Воздухозаборное устройство для транспортного средства

Авторы патента:


Воздухозаборное устройство для транспортного средства
Воздухозаборное устройство для транспортного средства
Воздухозаборное устройство для транспортного средства
Воздухозаборное устройство для транспортного средства

Владельцы патента RU 2657162:

Хёндэ Мотор Компани (KR)

Изобретение относится к воздухозаборным устройствам для транспортных средств. Воздухозаборное устройство содержит турбинный нагнетатель воздуха, расположенный в воздухозаборном канале и предназначенный для сжатия забираемого воздуха, подаваемого в двигатель, и завихритель потока, расположенный относительно упомянутого турбинного нагнетателя воздуха на стороне выше по потоку в направлении течения забираемого воздуха в воздухозаборном канале и выполненный с возможностью создания в потоке забираемого воздуха вихря для отделения от потока забираемого воздуха, поступающего в турбинный нагнетатель, инородных частиц под действием центробежных сил. Достигается эффективное удаление из воздуха инородных частиц. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПРЕДЛАГАЕМОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Предлагаемое изобретение относится к воздухозаборному устройству для транспортного средства, более конкретно - к устройству для фильтрования воздуха, поступающего в транспортное средство извне.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Транспортные средства снабжены системой забора воздуха для подачи его в двигатель извне. Эта система забора воздуха выполнена с возможностью удалять из забираемого воздуха инородные частицы, которые в нем содержатся.

Однако, содержащиеся в забираемом воздухе инородные частицы могут быть разными, в частности, удаление инородных частиц, находящихся в жидком состоянии, с помощью установленного в системе забора воздуха воздушного фильтра по различным причинам может быть осуществлено только до некоторого предела.

Например, в местностях, в которых климат является дождливым или снежным, высока вероятность того, что инородные частицы, находящиеся в жидком состоянии, содержатся в забираемом воздухе по причине высокой влажности атмосферного воздуха. В частности, если в местности, где часты снегопады, для удаления снега используется хлорид натрия или хлорид кальция, то эти соли растворяются в воде, получившейся от таяния снега, и эта вода с растворенным в ней хлоридом по разным причинам может попасть в тракт забора воздуха.

Когда инородные частицы, находящиеся в жидком состоянии и содержащие различные растворенные вещества, приближаются к двигателю, с ростом температуры уходит только вода, а вещества, которые были растворены, могут выделиться в твердой фазе. Эти выделившиеся инородные вещества могут накапливаться в тракте забора воздуха и создавать препятствия для потока забираемого воздуха или причинить вред двигателю или даже вызвать его поломку или поломку других частей транспортного средства при попадании туда такого загрязненного воздуха. Поэтому одной из приоритетных задач является полное удаление из забираемого воздуха инородных частиц.

Это описание уровня техники дано только в той части, которая относится к предлагаемому изобретению, и предназначено только для того, чтобы способствовать пониманию предлагаемого изобретения, оно не должно пониматься как часть известного специалистам уровня техники в целом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель предлагаемого изобретения состоит в создании воздухозаборного устройства для транспортного средства, обеспечивающего возможность эффективно удалять из забираемого воздуха инородные частицы.

Для достижения целей предлагаемого изобретения воздухозаборное устройство для транспортного средства согласно предлагаемому изобретению содержит турбинный нагнетатель воздуха, который расположен в воздухозаборном канале и предназначен для сжатия забираемого воздуха, подаваемого в двигатель, и завихритель потока, расположенный относительно упомянутого турбинного нагнетателя воздуха со стороны вверх по потоку, где под потоком понимается направление течения забираемого воздуха в воздухозаборном канале, и предназначенный для создания в упомянутом потоке забираемого воздуха вихря с целью отделения от потока забираемого воздуха, поступающего в турбинный нагнетатель воздуха, инородных частиц под действием центробежной силы.

Задний конец упомянутого завихрителя потока, обращенный к турбинному нагнетателю воздуха со стороны вниз по потоку, может быть соединен с турбинным нагнетателем для удаления инородных частиц из забираемого воздуха сразу перед поступлением потока забираемого воздуха в турбинный нагнетатель.

Для создания вихря в потоке забираемого воздуха могут быть использованы завихряющие лопатки, расположенные на переднем конце завихрителя потока, который обращен к набегающему потоку забираемого воздуха, так что для забираемого воздуха при его прохождении через упомянутые завихряющие лопатки созданы условия для завихрения вокруг оси вращения, ориентированной по направлению потока забираемого воздуха.

