ВПУСКНОЙ ВОЗДУШНЫЙ КАНАЛ СО СКОЛЬЗЯЩЕЙ КРЫШКОЙ Российский патент 2018 года по МПК F02M35/02 F02M35/10 

Область техники, которой относится изобретение

Изобретение относится к каналу впуска воздуха в двигатель внутреннего сгорания автотранспортного средства.

В частности, изобретение относится к устройству фильтрации снега в таком впускном воздушном канале.

Изобретение относится также к двигателям и автотранспортным средствам, оснащенным такими впускными воздушными каналами.

Уровень техники

Автотранспортные средства, оборудованные двигателем внутреннего сгорания, требуют подачи воздуха для своей нормальной работы. Как известно, воздух поступает от передней стороны автотранспортного средства, затем проходит через впускной канал в воздушный фильтр, затем в двигатель.

В холодных странах, таких как Россия, и в зимнее время года часто происходят снегопады, и дороги оказываются заснеженными. Поэтому воздух может смешиваться с частицами снега, находящимися вокруг автотранспортного средства во время его движения. При этом воздух, поступающий в указанный канал, может содержать снег, который может значительно снизить КПД двигателя и также может мешать запуску указанных двигателей в холодном состоянии. Это может также повлиять на работу системы кондиционирования.

Действительно, в этих странах во время снежных зим снег всасывается вместе с воздухом во впускной канал, что приводит к уменьшению расхода воздуха, поступающего в двигатель и, следовательно, к значительному снижению КПД указанного двигателя.

Другим недостатком скапливания снега во впускном канале является то, что, поскольку указанный канал находится близко от двигателя и, следовательно, подвержен влиянию температуры двигателя, то во время работы двигателя скапливающийся снег тает, и его необходимо удалять. Если жидкость в результате таяния снега остается в канале, то при выключенном двигателе в холодное время она замерзает и закупоривает часть проходного сечения воздушного канала, что отрицательно сказывается на холодных запусках транспортного средства.

В документе FR 2985784 раскрыта воздухозаборная система для питания двигателя внутреннего сгорания, содержащая канал, расположенный горизонтально и содержащий воздухозаборное отверстие, отверстие впуска в двигатель и выпускное отверстие, управляемое клапаном, перемещающимся между открытым положением и закрытым положением. Указанный клапан выполнен с возможностью обеспечения открытого положения под действием давления текучей среды, поступающей в канал во время движения транспортного средства. Таким образом, во время движения воздух, смешивающийся со снегом, может проникнуть через выпускное отверстие и помешать работе двигателя.

Другим недостатком является габаритный размер моторного отсека, который затрудняет размещение устройств, направляющих воздух, а также создает проблему доступности к устройствам транспортного средства, в частности, к расходным элементам, например, таким как лампы фар. Действительно, необходимо иметь возможность легкой замены перегоревших ламп фар, не демонтируя все или часть устройства.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит в устранении этих недостатков, и его объектом является впускное воздушное устройство для двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства, выполненное с возможностью фильтрации и удаления снега, попадающего в указанное устройство и содержащее легко демонтируемые элементы. Указанное устройство является также легким и недорогим в изготовлении.

В частности, объект изобретения характеризуется тем, что устройство впуска воздуха содержит впускной канал, содержащий:

- отделительный элемент, предназначенный для разделения снега и подаваемого воздуха,

- впускной элемент, расположенный на выходе отделительного элемента в направлении воздушного потока и предназначенный для соединения впускного канала с воздушным контуром двигателя,

при этом, согласно изобретению, впускной элемент содержит крышку, выполненную с возможностью крепления на основании при помощи средств быстрой блокировки.

Предпочтительно каждый из элементов впускного воздушного канала выполняет свою собственную функцию во время впуска воздуха в воздушный контур транспортного средства, при этом каждую функцию оптимизируют отдельно. Изготовление является простым и недорогим. Впускной элемент содержит крышку, которая крепится на основании, закрепленном на элементе транспортного средства при помощи точек крепления, выполненных в указанном основании.

