УСТРОЙСТВО ВПУСКА ВОЗДУХА

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к устройствам впуска воздуха в двигатели внутреннего сгорания.
Известна система очистки воздуха двигателя внутреннего сгорания, содержащая, по крайней мере, два воздухоочистителя, соединенных между собой трубой, при этом труба соединяет воздухоочистители со сторон выпускных патрубков и снабжена, по меньшей мере, одним боковым отводом. Кроме того, датчик засоренности воздушных фильтров установлен в трубе (см. патент RU №127129, МПК F02M 35/024 (2006.01), опубл. 20.04.2013).
Известна так же система воздухоподачи двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздушный фильтр с воздухозаборным устройством и воздуховод, соединяющий воздушный фильтр с двигателем, при этом в воздуховоде выполнено отверстие, соединенное шлангом с патрубком резонаторной камеры, причем в патрубке резонаторной камеры установлена вставка в виде трубы, выступающей вовнутрь резонаторной камеры, кроме того, вставка установлена с возможностью изменения величины ее выступания (патент RU №2244847, МПК F02M 35/10, опубл. 20.01.2005).
Также известна система воздухоподачи двигателя внутреннего сгорания, содержащая воздухозаборник, воздушный фильтр, воздуховод с установленными в нем дроссельным устройством, средствами измерения параметров воздушного потока и подсоединенной к нему резонаторной камерой, сообщающийся через входное отверстие с ресивером, имеющим отдельные патрубки подачи воздуха в цилиндры двигателя внутреннего сгорания, при этом входное отверстие расположено в области ресивера напротив между первым и вторым со стороны подсоединения воздуховода отдельными патрубками подачи воздуха в цилиндры двигателя внутреннего сгорания и остальными отдельными патрубками, резонаторная камера выполнена Г-образной формы, одна продольная часть которой сообщается с воздуховодом через выступающую внутрь камеры трубчатую вставку и имеет поперечное сужение, а другая поперечная часть расположена над отдельными патрубками подачи воздуха в цилиндры двигателя внутреннего сгорания и состыкована с крышкой, состыкованной с другой стороны с ресивером (патент RU №65979, F02M 35/10 (2006.01), опубл. 27.08.2007).
Известна вертикальная система впуска воздуха для применения в автотранспортном средстве, которое имеет закрытый капотом отсек двигателя и отверстие для впуска очищенного воздуха, при этом система по меньшей мере частично выходит за пределы закрытого капотом отсека двигателя, подает очищенный воздух в закрытый капотом отсек двигателя и содержит вертикальную насадку с отверстием для впуска воздуха и отверстием для выпуска воздуха, корпус воздухоочистителя, в который поступает воздух из отверстия для выпуска воздуха и который содержит область грубой очистки и отвода воздуха и отверстие для доступа к области грубой очистки и отвода воздуха, технологический люк, закрывающий отверстие для доступа в корпусе воздухоочистителя, фильтрующий элемент, помещающийся в корпусе воздухоочистителя, а также корпус воздухоочистителя с отверстием для выпуска очищенного воздуха, служащим для подачи очищенного воздуха в закрытый капотом отсек двигателя. При этом, фильтрующий воздух элемент содержит фильтрующую структуру, колено и уплотнительный элемент. Фильтрующая структура содержит блочный фильтрующий материал с отверстием для впуска неочищенного воздуха и отверстием для выпуска очищенного воздуха, протекающий через которое воздух движется в первом осевом направлении, при этом отверстие для выпуска очищенного воздуха ограничивает площадь поперечного сечения фильтрующей структуры. Колено имеет первый конец, отходящий от отверстия для выпуска очищенного воздуха из фильтрующей структуры, второй конец, протекающий через который воздух движется во втором осевом направлении, и воздушную камеру, проходящую от первого конца колена до второго конца колена. Воздушная камера содержит воздушный дефлектор для изменения первого осевого направления воздуха на второе осевое направление, при этом второе осевое направление отличается от первого осевого направления, и внутренний объем между первым концом колена и вторым концом колена. На втором конце колена установлен уплотнительный элемент фильтрующего элемента, который герметично соединен с отверстием для впуска очищенного воздуха и ограничивает площадь поперечного сечения уплотнительного элемента (патент RU №2670852, МПК B01D 46/24 (2006.01), F02M 35/024 (2006.01), опубл. 25.10.2018).
Известные решения в большинстве случаев имеют определенное предназначение или создают достаточно большие габариты системы фильтрации воздуха при компоновке на автомобиле, либо имеют достаточно большое количество сложных составляющих компонентов и их элементов.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является система впуска воздуха, содержащая воздухоочиститель, выполненный с подводящим и отводящим патрубками, размещенными горизонтально, и снабженный с боковой стороны технологическим люком, вертикально размещенный воздухозаборный патрубок, предочиститель, размещенный перед входом в воздухоочиститель, кронштейны крепления к автомобилю. Воздухоочиститель соединен подводящим патрубком с воздухозаборным патрубком посредством подводящего элемента трубопровода и гибкого эластичного рукава. При этом кронштейны крепления воздухоочистителя к автомобилю установлены на верхней части лонжерона рамы, а воздухоочиститель закреплен к кронштейнам своей нижней частью и расположен выше рамы автомобиля. Воздухозаборный патрубок закреплен в задней части кабины (патент CN 204532610 U, МПК В01К 13/02, F02M 35/02, F02M 35/10, опубл. 05.08.2015).