Для повышения интенсивности вихря, порождаемого при прохождении забираемого воздуха через завихряющие лопатки, внутри завихрителя потока может быть выполнен винтовой канал, простирающийся к стороне ниже по потоку относительно завихрителя потока, по которому протекает забираемый воздух.

Направление вращения вихря, порождаемого завихряющими лопатками, и направление закручивания упомянутого винтового канала могут совпадать с направлением вращения компрессора для сжатия забираемого воздуха.

На своем заднем конце, обращенном к турбинному нагнетателю воздуха, завихритель потока может быть снабжен выпускным каналом для отведения инородных частиц, отделяемых от забираемого воздуха за счет центробежных сил.

Упомянутый выпускной канал может быть выполнен в форме трубки, наклоненной к стороне вниз по потоку в направлении течения забираемого воздуха при его отдалении от центра завихрителя потока.

В выпускном канале может быть выполнено отверстие, в котором может быть установлен обратный клапан для предотвращения обратного течения инородных частиц.

У упомянутого заднего конца завихрителя потока может быть выполнен участок с уступом, т.е. ступенчатый участок, на котором внутренний диаметр воздухозаборного канала резко уменьшается, причем этот ступенчатый участок своим уступом обращен к турбинному нагнетателю воздуха и предназначен для предотвращения попадания в турбинный нагнетатель воздуха инородных частиц, отделенных под действием центробежных сил.

На стороне выше по потоку от упомянутого ступенчатого участка завихритель потока может быть снабжен выпускным каналом, так что для инородных частиц, движение которых ограничено ступенчатым участком, обеспечена возможность отведения через этот выпускной канал.

Предлагаемое воздухозаборное устройство для транспортного средства обеспечивает возможность эффективного удаления инородных частиц из забираемого воздуха.

В частности, предлагаемое устройство содержит турбинный нагнетатель воздуха и завихритель потока, который расположен относительно турбинного нагнетателя воздуха на стороне выше по потоку в направлении течения забираемого воздуха, благодаря чему обеспечена возможность эффективного удаления инородных частиц из забираемого воздуха, поступающего в турбинный нагнетатель воздуха для снабжения воздухом двигателя.

Кроме того, благодаря тому, что в завихрителе потока предусмотрены завихряющие лопатки и винтовой канал, обеспечена возможность создания в забираемом воздухе вихря без специального приводного устройства, что представляет преимущество с точки зрения уменьшения массы и расходов на изготовление, а также с точки зрения повышения эффективности использования топлива транспортным средством.

Кроме того, благодаря тому, что направление вращения вихря, порождаемого завихряющими лопатками и винтовым каналом, совпадает с направлением вращения компрессора турбинного нагнетателя воздуха, обеспечена возможность повышения эффективности работы турбинного нагнетателя воздуха.

Кроме того, благодаря тому, что у заднего конца завихрителя потока выполнены ступенчатый участок и выпускной канал, и тому, что в этом выпускном канале установлен обратный клапан, обеспечена возможность эффективного предотвращения попадания в турбинный нагнетатель воздуха отделенных от забираемого воздуха инородных частиц и их удаления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРИЛАГАЕМЫХ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Вышеуказанные и другие цели, признаки и преимущества предлагаемого изобретения будут поняты лучше из последующего подробного описания со ссылками на прилагаемые графические материалы.

На фиг. 1 изображено воздухозаборное устройство для транспортного средства согласно одному из вариантов осуществления предлагаемого изобретения.

На фиг. 2 изображен завихритель потока, являющийся компонентом воздухозаборного устройства для транспортного средства согласно одному из вариантов осуществления предлагаемого изобретения.

На фиг. 3 изображены внутренние детали завихрителя потока, являющегося компонентом воздухозаборного устройства для транспортного средства согласно одному из вариантов осуществления предлагаемого изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее будут подробно описаны иллюстративные варианты осуществления предлагаемого изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Как можно видеть на прилагаемых чертежах с фиг. 1 по фиг. 3, являющееся предметом предлагаемого изобретения воздухозаборное устройство для транспортного средства содержит следующие компоненты: турбинный нагнетатель 200 воздуха, который установлен в воздухозаборном канале 50 и предназначен для сжатия воздуха, подаваемого в двигатель; и завихритель 100 потока, который установлен в воздухозаборном канале 50 и относительно упомянутого турбинного нагнетателя 200 воздуха расположен на стороне выше по потоку в направлении течения забираемого воздуха и предназначен для создания в потоке забираемого воздуха вихря для центробежного отделения от забираемого воздуха, поступающего в турбинный нагнетатель 200 воздуха, инородных частиц.

