ВОЗДУХОЗАБОРНИК ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1999 года по МПК F02M35/22 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания.

Известен воздухозаборник для двигателя внутреннего сгорания, включающий крышку в виде стакана, установленную на воздушном патрубке и имеющий инерционные элементы (Егоров И.М. Очистка воздуха, горючего, масла, Москва, Военное издательство Минобороны СССР, 1962, с. 1-21). При прохождении воздуха между инерционными элементами за счет локального изменения направления воздушных потоков происходит отсев твердых частиц.

Однако в данном случае эффективность отсева твердых частиц в проходящем воздухе крайне низка.

Также известен воздухозаборник для двигателя внутреннего сгорания, включающий крышку в виде стакана, установленную на воздушном патрубке и имеющий инерционные элементы, причем данные инерционные элементы выполнены в виде направляющих поверхностей (заявка DE N 2854866 A1, кл. F 02 M 35/02, опубл. 05.07.79). В данном случае отсев твердых частиц также недостаточен.

Наиболее близким к заявленному является воздухозаборник для двигателя внутреннего сгорания, включающий тарельчатое основание, по периметру которого расположен воздухозаборный элемент, а над ним размещена крышка в виде стакана, при этом основание установлено на воздушном патрубке соосно с последним, а между этим патрубком и крышкой размещен инерционный аппарат (авторское свидетельство СССР N 1592557, кл. F 02 M 35/02, опубл. 15.09.90).

Однако в данном случае конструкция сложна и недостаточно эффективна при первичной очистке воздуха и, кроме того, не позволяет осуществлять очистку воздуха от находящейся в нем влаги.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности работы воздухозаборника за счет повышения качества первичной очистки воздуха, как от пыли, так и от влаги, с одновременным упрощением конструкции воздухозаборника.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном наиболее близком техническом решении инерционный аппарат выполнен в виде по крайней мере двух конусных поверхностей, укрепленных последовательно на воздушном патрубке и/или тарельчатом основании, причем каждая из данных конусных поверхностей перекрывает в месте ее расположения 0,2-0,6 ширины воздушного прохода между крышкой и воздушным патрубком, при этом в любой секущей плоскости, проходящей через ось воздушного патрубка угол между сечением любой упомянутой конусной поверхности и упомянутой осью воздушного патрубка, направленной в сторону крышки, составляет 30-60 градусов, причем конусная поверхность, расположенная ближе остальных поверхностей ко входу воздушного патрубка выполнена из влагопоглощающего материала, при этом в месте контакта всех конусных поверхностей с воздушным патрубком, кроме последней поверхности, наиболее удаленной, от входа воздушного патрубка, выполнены отверстия для отвода воды.

При этом воздухозаборный элемент может быть выполнен в виде по крайней мере одного сетчатого элемента и/или в виде волокнистого фильтрующего элемента.

Кроме того, последняя упомянутая конусная поверхность может быть снабжена гидролинией с запорной арматурой.

Причем на воздушном патрубке могут быть выполнены продольные направляющие, которые совмещены с отверстиями для отвода воды.

При этом конусные поверхности могут быть выполнены съемными.

Поиск, проведенный по научно-техническим источникам информации показал, что заявленная совокупность неизвестна, т.е. она соответствует условию патентоспособности изобретения "новизна". Поскольку конструкция воздухозаборника состоит из известных элементов, то заявленное соответствует условию - "промышленная применимость". А так как заявленный технический результат реализуется неявным для специалиста образом, поскольку ряд признаков получен именно опытным путем, то заявленное соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На чертеже схематично представлен в разрезе воздухозаборник для двигателя внутреннего сгорания.

