ТЕРМОРЕГУЛЯТОР ВОЗДУШНОГО ПОТОКА СИСТЕМЫ ВПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК F02M31/07 F02D9/10 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам регулирования температуры потока воздуха, поступающего в воздухоочиститель двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС).

Известен терморегулятор воздушного потока ДВС, содержащий корпус с патрубками подогретого, неподогретого и смешанного воздуха и регулирующую заслонку, управляемую термосиловым элементом (патент ФРГ N 2755086, кл. F 02 M 31/06, публ. 1977).

Недостатком известного устройства является интенсивный шум (звон), возникающий в патрубках подогретого или неподогретого воздуха при положении регулирующей заслонки, перекрывающей тот или другой патрубок на режиме полной нагрузки двигателя из-за возникновения вихревого звука в узкой щели между колеблющейся заслонкой и ее седлом.

В качестве прототипа выбран терморегулятор воздушного потока системы впуска ДВС (авт. св. СССР N 1049678, кл. F 02 M 31/07, 1983), содержащий корпус с патрубками подогретого, неподогретого и смешанного воздуха и регулирующую заслонку. С целью снижения уровня шума в регулирующей заслонке выполнено по меньшей мере одно калиброванное отверстие, площадь которого составляет 0,005-0,04 от суммарной площади поперечного сечения патрубков подогретого и неподогретого воздуха. При крайних положениях заслонки, когда между ее седлом и корпусом образуется щель, через отверстия происходит выравнивание полей давления в полостях по обеим сторонам регулирующей заслонки, что уменьшает ее вибровозбудимость и снижает уровень шума.

Такой технический прием (выполнение в заслонке калиброванных отверстий) позволяет в значительной степени улучшить акустические качества терморегулятора, однако наличие сквозных отверстий в заслонке несколько ухудшает прямое функциональное назначение терморегулятора, а именно четко отслеживать оптимальную температуру впускного воздуха, поскольку через эти отверстия при полностью перекрытом патрубке подвода подогретого воздуха (что имеет место, например, летом, в жаркую погоду) в патрубок смешанного воздуха частично попадает подогретый воздух, что уменьшает в это время плотность заряда горячей смеси и отрицательно сказывается на мощностных показателях двигателя.

Цель изобретения - повышение функциональных возможностей при обеспечении высоких акустических качеств.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном терморегуляторе воздушного потока системы впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с патрубками подогретого, неподогретого и смешанного воздуха и регулирующую заслонку, свободные торцы последней, по всему периметру, облицованы пористым газопроницаемым вибродемпфирующим материалом (ПВДМ), при этом места контакта корпуса с торцами заслонки также облицованы пористым газопроницаемым вибродемпфирующим материалом. Для повышения акустических качеств внутренние поверхности корпуса облицованы звукопоглощающим материалом (ЗПМ).

При таком конструктивном исполнении заслонка плотно перекрывает патрубки подогретого или неподогретого воздуха (в зависимости от температурного состояния окружающей среды), а наличие на ее торцах по всему П-образному периметру контактной поверхности из газопроницаемого ПВДМ исключает генерирование торцами заслонки высокочастотного звука в момент приоткрытия соответствующего патрубка (образования между торцом заслонки и ее седлом на корпусе щели). Ввиду пористости и газопроницаемости торцов это ослабляет срыв потока и вихреобразование в зоне кромок. Кроме того, внутренняя футеровка корпуса ЗПМ придает ему функцию более эффективного камерного глушителя шума, возбуждаемого низшими собственными резонансными формами колебаний столба воздуха, заключенного в полостях патрубков, подключенных к корпусу воздухоочистителя.

На фиг. 1 показан терморегулятор воздушного потока системы впуска ДВС; на фиг. 2 - вид по А-А на заслонку; на фиг. 3 и 4 в сечении Б-Б показаны варианты конструктивного исполнения заслонки; на фиг. 5 показан возможный вариант контакта отфланцовки заслонки с седлом.

