Воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02M35/22 

Изобретение относится к двигателестрое- нию, в частности к устройствам для очистки воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки.

На чертеже изображен предлагаемый воздухоочиститель, разрез.

Воздухоочиститель состоит из цилиндрического корпуса I с масляным поддоном 2, закрепленным защелками 3. Корпус снабжен входным 4 и выходным 5 патрубками. Входной патрубок 4 состоит из внутренней диэлектрической трубы б, герметично закрепленной в корпусе 1, и из наружной диэлектрической трубы 7, которая имеет перфорации 8. На трубе 7 рядом с перфорациями 8 установлены положительные электроды 9, выполненные в виде усеченных конусов из диэлектрического материала, например стеклопластика, с внутренним слоем 10 металлизации. Слои 10 металлизации нескольких электродов соединены между собой проводником 11 и подключены к клемме 12 высокого напряжения, установленной на корпусе 1 фильтра.

Между наружной диэлектрической трубой 7 и корпусом 1 на токопроводящих кольцах 13 установлены отрицательные электроды 14, выполненные из углеродного войлока. Кольца 13 соединены проводником 15 и подключены к положительной клемме 16 источника низкого напряжения, а отрицательные полюса источников низкого и высокого напряжений подключены к корпусу 1. Внутри электродов 14 расположены плоские спиральные направляющие 17, выполненные из термостойкого диэлектрика, например из стеклопластика. На корпусе 1 между электродами 9 и 14 установлены воздухо- отражатели 18, выполненные в виде усеченных конусов и отражающие поток воздуха на слои 10 металлизации электродов 9.

Трубы 6 и 7 установлены с концентрическим зазором при помощи самоцентрирующихся конусных колец: верхнего 19 с пружиной 20 и нижнего 21 с кольцевой прорезью 22, сообщающей зазор между трубами 6 и 7 со штуцером 23, который шлангом 24 соединен с устройством удаления пыли.

Устройство 25 удаления пыли, выполненное, например, в виде эжектора, соединено с полым стаканом 26, внутри которого установлен полусферический сильфон 27 с гофрами 28 и перфорациями 29.

Гофры 28 выполнены из эластичного материала, например резины, между сильфо- ном 27 и стенками стакана 26 имеется небольшой кольцевой зазор. На нижнем отрезке наружной трубы 7 закреплен полусферический козырек 30 с зубчатыми краями 31, а также полусфера из упругой металлической сетки 32, которая удерживается на от- бортовке 33 масляного поддона 2 и прижи0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мает нижний отрезок трубы 7 к нижнему конусному кольцу 21.

Поддон 2 наполнен маслом 34, на поверхности которого находится слой пластмассовых шариков 35.

Устройство работает следующим образом.

При запуске и работе двигателя внутреннего сгорания во впускном тракте и устройстве для удаления пыли создается разрежение, под действием которого во входной патрубок 4 поступает загрязненный атмосферный воздух, сильфон 27 с гофрами 28 сжимается, принимая рабочее положение, указанное на чертеже, и открывает доступ воздуху внутрь корпуса 1 фильтра из патрубка 4.

Крупные фракции механических примесей, содержащиеся в атмосферном воздухе, по инерции движутся вниз и ссыпаются с эластичного сферического днища сильфона 27 в зазор между ним и стенками стакана 26. Разрежение в устройстве 25 удаления пыли через перфорации 29 основания сильфона передается в кольцевой зазор между силь- фоном 27 и стенками стакана 26, откуда собранные крупные фракции удаляются в эжектор. Поскольку сильфон 27 выполнен из эластичного материала, например резины, и снабжен гофрами 28, которые амортизируют удары крупных фракций о сферическое днище сильфона 27, то отражение загрязнений от него не происходит, что обеспечивает полный сбор крупных фракций и их автоматическое удаление из стакана 26 фильтра.

Средние и мелкие фракции обладают меньщей массой, поэтому силы их инерции недостаточны для осаждения механических примесей в стакане 26. Эти примеси отражаются с воздухом от днища сильфона 27 и поднимаются к полусферическом.у козырьку 30, который направляет их к слою пластмассовых шариков 35, находящихся в масле 34. При этом средние фракции и часть мелких фракций примесей прилипают к поверхности щариков, а затем отделяются от них на дне масляного поддона 2 при взаимном трении шариков и их перемещении в масле под действием турбулентных воздущ- ных потоков, KOTOptie формируются зубчатыми краями полусферического козырька 30. Таким образом, в масляном поддоне 2 благодаря большой активной поверхности масляной пленки на слое щариков 35 собираются все средние и часть мелких фракций примесей. Кроме того, слой шариков 35 предотвращает всплески масла при изменении режимов работы двигателя и движении по неровностям, что устраняет попадание крупных капель масла на детали фильтра.

Оставшаяся часть мелких фракций механических примесей и мелкие частички .масла с воздухом отражаются вверх и проходят через полусферическую металлическую сетку 32, которая проводит частичную механическую очистку воздуха от мелкой пыли и масла. Указанные фракции стекают с полусферы сетки 32 вниз и по стенкам масляного поддона 2.

Часть мелких фракций механических при месей и мелких частичек масла, проникшие через сетку 32, получают отрицательный статический заряд корпуса 1, с которым контактирует сетка 32, и улавливаются положительным электродом 9, расположенным над сеткой 32. При этом частички масла, которые длительное время находятся в масляном поддоне 2, получают более полный отрицательный заряд корпуса, чем нейтральные частички пыли, поэтому полностью собираются на электроде 10 электростатического сбора масла, с которого стекают через перфорации 8 по внутренней поверхности нижнего отрезка трубы 7 на внутреннюю поверхность козырька 30, которую омывает воздушный поток по направлению к поверхности масла, уносяш,ий капли масла, формируемые на зубцах 31 козырька 30, в масляный поддон 2. При этом зубцы 31 облегчают формирование крупных капель из масляной пленки и их удаление с козырька 30 турбулентным воздушным потоком.

