УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ В ОБЛАСТИ НЕОЧИЩЕННОГО ВОЗДУХА ВОЗДУХОЗАБОРНИКА ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ, В ЧАСТНОСТИ АВТОМОБИЛЯ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ Российский патент 2019 года по МПК F02M35/22 F02M35/08 

Изобретение относится к устройству для пылеулавливания в области неочищенного воздуха воздухозаборника двигателя автомобиля, в частности автомобиля общего назначения, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Кроме того, изобретение относится к способу приведения в действие устройства для пылеулавливания в области неочищенного воздуха воздухозаборника двигателя автомобиля, в частности автомобиля общего назначения, согласно ограничительной части пункта 12 формулы изобретения, а также к автомобилю, в частности автомобилю общего назначения, по пункту 13 формулы изобретения.

Свежий воздух, всасываемый для работы двигателя внутреннего сгорания автомобиля, обычно очищается пылеулавливающим фильтром. С этой целью, в частности, в автомобилях общего назначения, для интенсивного пылеулавливания в качестве так называемых предварительных улавливателей крупной пыли используются дорогостоящие устройства. Такой общеизвестный предварительный улавливатель крупной пыли, как мультициклон, содержит на своем входе множество завихрительных элементов, приводящих втекающий свежий воздух во вращение. Под действием возникающих при этом центробежных сил частицы пыли оседают на окружающих стенках. Осажденные частицы пыли спадают вниз в пылевой бункер, содержащий со своей нижней стороны клапан для выноса пыли. После завихрительных элементов предварительно очищенный свежий воздух для двигателя направляется по приемным трубкам в общий впускной канал и в виде предварительно очищенного, обеспыленного свежего воздуха для двигателя подается через пылеулавливающий, т.е. основной, фильтр в двигатель внутреннего сгорания.

Свежий воздух, всасываемый предварительным пылеулавливателем, в зависимости от обстоятельств и эксплуатации автомобиля, помимо пыли может содержать также воду, которая оседает вместе с пылью. Это может привести к склейке осевшей смеси пыли с водой, вследствие чего клапан для выноса пыли склеивается и деактивируется. Это приводит к постоянному заполнению пылевого бункера, а по достижении полного объема заполнения степень осаждения недопустимо падает до нуля.

Поэтому необходимо следовать указанию изготовителя автомобиля и через соответствующие промежутки времени, например, при интенсивном пылеулавливании, ежедневно вручную, используя закрывающий элемент, открывать клапан для выноса пыли, благодаря чему клапан для выноса пыли при возможных склейках и комкованиях снова восстанавливается в своей функции. Таким ручным приведением в действие клапана для выноса пыли водители автомобилей то ли по забывчивости, то ли по лености зачастую пренебрегают или спохватываются слишком поздно, так что пылеулавливание, таким образом, практически бездействует. В результате в пылеулавливающий, или основной, фильтр может попасть необеспыленный свежий воздух и тем самым существенно сократить срок службы пылеулавливающего, или основного, фильтра.

Поэтому задачей изобретения является обеспечение функционирования устройства для пылеулавливания в области неочищенного воздуха воздухозаборника двигателя автомобиля принятием простых и не дорогостоящих мер.

Эта задача решается с помощью признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно изобретению предусмотрено, чтобы клапан для выноса пыли содержал выпускное отверстие, а выделившаяся в процессе эксплуатации пыль по меньшей мере частично собиралась на участке пылесборника перед выпускным отверстием. Кроме того, клапан для выноса пыли содержит закрывающий элемент, установленный в выпускном отверстии с возможностью открытия в направлении выпуска и закрывающим усилием удерживающий его закрытым при работе двигателя. Кроме того, клапан для выноса пыли посредством устройства для открытия и/или свободной продувки выполнен с возможностью управляемого и/или автоматического открытия и/или свободной продувки, так что в сложном ручном управлении клапаном для выноса пыли необходимости больше нет.