Терморегулятор воздушного потока системы впуска ДВС содержит корпус 1 с патрубками подогретого 2, неподогретого 3 и смешанного 4 воздуха и консольно закрепленную в корпусе 1 на оси 5 регулирующую заслонку 6. Свободные торцы заслонки 6 по всему свободному периметру облицованы пористым газопроницаемым вибродемпфирующим материалом 7. Места контакта (седла) корпуса 1 с торцами заслонки 6 облицованы пористым газопроницаемым вибродемпфирующим материалом 8. Внутренняя поверхность корпуса 1 облицована звукопоглощающим материалом 9. Дополнительно на фиг. 1 показан фрагмент корпуса 10 воздухоочистителя, внутри которого размещен фильтрующий элемент 11.

В качестве газопроницаемого ПВДМ могут быть применены пористый сетчатый материал, металлорезина и др. аналогичные по своим физико-механическим свойствам материалы.

В качестве ЗПМ может применяться огнестойкий пенопласт, открытоячеистый пенополиуретан, формованный волокнистый материал (нетканое волокно, базальтовое супертонкое волокно со связующим) и др. аналогичные материалы.

Работает терморегулятор обычным образом.

При промежуточном положении регулирующей заслонки 6 воздух из окружающей среды поступает через патрубки 2 и 3 соответственно подогретого и неподогретого воздуха, смешивается в заданном заслонкой 6 соотношении и по патрубку 4 смешанного воздуха поступает в воздухоочиститель 10.

Когда регулирующая заслонка 6 занимает крайние положения так, что между ней и ее седлом (местом контакта) 8 образуется щель, то в силу того, что по всему периметру газонепроницаемая заслонка 6 облицована газопроницаемым ПВДМ 7, не происходит возбуждения ее торцов (и их кромок), срыва потока и вихреобразования в зоне торцев, что и сводит к минимуму возникновение высокочастотного кромочного свиста. Возможные варианты отфланцовки кромок заслонки 6 газопроницаемым ПВДМ 7 показаны на фиг. 3 и 4.

Кроме того, предлагается дополнительно облицевать внутреннюю поверхность корпуса 1 ЗПМ 9. Такой корпус начинает выполнять функцию эффективного камерного глушителя низко- и среднечастотного шума, обусловленного возбуждением излучения в воздушных объемах патрубков 2, 3 и 4, особенно на низших собственных резонансных формах колебаний этого объема воздуха. Звукопоглощающая способность ЗПМ 9 для конкретных условий подбирается в зависимости от его толщины, плотности и частоты падающих на него звуковых волн.

При полном закрытии заслонки 6 (полная выборка щели) происходит плотное перекрытие одного из патрубков 2 или 3. При этом, если закрыт патрубок 3 (низкая температура, холодный двигатель), то улучшается процесс запуска двигателя и ускоряется его прогрев из-за отсутствия подсоса из патрубка 3 холодного воздуха (что имеет место в прототипе). Если закрыт патрубок 2 (высокая температура забортного воздуха, горячий двигатель), то через патрубок 2 не происходит подсоса горячего воздуха (что имеет место в прототипе), а значит улучшается пуск горячего двигателя и повышается плотность заряда горючей смеси.

Терморегулятор воздушного потока системы впуска двигателя внутреннего сгорания предназначен для двигателей транспортных средств. Терморегулятор содержит корпус (1) с патрубками (2), (3) и (4) соответственно подогретого, неподогретого и смешанного воздуха и регулирующую заслонку (6). Свободные торцы заслонки (6) по всему ее свободному периметру облицованы пористым вибродемпфирующим материалом. Места контакта корпуса (1) с торцами заслонки (6) облицованы пористым газопроницаемым вибродемфирующим материалом (8). Внутренняя поверхность корпуса (1) облицована звукопоглощающим материалом (9), что повышает функциональные возможности и обеспечивает высокие акустические качества. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Терморегулятор воздушного потока системы впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с патрубками подогретого, неподогретого и смешанного воздуха и регулирующую заслонку, отличающийся тем, что свободные торцы заслонки по всему периметру облицованы пористым газопроницаемым вибродемпфирующим материалом, при этом места контакта корпуса с торцами заслонки также облицованы пористым газопроницаемым вибродемпфирующим материалом. 2. Терморегулятор по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса облицована звукопоглощающим материалом.