Система питания двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК F02M25/32 

Изобретение относится к двигате- лестроению, в частности к системам питания двигателей внутреннего сгорания со средствами увлажнения воздухаj поступающего через воздухоочиститель в двигатель.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки воздуха путем его увлажнения .

На фиг. 1 избражена предлагаемая система питания двигателя, разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Система питания содержит карбюратор ), на котором с помощью резиновой прокладки 2, шпилек 3 и гаек 4 плотно закреплен цилиндрический корпус 5 воздухоочистителя с терморегулятором 6; выхлопной трубопровод 7,, на стенке которого с помощью термостойкой прокладки 8, шпилек 9 и гаек 10 установлена испарительная камера 11. Способ монтажа камеры 11 (фиг, О соответствует изготовленному из чугуна выхлопному трубопроводу 7. Если для его изготовления применить стальное литье, то сочленение камеры 11 с трубопроводом 7 целесообразнее выполнить с применением сварки. Испарительная камера 11 сообщена с пластмассовым резервуаром 12,заполненным водой и снабженным крьшкой 13 через запорный орган 14 и шланг 15. С воздухоочистителем камера 11 также сообщена шлангом 15. Воздухоочиститель содержит кольцевой сменный фильтрующий элемент 16, который герметично зажат между .крышкой 17 и конической съемной вставкой 18, опирающейся в свою очередь на местные внутренние приливы нижнего донышка 19 корпуса 5. Прижатая к корпусу с помощью резиновых прокладок 20, шайб 21, гаек 22, навинченных на шпильки 23, нижние концы которых закрецлвны в наружных местных приливах 24 корпуса, крышка 17 плотно сочленяется с верхним торцом корпуса при помощи облицовки 25, которой облицована изнутри боковая стенка корпуса 5, на которой расположен тангенциальный впускной патрубок 26. Крьш1ка 17 снабжена лопастями 27, расположенными снизу. Лопасти 27 и сама крьщ1ка 17 на внутренней поверхности имеют облицовку 28 из гигрЬско- пического материала, одновременно служащую уплотнением для верхнего торца фильтрующего элемента. Уплотнением для нижнего его торца служит

10

15

20

25

12801702

прокладка 29. В нижнем доньште 19 корпуса 5 предусмотрен патрубок 30 для подвода отсасываемых из картера газов. Его верхний конец, выступающий внутрь корпуса 5, пропущен в верхнюю полость воздухоочистителя через отверстие вставки 18, Для закрепления вставки по высоте корпуса использованы дистаниионирующие втулки 31, надеваемые на шпильки 3 между вставкой и ний):иим донышком 19 корпуса 5. Наклонное от центра к периферии коническое нижнее донышко 19 в периферийной, наиболее низкой части корпуса имеет патрубок 32 с выступающим внутрь корпуса верхним концом. На нижний Конец патрубка надет шланг 15, сочлененный с верхним патрубком камеры 11. Корпус 5 снабжен впускным отверстием 32 с которым связан впускной патрубок 26, и.центральным вьшускным отверстием 33, сообщенным с карбюратором 1. Съемная вставка 18 снабжена центральным отверстием 34, соосным выпускному отверстию 33 кор- . пуса 5, а также отбортовкой 35. Вставка 18 разделяет корпус по высоте на две полости, в верхней из которых

30 размешен фильтрующий элемент 16, герметично закрепленньй между облицовкой 28 и вставкой 18, Облицовка 25 корпуса 5 закреплена между его верхним торцом и крьпякой 17 и прижата к цилиндрической поверхности корпуса отбортовкой 35 вставки 18,- а ее нижний край опущен до нижнего доньш1ка 19 корпуса 5. Корпус 5 воздухоочистителя выполнен из материала с низкой теплопроводностью, например из пластмассы, а коническая съемная вставка 18 - из материала с высокой теплопроводностью (теплопроводящего материала) - например металла

45 Система работает следующим образом.