Предпочтительно, клапан для выноса пыли оснащен направленным в сторону выпускного отверстия управляемым продувочным устройством в качестве устройства для открытия или свободной продувки, продувочное давление которого может открывать закрывающий элемент и через соответствующие промежутки времени выдувать из клапана для выноса пыли пыль, собравшуюся в области пылесборника.

Таким образом, предпочтительно, чтобы в определенные моменты и/или через определенные промежутки времени клапан для выноса пыли автоматически открывался и свободно продувался. Продувочное давление, время продувки и используемое количество воздуха в соответствующих обстоятельствах подгоняются с таким расчетом, чтобы открывание и выдувание собравшейся пыли из клапана для выноса пыли надежно обеспечивались даже в критических условиях при большом количестве пыли и при поступлении воды.

При таким образом автоматизированном клапане для выноса пыли ручного управления с возможностью упущений и неумелых действий больше не требуется, а хорошее функционирование пылеулавливания обеспечено.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления продувочное устройство содержит выдувное сопло, установленное перед выпускным отверстием и направленное в его сторону. При этом выдувное сопло может быть расположено примерно посредине в трубчатом теле клапана. Такое выдувное сопло предпочтительно продувочной линией или пневмолинией соединено с управляемым предпочтительно пневматически источником давления. В частности, пневматические источники давления в виде пневмоаккумуляторов и без того обычно имеются в автомобилях, а здесь особенно в автомобилях общего назначения, так что такое продувочное устройство может быть реализовано просто и с малыми затратами.

Целесообразно, чтобы такая продувочная линия или пневмолиния соединялась, например, с пневматическим источником давления автомобиля посредством клапана управления. Такой клапан управления может управляться и открываться на короткое время в зависимости от обстоятельств или по необходимости в заданных временных циклах и/или при заданных условиях эксплуатации для процесса продувки. Клапан управления для выполнения функции продувки может кратковременно открываться, например, с управлением по времени один или несколько раз в день или с управлением по зажиганию при каждом пуске.

Вариант осуществления, реализуемый особенно просто и с оптимальными затратами, достигается в том случае, когда продувочная линия или пневмолиния является вентиляционной линией клапана управления ручным тормозом, которая сбрасывает воздух при каждом включении пневматического стояночного тормоза.

Вышеприведенный клапан для выноса пыли с автоматизированной функцией выноса пыли, предпочтительно, может применяться в сочетании с известными серийно производимыми пылеуловителями без необходимости внесения в них изменений. В частности, такой клапан для выноса пыли, если смотреть в направлении вертикальной оси, может подсоединяться к пылевому бункеру вертикально снизу, причем в этом случае подсоединенный к пылевому бункеру участок тела клапана с определенно заданной кривизной, предпочтительно, переходит в участок пылесборника, имеющий выдувное отверстие. Трубчатое тело клапана может здесь, например, проходить вниз наискосок, в частности под углом около 120°, к выпускному отверстию. Такой диапазон наклона может способствовать там сбору пыли для выполнения функции продувки. В зависимости от конкретных форм исполнения и обстоятельств в процессе продувки может также еще осыпаться и выдуваться заодно пыль из впереди расположенного пылевого бункера.

В качестве закрывающего элемента могут использоваться различные, сами по себе известные элементы, например, язычки из эластомерного материала. В качестве хорошо подходящего и простого закрывающего элемента предлагается откидная крышка, шарнирно установленная на краю выпускного отверстия и открывающаяся в выпускном направлении. Для выполнения функции пылеулавливания во время работы двигателя необходимо, чтобы клапан для выноса пыли и тем самым открывающаяся откидная крышка были надежно закрыты. Закрывающее усилие для этой откидной крышки может быть создано, например, за счет рабочего разрежения при пылеулавливании впереди клапана для выноса пыли. Кроме того или же альтернативно, сила предварительного прижатия откидной крышки для герметичного замыкания при работе двигателя может быть создана, например, с помощью пленочного шарнира. Во всяком случае, такое закрывающее усилие в сочетании с выбором размеров продувочного устройства следует регулировать таким образом, чтобы продувочное давление превышало закрывающее усилие, и откидная крышка могла открываться.