Это техническое решение подробно описывается далее.

Турбинный нагнетатель 200 воздуха расположен в воздухозаборном канале 50 и предназначен для сжатия забираемого воздуха, поступающего в двигатель. Турбинный нагнетатель 200 воздуха может содержать турбину и компрессор 220, при этом турбина выполнена с возможностью приведения ее во вращение потоком выпускаемого воздуха, а компрессор 220 выполнен с возможностью приведения его в действие за счет крутящего момента от турбины.

Компрессор 220 расположен в воздухозаборном канале 50 и выполнен с возможностью приведения его в действие в воздухозаборном канале 50 с обеспечением, тем самым, сжатия воздуха. Сжатый воздух поступает в двигатель. Хотя турбинный нагнетатель 200 воздуха, расположенный в воздухозаборном канале 50, и обозначен на фиг. 1, все же турбинный нагнетатель 200 воздуха, снабженный завихрителем потока, который будет описан ниже, изображен на фиг. 2 и фиг. 3. Компрессор 220 в комбинации с турбинным нагнетателем 200 воздуха изображен главным образом на фиг. 2 и фиг. 3.

Завихритель 100 потока относительно турбинного нагнетателя 200 воздуха расположен на стороне выше по потоку в направлении течения забираемого воздуха в воздухозаборном канале 50 и выполнен с возможностью создания в потоке забираемого воздуха вихря для центробежного отделения от забираемого воздуха, попадающего в турбинный нагнетатель 200 воздуха, инородных частиц.

Завихритель 100 потока расположен в воздухозаборном канале 50, в частности, на стороне выше по потоку и на стороне ниже по потоку относительно воздухоочистителя 12. Однако это только пример, приведенный для объяснения предлагаемого изобретения, и завихритель 100 потока может быть расположен на стороне выше по потоку относительно воздухоочистителя 12.

В настоящей заявке сторона выше по потоку и сторона ниже по потоку определены с привязкой к направлению течения забираемого воздуха, они могут соответствовать передней и задней стороне соответствующих компонентов. То есть, согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого изобретения, турбинный нагнетатель 200 воздуха расположен на стороне ниже по потоку относительно завихрителя 100 потока, а задний конец 104 завихрителя 100 потока обращен к турбинному нагнетателю 200 воздуха.

Согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого изобретения, завихритель 100 потока, расположенный относительно воздухоочистителя 12 на стороне ниже по потоку, обеспечивает возможность удаления (дополнительных?) инородных веществ из забираемого воздуха, из которого инородные частицы были первично отфильтрованы воздухоочистителем 12. Завихритель 100 потока обеспечивает отделение инородных частиц от забираемого воздуха за счет центробежных сил, создавая вихрь, но на начальном этапе легкие инородные частицы задерживаются воздухоочистителем 12, благодаря чему обеспечено повышение эффективности центробежного отделения инородных частиц завихрителем 100 потока.

На фиг. 1 завихритель 100 потока показан расположенным в воздухозаборном канале 50 между воздухоочистителем 12 и турбинным нагнетателем 200 воздуха в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления предлагаемого изобретения.

Завихритель 100 потока выполнен с возможностью создавать в потоке забираемого воздуха вихрь. Забираемый воздух может поступать в турбинный нагнетатель 200 воздуха, совершая вращательное движение вокруг образованной вихрем оси вращения, которая ориентирована в направлении течения забираемого воздуха.

Когда в потоке забираемого воздуха завихритель 100 потока создает вихрь, инородные вещества, содержащиеся в забираемом воздухе под действием центробежных сил отделяются и перемещаются в направлении внутрь завихрителя 100 потока, а забираемый воздух поступает в компрессор 220 турбинного нагнетателя 200 воздуха. Завихритель 100 потока выполнен с возможностью создавать в потоке забираемого воздуха вихрь без использования специального приводного устройства, а только за счет своей формы, что будет подробно описано далее.

Завихритель 100 потока может быть особенно полезен для удаления из забираемого воздуха инородных частиц, находящихся в жидком состоянии. Как указывалось выше, в воздухозаборном канале 50, в котором установлено воздухозаборное устройство согласно предлагаемому изобретению, может быть установлен воздухоочиститель 12.

Форма реализации упомянутого воздухоочистителя 12 может быть разной, в частности, он может быть выполнен в виде пропускающего воздух пористого фильтра. Соответственно, забираемый воздух, проходя через воздухоочиститель 12 в направлении течения, рассеивается, и инородные частицы отфильтровываются из забираемого воздуха.