Недостатком известного технического решения является то, что система впуска воздуха занимает пространство между кабиной и грузовой платформой, что в общем случае снижает полезное грузовое пространство автомобиля. Известная система хоть и имеет в составе гофру, но при опрокидывании кабины автомобиля необходимо разъединение элементов данной системы, что снижает ее надежность при эксплуатации. Кроме того, горизонтальное расположение отводящего патрубка снижает надежность системы, так как при проведении технического обслуживания автомобиля происходит попадание посторонних предметов и пыли на элементы в направлении по ходу движения очищенного воздуха в двигатель.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является улучшение компоновочных возможностей устройства впуска воздуха при расположении на автомобиле с опрокидывающейся кабиной, позволяющих расположить грузовую платформу/фургон на минимальном расстоянии от кабины, не снижая при этом эффективности и надежности работы устройства впуска воздуха.
Для решения поставленной задачи в устройстве впуска воздуха, содержащем воздухоочиститель, выполненный с горизонтально размещенным подводящим патрубком и отводящим патрубком и снабженный технологическим люком, вертикально размещенный воздухозаборный патрубок, при этом воздухоочиститель соединен подводящим патрубком с воздухозаборным патрубком посредством подводящего элемента трубопровода и гибкого эластичного рукава, а своим отводящим патрубком - с трубопроводом для соединения с турбокомпрессором двигателя внутреннего сгорания посредством угловых и прямых эластичных рукавов, предочиститель, размещенный перед входом в воздухоочиститель, кронштейны крепления к автомобилю, воздухоочиститель и отводящий патрубок воздухоочистиля размещены вертикально, при этом отводящий патрубок обращен вверх. В частном случае отводящий патрубок подводящего элемента трубопровода выполнен с лепестками для соединения с подводящим патрубком воздухоочистителя, предочиститель выполнен в виде кармана-уловителя и связанного с карманом-уловителем ниппельного клапана, размещенных в нижней части подводящего элемента трубопровода, патрубки воздухозаборного патрубка и подводящего элемента трубопровода имеют ограничители и удерживающие буртики, а технологический люк размещен с возможностью его открытия вниз, кроме того, трубопровод для соединения с турбокомпрессором может иметь датчик засоренности воздухоочистителя, датчик влажности и патрубок для снабжения очищенным воздухом систем автомобиля.
Размещение воздухоочистителя и отводящего патрубка воздухоочистиля вертикально, при этом отводящий патрубок обращен вверх, позволило скомпоновать устройство впуска воздуха таким образом, чтобы установить его перед и под кабиной, и тем самым высвободить пространство между кабиной и грузовой платформой, что в общем случае повышает полезное грузовое пространство автомобиля. Кроме того, повышается надежность устройства за счет того, что вертикальное расположение отводящего патрубка вверх и воздухоочистителя при проведении технического обслуживания автомобиля исключает попадание посторонних предметов и пыли на элементы в направлении по ходу движения очищенного воздуха в двигатель, и размещение устройства перед и под кабиной позволяет при опрокидывании кабины устройству остаться целостным, нет необходимости разъединения его элементов.
Тем самым, совокупность указанных признаков позволила улучшить компоновочные возможности устройства впуска воздуха при расположении на автомобиле с опрокидывающейся кабиной, позволяющие расположить грузовую платформу/фургон на минимальном расстоянии от кабины, не снижая при этом эффективности и надежности работы устройства впуска воздуха.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг. 1 - устройствоа впуска воздуха, общий вид в изометрии;
фиг. 2 - то же, вид  справа;
фиг. 3 - воздухоочиститель, вид слева;
фиг. 4 - воздухозаборный патрубок с защитной решеткой на его входе.
Устройство впуска воздуха содержит вертикально установленный воздухоочиститель 1, снабженный технологическим люком 2, вертикально размещенный воздухозаборный патрубок 3, инерционный предочиститель, размещенный перед входом в воздухоочиститель 1. Подводящий патрубок 4 воздухоочистиля 1 размещен горизонтально, а отводящий 5 - вертикально и обращен вверх. При этом воздухоочиститель 1 соединен подводящим патрубком 4 с воздухозаборным патрубком 3 посредством подводящего элемента 6 трубопровода и гибкого эластичного рукава 7, а своим отводящим патрубком 5 - с трубопроводом 8 для соединения с турбокомпрессором 9 двигателя внутреннего сгорания посредством угловых 10 и прямых 11 эластичных рукавов, закрепленных с использованием ленточного хомута. Воздухоочиститель 1 оснащен вертикально расположенным фильтрующим элементом (не показан), выполняющим функцию тонкой очистки. Фильтрующий элемент может содержать Z-образный блочный фильтрующий материал, образующий гофрированный блочный фильтрующий материал. В нижней части воздухоочистителя 1 на технологическом люке 2 предусмотрен ниппельный клапан 12. Технологический люк 2 для обслуживания воздухоочистителя 1, имеющий фиксирующие защелки 13, открывается вниз.