Средства быстрой блокировки впускного элемента обеспечивают легкий монтаж и демонтаж крышки впускного элемента и позволяют высвободить большое пространство для быстрого и легкого доступа к расходным элементам транспортного средства, таким как лампы фар.

Согласно другим отличительным признакам изобретения:

- крышка выполнена с возможностью перемещения скольжением на основании перед своей блокировкой на указанном основании или после своей разблокировки на указанном основании.

Предпочтительно перемещение скольжением крышки на основании требует небольшого пространства и обеспечивает, таким образом, легкую блокировку указанной крышки на основании, а после разблокировки от указанного основания - легкий демонтаж крышки.

- основание и крышка соединены таким образом, что образуют вытянутую накопительную камеру, расположенную по существ перпендикулярно к плоскости транспортного средства.

Предпочтительно форма накопительной камеры и ее вертикальное расположение перпендикулярно к плоскости транспортного средства способствуют тому, что указанная камера не забивается при возможном попадании снега. Действительно, снег или вода, попадающая на стенки накопительной камеры, стекает под действием силы тяжести в отделительную камеру, соединенную с накопительной камерой и расположенную снизу накопительной камеры. При этом объем воздуха, содержащийся в камере, обеспечивает запуски в холодную погоду и впоследствии таяние снега во впускном канале.

- объем накопительной камеры превышает 1,5 литра.

Предпочтительно объем воздуха обеспечивает запуски двигателя в холодную погоду.

- впускной канал содержит воздухозаборный элемент, расположенный на входе отделительного элемента и содержащий часть, по существу перпендикулярную к плоскости транспортного средства и предназначенную для подготовки разделения между снегом и поступающим воздухом.

Предпочтительно часть воздухозаборного элемента, по существу перпендикулярная к плоскости транспортного средства, образованной продольной осью, соединяющей перед и зад транспортного средства, и поперечной осью, по существу параллельной колесным осям транспортного средства, направляет воздух по существу в вертикальном направлении сверху вниз, что позволяет подготовить отделение частиц снега от воздуха, поскольку указанные частицы являются более тяжелыми, чем воздух.

- отделительный элемент содержит вытянутую часть, окружающую отделительную камеру и предназначенную для установки параллельно плоскости транспортного средства.

Предпочтительно отделительный элемент содержит вытянутую часть, по существу параллельную плоскости транспортного средства после установки устройства в моторном отсеке, для обеспечения более эффективного разделения снега и воздуха. Действительно, скорость воздушного потока с частицами снега является относительно низкой, и снег под действием собственного веса падает и отделяется от подаваемого воздуха.

- основание выполнено от вытянутой части отделительного элемента перпендикулярно к указанной вытянутой части и к плоскости транспортного средства.

Предпочтительно основание является частью отделительного элемента и закреплено на элементе стенки двигателя, что позволяет крепить отделительный элемент в нескольких точках на элементе стенки двигателя, а также обеспечивает простое соединение между отделительным элементом и впускным элементом. Действительно, крышка впускного элемента просто блокируется на указанном основании.

- отделительный элемент содержит сливной люк, предназначенный для удаления снега и выполненный с возможностью перемещения между герметичным закрытым положением и открытым положением, обеспечивающим удаление жидкости, скопившейся в отделительной камере, при этом его открыванием/закрыванием управляет упругое средство.

Предпочтительно сливной люк обеспечивает удаление снега из впускного канала. Действительно, снег может превращаться в воду под действием исходящего от двигателя тепла и вытекать через люк наружу канала.

Упругое средство обеспечивает автоматическое закрывание после открывания люка для удаления снега. Упругое средство удерживает люк в закрытом положении при нормальной работе, чтобы подаваемый воздух проходил через впускной канал.