Оставшиеся в воздухе мелкие частички пыли, которые находились в электростатическом поле сетки 32 слишком малое время, получили слабый уровень электризации и не задерживались на нижнем положительном электроде 9, проходят выше на отрицательный электрод 14. Поток воздуха движется через углеродный войлок электрода 14 между его плоскими спиральными направляю- шими 17, которые удлиняют путь прохождения воздуха по направлению спирали и тем самым увеличивают время нахождения частиц пыли в электрическом поле электрода 14. Поэтому частички мелкой пыли значительно электризуются, а затем притягиваются положительным электродом 9, попадают внутрь его конуса, отражаясь от воздухоотражате- лей 18, рекомбинируют заряды на слое металлизации 10 и осыпаются через перфорации 8 в зазор между трубами 6 и 7, отбираются устройством 25 удаления пыли через штуцер 23 и шланг 24.

Процесс окончательной очистки врздуха от остатков мелкой пыли происходит на верхних электродах 14 и 9, поскольку верхний электрод 14 имеет большую плотность углеродного войлока, что позволяет создать максимальную напряженность электрического поля на его волокнах и устранить остатки мелкой пыли.

На режимах запуска холодного двигателя и при очистке холодного и влажного воздуха для ликвидации проникновения влаги в двигатель, утечек высокого напряжения

с электродов 9 на корпус 1 фильтра и повышения эффективности его работы л работы двигателя на клемму б подают низкое напряжение, например + 12 В. от истс чника

тока транспортного средства (акк мулято- ра). Ток проходит на токопроводящие кольца 13, установленные на термостойком стеклопластике трубы 7, а затем через углеродный войлок электродов 14 течет на корпус 1,

к которому подключен -12В аккумулятора.

Поскольку углеродный войлок имеет дшс- таточное сопротивление, то происходит его нагревание до 120-150°С, достаточное для подогрева холодного воздуха и устранения конденсации влаги на электродах и деталях фильтра, что повышает эффективность его работы. Кроме того, благодаря подогреву холодного воздуха при запуске к работе двигателя в холодное время года улучшается смесеобразование горючего с воздухом, облегчается запуск, экономится горючее н снижается токсичность выхлопных газов.

0

5

При выключении двигателя разрежение во впускном тракте и в устройстве удаления 5 пыли прекраш.ает свое действие на сильфон 27, который за счет упругости гофров 28 расширяется и полусферическим днищем перекрывает входной патрубок 4, предотвращая поступление влажного или холодного воздуха на электроды фильтра и в двигатель.

Формула изобретения

1. Воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий щ линдричес- кий корпус с масляным поддоном, входной патрубок, выполненный из наружной, снабженной перфорацией, м внутренней личлек- трических труб выходной патрубок, положительные электроды в виде усеченных конусов из диэлектрического материала с ме0 таллизацией на внутренней поверхности конуса, установленные на наружной грубе в местах выполнения перфораций кольцевые отрицательные электроды, выполненные из углеродного войлока, устройство для удаления пыли и источн11ки низкого и высокого напряжения, причем последний связан с положительными электродами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, в масляном поддоне установлен полый стакан, размешенный напротив впускного патрубка, соединенный с устройством для удаления пыли и снабженный жестко связанным с ним полусферическим снльфо- ном с перфорациями, а наружная труба входного патрубка снабжена полусферическим козырько.м с зубчаты.ми краями.

5 2. Воздухоочиститель по п. 1, отличающийся тем, что огрицательные электроды снабжены плоскими спиральными направляющими из термостойкого диэлектрика и то5

0

1320487,

Sо

копроводящими кольцами, установленнымишариками, расположенными в масляном

на наружной трубе входного патрубка и сое-поддоне.

диненными с источником низкого напряже-4. Устройство по пп. 1-3, огличающееся

ния.тем, что по меньшей мере внутренняя пос-лость одного положительного электрода со3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающеесяобщена через перфорацию нижнего отрезка

тем, что оно снабжено полусферической ме-наружной трубы входного патрубка с внутталлической сеткой, размещенной над полу-ренней поверхностью полусферического косферическим козырьком, и пластмассовымизырька.

Изобретение относится к области дви- гателестроения и позволяет повысить эффективность очистки воздуха, поступающего в двигатель. Полый стакан (ПС) 26 установлен в масляном поддоне 2 напротив впускного патрубка 4 и соединен с устройством 25 для удаления пыли. Полусферический сильфом 27 с перфорациями 29 жестко связан с Г1С 26. Наружная труба 7 патрубка 4 снабжена полусферическим козырьком 30 с зубчатыми краями 31, над которым м. б. установлена полусферическая металлическая сетка 32. Отрицательные электроды (Э) 14 снабжены плоскими спиральными направляющими 17 из термостойкого диэлектрика. Токопроводящие кольца 13 Э 14 установлены на трубе 7 и соединены с источником низкого напряжения. Крупные фракции механических примесей осаждаются в ПС 26 и удаляются. В поддоне 2 собираются средние и часть мелких фракций. Частичная очистка воздуха ot мелкой пыли и масла происходит при прохождении воздуха через сетку 32, а часть мелких фракций улавливается положительным Э 9. Процесс окончательной очистки воздуха происходит на Э 9 и 14, поскольку Э 14 имеет больщую плотность углеродного войлока, что позволяет создать максимальную напряженность электрического поля на его волокнах и устранить остатки мелкой пыли. 3 з. п. ф-лы, 1 ил. I оо ND О 4ih ОО 25 35 3«