Однако воздухоочиститель 12 может иметь ограничения в отношении своей способности удалять инородные частицы, находящиеся в жидком состоянии, по причине разных агрегатных состояний (твердого и жидкого) веществ и разницы в размерах частиц, так что инородные частицы, находящиеся в жидком состоянии, могут оставаться в рассеянном виде или в виде сгустков в забираемом воздухе, прошедшем через воздухоочиститель 12.

В частности, когда в инородных веществах, содержащихся в забираемом воздухе, растворены другие вещества, необходимость фильтрования инородных частиц, находящихся в жидком состоянии, становится еще более настоятельной. Двигатель порождает тепло, поэтому температура забираемого воздуха повышается по мере его приближения к двигателю, и когда повышается температура инородных частиц, находящихся в жидком состоянии, испаряется только вода, а другие вещества, которые были растворены в веществах, находящихся в жидком состоянии, выделяются и остаются в тракте забираемого воздуха.

Эта проблема становится более острой в странах или регионах, где часты дожди или снегопады. Дело в том, что при нахождении транспортного средства в таких условиях вероятность содержания в забираемом воздухе инородных частиц, находящихся в жидком состоянии, высока, и высока вероятность выделения из них инородных веществ, которые были растворены, с ростом температуры.

Например, в местностях, где бывают обильные снегопады, для удаления снега используют хлорид кальция или хлорид натрия, так что в транспортное средство через тракт забираемого воздуха может попасть получившаяся в результате таяния снега вода, содержащая в больших количествах растворенный в ней хлорид кальция.

Находящаяся в атмосферном воздухе вода, в которой растворен хлорид кальция, или частицы, находящиеся в жидком состоянии, попадающие по различным причинам в воздухозаборный канал 50, вместе с потоком забираемого воздуха попадают в двигатель, но забираемый воздух проходит через турбинный нагнетатель 200 воздуха, наличие которого предусмотрено предлагаемым изобретением.

Однако турбина этого турбинного нагнетателя 200 воздуха приводится во вращение потоком выпускаемого воздуха, и компрессор 220 тоже приобретает более высокую температуру от имеющего высокую температуру выпускаемого воздуха. В инородных частицах, находящихся в жидком состоянии, при следовании к компрессору 220, который выделяет тепло, испаряется и удаляется только вода, а хлорид кальция и другие инородные вещества, которые в инородных частицах, находящихся в жидком состоянии, находились в растворенном виде, выделяются и остаются в компрессоре 220.

Эти выделившиеся инородные вещества могут оказывать на компрессор 220, который вращается с высокой скоростью, ударное воздействие и могут его повредить. Инородные частицы, находящиеся в жидком состоянии, могут создавать проблемы, так как, попадая в разные части устройства помимо турбинного нагнетателя 200 воздуха, они могут стать причиной неисправностей.

Согласно предлагаемому изобретению, завихритель 100 потока может быть особенно полезен для удаления инородных частиц, находящихся в жидком состоянии. В предлагаемом устройстве использовано не фильтрование через пористый фильтр, а центробежное разделение, при котором в потоке забираемого воздуха формируется вихрь, благодаря чему ограничения, обусловленные агрегатным состоянием и размерами инородных частиц, минимизированы, и обеспечена возможность центробежного отделения инородных частиц, находящихся в жидком состоянии.

Таким образом, согласно предлагаемому изобретению, при размещении завихрителя 100 потока относительно турбинного нагнетателя 200 воздуха на стороне выше по потоку обеспечена возможность центробежного отделения от забираемого воздуха, поступающего в турбинный нагнетатель 200, инородных частиц, находящихся в жидком состоянии, и, следовательно, обеспечена возможность предотвращать такие случаи, когда из попадающих в турбинный нагнетатель 200 воздуха инородных частиц, находящихся в жидком состоянии, выделяются инородные вещества, остающиеся там в твердом состоянии.

Завихритель 100 потока относительно турбинного нагнетателя 200 воздуха расположен на стороне выше по потоку (см. фиг. 1). Согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого изобретения, завихритель 100 потока расположен в воздухозаборном канале 50 между воздухоочистителем 12 и турбинным нагнетателем 200 воздуха.

На фиг. 2 изображен завихритель 100 потока у переднего конца турбинного нагнетателя 200 воздуха. Согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого изобретения, завихритель 100 потока выполнен в форме трубки, через которую обеспечена возможность прохождения потока забираемого воздуха, в котором создан вихрь.

