ВОЗДУХОЗАБОРНИК ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к системам очистки воздуха транспортного двигателя внутреннего сгорания, а именно к элементам очистки воздуха.
Известен воздухоочиститель, содержащий корпус, сепарационные отверстия, лопаточные завихрители потока, размещенные со стороны входа воздуха, приемные патрубки для отвода очищенного воздуха, установленные соосно с сепарационными отверстиями и с образованием кольцевого канала, где корпус выполнен с двумя плоскими противолежащими параллельными поверхностями, на которые установлены со стороны входа воздуха панель завихрителей, в которую объединены лопаточные завихрители, а со стороны выхода - панель разделителей, в которую объединены приемные патрубки, причем лопаточные завихрители вынесены за пределы сепарационных отверстий и выполнены в виде усеченного конуса (см. патент на изобретение RU №2218474 C1, МПК F02M 35/02 (2000.01), опубликовано 10.12.2003).
Известен воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорания, содержащий прямоугольный корпус, выполненный составным из соединенных между собой двух одинаковых полуформ, имеющих средства подвода воздуха, опорные пластины, сепарационные элементы, каждый из которых выполнен в виде циклонной трубки, в которой частично размещена трубка отвода очищенного воздуха с лопаточными завихрителями, где сепарационные элементы объединены в два блока циклонов и размещены в полуформах так, что образуют между собой распределительный канал, пылесборные бункеры, снабженные накопителями пыли, пылесборные клапаны, отводящий воздухопровод, выполненный в нижней части отводящего патрубка (см. патент на полезную модель RU №191036 U1, МПК B01D 45/12 (2006.01), F02M 35/022 (2006.01), опубликовано 22.07.2019).
Известен воздухозаборник очистки воздуха для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, выполненный Г-образный коробчатой формы, с одной стороны которого имеется входное окно, с другой - отводящий патрубок, установленную во входном окне решетку, экран, расположенный в вертикальной части воздухозаборника, клапаны слива, установленные вблизи отводящего патрубка (см. патент на полезную модель RU №185882 U1, МПК F02M 35/022 (2006.01), F02M 35/10 (2006.01), В60К 13/02 (2006.01), опубликовано 21.12.2018).
Известен воздухозаборник, содержащий корпус, в котором расположены сепарационные элементы, включающие прямоточные циклоны с установленными в них завихрителями потока, трубки отвода очищенного воздуха, установленные соосно циклонным трубкам, входное устройство и отводящий патрубок, причем воздухозаборник выполнен из двух половин, между которыми расположены блоки с сепарационными элементами, перегородки с отверстиями, в которых установлены циклонные трубки с завихрителями и трубки отвода очищенного воздуха, кроме того воздухозаборник содержит пылесборник, который снабжен ниппельным клапаном (см. патент на полезную модель RU №37677 U1, МПК F02M 35/00 (2000.01), В60К 13/02 (2000.01), опубликовано 10.05.2004).
Известен воздухозаборник для двигателя грузового автомобиля, выполненный цельным, содержащий корпус, в котором установлены параллельные перегородки с расположенными в них сепарационными элементами, включающие циклонные трубки с установленными в них завихрителями потока, трубки отвода, установленные соосно циклонным трубкам, где корпус выполнен в виде воздухопровода, с одной стороны сообщающегося с воздушным фильтром, а с другой - входным окном, выведенным в оптимальную зону забора воздуха, а во входном окне установлены расположенные вертикально перегородки с сепарационными элементами, между которыми выполнен бункер для сбора пыли, снабженный патрубком с ниппельным клапаном (см.патент на полезную модель RU №78734 U1, МПК F02M 35/10 (2006.01), В60К 13/02 (2006.01), опубликовано 10.12.2008).
Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является воздухозаборник для забора воздуха в двигатель внутреннего сгорания, выполненный в виде воздухопровода, с одной стороны сообщающегося с воздушным фильтром, а с другой стороны снабженного входным окном и экраном со сбрасывающим устройством, где входное окно воздухопровода выведено в оптимальную зону, а после входного окна воздухопровод имеет горизонтальный участок для движения потока воздуха и далее поворот, а экран установлен в воздухопроводе перед входом в воздушный фильтр и выполнен в виде втулки, образующей со стенками воздухопровода кольцевой канал, снабженный сбрасывающим устройством, выполненным в виде лепесткового клапана, кроме того, воздухозаборник снабжен двумя входными окнами, расположенными противоположно друг другу (см. патент на полезную модель RU №107726111, МПК В60К 13/02 (2006.01), опубликовано 27.08.2011).
Известные решения в большинстве случаев имеют недостаточную надежность и эффективность очистки, за счет того, что охватывают зону грязного воздуха, кроме того отсутствует водоотделитель и уловитель грязи, что снижает очистку.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение эффективности работы воздухозаборника и очистки от попавшей во внутрь влаги.
Поставленная задача решается тем, что воздухозаборник для двигателя внутреннего сгорания, выполненный в виде воздухопровода, с одной стороны сообщающегося с воздушным фильтром, а с другой стороны снабженного входными окнами, выведенными вверх на автомобиле, ось которых располагается в горизонтальном положении, сбрасывающим устройством в виде ниппельного клапана, сообщимся с атмосферой, а также верхней наружной стенкой, прямыми горизонтальными участками и вертикальным участком, расположенными после входных окон, водоотделителем атмосферной влаги из текучей среды с накопителем и сливным отверстием, дополнительно содержит с двух сторон блоки предварительной очистки воздуха с сепарационными элементами на основе прямоточных циклонов, включающие циклонные трубки, завихрители потока, трубки отвода очищенного воздуха, при этом циклонные трубки имеют вырез, блоки предварительной очистки - направляющие стенки, а водоотделитель содержит рассекатель, кроме того, верхняя наружная стенка выполнена изогнутой по радиусу, а вертикальный участок выполнен эллиптического сечения ступенчато-рифленым.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что воздухозаборник дополнительно дополнительно содержит с двух сторон блоки предварительной очистки воздуха с сепарационными элементами на основе прямоточных циклонов, включающие циклонные трубки, завихрители потока, трубки отвода очищенного воздуха, при этом циклонные трубки имеют вырез, блоки предварительной очистки - направляющие стенки, а водоотделитель содержит рассекатель, кроме того, верхняя наружная стенка выполнена изогнутой по радиусу, а вертикальный участок выполнен эллиптического сечения ступенчато-рифленым, позволяет повысить эффективность работы.
Полезная модель поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - воздухозаборник для двигателя внутреннего сгорания, общий вид спереди;
фиг. 2 - то же, вид сбоку;
фиг. 3 - то же, сечение А-А на фиг. 1;
фиг. 4 - то же, разрез Б-Б на фиг. 1;
фиг. 5 - то же, разрез В-В на фиг. 1;
фиг. 6 - то же, разрезы Г-Г на фиг. 2;
фиг. 7 - то же, разрезы Д-Д на фиг. 2
фиг. 8 - общий вид блока сепарационных элементов с местным разрезом (в изометрии).
Воздухозаборник для двигателя внутреннего сгорания выполнен в виде воздухопровода, содержащего с одной стороны выходной патрубок 1, сообщающегося с воздушным фильтром, а с другой стороны снабженного двумя входными окнами 2 и 3. При этом на воздухозаборнике верхняя наружная стенка 4 выполнена изогнутой по радиусу, что исключает возможность возникновения завихрений воздушного потока в данной области, тем самым повышая сопротивление потока и обеспечивая эффективность работы воздухозаборника. Входные окна 2 и 3 расположены противоположно друг другу и выведены вверх на автомобиле, при этом ось окон располагается в горизонтальном положении. Входные окна 2 и 3 имеют отверстия 5. Воздухозаборник также содержит сбрасывающее устройство 6, выполненное в виде ниппельного клапана, сообщающегося с атмосферой и расположенного в нижней части патрубка 7. После входных окон 2 и 3 воздухозаборник имеет для движения потока воздуха прямые горизонтальные участки 8 и вертикальный участок 9, выполненный эллиптического сечения ступенчато-рифленым. Перед выходным патрубком 1 выполнен водоотделитель атмосферной влаги из текучей среды, который содержит рассекатель 10, предназначенный для улавливания и рассеивания попавшей вовнутрь воды или влаги, накопитель 11 и сливное отверстие 12. При этом рассекатель 10 позволяет получить местное возмущение потока текучей среды и направить попавшую воду или влагу из атмосферы в накопитель 11, тем самым повысить эффективность работы воздухозаборника. Воздухозаборник также содержит с двух сторон блоки 13 предварительной очистки воздуха с сепарационными элементами 14 на основе прямоточных циклонов, включающие в себя циклонные трубки 15, трубки 16 отвода очищенного воздуха, установленные соосно циклонным трубкам 15. Циклонные трубки 15 выполнены с установленными в них завихрителями 17 потока и вырезом 18, который предназначен для сброса попавшей пыли вовнутрь, повышая эффективность работы. Блоки 13 предварительной очистки имеют направляющие стенки 19, которые повышают эффективность работы путем защиты от попадания загрязненных частиц в циклонные трубки 15. Блоки 13 предварительной очистки соединены с прямыми горизонтальными участками 8 внахлест и зафиксированы при помощи крепежных элементов 20. Для соединения воздухозаборника с транспортным средством имеются элементы крепления 21 и 22, выполненные в виде отверстий в верхней и нижней части воздухозаборника.
Таким образом, заявляемый воздухозаборник позволяет повысить эффективность очистки за счет использования прямоточных циклонов, в которых имеются вырезы 18 и направляющие стенки 19, которые исключают обратный захват частиц потоками воздуха с атмосферы соседних циклонов, что способствует надежному перемещению отсепарированных частиц в направлении патрубка 7, на котором установлено сбрасывающее устройство 6, кроме того использование прямоточных циклонов позволяет снизить сопротивление системы, тем самым повысив эффективность работы воздухозаборника.
Воздухозаборник работает следующим образом. Атмосферный воздух втягивается при работе двигателя внутреннего сгорания внутрь воздухозаборника через входные окна 2 и 3, попадая в сепарационные элементы 14, где раскручивается завихрителями 17 потока установленными в циклонных трубках 15. Механические частицы отбрасываются центробежной силой через вырез 18 в циклонных трубках 15, а затем перемещаются в пространство блока 13 предварительной очистки сепарационных элементов 14 в направлении патрубка 7 и сбрасывающего устройства 6. Очищенный воздух направляется по трубки 16 отвода очищенного воздуха внутрь воздухоочистителя в направление выходного патрубка 1. При наличии в воздухе атмосферных осадков и, прошедших блок 13 предварительной очистки сепарационных элементов 14, осадки в виде воды или влаги осаждаются на внутренних стенках воздухоочистителя, за счет ступенчато-рифленой поверхности, турбулизация пристеночного потока способствует осаждению осадков. Вода или влага, содержащаяся в потоке воздуха и стекающая по внутренним стенкам корпуса, попадает на рассекатель 10 и стекает по нему в накопитель 11 и выводится из него через отверстия 12. При остановке двигателя внутреннего сгорания сбрасывающее устройство 6 открывается и механические частицы удаляются из блока 13 предварительной очистки, а наличие направляющих стенок 19 препятствует попаданию отсепарированных механических частиц в верхние сепарирующих элементы блока 13 предварительной очистки в потоки текучей среды при движении к патрубку 7, тем самым обеспечивая очищение воздуха и повышая эффективность работы воздухозаборника.
Заявляемое техническое решение позволяет повысить эффективность работы воздухозаборника. Кроме этого, данное решение при сохранении компактности исполнения, его эстетики, а также технологичности изготовления изделия, позволит улучшить основные показатели двигателя внутреннего сгорания и характеристики транспортного средства в целом, таким образом, эксплуатировать автомобиль с данным воздухоочистителем в условиях повышенной запыленности, увеличив ресурс и межсервисный интервал по смене основного фильтроэлемента системы очистки воздуха автомобиля.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с применением ранее освоенных технологий.