Система питания двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение очистки воздуха путем его увлажнения.Система питания содержит воздухоочиститель с фильтрующим элементом, резервуаром с водой и испарительной каме- .рой. Корпус воздушного фильтра выполнен из материала с низкой теплопроводностью , что приводит к лучшему налипанию засоряющих воздух частиц. Нижнее донышко корпуса с центрально расположённым выходным патрубком вьтолнено коническим, наклонным от центра к периферии. Корпус по высоте разделен на две полости, опирающиеся на внутренние приливы конической съемной вставки. Вставка расположена между нижним донышком корпуса и верхней крышкой. В верхней полости расположен сменный фильтрующий элемент . В нижнюю поступает водяной пар для последующего смешивания его с воздухом, образующим вместе с-парами топлива горючую смесь, подающуюся в цилиндры двигателя. 1 з.п. ф-лы, j 2 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (SO 4 F 02 N 35/02 25 02

1 ч ° . в °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН

Н А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3880466/25-06 (22) 08.04.85 (46) 30.12.86. Бюл. Р 48 (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени институт текстильной и легкой промышленности им. С. М. Кирова (72) Н. А. Тушаков, К. Х. Лазариди, М. С. Лавриненко, Г. А. Молочков и Л. П, Яник (53) 621.43.038.771(088.8) (56) Патент СНА 1! 2811146,,кл. 123-25, опублик. 1357. (54) СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение очистки воздуха путем его увлажнения.Система питания содержит воздухоочиститель с фильтрующим элементом, резервуаром с водой и испарительной каме.рой. Корпус воздушного фильтра выполнен из материала с низкой теплопроводностью, что приводит к лучшему налипанию засоряюших воздух частиц.

Нижнее донышко корпуса с центрально расположенным выходным патрубком выполнено коническим, наклонным от центра к периферии. Корпус по высоте разделен на две полости, опирающиеся на внутренние приливы конической съемной вставки. Вставка расположена между нижним донышком корпуса и верхней крышкой. В верхней полости расположен сменный фильтрующий элемент. В нижнюю поступает водяной пар для последующего смешивания его с воздухом, образующим вместе с парами топлива горючую смесь, подающуюся в цилиндры двигателя. 1 s.ï. ф-лы, 2 ил.

1280170

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам питания двигателей внутреннего сгорания со средствами увлажнения воздуха, поступающего через воздухоочиститель с в двигатель.

Цель изобретения — повышение эффективности очистки воздуха путем

его увлажнения .

На фиг. 1 избражена предлагаемая система питания двигателя, разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Система питания содержит карбюратор 1 на котором с помощью резиновой прокладки 2, шпилек 3 и гаек 4 плотно закреплен цилиндрический корпус 5 воздухоочистителя с терморегулятором 6; выхлопной трубопровод 7, на стенке которого с помощью термостойкой прокладки 8, шпилек 9 и гаек 10 установлена испарительная камера 11. Способ монтажа камеры 1! (фиг. 1) соответствует иэготовленному из чугуна выхлопному трубопроводу

7. Если для его изготовления применить стальное литье, то сочленение камеры 11 с трубопроводом 7 целесообразнее выполнить с применением сварки, Испарительная камера 11 сообщена с пластмассовымрезервуаром 12,заполненным водой и снабженным крышкой 13 через эапорный орган 14 и шланг 15.

С воздухоочистителем камера 11 также сообщена шлангом 15, Воздухоочиститель содержит кольцевой сменный филь35 трующий элемент 16, который герметично зажат между крышкой 17 и конической съемной вставкой 18, опирающейся в свою очередь на местные внутренние приливы нижнего донышка 19 корпуса 5.

