ФРГ на воздухоочистителе производства ВАЗ.

Из отчета Ф. Порше (см. Uorgangs - NF - 631-05/90 от 9.07.90, п. 1, прилагается 4 листа) следует, что при установке фильтрующего элемента таким образом, что поток воздуха, имеющий направление от патрубка неочищенного воздуха к патрубку очищенного воздуха, проходит вдоль линий перегибов фильтрующего материала (там же рис. 1. Приложение 1), мощностные характеристики ДВС лучше (см. там же кривые графиков эффективной мощности (Ne) и крутящего момента (Me) пунктирная линия, приложение 2, рис. 3), чем при установке фильтрующего элемента таким образом, чтобы гофры фильтрующего материала располагались поперек потока воздуха (воздух входит в плоскость гофр) (см. там же рис. 2, приложение 1. На графиках приложения 2, рис. 3 - сплошные линии).

Целью изобретения является повышение мощностных характеристик двигателя за счет уменьшения гидравлического сопротивления воздухоочистителя.

Поставленная цель достигается тем, что в воздухоочистителе, содержащем два полукорпуса с патрубками для прохода неочищенного и очищенного воздуха, между двумя полукорпусами которого помещен фильтрующий элемент для очистки воздуха, имеющий вид параллелепипеда, в основании которого лежит квадрат, фильтрующий элемент содержит фильтрующий материал, согнутый в виде гофрированной ленты, имеющей линии перегибов и уплотнитель, представляющий собой бурт, нанесенный сверху перегибов фильтрующего материала по периметру одной из больших граней параллелепипеда, внутри одного из полукорпусов, на стенке введен по меньшей мере один выступ в виде ребра или стрелки расположенный вдоль преимущественного направления воздуха, от патрубка неочищенного воздуха к патрубку очищенного воздуха, причем длина ребра или стрелки находится в пределах 0,2 - 0,41, где L-длина линии перегиба одной гофры гофрированной ленты фильтрующего материала.

На фиг. 1 изображен воздухоочиститель; на фиг. 2 - сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б, (сверху), на воздухоочиститель на фиг. 1, (верхний полукорпус условно снят).

Воздухоочиститель содержит верхний 1 и нижний 2 полукорпусы, с патрубками прохода, соответственно неочищенного 3 и очищенного 4 воздуха, между полукорпусами 1 и 2 расположен фильтрующий элемент 5, имеющий вид параллелепипеда в основании которого лежит квадрат, с фильтрующим материалом 6, согнутым в виде гофрированной ленты с линиями перегибов 7. Фильтрующий элемент имеет уплотнитель 8 (например из резины), герметизирующий стык полукорпусов 1 и 2. На внутренней поверхности стенки нижнего полукорпуса 2 имеется выступ 9 в виде ребра или стрелки 10, расположенного вдоль преимущественного направления воздуха 11 от патрубка неочищенного 3 в патрубку очищенного 4 воздуха. На внутренней поверхности стенки нижнего полукорпуса 2, в районе выступа 9, введена поясняющая надпись 12 (фиг. 3).

Работает воздухоочиститель следующим образом.

Воздух для работы ДВС поступает в воздухоочиститель через патрубок неочищенного воздуха 3, расположенный в нижнем полукорпусе 2, очищается от твердых частиц, проходя через фильтрующий элемент 5, имеющий вид параллелепипеда, в основании которого лежит квадрат, и очищенный выходит через патрубок очищенного воздуха 4 расположенный в верхнем полукорпусе 1 и поступает в ДВС. Фильтрующий элемент 5 также содержит фильтрующий материал 6 согнутый в виде гофрированной ленты с линиями перегибов 7.

Внутри нижнего полукорпуса 2, на стенке, имеется выступ 9 в виде ребра или стрелки 10, расположенный вдоль преимущественного направления воздуха, от патрубка неочищенного 3 к патрубку очищенного 4 воздуха.

Выступ 9, таким образом, расположен параллельно линиям перегибов 7 фильтрующего материала 6 и входит между двумя соседними гофрами гофрированной ленты. Фильтрующий элемент 5 имеет уплотнитель 8 для герметизации стыка полукорпусов 3 и 4, представляющий собой бурт, (например, из резины) нанесенный сверху перегибов 7 фильтрующего материала 6 по периметру одной из больших граней параллелепипеда. Длина ребра 9 равна 0,2 - 0,4 L, где L - длина линии перегиба 7 одной гофры гофрированной ленты фильтрующего материала 6, выбранная по следующим соображениям.

Длина ребра 7 превышающая 0,4 L увеличит сопротивление прохождению воздуха через фильтрующий элемент 5, так как ребро 7 входит между соседними гофрами гофрированной ленты и загромождает проходное сечение, с другой стороны, длина ребра 7 менее 0,2 L окажется не эффективна, так как в этом случае возможна неправильная установка фильтрующего элемента с повреждением фильтрующей поверхности.

Таким образом, ребро 9 представляет собой ориентир для безусловно правильной, с точки зрения гидравлического сопротивления, установки фильтрующего элемента 5 в корпусе воздухоочистителя, чем и достигается положительный эффект.

Воздухоочиститель предназначен для двигателя внутреннего сгорания. Он содержит верхний 1 и нижний 2 полукорпусы, образующие внутреннюю замкнутую полость со стенками и днищем, с патрубками для прохода неочищенного 3 и очищенного 4 воздуха; между полукорпусами 1 и 2 помещен фильтрующий элемент 5, имеющий вид параллелепипеда, в основании которого лежит квадрат, содержащий фильтрующий материал, согнутый в виде гофрированной ленты с линиями перегибов. На днище введен по меньшей мере один выступ в виде ребра или стрелки, направленный внутрь объема корпуса, сориентированный вдоль преимущественного направления воздуха от патрубка неочищенного к патрубку очищенного воздуха, причем длина ребра или стрелки находится в пределах (0,2-0,4)L где L - длина линии перегиба одной гофры гофрированной ленты. Технический эффект: уменьшение гидравлического сопротивления воздухоочистителя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Воздухоочиститель двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, имеющий внутреннюю замкнутую полость со стенками и днищем, с патрубками для прохода неочищенного и очищенного воздуха, между которыми помещен фильтрующий элемент, имеющий вид параллелепипеда, в основании которого лежит квадрат, содержащий фильтрующий материал, согнутый в виде гофрированной ленты, имеющей линии перегибов, отличающийся тем, что внутри корпуса на днище введен по меньшей мере один выступ в виде ребра или стрелки, направленный внутрь объема корпуса, сориентированный вдоль преимущественного направления воздуха от патрубка неочищенного воздуха к патрубку очищенного воздуха, причем длина ребра или стрелки находится в пределах (0,2 - 0,4)L, где L - длина линии перегиба одной гофры гофрированной ленты фильтрующего материала фильтрующего элемента. 2. Воздухоочиститель по п.1, отличающийся тем, что в районе выступа на днище нанесена поясняющая надпись.