На фиг. 3 можно видеть внутренние компоненты завихрителя 100 потока. Поток забираемого воздуха, проходящего через завихритель 100 потока, будучи завихренным, поступает в компрессор 220 турбинного нагнетателя 200 воздуха, при этом из этого потока происходит центробежное отделение инородных частиц.

Как можно видеть из прилагаемых чертежей с фиг. 1 по фиг. 3, в воздухозаборном устройстве для транспортного средства согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого изобретения завихритель 100 потока соединен с турбинным нагнетателем 200 воздуха своим задним концом 104, который обращен к турбинному нагнетателю 200 воздуха на стороне ниже по потоку, с целью удаления инородных частиц из потока забираемого воздуха непосредственно перед тем, как он попадет в турбинный нагнетатель 200 воздуха.

Согласно предлагаемому изобретению, как указывалось выше, завихритель 100 потока относительно турбинного нагнетателя 200 воздуха расположен на стороне выше по потоку, так что обеспечена возможность удаления из потока забираемого воздуха, поступающего в турбинный нагнетатель 200 воздуха, посторонних частиц, находящихся в жидком состоянии.

Согласно одному из более предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретения, задний конец 104 завихрителя 100 потока соединен с передним концом турбинного нагнетателя 200 воздуха. Как указывалось выше, сторона выше по потоку и сторона ниже по потоку охарактеризованы как таковые в соответствии направлением течения забираемого воздуха, при этом сторона выше по потоку соответствует переднему, а сторона ниже по потоку соответствует заднему концу соответствующего компонента предлагаемого воздухозаборного устройства.

Таким образом, согласно предлагаемому изобретению, задний конец 104 завихрителя 100 потока соединен с турбинным нагнетателем 200 воздуха таким образом, что обеспечена возможность эффективного отделения от потока забираемого воздуха, поступающего в турбинный нагнетатель 200 воздуха, посторонних частиц. Компрессор 220 турбинного нагнетателя 200 воздуха имеет высокую скорость вращения, поэтому есть риск его повреждения этими посторонними частицами.

Как можно видеть на прилагаемых чертежах с фиг. 1 по фиг. 3, задний конец 104 завихрителя 100 потока соединен с турбинным нагнетателем 200 воздуха. Забираемый воздух поступает в турбинный нагнетатель 200 воздуха через завихритель 100 потока, и этот завихритель 100 потока эффективно удаляет инородные частицы из забираемого воздуха непосредственно перед его поступлением в турбинный нагнетатель 200 воздуха.

Как можно видеть на прилагаемых чертежах с фиг. 1 по фиг. 3, в воздухозаборном устройстве для транспортного средства согласно предлагаемому изобретению на переднем конце завихрителя 100 потока выполнены завихряющие лопатки 120, предназначенные для создания в потоке забираемого воздуха вихря, ось вращения которого ориентирована в направлении течения забираемого воздуха при прохождении им завихряющих лопаток 120.

То есть, завихряющие лопатки 120 создают в потоке забираемого воздуха вихрь на переднем конце 102 завихрителя 100 потока.

Завихряющие лопатки 120 расположены вокруг вращаемого вала и ориентированы поперек потока забираемого воздуха. Завихряющие лопатки 120 могут быть расположены как в виде одной ступени, так и в виде большего числа ступеней.

Завихряющие лопатки 120 относительно поперечного сечения потока забираемого воздуха по меньшей мере частично наклонены в направлении к стороне ниже по потоку. Соответственно, направление забираемого воздуха, проходящего через завихряющие лопатки 120, отличается от продольного направления воздухозаборного канала 50, при этом создается вихрь.

Завихряющие лопатки 120 являются неподвижно зафиксированными элементами, благодаря чему в воздухозаборном устройстве согласно предлагаемому изобретению завихритель 100 потока создает вихрь без специального приводного устройства (то есть, не потребляет энергии). Соответственно, становится возможным обеспечить преимущество, состоящее в уменьшении веса предлагаемого устройства и расходов на его изготовление, а также в повышении эффективности использования топлива.

На фиг. 3 можно видеть завихряющие лопатки 120, расположенные у переднего конца 102 завихрителя 100 потока. За счет момента, развиваемого завихряющими лопатками 120, в потоке забираемого воздуха, поступающего в завихритель 100 потока, имеют место условия для создания вихря, и в завихрителе 100 потока обеспечена возможность центробежного отделения посторонних частиц.

Кроме того, как можно видеть на фиг. 3, согласно рассматриваемому варианту осуществления воздухозаборного устройства для транспортного средства по предлагаемому изобретению, внутри завихрителя 100 потока выполнен винтовой канал 140, простирающийся в сторону ниже по потоку, так что забираемый воздух, проходящий через завихряющие лопатки 120, течет по винтовому каналу 140, что приводит к повышению интенсивности вихря.