Прижатая к корпусу с помощью резиновых прокладок 20, шайб 21, гаек 22, навинченных на шпильки 23, нижние концы которых закреплены в наружных местных приливах 24 корпуса, крышка

17 плотно сочленяется с верхним торцом корпуса при помощи облицовки 25, которой облицована изнутри боковая стенка корпуса 5, на которой расположен тангенциальный впускной патрубок

26, Крышка 17 снабжена лопастями 27, расположенными снизу. Лопасти 27 и сама крышка 17 на внутренней поверхности имеют облицовку 28 из гигроско55 пического материала, одновременно служашую уплотнением для зерхнего торца фильтрующего элемента. Уплотнением для нижнего его торца служит прокладка 29, В нижнем донышке 19 корпуса 5 предусмотрен патрубок 30 для подвода отсасываемых из картера газов, Его верхний конец, выступающий внутрь корпуса 5, пропущен в верхнюю полость воздухоочистителя через отверстие вставки !8. Для закрепления вставки по высоте корпуса использованы дистанпионирующие втулки 31, надеваемые на шпильки 3 между вставкой и нижним донышком 19 корпуса 5. Наклонное от центра к периферии коническое нижнее донышко 19 в периферийной, наибслее низкой части корпуса имеет патрубок 32 с выступающим внутрь корпуса верхним концом.

На нижний конец патрубка надет шланг

15, сочлененный с верхним патрубком камеры 11, Корпус 5 снабжен впускным отверстием 32, с которым связан впускной патрубок 26, и.центральным выпускным отверстием 33, сообщенным с карбюратором l. Съемная вставка 18 снабжена центральным отверстием 34, соосным выпускному отверстию 33 кор- пуса 5, а также отбс>ртовкой 35. Вставка 18 разделяет корпус по высоте на две полости, в верхней из которых размещен фильтрующий элемент 16, герметично закрепленный между облицовкой

28 и вставкой 18. Облицовка 25 корпуса 5 закреплена между его верхним торцом и KpbB!IKoH 17 и прижата к цилиндрической поверхности корпуса отбортовкой 35 вставки 18; а ее нижний край опущен до нижнего донышка 19 корпуса 5. Корпус 5 воэдухоочистителя выполнен иэ материала с низкой теплопроводностью, например из пластмассы, а коническая съемная вставка

18 — иэ материала с высокой теплопроводностью (теплопроводяmего материала) — например металла.

Система работает следующим образом, Поступающий из воздухозаборника через терморегулятор 6 по впускному патрубку 26 воздух подводится в корпус воздухоочистителя 5 по касательной к внутренней поверхности его боковой стенки, Из закрученного благодаря такому тангенциальному подводу потока воздуха, врашателъно движущегося по периферийному кольцевому каналу верхней полости корпуса 5 воздухоочистителя, частицы механических примесей це тробежными силами как более тяжель е, чем воздух, 1280, /О отбрасываются к периферийной боковой стенке канала и оседают на ней, прилипая к влажной поверхности облицовки 25. На первой ступени очистки воздух освобождается от большей 5 части загрязняющих его примесей, одновременно увлажняясь вследствие испарения и переноса в его ядро патока части воды с интенсивно обдуваемой воздухом поверхности гигроскопичной облицовки 25, Ее влажное состояние поддерживается за счет компенсации уноса влаги с ее боковой поверхности конденсатом, подъем которого из ниже расположенной водяной ванны, образованной в периферийной части нижнего донышка 19,-обеспечивается действием капиллярного эффекта, поскольку нижний край облицовки

25 опущен под уровень конденсата в этой ванне, поддерживаемый при рабате двигателя постоянно равным высоте выступающего внутрь корпуса 5 вер:",— него конца патрубка 32. При этом чем выше мощность двигателя и, соответственно, больше объемный расход воздуха по кольцевому каналу, тем чнтенсивнее проявляется действие цент., абежного эффекта и интенсивнее ссущеI ствляется процесс массаперенаса B0 ды в воздух из ванны конденсата потоком воздуха, движущимся с более высокой скоростью. 7акой эффект саморегулирования имеет место и в от» ношении климатических условий эксплу- =- атации автомобиля: чем суше и жарче климат, т.е. меньше начальная влажность атмосферного воздуха и выше его температура, тем больше движущач сила процесса массапереноса и наоборот.