Воздухозаборник для двигателя внутреннего сгорания включает тарельчатое основание 1, по периметру которого расположен воздухозаборный элемент 2, а над ним размещена крышка 3 в виде стакана конического или цилиндрического типа, при этом основание 1 установлено на воздушном патрубке 4 соосно с последним, а между этим патрубком 4 и крышкой 3 размещен инерционный аппарат, выполненный в виде по крайней мере двух конусных поверхностей 5, укрепленных на воздушном патрубке 4 и/или тарельчатом основании 1. Данная конусная поверхность 5, одна или каждая из них, перекрывает в месте ее расположения 0,2-0,6 ширины изначального воздушного прохода 6, т.е. воздушного прохода без наличия поверхности 5 между крышкой 3 и воздушным патрубком 4, при этом данное расстояние 6 соответствует кратчайшему расстоянию, измеренному между боковыми поверхностями крышки 3 и патрубка 4 в любой секущей плоскости, проходящей через ось 7 воздушного патрубка 4, причем данное расстояние должно пересекать крайнюю свободную точку сечения устанавливаемой впоследствии в данном месте конусной поверхности 5, а угол между вышеуказанным сечением вышеуказанной плоскостью упомянутой конусной поверхности 5 и упомянутой осью 7 воздушного патрубка 4, направленной в сторону крышки 3, составляет 30-60 градусов. При этом воздухозаборный элемент 2 может быть выполнен в виде по крайней мере одного сетчатого элемента и/или в виде волокнистого фильтрующего элемента, т.е. сетчатый элемент (например, металлическая сетка или набор сеток, расположенных по периметру тарельчатого элемента, как это показано на чертеже) может использоваться совместно с фильтрующим элементом (например, пористым с заданным диаметром пор, волокнистым, выполненным из свалянных ниток, волокон и т.д.), а также может использоваться какой-либо один из этих элементов, либо сетчатый, либо фильтрующий, либо несколько сетчатых или несколько фильтрующих, расположенных коаксиально в данной конструкции. При этом по крайней мере одна конусная поверхность 5 может быть выполнена в виде направителя воздушного потока, что легко реализовать посредством гофрирования поверхности 5. Следует отметить, что целесообразно выполнять конусные поверхности 5 съемными. Конусная поверхность 5, расположенная ближе остальных ко входу воздушного патрубка 4 выполнена из влагопоглощающего материала 8, при этом в месте контакта всех конусных поверхностей 5 с воздушным патрубком 4, кроме последней поверхности 5, наиболее удаленной от входа воздушного патрубка 4, выполнены отверстия для отвода воды (не показаны). Последняя упомянутая конусная поверхность 5 может быть снабжена гидролинией 9 с запорной арматурой 10, а на воздушном патрубке 4 могут быть выполнены продольные направляющие, (не показаны), которые совмещены с упомянутыми отверстиями для отвода воды.

Воздухозаборник работает следующим образом. При расположении конусных поверхностей 5 на патрубке 4 их предварительно устанавливают на них, после чего укрепляют воздухозаборник на этом патрубке 4, надевая на него тарельчатое основание 1, которое может быть выполнено таким образом, как это показано на чертеже, т.е. с выпуклой средней частью, но может быть выполнено полностью плоским в виде диска, иметь крепежные элементы для сочленения с патрубком 4 /не показаны/, удерживающих основание 1 на патрубке за счет трения, крепежных болтов и т.д. При расположении поверхностей 5 на основании 1 воздухозаборник надевают на патрубок 4 и фиксируют его положение. При проходе загрязненного внешними примесями /например, песком/ воздуха через воздухозаборный элемент 2 наиболее крупные частицы непосредственно отфильтровываются при прохождении через сетку или сетки, волокна и т.д. этого элемента 2, но мелкие частицы пыли все-таки проходят далее. Однако наличие поверхностей 5 дает возможность турбулизировать воздушный поток и при необходимости закрутить его вследствие наличия гофр у поверхностей 5. Мелкие прошедшие через элемент 2 частицы при этом теряют скорость и попадают на поверхность либо основания 1, либо в карман, образованный поверхностью 5 и патрубком 4. При наличия влаги в воздухе последняя поглощается поверхностью 5 из материала 8, установленной наиболее близко ко входу воздушного патрубка 4. Следует отметить, что при наличии ряда поверхностей 5 их поверхность также может быть покрыта влагопоглощающим материалом 8 (кроме наиболее удаленной от входа в патрубок 4 поверхности 5). Очищенный от твердых и жидкостных включений воздух проходит далее к двигателю по патрубку 4. Влага, скопившаяся на поверхности 5 из материала 8 через отверстия поступает к направляющим последовательно вниз до самой удаленной от входа в воздушный патрубок 4 поверхности 5, откуда она может быть удалена при съеме его вместе с крышкой 3 или съеме всего воздухозаборника или при открытии запорной арматуры 10 по гидролинии 9 выполненной, например в виде трубочки или в виде канала, расположенного в основании 1.