То есть, согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого воздухозаборного устройства, завихритель 100 потока внутри имеет форму трубки, так что для создания вихря созданы благоприятные условия. Кроме того, предусмотрен винтовой канал 140, простирающийся внутри завихрителя 100 потока в продольном направлении.

Этот винтовой канал 140 простирается в продольном направлении завихрителя 100 потока. Соответственно, благодаря винтовому каналу 140 обеспечена возможность создания вихря или повышения интенсивности вихря в потоке забираемого воздуха, проходящего через завихритель 100 потока.

Поперечное сечение винтового канала 140 может быть разной формы, при этом винтовой канал 140 как таковой может быть выполнен как одно целое с внутренней частью завихрителя 100 потока, или же он может быть выполнен как отдельный элемент и вставлен в завихритель 100 потока. Для изготовления винтового канала 140 могут быть использованы разные материалы.

По мере прохождения потока забираемого воздуха, в котором создан вихрь, к двигателю интенсивность вихря понижается, и следовательно, созданный в потоке забираемого воздуха вихрь может иссякнуть. То есть, согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого изобретения, для повышения интенсивности вихря, создаваемого завихряющими лопатками 120 при прохождении через них потока забираемого воздуха, предусмотрен винтовой канал 140, в результате чего обеспечена возможность повышения эффективности центробежного отделения посторонних частиц завихрителем 100 потока.

На фиг. 3 изображены внутренние элементы завихрителя 100 потока, в котором имеется винтовой канал 140.

Кроме того, как можно видеть на фиг. 3, согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого воздухозаборного устройства для транспортного средства, направление вращения вихря, создаваемого завихряющими лопатками 120, и направление закручивания винтового канала 140 совпадают с направлением вращения компрессора 220, установленного в турбинном нагнетателе 200 воздуха и выполненного с возможностью вращения и сжатия забираемого воздуха.

То есть, форма завихряющих лопаток 120 такова, что обеспечена возможность создания ими в потоке забираемого воздуха вихря в заданном направлении, а винтовой канал 140 закручен в направлении вихря, создаваемого завихряющими лопатками 120.

Кроме того, направление закручивания винтового канала 140 и направление вращения вихря, создаваемого завихряющими лопатками 120, совпадают с направлением вращения компрессора 220. Соответственно, вихрь, создаваемый завихрителем 100 потока, поступает ко входу в компрессор 220 турбинного нагнетателя 200 воздуха без снижения его интенсивности, и действие вихря усиливается за счет вращения компрессора 220, благодаря чему повышается эффективность центробежного отделения посторонних частиц.

На фиг. 3 проиллюстрирован вариант осуществления предлагаемого изобретения, в котором направления вращения, обеспечиваемые завихряющими лопатками 120 и винтовым каналом 140, и направление вращения компрессора 220 совпадают.

Как можно видеть на фиг. 2 и фиг. 3, в воздухозаборном устройстве для транспортного средства согласно рассматриваемому варианту предлагаемого изобретения завихритель 100 потока на своем заднем конце 104, обращенном к турбинному нагнетателю 200 воздуха, снабжен выпускным каналом для отведения инородных частиц, отделенных от потока забираемого воздуха под действием центробежных сил.

На заднем конце 104 завихрителя 100 потока выполнен проем, являющийся выпускным каналом 180. Через этот выпускной канал 180 инородные частицы, отделяемые от потока забираемого воздуха под действием центробежных сил, выводятся за пределы воздухозаборного канала 50.

Как можно видеть на фиг. 2 и фиг. 3, в воздухозаборном устройстве для транспортного средства согласно рассматриваемому варианту предлагаемого изобретения выпускной канал 180 выполнен в виде трубки, наклоненной в сторону ниже по потоку и отходящей от центральной области завихрителя 100 потока.

Таким образом, выпускной канал 180, выполненный у заднего конца 104 завихрителя 100 потока, простирается вовне от канала, образованного внутренней поверхностью стенки завихрителя 100 потока, то есть, выпускной канал 180 выполнен в форме трубки. Эта форма изображена на фиг. 2 и фиг. 3.

Выполненный в виде трубки выпускной канал 180 установлен с наклоном в сторону ниже по потоку с удалением от завихрителя 100 потока, так что обеспечена возможность более плавного отведения инородных частиц, перемещаемых потоком забираемого воздуха в переднем направлении. Как можно видеть на фиг. 2 и фиг. 3, выпускной канал 180 простирается от завихрителя 100 потока под углом.