Вторая ступень очистки воздуха имеет место при фильтрации его через сменный фильтрующий элемент 16, Улавливая одновременно с пылью сорванные

45 динамическим воздействием потока воздуха с поверхности облицовки 25 частицы влаги, находящиеся в капельнажидком состоянгпт, слой ваты, входящей в состав фильтрующего элемента 16, слегка увлажняется, Это обстоятельств ва, повышая эффективность задержания пыли ввате, обусловливает меньшее загрязнение и увеличение срока службы сменного фильтрующего элемента 16, так как к моменту фильтрации очищаемого воздуха через поры гофрированной полосы картона, также входящей в конструкцию элемента 16, этот воздух ат большей массы взвеш нньгх в его потоке механических примесей освободился на первых двух ступенях его очистки, После прохождения фильтруютцег.а элемента

16 воздух попадает в центральную часть верхней полости, где ан смешивается с водяным паром, поступающим из нижней полости через отверстия промежуточной вставки 18. Поскольку часть этого пара конденсируется на относительно холодных, обдуваемых воздухом поверхностях лопастей 27 и крышки 17, то вторая ступень увлажнения воздуха за счет смешения с несконденсирсвавнися паром сочетается с окончательной сп сткой воздуха ат наиболее мелких, праникающттх -;epes поры картона, механических .- з :тнц в результате их осаждения и; р;-;липання к влажным гсверхностям облицовки 28 лагтастей 27, Б искривленных межтть паст- ных каналах с убьгвающим в направлении движения потока воздуха от периферии к центру проходным сечением скорость закрученнога лопастями воздуха постепенна всзрастаеt апределяч рост центробежных ситт, под действием 1<О тсрых ссдержашттеся в воздух механические частицы пргг.,имаются к поверхности лопастей 2?, Далее танге".,:.-Напьно 3 акаъ ченнт»т,.? На т0i(во.3p; -.а, »»н,;-, е-кая ссновгт» ю массу несканценсi:аванного пара, вытекающего из тптжттей т-.с,— ласти воздухоачиститсля через кольцевую щель ме кду вставкой !8 и нижним донышкам !9 корпуса 5, попадает на третью ступень увлажнения. Васыщенньгй влажный пар. вступая в контакт с мас-. сами 07Hoc>1òÿëüHÎ холодного воздуха частична конденсируется и в состоянии тумана (сс степенью сухости мсньшей едгтниьтьт) интенсивно перемешгвается с закрученным патокам возду- та. Пал-.ченнзя паравоздушная смесь, несуш--я с собой равномерно распредсленчые по ее объему мельчайшие капли влаги, поступает в сме ительную камеру карбюратора, где . мешивается с парами бензина, В процессе прогрева запушенного двигателя слои воды в камере 11, непосредственно прилегающие к наружной поверхности стенок выхлопного трубопровода 7, постепенно нагреваются. Вследствие уменьшения плотности воды в этих слоях па мере ее нагрева ана замещается более холодной. Возникающая па этой причине циркуляция воды в объеме камеры ll обуславливает

1280170 постепенный рост температуры всей массы воды в камере ll вслед за ростом температуры стенок трубопровода

7, которым отдают свое тепло покидающие цилиндры двигателя продукты сго- 5 рания. С приближением к состоянию кипения такая циркуляция становится интенсивнее за счет воздействия подьемной силы всплывающих пузырьков пара, образующихся у стенок трубопро10 вода 7 и кондгнсирующихся поначалу при попаДании в более холодные на удалении от этих стенок слои воды.

Наконец при доведении до кипения всей массы воды, находящейся в камере 11 и шланге 15 верхнего патрубка камеры 11, пар иэ вспль вающих, вверх пузырей начинает через шланг

15 и патрубок 32 поступать в нижнюю полость корпуса 5. Вступая в контакт с поверхностью охлаждаемой воздухом вставки 18, изготовлеьной из теплопроводящего материала„ пар на ней частично конденсируется, а частично через отверстие этой вставки поступает в верхнюю полость корпуса 5 и через щель в выпускное отверстие 34, Удерживаемые силами поверхностного натяжения на нижней поверхности вставки 18 капли конденсата под действием сил тяжести стекак|т по наклонной поверхности вставки 18, увеличи-. ваясь в размерах за счет поглощения встречаемой на пути их стока влаги, Увеличившись до критической массы, 35 которую силы поверхностного натяжения удержать уже не в состоянии, эти капли, срываясь,с поверхности вставки 18 стекают дальше по наклонной поверхности нижнего доньллка 19 корпу- 0 са 5, скапливаясь в наиболее низкой периферийной части корпуса и образуя водяную ванну, смачивающую нижний край облицовки 25. Если облицовку:

Д» изготовить из материала белого. цвета, то она может служить индикатором степени загрязнения фильтрующего элемен. та 1б, так как хорошо просматриваемое на белом фоне наличие задержанных в

50 заметном количестве механических при- " месей свидетельствует о выносе пыли из фильтрующего элемента 16 и необходимости его замены новым.