Эксперименты, проведенные по определению геометрических параметров составляющих данной конструкции показали, что в любой секущей плоскости, проходящей через ось 7 воздушного патрубка 4 угол между сечением упомянутой конусной поверхности 5 и упомянутой осью 7 воздушного патрубка 4, направленной в сторону крышки 3 /как это показано на чертеже/, должен составлять 30-60 градусов. При уменьшении и при увеличении величины этого угла за указанные пределы имеет место недостаточное пылеотделение, особенно самых мелких частиц /выход за допустимые пределы пылеотделения, обусловленные общепринятыми нормативами/. Наряду с этим, каждая из конусных поверхностей 5, укрепленных на воздушном патрубке 4 или тарельчатом основании 1, должна перекрывать в месте ее расположения 0,2-0,6 ширины воздушного прохода 6 между крышкой 3 и воздушным патрубком 4, при этом ширину изначального воздушного прохода 6 определяют как это указано выше и показано на чертеже позицией 6. При выходе геометрических размеров поверхности 5 за указанные пределы будет иметь место недостаточная турбулизация воздушного потока, что приведет к недостаточному пылеосаждению или повышенное воздушное сопротивление данному потоку, что также снижает турбулизацию и повышает требования к системам всасывания воздуха.

Применение данного изобретения позволяет с малыми затратами и высокоэффективно осуществлять его эксплуатацию при высоком качестве первичной очистки воздуха как от твердых включений, так и от влаги.

Изобретение может быть использовано для очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы воздухозаборника за счет повышения качества первичной очистки воздуха с одновременным упрощением конструкции воздухозаборника. Он включает тарельчатое основание, по периметру которо- го расположен воздухозаборный элемент, а над ним размещена крышка в виде стакана. Основание установлено на воздушном патрубке соосно с последним, а между этим патрубком и крышкой размещен инерционный аппарат, выполненный в виде по крайней мере двух конусных поверхностей, укрепленных на воздушном патрубке и/или тарельчатом основании. Любая конусная поверхность перекрывает в месте ее расположения 0,2-0,6 ширины воздушного прохода между крышкой и воздушным патрубком. В любой секущей плоскости, проходящей через ось воздушного патрубка, угол между сечением упомянутой конусной поверхности и упомянутой осью воздушного патрубка, направленной в сторону крышки, составляет 30-60^o. Конусная поверхность, расположенная ближе ко входу воздушного патрубка выполнена из влагопоглощающего материала и имеет отверстия для стока воды. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Воздухозаборник для двигателя внутреннего сгорания, включающий тарельчатое основание, по периметру которого расположен воздухозаборный элемент, а над ним размещена крышка в виде стакана, при этом основание установлено на воздушном патрубке соосно с последним, а между этим патрубком и крышкой размещен инерционный аппарат, отличающийся тем, что инерционный аппарат выполнен в виде по крайней мере двух конусных поверхностей, укрепленных последовательно на воздушном и/или тарельчатом основании, причем каждая из данных конусных поверхностей перекрывает в месте ее расположения 0,2 - 0,6 ширины воздушного прохода между крышкой и воздушным патрубком, при этом в любой секущей плоскости, проходящей через ось воздушного патрубка, угол между сечением любой упомянутой конусной поверхности и упомянутой осью воздушного патрубка, направленной в сторону крышки, составляет 30 - 60^o, причем конусная поверхность, расположенная ближе остальных поверхностей ко входу воздушного патрубка, выполнена из влагопоглощающего материала, при этом в месте контакта всех конусных поверхностей с воздушным патрубком, кроме последней поверхности, наиболее удаленной от входа воздушного патрубка, выполнены отверстия для отвода воды. 2. Воздухозаборник по п.1, отличающийся тем, что воздухозаборный элемент выполнен в виде по крайней мере одного сетчатого элемента и/или в виде волокнистого фильтрующего элемента. 3. Воздухозаборник по п.1, отличающийся тем, что последняя упомянутая конусная поверхность снабжена гидролинией с запорной арматурой. 4. Воздухозаборник по п.1, отличающийся тем, что на воздушном патрубке выполнены продольные направляющие, которые совмещены с отверстиями для отвода воды. 5. Воздухозаборник по п.1, отличающийся тем, что конусные поверхности выполнены съемными.