Преимущества, вытекающие из способа согласно изобретению и автомобиля согласно изобретению, идентичны вышеупомянутым преимуществам; в этом смысле во избежание повторов делаются ссылки на вышеприведенные исполнения.

На фиг. 1 изображен вертикальный разрез части пылеуловителя для крупной пыли с клапаном для выноса пыли согласно изобретению,

на фиг. 2 изображен нижний участок фиг. 1 с частичным поперечным разрезом клапана для выноса пыли в увеличенном виде,

на фиг. 3 изображен клапан для выноса пыли в перспективном увеличенном виде, и

на фиг. 4 изображен клапан для выноса пыли на фиг. 3 в повернутом виде.

На фиг. 1 изображен предварительный пылеулавливатель 1 для крупной пыли в вертикальном разрезе, используемый в автомобилях общего назначения для интенсивного пылеулавливания. Этот предварительный пылеулавливатель 1 для крупной пыли оснащен клапаном 2 для выноса пыли согласно изобретению.

Предварительный пылеулавливатель 1 для крупной пыли содержит во входных отверстиях 3 для всасывания запыленного свежего воздуха (стрелки 4) соответствующие завихрительные элементы 5, которые во впускных трубах 6, расположенных друг над другом, приводят втекающий запыленный свежий воздух (изображенный стрелками 7) во вращение. Под действием создаваемой тем самым центробежной силы частицы 8 пыли, содержащиеся в свежем воздухе, оседают на внутренней стенке впускных труб 6, а оттуда поступают вниз в пылевой бункер 9. Предварительно очищенный обеспыленный свежий воздух для двигателя (стрелки 10) поступает через приемные трубки 11, вставленные меньшим диаметром сзади во впускные трубы 6, в общий канал 12 для свежего воздуха, где общий предварительно очищенный и обеспыленный воздух (стрелка 13) всасывается двигателем внутреннего сгорания.

Снизу к пылевому бункеру 9 подсоединен клапан 2 для выноса пыли, ниже подробно поясняемый со ссылкой на фиг. 2-4.

Как видно на фиг. 3 и 4, клапан 2 для выноса пыли выполнен в виде колена трубы с муфтой 14 для вертикального плотного соединения с нижней стороной пылевого бункера 9. От муфты 14 трубчатое тело 15 клапана дугообразно проходит наискось вниз в направлении выпускного отверстия 16. Наклон здесь имеет угол 17, равный, например, 120°. Благодаря этому самому по себе произвольно задаваемому наклонному положению здесь на нижнем участке в теле 15 клапана перед выпускным отверстием 16 образуется участок 18 пылесборника, как это, в частности, видно на частичном поперечном сечении клапана 2 для выноса пыли на фиг. 2.

Выпускное отверстие 16 образовано здесь горизонтально проходящим плоским язычком 19, жестко соединенным с телом 15 клапана, и откидывающейся (по стрелке 21) вокруг оси 20 откидывания откидной крышкой 22, причем откидная крышка 22 также имеет плоский передний язычок 23. В изображенном закрытом состоянии клапана 2 для выноса пыли оба язычка 19 и 23 плотно прилегают друг к другу, причем закрытое состояние в процессе работы поддерживается за счет разрежения на впуске в предварительном пылеулавливателе 1 для крупной пыли.

Как видно в изображении разреза на фиг. 2, клапан 2 для выноса пыли, кроме того, содержит по центру выдувное сопло 24, установленное в теле 15 клапана по центру перед участком 18 пылесборника и выпускным отверстием 16 и направленное своим отверстием в сторону выпускного отверстия 16. Выдувное сопло 24 своей пневмолинией 25 в качестве продувочной линии подсоединено к (не показанному) клапану управления ручным тормозом пневматического стояночного тормоза, посредством которого при каждом включении стояночного тормоза за короткое время сбрасывается воздух для продувки и для снижения давления в пружинном энергоаккумуляторе клапана управления. На фиг. 3 и 4 изображены соединительные ниппели 26 для пневмолинии 25.

Изображенное устройство для пылеулавливания имеет следующую функцию: при каждом включении стояночного тормоза в пневмолинии 25 и выдувном сопле 24 производится кратковременный пневматический удар, в результате которого откидная крышка 22 открывается и пыль из участка 18 пылесборника выдувается. Продувочное устройство, выполненное таким образом, функционирует надежно и просто без дополнительных магнитных клапанов и устройств управления.

Перечень позиций

1. предварительный пылеуловитель для крупной пыли

2. клапан для выноса пыли

3. входные отверстия

4. стрелки

5. завихрительные элементы

6. впускные трубы

7. стрелки

8. частицы пыли

9. пылевой бункер

10. стрелки

11. приемные трубки

12. канал для свежего воздуха

13. стрелка

14. муфта

15. тело клапана

16. выпускное отверстие

17. угол

18. участок пылесборника

19. язычок

20. ось откидывания

21. стрелка

22. откидная крышка

23. язычок

24. выдувное сопло

25. пневмолиния

26. соединительный ниппель.

Изобретение относится к устройству для пылеулавливания в области неочищенного воздуха воздухозаборника двигателя автомобиля. Устройство содержит со стороны выхода клапан (2) для выноса пыли. Согласно изобретению предусмотрено, чтобы клапан (2) для выноса пыли имел выпускное отверстие (16) и чтобы улавливаемая в процессе работы пыль по меньшей мере частично собиралась непосредственно на участке (18) пылесборника перед выпускным отверстием (16). Кроме того, клапан (2) для выноса пыли содержит закрывающий элемент (22), установленный в выпускном отверстии (16), открывающийся в направлении выпуска наружу и закрывающийся закрывающим усилием при работе двигателя. Клапан (2) для выноса пыли посредством устройства для открытия и/или свободной продувки управляемо и/или автоматически открывается и/или свободно продувается. Особенно предпочтительно, чтобы клапан (2) для выноса пыли содержал во внутренней области направленное в сторону выпускного отверстия (16) продувочное устройство (24, 25), продувочное давление которого открывает закрывающий элемент (22) и через соответствующие временные интервалы выдувает из клапана (2) для выноса пыли пыль, собранную на участке (18) пылесборника. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для пылеулавливания в области неочищенного воздуха воздухозаборника двигателя автомобиля, в частности автомобиля общего назначения, причем устройство содержит со стороны выхода клапан (2) для выноса пыли,

причем клапан (2) для выноса пыли имеет выпускное отверстие (16), а пыль, улавливаемая в процессе работы, по меньшей мере частично собирается непосредственно на участке (18) пылесборника перед выпускным отверстием (16),

причем клапан (2) для выноса пыли содержит закрывающий элемент (22), установленный с возможностью открытия в направлении выпуска наружу и закрытый при работе двигателя закрывающим усилием, и

причем клапан (2) для выноса пыли посредством устройства для открытия и/или свободной продувки выполнен с возможностью управляемого и/или автоматического открывания и/или свободного продувания,

причем клапан (2) для выноса пыли имеет во внутренней области направленное в сторону выпускного отверстия (16) продувочное устройство (24, 25), выпускное давление которого может открывать закрывающий элемент (22) и выдувать из клапана (2) для выноса пыли пыль, собравшуюся на участке (18) пылесборника,

причем продувочное устройство содержит выдувное сопло (24), установленное перед выпускным отверстием (16) перед участком (18) пылесборника и направленное в сторону выпускного отверстия (16), и