Основная часть несконденсированного в нижней полости пара, доля ко55 торого в общем em распределении растет с увеличением г.арогрсизводительпости камеры 11 по мере роста температуры стенок трубопровода 7, направляется на третью ступень увлажнения воздуха чере-, образованный нижним донышком 19 и вставкой 18 канал убывающего проходного сечения. По пути следования через этот канал массовый расход паря .-акже убывает вследствие перетекания части пара в верхнюю полость через отверстия вставки I8, Канал заканчивается щелью, сечение которой задает высота дистанциойирующих втулок 31. Через г. эту щель пар попадает в выпускное отверстие 33, где подхватывается потоком воздуха. Чтобы гарантированно избежать попадания в этот патрубок крупных капель конденсата, увлекаемых по поверхности вставки 18 потоком пара, необходимо выбором высоты втулок 3! ограничить: ксростной напор пара путем обеспечения достаточных по площади сечения проходов для этого пара.

Компенсация воды в испарительной камере 11, отводимой B -виде пара через верхний ее патзубок, происходит путем подвода воды через нижний патрубок камеры из вьглерасположенного резервуара 12 через открытый запорный орган 14, Давление в резервуаре

12 над уровнем воды постоянно остается равным атмосферному, так как отверстием в пробке 13, закрывающей его заливную горловину, -.í сообщен с aòмосферои. Уровень воды в резервуаре

12 по мере ее расходования постепенно снижается, оставаясь равным уj30BRN воды в шланге 15„ надетом на верхнии патрубок камеры li. Поскольку емкость резервуара 12 предполагается рассчитанной на рабочую смену. то к концу ее уровень воды в шланге 15 снижается ро его днища. При закрь.тии запорного органа 14 уровень воды в камере 11 в результате ее выпаривания снижается до полной осушки камеры 11 и элементов воздухоочистителя с целью предокранения их от коррозии при длительно выключенном двигателе. Выполнение этой операции особенно необходимо при "-ксплуатации автомобиля в зимних условиях для исключения замерзания во— ды в камере 1 и элементах карбюратора 1

<Рормулаизобретения

1, Система питания двигателя внутреннега сгорания содержащая воздухо1280170 верстием.

O N 17 ГЗ О Ж2t 2 9 очиститель, выполненный в виде цилиндрического корпуса с нижним доньшжом и крьппкой, снабженный впускным, центральным выпускным отверстиями и фильтрующим элементом, размещенным 5 в верхней части корпуса, резервуар с водой и испарительную камеру, noc ледовательно связанные с воздухоочистителем при помощи шлангов, причем испарительная камера установлена на выхлопном трубопроводе и связана с резервуаром через запорный орган, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности очистки воздуха путем его увлажнения, 15 корпус воздухоочистителя выполнен из материала с низкой теплопроводностью, его нижнее донышко выполнено коническим. наклонным от центра K периферии, крышка снабжена лопастями,, корпус снабжен конической съемной вставкой из теплопроводящего материала с отбортовкой и центральным отверстием соосным выпускному отУ

7 версгию, расположенной между крьппкой и нижним донышком и разделяющей корпус по высо -.å на две полости, внутренние поверхности крышки и внутренняя цилиндрическая корпуса снабжены гигроскопической облицовкой, причем фильтруюший элемент рас1толожен в верхней полости корпуса и герметично закреплен между облицовкой крынки и вставкой, облицовка корпуса закреплена между его верхним торцом и крышкои и прижата к цилиндрической поверхности корпуса отбортовкой вставки, а ее нижний край опущен до нижнего донышка корпуса, которое сообщенo с испари"",ельной камерой B его периферийной части.

2, Система по и. 1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем. что корпус снабжен впускным патрубком, расположенным тангенцпалоно относительно корпу са и сообщенным с го впускньm от1280170

Составитель С. Калачева

Редактор С. Лисина Техред А.Кравчук Корректор A. Ильин.Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 703б/32

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород. ул, Проектная, 4