- упругое средство выполнено с возможностью открывания сливного люка при превышении порога давления в отделительном элементе.

Предпочтительно упругое средство удерживает люк в закрытом положении при нормальной работе, что обеспечивает прохождение подаваемого воздуха от воздухозаборного элемента до впускного отверстия. Затем, если отделительный элемент впускного канала по существу закупорен скопившимся и тающим снегом и уровень воды в результате этого таяния снега находится выше порога, соответствующего срабатыванию упругого средства, упругое средство обеспечивает открывание люка, что позволяет удалить снег, находящийся в отделительном элементе.

- воздухозаборный, отделительный и впускной элементы герметично соединены друг с другом.

Предпочтительно все три элемента можно изготовить раздельно, и, следовательно, они являются недорогими.

Краткое описание чертежей

Другие задачи и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве примера выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:

На фиг. 1 схематично показан впускной воздушный канал, состоящий из трех элементов;

на фиг. 2 показан впускной воздушный канал с показом циркуляции воздуха, вид в разрезе;

на фиг. 3 схематично показан воздухозаборный элемент впускного воздушного канала;

на фиг. 4 схематично показан отделительный элемент впускного воздушного канала;

на фиг. 5 схематично показан впускной элемент впускного воздушного канала;

на фиг. 6 схематично показан впускной элемент с камерой.

Осуществление изобретения

Нижеследующее описание приведено со ссылкой на плоскость транспортного средства, образованную продольной осью, соединяющей переднюю часть и заднюю часть транспортного средства, и поперечной осью, параллельной колесным осям транспортного средства.

Для облегчения понимания изобретения одинаковые элементы на разных фигурах имеют одинаковые обозначения.

Заявленное устройство 1 предназначено для установки в моторном отсеке автотранспортного средства предпочтительно вблизи двигателя.

Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 1 и 2, впускное воздушное устройство 1 содержит впускной воздушный канал 2, содержащий три элемента: первый воздухозаборный элемент 10, второй отделительный элемент 20 и третий элемент 30 впуска в воздушный контур двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства (не показаны).

Как показано на фиг. 3, воздухозаборный элемент 10 является по существу трубчатым и имеет предпочтительно прямоугольное проходное воздушное сечение. Воздухозаборный элемент содержит отверстие 14, защищенное средством 11 фильтрации и предпочтительно направленное к передней стороне транспортного средства. Таким образом, во время перемещения транспортного средства передним ходом воздух может заходить в указанное отверстие 14 и направляться в воздушный контур двигателя через отверстие 24. Средство фильтрации может представлять собой, как показано на фиг. 3, решетку, содержащую перемычки, препятствующие попаданию по существу объемных предметов во впускной канал.

Воздухозаборный элемент 10 содержит удлиненную или вытянутую часть 12, расположенную перпендикулярно к плоскости транспортного средства, то есть вертикально, после установки устройства в моторном отсеке транспортного средства. Таким образом, указанная вытянутая часть 12 направляет свежий воздух сверху вниз, и в зависимости от разности плотности между снегом и воздухом разность уровней позволяет подготовить отделение частиц снега от впускаемого воздуха. Разность уровней составляет около 10 см. Предпочтительно вытянутая часть 12 продолжена конечной частью 13, по существу перпендикулярной к оси указанной вытянутой части и выполненной с возможностью соединения с отделительным элементом 20.