Отводящий патрубок подводящего элемента 6 трубопровода выполнен с лепестками 14 для соединения с подводящим патрубком 4 воздухоочистителя 1 посредством ленточного хомута, при этом лепестки, деформируясь под действием хомута, обеспечивают как неподвижность соединения, так и герметичность. В подводящем элементе 6 осуществляется поворот потока на девяносто градусов. Элемент 6 трубопровода оснащен в районе вышеуказанного поворота инерционным предочистителем, выполненным в виде кармана-уловителя 15 и, установленного на патрубке элемента 6 и связанного с карманом-уловителем 15, ниппельного клапана 16 для удаления влаги и крупных механических частиц из поступающего неочищенного атмосферного воздуха на вход воздухоочистителя 1.
Воздухозаборный патрубок 3 соединяется с элементом 6 трубопровода, посредством гибкого эластичного рукава 7, закрепленного с использованием ленточного хомута на отводящем и подводящем патрубках воздухозаборного патрубка 3 и элемента 6 трубопровода соответственно. При этом патрубки воздухозаборного патрубка 3 и подводящего элемента 6 имеют ограничители и удерживающие буртики для надежности соединений элементов системы. Воздухозаборный патрубок 3 оснащен на его входе защитной решеткой 17, которая исключает попадание посторонних предметов и крупных механических частиц в систему.
Трубопровод 8 для соединения с турбокомпрессором 9 может иметь датчик засоренности воздухоочистителя, датчик влажности и патрубок 18 для снабжения очищенным воздухом систем автомобиля.
Воздухоочиститель 1 закреплен на элементе шасси автомобиля перед передним колесом с помощью кронштейна 19, при этом кронштейн 19 закреплен к вертикальной стенке лонжерона рамы, а воздухоочиститель 1 - к кронштейну 19 своей боковой стороной. Воздухозаборный патрубок 3 размещен в передней части опрокидывающейся кабины 20 ниже ветрового стекла и закреплен к кабине 20 с помощью кронштейна 21. Трубопровод 8 для соединения с турбокомпрессором 9 двигателя внутреннего сгорания закреплен на шасси с помощью кронштейна 22.
Устройство впуска воздуха работает следующим образом.
При работе двигателя атмосферный воздух затягивается в устройство впуска воздуха проходит через элементы 3, 7, 6, где происходит предварительное воздействие на поступающий в устройство воздух, а именно предварительное отделение воздуха от крупных механических частиц и атмосферных осадков. Затем в воздухоочистителе 1 происходит отделение мелкодисперсной пыли и частичное отделение от попавшей в него влаги, которая сливается через предусмотренный клапан 12 в стенке  воздухоочистителя 1. Пыль осаждается на фильтрующем элементе тонкой очистки. При засорении фильтрующего элемента воздухоочистителя 1 значительно повышается разрежение, которое диагностируется, а информация о состоянии воздухоочистителя 1 отображается на рабочем месте водителя автомобиля. Это же свидетельствует о необходимости проведения технического обслуживания воздухоочистителя 1. При остановке двигателя внутреннего сгорания и отсутствии разрежения в устройстве ниппельные клапаны 16 и 12 открываются и накопившиеся механические частицы и осадки удаляются из клапанов и, тем самым, из самого устройства.
Для замены фильтрующего элемента не требуется опрокидывать кабину 20. Необходимо открыть технологический люк 2 и вынуть фильтрующий элемент из воздухоочистителя 1. При этом требуется, при необходимости, аккуратно удалить пыль, осевшую на внутренних поверхностях воздухоочистителя 1, исключая попадание ее на его выход. При этом для проведения технического обслуживания устройства имеющееся расположение технологического люка 2 на воздухоочистителе 1 достаточно удобно.
При иных же регламентных работах на автомобиле иногда требуется опрокинуть кабину 20, при этом разобщения элементов устройства не происходит, лишь изгибается гибкий эластичный рукав 7, что способствует снижению риска попадания посторонних предметов в устройство при техническом обслуживании автомобиля.
Заявляемое техническое решение позволяет улучшить компоновочные возможности устройства впуска воздуха при расположении на автомобиле с опрокидывающейся кабиной, позволяющие расположить грузовую платформу/фургон на минимальном расстоянии от кабины, не снижая при этом эффективности и надежности работы устройства впуска воздуха.
Заявляемое техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с применением ранее освоенных технологий.