Поступающий из воздухозаборника через терморегулятор 6 по впускном патрубку 26 воздух подводится в кор5Q пус воздухоочистителя 5 по касательной к внутренней поверхности его боковой стенки. Из закрученного благодаря такому тангенциальному подводу потока воздуха, вращательно дви5 жущегося по периферийному кольцевому каналу верхней полости корпуса 5 воздухоочистителя, частицы механических примесей центробежными силами как более тяжель е, чем воздух.

35

40

312

отбрасьгеаются к периферийной боковой стенке канала и оседают на ней, прилипая к влажной поверхности облицовки 25. На первой ступени очистки воздух освобождается от большей части загрязняюш 1Х его примесей, одновременно увлажняясь вследствие испарения и переноса в его ядро потока части воды с интенсивно обдуваемой воздухом поверхности гигроскопичной облицовки 25. Ее влажное состояние поддерживается за счет компенсации уноса влаги с ее боковой поверхности конденсатом, подъем которого из ниже расположенной водяной ванны, образованной в периферийной части нижнего доньтка 19,- обеспечивается действием капиллярного эффекта, поскольку нижний край облицовки 25 опуш,ен под уровень конденсата в этой ванне, поддерживаемый при работе двигателя постоянно равным высоте выступающего внутрь корпуса 5 верхнего конца патрубка 32. При этом чем выше мощность двигателя и, соответственно, больше объемг-гый расход воздуха по кольцевому каналу, тем интенсивнее проявляется действие центробежного эффекта и интенсивнее осуществляется процесс массопереноса во-- ды в воздух из ванны конденсата потоком , движущимся с более ,высокой скоростью. Такой эффект саморегулирования имеет место и в отношении климатических, условий эксплу атации автомобиля; c-smie и жарче климат, т.е. меньше начальная влажность атмосферного воздуха и вьшде ег температура, тем больще движущая сила процесса массопереноса и наоборот Вторая ступень очистки воздуха имеет место при фильтрации его через сменный фильтрующими элемент 1 б, Улавливая одновременно с пьшью сорванные динамическим воздействием дотока воз- духа с поверхности облицовки 25 частицы влаги, находящиеся в капельножидком состоянии5 слой ваты, входящей в состав фильтрующего элемента 16, слегка увлажняетсяв Это обстоятельство, повышая эффективность задержания пыли в вате 5 обусловливает меньшее загрязнение и увеличение срока слуя-:- бы сменного фильтруюЕ(его элемента 16 так как к моменту фильтрации очищаемого воздуха через поры гофрированной полосы картона, также входящей в конструкцию элемента 16, этот воздух от

O

5

1

5 -

0

5

-1 л-ч

/о

болыией массы взвешенных в его потоке механических примесей освободился на первых двух ступенях его очисткие После прохождения фильтрующегт) элемента 16 воздух попадает в центральную часть верхней полости, где он смешивается с водяным паром, поступающим из нижней полости через отверстия промежуточной вставки 18. Поскольку часть этого пара конденсируется на относительно холодных, обдуваемых воздухом поверхностях лопастей 27 и крышки 17, то вторая ступень увлажнения воздуха за счет смешения с не- ско щенсировавшися паром сочетается с окончательной счкст кой воздуха от наиболее мелких, проникаюгцих через поры картона, мехагтических -азстип в результате их осаждения и прилипания к влажным поверхностям облицовки 28 лопастей 27, В искривленных .попаст- ных каналах с убьшающиь в направлении движения потока воздуха от периферии к центру проходHoi f сечением скорость закрученного лопастями воздуха постепенно возрастает, определяя рост центробежных сил, под декстяисм которых содержашпеся в воздухе exaни ческие частипы прг-КхКмаются к поверхности лопастей 27. Далее тангек:т.иа.ль но закр-ученнын поток возду: :а , , у)нле кая основную массу неско еденсяь-ован-- нот о пара, вытекающего из полости воздууоочистите,пя через кольце- вую щель между вставкой 8 Р: HJCKHHM доньш ком 19 корпуса 5, попадает на третью ступень увлажнения. Насыщенный влажный пар, вступая в контакт с мас.

