СИСТЕМА ВПУСКА ВОЗДУХА

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 (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, расположенным в задней части кабины, 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 (патент CN 204532610 U, МПК В01К 13/02, F02M 35/02, F02M 35/10, опубл. 05.08.2015).
Недостатком известного технического решения является меньший ресурс воздухоочистителя, в виду применения его с одним основным и одним защитным элементами очистки, что сказывается на надежности системы при эксплуатации в условиях повышенной запыленности окружающего воздуха. Жесткое соединение воздухоочистителя с рамой транспортного средства приводит к повышенному износу основных компонентов системы из-за динамических нагрузок, связанных с перемещением двигателя и рамы, а именно, колебания двигателя и кручения рамы при эксплуатации транспортного средства. Также отсутствуют элементы контроля состояния системы, связанные с давлением воздуха после воздухоочистителя, а также параметров (температура, влажность) воздуха находящегося после воздухоочистителя. Кроме того, система впуска воздуха занимает пространство между кабиной и грузовой платформой, что снижает полезное грузовое пространство для установки бортовой платформы/фургона и прочего оборудования.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение надежности устройства впуска воздуха.
Для решения поставленной задачи в устройстве впуска воздуха, содержащем воздухоочиститель, выполненный с подводящим и отводящим патрубками, вертикально размещенный трубопровод с воздухозаборным патрубком, оснащенным решеткой, предочиститель, трубопровод отвода очищенного воздуха, воздухоочиститель оснащен не менее двумя фильтровальными блоками, состоящими из основного и предохранительного элементов, а также дополнительным отводящим патрубком, трубопровод для отвода очищенного воздуха содержит выпускной тройник, трубу для соединения с турбокомпрессором двигателя внутреннего сгорания, соединенные посредством гофрированного рукава, и впускной угловой патрубок, кроме того, воздухоочиститель, тройник и труба соединения с турбокомпрессором снабжены виброгасителями для крепления их к элементам и узлам транспортного средства. В частном случае воздухоочиститель расположен подводящим патрубком вверх, тройник закреплен к воздухоочистителю посредством цангового соединения с применением ленточных хомутов и уплотнителей из эластичного материала и имеет патрубок для отбора воздуха на пневмокомпрессор системы тормозов автомобиля, решетка воздухозаборного патрубка выполнена с лопатками, расположенными под углом как по вертикали, так и по горизонтали, кроме того, труба для соединения с турбокомпрессором имеет место установки датчика влажности, температуры и засоренности воздухоочистителя и патрубок для снабжения очищенным воздухом систем автомобиля.
Совокупность существенных признаков, заключающаяся в том, что воздухоочиститель оснащен не менее двумя фильтровальными блоками, состоящими из основного и предохранительного элементов, а также дополнительным отводящим патрубком, трубопровод для отвода очищенного воздуха содержит выпускной тройник, трубу для соединения с турбокомпрессором двигателя внутреннего сгорания, соединенные посредством гофрированного рукава, и впускной угловой патрубок, кроме того, воздухоочиститель, тройник и труба соединения с турбокомпрессором снабжены виброгасителями для крепления их к элементам и узлам транспортного средства, позволила повысить надежность устройства впуска воздуха за счет повышения пылеемкости воздухоочистителя и его ресурса, а также за счет снижения износа основных компонентов из-за динамических нагрузок, связанных с перемещением двигателя и рамы при эксплуатации транспортного средства.
Кроме того, т.к. воздухоочиститель расположен подводящим патрубком вверх, труба для впуска воздуха расположена над воздухоочистителем. Такое расположение элементов позволило скомпоновать устройство впуска воздуха таким образом, чтобы установить воздухоочиститель под кабиной над задним крылом колеса, и тем самым высвободить пространство между кабиной и грузовой платформой, что в общем случае повышает полезное грузовое пространство автомобиля.
Заявляемое техническое решение поясняется изображениями:
фиг. 1 - устройство впуска воздуха с кабиной автомобиля, общий вид в изометрии;
фиг. 2 - то же, вид слева;
фиг. 3 - воздухоочиститель, вид в разрезе;
фиг. 4 - воздухоочиститель с трубопроводом для отвода очищенного воздуха, вид снизу.
Устройство впуска воздуха содержит воздухоочиститель 1, выполненный с одним подводящим и двумя отводящими 2 патрубками, вертикально размещенный трубопровод 3 с воздухозаборным патрубком 4, оснащенным решеткой, предочиститель (не показан), трубопровод отвода очищенного воздуха.
Воздухоочиститель 1 расположен подводящим патрубком вверх и оснащен двумя фильтровальными блоками, состоящими из основного элемента 5 тонкой очистки и предохранительного элемента 6. Причем оба фильтровальных блока установлены симметрично оси корпуса воздухоочистиля 1. Фильтрующий элемент 5 может содержать Z-образный блочный фильтрующий материал, образующий гофрированный блочный фильтрующий материал. На торце воздухоочистителя 1 расположен технологический люк 7, служащий для установки и смены фильтрующих элементов 5 и 6.
Трубопровод 3 с воздухозаборным патрубком 4 соединены с воздухоочистителем 1 через соединительный элемент 8. Решетка воздухозаборного патрубка 4 выполнена с лопатками, расположенными под углом как по вертикали, так и по горизонтали. Элементы 3, 4 и 8 выполняют функцию по предварительному воздействию на поступающий в систему, и находящийся перед воздухоочистителем 1 воздух, отделяя его от крупных механических частиц и атмосферных осадков.
Трубопровод для отвода очищенного воздуха содержит выпускной тройник 9, трубу 10 для соединения с турбокомпрессором двигателя внутреннего сгорания, соединенные посредством гофрированного рукава 11 из эластичного материала с применением ленточных хомутов, и впускной угловой патрубок 12. Тройник 9 закреплен к воздухоочистителю 1 посредством цангового соединения с применением ленточных хомутов и уплотнителей из эластичного материала. Тройник 9 имеет патрубок 13 для отбора воздуха на пневмокомпрессор системы тормозов автомобиля. Труба 10 для соединения с турбокомпрессором имеет место 14 установки датчика влажности, температуры и засоренности воздухоочистителя и патрубок 15 для снабжения очищенным воздухом систем автомобиля.
Воздухоочиститель 1, тройник 9 и труба 10 соединения с турбокомпрессором снабжены закрепленными к ним через средства крепления виброгасителями 16 для крепления к элементам и узлам транспортного средства.
Воздухоочиститель 1 установлен под кабиной 17 над задним крылом колеса, труба 3 для впуска воздуха расположена над воздухоочистителем 1 и закреплена к задней стенке кабины 17. Такое расположение элементов позволило высвободить пространство между кабиной 17 и грузовой платформой, что повышает полезное грузовое пространство автомобиля.
Устройство впуска воздуха работает следующим образом.
При работе двигателя атмосферный воздух затягивается в устройство впуска воздуха через решетку воздухозаборного патрубка 4, затем поступает через трубопровод 3 в соединительный элемент 8, где происходит предварительное воздействие на поступающий в устройство воздух, а именно отделение воздуха от крупных механических частиц и атмосферных осадков и далее удаление их через клапан 18. Затем в воздухоочистителе 1 происходит отделение мелкодисперсной пыли и частичное отделение от попавшей в него влаги, которая сливается через предусмотренный клапан 19 в стенке воздухоочистителя 1. Основная фильтрация воздуха осуществляется при проникновении воздуха через основной элемент 5, после чего воздух проходит через предохранительный элемент 6. Предохранительный элемент 6 служит для предотвращения проникновения механических частиц в систему впуска двигателя при нарушении функций целостности и герметичности основного элемента 5. При этом за воздухоочистителем 1 значительно повышается разрежение, которое диагностируется, и информация о состоянии воздухоочистителя 1 отображается на рабочем месте водителя автомобиля. Это же свидетельствует о необходимости проведения технического обслуживания воздухоочистителя 1.
Для замены фильтрующих элементов 5 и 6 требуется открыть технологический люк 7 и вынуть их из воздухоочистителя 1. При этом требуется, при необходимости, аккуратно удалить пыль, осевшую на внутренних поверхностях воздухоочистителя 1, исключая попадание ее на его выход. Для этого сначала демонтируется фильтрующий элемент 5, удаляется основная пыль, затем - фильтрующий элемент 6, после, при необходимости, удаляются остатки пыли.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность устройства впуска воздуха.
Заявляемое техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с применением ранее освоенных технологий.