причем выдувное сопло (24) посредством продувочной линии (25) соединено с управляемым источником давления,

отличающееся тем, что продувочная линия (25) является вентиляционной линией клапана управления ручным тормозом автомобиля, сбрасывающей воздух при каждом включении пневматического стояночного тормоза.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем,

что продувочная линия (25) посредством клапана управления соединена с источником давления автомобиля, и

что клапан управления может управляться и открываться в соответствии с заданными временными циклами и/или при заданных производственных условиях для процесса продувки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что клапан (2) для выноса пыли, если смотреть в направлении вертикальной оси, установлен на предлежащем пылевом бункере (9) внизу устройства (1) для пылеулавливания.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем,

что клапан (2) для выноса пыли на, предпочтительно примерно вертикально направленном, участке трубчатого тела (15) клапана, если смотреть в направлении вертикальной оси, подсоединен к пылевому бункеру (9) снизу, и

что подсоединенный к пылевому бункеру (9) участок тела клапана с определенно заданной кривизной переходит в участок (18) пылесборника, имеющий выпускное отверстие (16).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что участок (18) пылесборника и тем самым выпускное отверстие (16), если смотреть в направлении вертикальной оси, наклонены наискось вниз.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем,

что закрывающий элемент является шарнирно установленной на краю выпускного отверстия и открывающейся в направлении выпуска откидной крышкой (22), которая с определенным закрывающим усилием, создаваемым, предпочтительно, рабочим разрежением перед клапаном (2) для выноса пыли и/или силой предварительного прижатия, удерживает выпускное отверстие (16) при работе двигателя герметично закрытым, и

что откидная крышка (22) рассчитана таким образом, чтобы имеющееся закрывающее усилие перекрывалось продувочным давлением и откидная крышка (22) тем самым открывалась.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство для пылеулавливания содержит перед клапаном (2) для выноса пыли и/или перед, при известных условиях, предлежащим пылевым бункером (9) в качестве мультициклона с закручивающим действием предварительный пылеулавливатель (1) для крупной пыли.

8. Способ приведения в действие устройства для пылеулавливания в области неочищенного воздуха воздухозаборника двигателя автомобиля, в частности автомобиля общего назначения, причем устройство содержит со стороны выхода клапан (2) для выноса пыли,

причем клапан (2) для выноса пыли имеет выпускное отверстие (16), а пыль, улавливаемая в процессе работы, по меньшей мере частично собирается непосредственно на участке (18) пылесборника перед выпускным отверстием (16),

причем клапан (2) для выноса пыли содержит закрывающий элемент (22), который расположен с возможностью открытия в направлении выпуска наружу в выпускном отверстии (16) и закрытый при работе двигателя закрывающим усилием,

причем клапан (2) для выноса пыли посредством устройства для открытия и/или свободной продувки управляемо и/или автоматически открывается и/или свободно продувается в определенные моменты времени и/или через определенные временные интервалы, и

причем во внутренней области предусмотрено направленное в сторону выпускного отверстия (16) продувочное устройство (24, 25), выпускное давление которого служит для открытия закрывающего элемента (22) и выдувания пыли, собравшейся на участке (18) пылесборника, из клапана (2) для выноса пыли в определенные моменты времени и/или через определенные временные интервалы,

причем продувочное устройство содержит выдувное сопло (24), установленное перед выпускным отверстием (16) перед участком (18) пылесборника и направленное в сторону выпускного отверстия (16), и

причем выдувное сопло (24) посредством продувочной линии (25) соединено с управляемым источником давления,

отличающийся тем, что продувочная линия (25) является вентиляционной линией клапана управления ручным тормозом автомобиля, сбрасывающей воздух при каждом включении пневматического стояночного тормоза.

9. Автомобиль, в частности автомобиль общего назначения, с устройством для пылеулавливания по одному из пп.1-7.