сами относительно холодного воздуха частично конденсируется п в состоянии тумана (со степенью сухости меньшей ) интенсивно перемешивается с закрученньм потоком воздуха. Полученная паровоздушная смесь .чя с собой равномерно распределенные по ее объему мельчайшие капли влаги, поступает в смесительную камеру карбюратора, где смешивается с парами бензина. В процессе прогрева запушенного двигателя слои воды в камере 11, непосредственно прилегающие к наружной поверхности стенок выхлопного трубопровода 7j постепенно нагреваются. Вследствие з меньЕЮНия плотности воды в этих слоях по мере, ее нагрева она замердается более холодноз т. Возникающая по этой причине циркуляция воды в объеме камеры 11 обусловливает

512

постепенный рост температуры всей массы воды в камере 11 вслед за ростом температуры стенок трубопровода 7, которым отдают свое тепло покидающие цилиндры двигателя продукты его- рания, С приближением к состоянию кипения такая циркуляция становится интенсивнее за счет воздействия подъемной силы всплывающих пузырьков пара, образующихся у стенок трубопровода 7 и конденсирующихся поначалу при попадании в более холодные на удалении от этих стенок слои воды. Наконец при доведении до кипения всей массы водь, находящейся в ка-- мере 11 и ишанге 15 верхнего патрубка камеры 1I, пар из всплывающих, вверх пузырей начинает через шланг 15 и патрубок 32 поступать в нижнюю полость корпуса 5. Вступая в контакт с поверхностью охлаждаемой воздухом вставки 18, изготовленной из тепло- проводящего материала, пар на ней частично конденсируется, а частично через отверстие этой вставки посту- rtaeT в верхнюю полость корпуса 5 и через щель в выпускное отверстие 34. Удерлсиваемые силами поверхностного натяжения на нижней поверхности . )зставки 18 капли конденсата под дей ствием сил тяжести стекают по наклонной поверхности вставки 18, увеличиваясь в размерах за счет поглощения встречаемой на пути их стока влаги Увеличившись до критической массы, которую силы поверхностного натяжения удержать уже не в состоянии, эти капли, срываясь,с поверхности вставки 18 стекают дальше по наклонной поверхности нижнего доньтгка I9 корпу са 5, скапливаясь в наиболее низкой периферийной части корпуса и образуя водяную , смачивающ т нижний 1(:рай облицовки 25. Если облицовку ;.

изготовить из материала белого .цвета

то она может служить индикатором степени загрязнения фильтрующего элемен .та 16, так как хорошо просматриваемо на белом фоне наличие задержанных в заметном количестве механических примесей свидетельствует о выносе пыли из фильтрующего элемента 16 и необходимости его замены новым.

Основная часть несконденсированного в нижней полости пара, доля которого в общем его распределении растет с увеличением парогтроизводи- телыгости камеры 11 по мере роста

5

5

01

35 40

45

50

55

706

температуры стенок трубопровода 7, направляется на третью ступень ув.паж- нения воздуха через образованный нижним доньплком 19 и иставкой 18 какал убывающего проходного сечения. По п ути следования .через этот канал массовый расход пара .авгже убывает вследствие перетекания части пара в верхнюю полость через отверстия вставки 18. Канал заканчивается щелью, сечение которой задает высота дистанциойирующих нтулок 31, Через .эту щель пар попадает в выпускное отверстие 33, где подхватывается потоком воздуха, Что(5ы гарантированно избежать попадания в этот патрубок крупных капель кондеттсата, увлекаемых по поверхности вставки 18 потоком пара, необходимо выбором высоты втулок 31 ограничить скоростной напор пара путем обеспечения достаточных по площади сечения проходов для этого пара.