Как показано на фиг. 4, отделительный элемент 20 содержит удлиненную или вытянутую часть 21, окружающую отделительную камеру 21с, расположенную по существу параллельно плоскости транспортного средства, когда устройство установлено в моторном отсеке указанного транспортного средства. Длина этой вытянутой части 21 составляет около 20 см. Указанная вытянутая часть 21 содержит на своем выходном конце 28b, противоположном концу 28а, соединенному с воздухозаборным элементом 10, сливное отверстие или сливной люк 22, управляемый подвижным клапаном 28с для обеспечения открывания или закрывания люка 22. Предпочтительно клапан является подвижным и выполнен с возможностью поворота вокруг оси, поперечной к оси вытянутой части, и управляется упругим средством 29, выполненным с возможностью удержания клапана 28с в закрытом положении при нормальной работе, чтобы избегать потерь напора и давления в потоке подаваемого воздуха. Таким образом, во время нормальной работы подаваемый воздух следует по пути от отверстия 14 воздухозаборного элемента 10 до отверстия 24, соединенного с воздушным контуром двигателя, проходя при этом через отделительный элемент 20 для удаления частиц снега. Упругое средство 29 обеспечивает поворот указанного клапана 28с, который приводит к установлению сообщения между отделительной камерой 21с и наружным пространством, начиная от определенного порога давления. Этот порог давления учитывает, например, уровень воды, получаемой при таянии снега, который составляет около 10 мм. Действительно, снег, попавший и скопившийся в отделительной камере 21с, нагреваемой двигателем во время работы, превращается в воду, и указанная накопившаяся масса воды давит на стенку клапана. Сверх предела усилия порядка 0,03 Н, соответствующего пороговому уровню скопившейся воды порядка 10 мм, упругое средство 29 обеспечивает поворот клапана в положение открывания для слива этой скопившейся воды.

Отделительный элемент 20 содержит конечную часть на выходном конце вытянутой части 21, которая предпочтительно продолжена перпендикулярно к оси вытянутой части 21 основанием 23, выполненным с возможностью соединения с впускным элементом 30. Указанное основание 23 отделительного элемента содержит по существу плоскую стенку, выполненную с возможностью крепления на элементе транспортного средства. Действительно, указанное основание содержит крепежные отверстия 27, предназначенные для прохождения через них крепежных винтов, которые затем заходят в крепежные отверстия в элементе транспортного средства (не показаны). Указанное основание 23 содержит отверстие 24, сообщающееся с впускным воздушным контуром двигателя (не показан). Указанное основание 23 расположено перпендикулярно к оси отделительной камеры 21 отделительного элемента, а также к плоскости транспортного средства, и предпочтительно по контуру указанного основания расположена аэравлическая прокладка (не показана).

Как показано на фиг. 5 и 6, впускной элемент 30 содержит крышку 31 в виде по существу вытянутого или удлиненного кожуха. Контур 34 этой крышки соответствует по форме контуру основания 23 отделительного элемента 20. В рабочем положении, то есть когда крышка 31 опирается на основание 23 своим соответствующим по форме контуром, аэравлическая прокладка оказывается сплющенной, чтобы избегать любых утечек воздуха. При этом крышка 31 и указанное основание 23 окружают накопительную камеру 25, которая обеспечивает, с одной стороны, регулярное добавление воздуха для работы двигателя и, с другой стороны, позволяет предупредить любой риск закупоривания проходного воздушного сечения скопившимся снегом или водой, или льдом, что позволяет повысить надежность запусков в холодном состоянии.

Крышка 31 содержит средства быстрой блокировки/разблокировки крышки 31 в положении опоры на основание 23. Указанные средства представляют собой, например, упругие крючки (не показаны), закрепленные одним концом на крышке 31 и удерживающие вторым концом в зацеплении контур основания 23.

Эти средства могут быть также выполнены, как показано на фиг. 4-6, в виде скользящей системы крепления. Основание 23 отделительного элемента 20 содержит по своему контуру первые проушины 25 с отверстиями, расположенные по существу перпендикулярно к плоскости основания, и вторые проушины 26 тоже с отверстиями, выполненные от части контура основания параллельно плоскости основания. Крышка 31 впускного элемента 30 содержит выступы 32, 33 на уровне своего контура 34, предназначенные для прохождения через отверстия первых и вторых проушин 25, 26. Для крепления крышки на указанном основании крышку перемещают скольжением на небольшом расстоянии вдоль оси, поперечной к оси вытянутой крышки. Первые выступы 32 проходят через отверстия первых проушин 25, и затем вторые выступы 33 заходят в отверстия вторых проушин 26, обеспечивая блокировку крышки 31 на основании 23. Для отсоединения крышки от основания необходимо нажать на вторые проушины 26, чтобы высвободить вторые выступы 33, затем переместить скольжением крышку в направлении, обратном направлению ее крепления.