Как можно видеть на фиг. 3, согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого воздухозаборного устройства, выпускной канал 180 имеет выпускное отверстие, в котором установлен обратный клапан 185, выполненный с возможностью предотвращать обратное проникновение инородных частиц.

То есть, обратный клапан 185 установлен в выполненном в виде трубки выпускном канале 180 в заданном положении. Выпускной канал 180 может быть установлен в положении, где имеют место изменения в потоке забираемого воздуха, в частности, на стороне выше по потоку относительно турбинного нагнетателя 200 воздуха, где могут иметь место вариации давления и характеристик потока забираемого воздуха, поэтому такое решение обеспечивает преимущество с точки зрения предотвращения обратного проникновения инородных частиц.

Таким образом, согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого изобретения, выпускной канал 180 снабжен обратным клапаном 185, предотвращающим проникновение отведенных наружу инородных частиц обратно в воздухозаборный канал 50. Обратный клапан 185, установленный в выпускном канале 180, можно видеть в схематичном изображении на фиг. 3.

Кроме того, как можно видеть на фиг. 3, в воздухозаборном устройстве согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого изобретения в завихрителе 100 потока у его заднего конца 104, обращенного к турбинному нагнетателю 200 воздуха, выполнен ступенчатый участок 190, на котором внутренний диаметр воздухозаборного канала резко уменьшается и который предназначен для предотвращения попадания в турбинный нагнетатель 200 воздуха инородных частиц, подвергаемых центробежному отделению.

Таким образом, в воздухозаборном канале 50 установлен турбинный нагнетатель 200 воздуха, в частности, компрессор 220. Кроме того, предусмотрен впускной канал для поступления в компрессор 220 забираемого воздуха. Представляется предпочтительным такое решение, при котором упомянутый впускной канал имеет то же самое продольное направление, что и воздухозаборный канал 50, и для инородных частиц обеспечена возможность поступления в компрессор 220 с прохождением выпускного канала 180 в различных ситуациях.

Соответственно, в рассматриваемом варианте осуществления предлагаемого изобретения у заднего конца 104 завихрителя 100 потока выполнен ступенчатый участок 190, на котором имеет место резкое изменение поперечного сечения потока забираемого воздуха. То есть, на ступенчатом участке 190 образован уступ или ступенька.

В результате такого решения, благодаря тому, что рассматриваемым вариантом осуществления предлагаемого изобретения предусмотрен ступенчатый участок 190, обеспечено недопущение попадания инородных частиц, отделяемых от потока забираемого воздуха, в турбинный нагнетатель 200 воздуха, или по меньшей мере, созданы препятствия для такого попадания, благодаря чему обеспечена возможность достижения преимущества, состоящего в недопущении выделения и осаждения инородных частиц вокруг компрессора. 220. Ступенчатый участок 190, выполненный в завихрителе 100 потока, относительно впускного отверстия турбинного нагнетателя 200 воздуха изображен на фиг. 3.

Кроме того, как можно видеть на фиг. 3, в воздухозаборном устройстве для транспортного средства согласно рассматриваемому варианту осуществления предлагаемого изобретения для отведения отделенных под действием центробежных сил инородных частиц выше по потоку относительно ступенчатого участка 190 расположен выпускной канал, поэтому инородные частицы, перемещению которых создано препятствие ступенчатым участком 190, проходят по выпускному каналу 180.

Таким образом, выпускной канал 180 действует как канал для отведения инородных частиц и расположен на стороне ниже по потоку относительно ступенчатого участка 190, предпочтительно - близко к нему. Инородные частицы, перемещение которых вдоль воздухозаборного канала 50 встречает препятствие на ступенчатом участке 190, могут накапливаться вплоть до уровня ступеньки, имеющейся на этом ступенчатом участке 190.

То есть, когда выпускной канал 180 расположен на стороне ниже по потоку относительно ступенчатого участка 190 и близко к нему, обеспечена возможность для минимизации проникновения инородных частиц дальше выпускного канала 180, а также обеспечена возможность для достижения эффективного отведения инородных частиц через выпускной канал 180. Выпускной канал 180, расположенный близко к ступенчатому участку 190, можно видеть на фиг. 3.

Хотя предлагаемое изобретение было описано с рассмотрением конкретного варианта его осуществления, проиллюстрированного на прилагаемых чертежах, специалистам соответствующего профиля должно быть понятно, что в предлагаемое изобретение могут быть внесены различные изменения, и оно может быть подвергнуто различным модификациям без выхода за его пределы, которые заданы приводимой далее формулой изобретения.