Компенсация в испарительной камере 11, отво.п,имой в-виде пара через верхний ее происходит путем подвода в.оды через нижней патрубок камеры из вьстерасположенного резервуара 12 через открытый запорный орган 4. Давление в резервуаре 12 над уровнем воды постоянно остается равным атмосферному, так как отверстием в пробке 13, закрывающей его заливную горловину, он сообщен с атмосферой. Уровень воды в резервуаре 2 по мере ее расходования постепенно снижается, оставаясь /.равным уровню воды в шланге 15, надетом на верхний патрубок камеры 11« Поскольку емкость резервуара 12 предпо.пагается рассчитанной на рабочую смену, то к концу ее уровень воды в шланге 15 снижается до его днища При закрытии запорного органа 14 уровень воды в камере 11 в результате ее выпаривания снижается до полной осушки камеры 11 и элементов воздухоочистителя с целью предохранения их от коррозии при длительно выключенном двигателе. Выполнение этой операции особенно необхорлмо при эксплуатации автомобиля в зимних условиях для исключения замерзания воды в камере i 1 и элементах карбюратора 1 .

Формула изобретения

1. Система питания двигателя внутреннего сгорания содержащая воздухе712

очиститель, выполненный в виде цилиндрического корпуса с нижним доньш1ком и крышкой, снабженный впускнъм, центральным выпускным отверстиями и фильтрующим элементом, размещенным в верхней части корпуса, резервуар с водой и испарительную камеру, последовательно связанные с воздухоочистителем при помощи шлангов, причем испарительная камера установлена на выхлопном трубопроводе и связана с резервуаром через запорный орган, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения эффективности очистки воздуха путем его увлажнения, корпус воздухоочистителя выполнен из материала с низкой теплопр-оводностью его нижнее донышко выполнено коническим, наклонны - от центра к периферии, крьш1ка снабжена лопастями... корпус снабжен конической съемной вставкой из теплопроводящего мате риала с отбортовкой и центральны г отверстием, соосным выпускному от23 W

170

верстию, расположенной 1ежд5 и нижним донышком и разделяющей корпус по высоте на две полости, внутренние поверхности крьш1ки и внутренняя цилиндрическая корпуса снабжены гигроскопической облицовкой, причем фильтрующий элемент paclioho- жен в верхней полости корпуса и герметично закреплен между облицовкой крышки и вставкойJ облицовка корпуса закреплена между его верхним торцом и крышкой и прижата к цилиндрической поверхности корпуса отбортовкой вставки, а ее нижний край опущен до нижнего донышка корпуса, которое со- общег о с 1тспари ; ельной камерой в его периферийной части,

2, Система по п. 1, о т я и ч а ю щ а я с я тем,, что коопус снабжен впускным патрубком, расположен- ньм тангенцмально относительно корпуса и сообщеннь.) с его впускным отверстием.

4г/

11

-J3

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение очистки воздуха путем его увлажнения.Система питания содержит воздухоочиститель с фильтрующим элементом, резервуаром с водой и испарительной каме- .рой. Корпус воздушного фильтра выполнен из материала с низкой теплопроводностью, что приводит к лучшему налипанию засоряющих воздух частиц. Нижнее донышко корпуса с центрально расположённым выходным патрубком вьтолнено коническим, наклонным от центра к периферии. Корпус по высоте разделен на две полости, опирающиеся на внутренние приливы конической съемной вставки. Вставка расположена между нижним донышком корпуса и верхней крышкой. В верхней полости расположен сменный фильтрующий элемент. В нижнюю поступает водяной пар для последующего смешивания его с воздухом, образующим вместе с-парами топлива горючую смесь, подающуюся в цилиндры двигателя. 1 з.п. ф-лы, j 2 ил. с

Составитель С. Калачева Редактор С. Лисина Техред А.Кравчук Корректор А. Ильин

7036/32

Тираж 523Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4