Объем накопительной камеры 35 составляет около 2 литров и предпочтительно превышает 1,5 литра для обеспечения подачи воздуха в двигатель для оптимальной работы этого двигателя, в частности, во время холодных запусков. Вытянутая форма крышки, окружающей накопительную камеру, и расположение впускного элемента перпендикулярно к плоскости транспортного средства после установки на транспортном средстве позволяют избегать скапливания снега или замерзшей воды на стенках, что могло бы отрицательно сказаться на работе двигателя. Вода стекает под действием силы тяжести в отделительную камеру 21с и затем удаляется наружу этой камеры при достижении порогового уровня воды. Объем камеры рассчитан для обеспечения по меньшей мере холодных запусков без сбоев, связанных с накапливанием снега. Кроме того, указанный объем определяют путем вычислений и испытаний для получения оптимальной работы двигателя.

Все три элемента 10, 20, 30 последовательно соединены друг с другом герметично, например, при помощи аэравлических прокладок (не показаны), расположенных на уровне соединительных частей. Воздухозаборный элемент 10 сажают в отделительный элемент 20. Отделительный элемент 20 крепят на элементе транспортного средства. Затем крышку 31 впускного элемента 30 блокируют на основании 23 отделительного элемента 20.

Устройство 1 расположено в моторном отсеке вблизи двигателя, при этом предпочтительно воздухозаборная решетка 11 воздухозаборного элемента 10 обращена в переднем направлении транспортного средства.

Воздухозаборный элемент 10, а также отделительный элемент 20 могут состоять из двух взаимодополняющих деталей, и указанные детали, а также крышка 31 впускного элемента 30 предпочтительно выполнены посредством литья из пластического материала.

Во время запуска двигателя воздух, содержащийся в накопительной камере 35, всасывается во впускной воздушный контур двигателя через отверстие 24. Это обеспечивает потребности в воздухе для запусков в холодную погоду.

Затем, во время движения транспортного средства снег, смешивающийся с воздухом, может попасть в воздухозаборный элемент, проходя через отверстие 14, защищенное решеткой 11 от по существу объемных предметов. Смесь воздух-снег поступает в по существу вертикальную вытянутую часть 12 воздухозаборного элемента 10, затем в отделительный элемент 10. Изменение направления потока между воздухозаборным элементом 10 и отделительным элементом 20 приводит к принудительному разделению между воздухом и снегом, который затем оседает на элементе стенки отделительного элемента. После этого очищенный от снега воздух поднимается в накопительную камеру 35 и поступает во впускной воздушный контур двигателя. На стенках указанной накопительной камеры 35 может появиться вода, которая стекает под действием силы тяжести в отделительную камеру 21. В указанной отделительной камере накопившийся снег превращается в воду под действием производимого двигателем тепла. При превышении порогового уровня воды, соответствующего порогу срабатывания упругого средства 29, управляющего сливным люком, указанное упругое средство обеспечивает открывание клапана 28с для слива скопившейся воды наружу.

Во время технических операций вокруг двигателя, например, для замены лампы фары, крышку 31 впускного элемента 30 можно очень просто отсоединить от основания 23 и снять, чтобы высвободить большое пространство доступа. Отделительный элемент 20 расположен также ниже, чем необходимые для доступа элементы фары или кузова. Воздухозаборный элемент может быть смещен относительно оси отделительного элемента, и отверстие 14 не перекрывается элементом кузова. Таким образом, после снятия крышки впускного элемента получают легкий доступ к элементам фары.

Технический результат изобретения достигнут: впускное воздушное устройство позволяет фильтровать и удалять снег, смешивающийся с воздухом, кроме того, устройство содержит элементы с деталями, простыми по форме и легкими в изготовлении.

Изобретение относится к каналу впуска воздуха в двигатель внутреннего сгорания автотранспортного средства. Впускное воздушное устройство (1) для двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства содержит впускной воздушный канал (2), включающий в себя воздухозаборный элемент (10), содержащий входную вытянутую часть (12), проходящую перпендикулярно к плоскости автотранспортного средства и направляющую воздух сверху вниз к отделительному элементу (20), расположенному, по существу, параллельно плоскости транспортного средства и выполненному с возможностью разделения снега и подаваемого воздуха, впускной элемент (30), расположенный на выходе отделительного элемента относительно направления прохождения воздуха и выполненный с возможностью соединения впускного канала с воздушным контуром двигателя, при этом впускной элемент содержит крышку (31), выполненную с возможностью крепления на основании (23) при помощи средств быстрой блокировки. Техническим результатом является фильтрация и удаление снега, попадающего в указанное устройство, содержащее легко демонтируемые элементы. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Впускное воздушное устройство (1) для двигателя внутреннего сгорания автотранспортного средства, содержащее впускной воздушный канал (2), включающий в себя:

- воздухозаборный элемент (10), содержащий входную вытянутую часть (12), проходящую перпендикулярно к плоскости автотранспортного средства и направляющую воздух сверху вниз к отделительному элементу (20), расположенному, по существу, параллельно плоскости транспортного средства и выполненному с возможностью разделения снега и подаваемого воздуха,

- впускной элемент (30), расположенный на выходе отделительного элемента относительно направления прохождения воздуха и выполненный с возможностью соединения впускного канала с воздушным контуром двигателя,

при этом впускной элемент содержит крышку (31), выполненную с возможностью крепления на основании (23) при помощи средств быстрой блокировки.

2. Впускное воздушное устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что крышка (31) выполнена с возможностью перемещения скольжением на основании (23) перед своей блокировкой на указанном основании или после своей разблокировки на указанном основании.

3. Впускное воздушное устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что основание (23) и крышка (31) соединены с образованием вытянутой накопительной камеры (35), расположенной, по существу, перпендикулярно к плоскости транспортного средства.

4. Впускное воздушное устройство (1) по п. 3, отличающееся тем, что объем накопительной камеры (35) превышает 1,5 литра.

5. Впускное воздушное устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что отделительный элемент (20) содержит вытянутую часть (21), окружающую отделительную камеру (21с) и выполненную с возможностью установки параллельно плоскости транспортного средства.

6. Впускное воздушное устройство (1) по п. 5, отличающееся тем, что основание (23) выполнено от вытянутой части (21) отделительного элемента (20) перпендикулярно к указанной вытянутой части и к плоскости транспортного средства.

7. Впускное воздушное устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что отделительный элемент (20) содержит сливной люк (22), который выполнен с возможностью удаления снега или воды и открыванием/закрыванием которого управляет упругое средство (29).

8. Впускное воздушное устройство (1) по п. 7, отличающееся тем, что упругое средство (29) выполнено с возможностью открывания сливного люка (22) при превышении порога давления в отделительном элементе (20).

9. Впускное воздушное устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что впускной канал (2) содержит воздухозаборный элемент (10), расположенный на входе отделительного элемента (20) и содержащий часть (12), по существу перпендикулярную к плоскости транспортного средства и выполненную с возможностью подготовки разделения снега и поступающего воздуха.

10. Впускное воздушное устройство (1) по п. 9, отличающееся тем, что воздухозаборный (10), отделительный (20) и впускной (30) элементы соединены друг с другом герметично.