1. Воздухозаборное устройство для транспортного средства, содержащее

турбинный нагнетатель воздуха, расположенный в воздухозаборном канале и предназначенный для сжатия забираемого воздуха, подаваемого в двигатель, и

завихритель потока, расположенный относительно упомянутого турбинного нагнетателя воздуха на стороне выше по потоку в направлении течения забираемого воздуха в воздухозаборном канале и выполненный с возможностью создания в потоке забираемого воздуха вихря для отделения от потока забираемого воздуха, поступающего в упомянутый турбинный нагнетатель, инородных частиц под действием центробежных сил.

2. Устройство по п. 1, в котором задний конец упомянутого завихрителя потока, обращенный к турбинному нагнетателю воздуха на стороне ниже по потоку, соединен с упомянутым турбинным нагнетателем воздуха для удаления из потока забираемого воздуха инородных частиц непосредственно перед поступлением потока забираемого воздуха в турбинный нагнетатель воздуха.

3. Устройство по п. 1, в котором у обращенного к набегающему потоку переднего конца завихрителя потока для создания вихря в потоке забираемого воздуха установлены завихряющие лопатки с обеспечением в потоке забираемого воздуха при его прохождении через эти завихряющие лопатки условий для формирования вихря, ось вращения которого ориентирована по направлению течения забираемого воздуха.

4. Устройство по п. 3, в котором внутри завихрителя потока выполнен простирающийся вниз по потоку винтовой канал, предназначенный для повышения интенсивности вихря при прохождении вдоль этого винтового канала потока забираемого воздуха, прошедшего через завихряющие лопатки.

5. Устройство по п. 4, в котором для закручивания и сжатия потока забираемого воздуха направление вращения вихря, создаваемого завихряющими лопатками, и направление закручивания упомянутого винтового канала совпадают с направлением вращения компрессора.

6. Устройство по п. 1, в котором завихритель потока имеет выпускной канал для отведения инородных частиц, отделяемых от потока забираемого воздуха под действием центробежных сил у заднего конца завихрителя потока, обращенного к турбинному нагнетателю воздуха.

7. Устройство по п. 6, в котором упомянутый выпускной канал выполнен в виде трубки, наклоненной в сторону ниже по потоку в направлении течения забираемого воздуха, перемещаемого от центральной части завихрителя потока.

8. Устройство по п. 6, в котором в упомянутом выпускном канале выполнено отверстие, в котором установлен обратный клапан для предотвращения обратного проникновения инородных частиц.

9. Устройство по п. 1, в котором в завихрителе потока у его заднего конца, обращенного к турбинному нагнетателю воздуха, выполнен ступенчатый участок, на котором внутренний диаметр резко уменьшается и который предназначен для предотвращения попадания в турбинный нагнетатель инородных частиц, подвергаемых центробежному отделению.

10. Устройство по п. 9, в котором завихритель потока оснащен выпускным каналом, расположенным на стороне выше по потоку относительно упомянутого ступенчатого участка, при этом для инородных частиц, перемещение которых ограничено уступом ступенчатого участка, обеспечена возможность отведения через упомянутый выпускной канал.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к воздухозаборнику для закрывания снаружи впускной шахты для свежего воздуха, в частности рельсового транспортного средства, а также к оборудованному таким воздухозаборником рельсовому транспортному средству.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к способам изготовления воздухопроводов для систем регулирования микроклимата в салонах транспортных средств.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к системам регулирования микроклимата в салонах транспортных средств. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к системам регулирования микроклимата в салонах транспортных средств. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно, к вентиляции, отоплению и кондиционированию кабин транспортных средств, например, легковых автомобилей.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к вентиляции, отоплению и кондиционированию воздуха в транспортных средствах, например, в легковых автомобилях.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам вентиляции салонов автомобилей и автобусов. .

Изобретение относится к воздухозаборным устройствам для транспортных средств. Воздухозаборное устройство содержит турбинный нагнетатель воздуха, расположенный в воздухозаборном канале и предназначенный для сжатия забираемого воздуха, подаваемого в двигатель, и завихритель потока, расположенный относительно упомянутого турбинного нагнетателя воздуха на стороне выше по потоку в направлении течения забираемого воздуха в воздухозаборном канале и выполненный с возможностью создания в потоке забираемого воздуха вихря для отделения от потока забираемого воздуха, поступающего в турбинный нагнетатель, инородных частиц под действием центробежных сил. Достигается эффективное удаление из воздуха инородных частиц. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх