ФИЛЬТР ВОЗДУШНЫЙ

Настоящее устройство относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкциям воздушных фильтров двигателей внутреннего сгорания, снабженных элементами глушения шума.
Известен воздухоочиститель двигателя внутреннего сгорания (патент РФ на изобретение №2138671, МПК F02M 35/02, дата подачи заявки 16.12.1997), содержащий коробообразный корпус, ограниченный крышкой и днищем. При этом внутри корпуса в его днище выполнен улиткообразный канал, образованный выпуклым наружу участком днища и вогнутой внутрь корпуса и перекрывающей названный участок крышкой, причем входной срез канала подключен к воздухозаборнику, а выходной срез размещен внутри корпуса.
Недостатком данного воздухоочистителя является то, что выпускной срез располагается близко к стенкам корпуса, что влечет к неравномерному загрязнению (запылению) фильтрующего элемента.
За ближайший аналог принято устройство воздушного фильтра для транспортного средства (заявка на изобретение CN 109184969, МПК F02M 35/024, дата подачи заявки 11.01.2019), содержащее фильтрующий элемент и корпус, воздухозаборник, первую перегородку, разделяющую камеру фильтра на камеру расширения и резонансную полость, трубу, проходящую через первую перегородку.
Недостатками данного воздушного фильтра является нацеленность на получение акустических положительных результатов в определенном диапазоне частот без учета газодинамических характеристик фильтра, а также сложность конструкции, материалоемкость и относительная дороговизна.
Технической проблемой является создание воздушного фильтра, который обеспечивает одновременно соответствие требованиям по эффективной фильтрации поступающего воздуха, газодинамическому противодавлению и глушению шума впуска при относительной простоте конструкции.
Решение указанной технической проблемы достигается тем, что фильтр воздушный содержит корпус, имеющий внутреннюю замкнутую полость со стенками и днищем, фильтрующим элементом и первой перегородкой, прикрепленной по трем сторонам к стенкам корпуса, входной патрубок для прохода неочищенного воздуха, причем входной патрубок расположен ниже первой перегородки, между первой перегородкой и днищем расположены вертикальные перегородки, прикрепленные на некотором расстоянии от стенок корпуса к днищу и к первой перегородке и сориентированные от входного патрубка вдоль направления потока воздуха.
Первая перегородка выполнена в виде волны и горизонтально ориентирована.
Первая перегородка перекрывает 65-75% поверхности днища. Число вертикальных перегородок не менее 3.
Две внешние вертикальные перегородки выполнены дугообразными, а средняя - в виде угла, вершина которого обращена в сторону входного патрубка.
Первая перегородка и вертикальные перегородки соединены между собой и с корпусом, например, посредством клея.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение не только процесса фильтрации поступающего воздуха, но и эффективного глушения шума впуска при относительной простоте конструкции.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, техническое решение соответствует условию патентоспособности "новизна".
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".
Полезная модель поясняется чертежами:
Фигура 1 - общий вид фильтра воздушного;
Фигура 2 - вид сверху фильтра воздушного без крышки и фильтрующего элемента;
Фигура 3 - расчетное распределение воздушного потока через корпус воздушного фильтра;
Фигура 4 - расчетное распределение звукового давления шума впуска в корпусе воздушного фильтра.
Фильтр воздушный содержит крышку 1 с выпускным патрубком 2, корпус 3, имеющий внутреннюю замкнутую полость со стенками 4, днищем 5, фильтрующим элементом 6 и первой перегородкой 7. Первая перегородка 7 прикреплена к стенкам корпуса 3 с трех сторон и перекрывает 65-75% поверхности днища 5. Входной патрубок 8 для прохода неочищенного воздуха размещен в стенке 4 корпуса 3 ниже первой перегородки 7. Первая перегородка 7 выполнена в виде волны и горизонтально ориентирована. Между первой перегородкой 7 и днищем 5 расположены три вертикальные перегородки 9, 10, 11, которые прикреплены к днищу 5 и к первой перегородке 7 на некотором расстоянии от стенок 4 корпуса 3 и сориентированные от входного патрубка 8 вдоль направления потока воздуха. Две внешние перегородки 9, 11 выполнены дугообразными, а средняя перегородка 10 - в виде угла, вершина которого обращена в сторону входного патрубка 8. Перегородки 9, 10, 7, 11 соединены между собой и с корпусом 3, например, посредством клея (фигура 1, фигура 2).
Воздушный фильтр работает следующим образом.
При разряжении во впускной системе двигателя внутреннего сгорания (ДВС) неочищенный воздух всасывается через входной патрубок 8 в корпус 3 и разделяется на два потока между днищем 5 и перегородкой 7: первый поток - между перегородками 9 и 10, второй поток - между перегородками 10 и 11 (фигура 2). Далее эти потоки соединяются и через свободное пространство между стенкой 4 корпуса 3 и первой перегородкой 7 попадают на фильтрующий элемент 6. Таким образом, весь поступивший объем воздуха через входной патрубок 8 попадает на фильтрующий элемент 6. Очищенный воздух из фильтрующего элемента 6 поступает в полость крышки 1 и через выпускной патрубок 2 поступает в ДВС (не показано).
Волнообразный профиль перегородки 7 и ее размеры, а также геометрия и размеры перегородок 9, 10 и 11 рассчитаны таким образом, чтобы обеспечить заданное противодавление системы впуска, а также равномерное распределение потока воздуха через входную поверхность фильтрующего элемента. Расчетное распределение потока в корпусе фильтра - фигура 3. Цветом отмечено изменение скорости потока в м/сек в соответствии с приведенной шкалой.
Корпус воздушного фильтра работает также и как глушитель шума впуска двигателя, представляя собой две последовательные расширительные камеры, разделенные перегородкой 7. Пример расчетного распределения звукового давления в корпусе воздушного фильтра на одной из частот - фигура 4. Цветом отмечено изменение амплитуды шума в дБ в соответствии с приведенной шкалой.
Таким образом, выполнение воздушного фильтра с представленным набором перегородок не только обеспечивает процесс фильтрации поступающего воздуха, но и эффективное глушение шума впуска при относительной простоте конструкции.