Устройство защиты двигателя внутреннего сгорания от гидроудара
Изобретение относится к автомобилестроению. Устройство защиты двигателя внутреннего сгорания от гидроудара содержит систему забора и подачи воздуха в камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, состоящую из последовательно соединенных воздухозаборника, входного воздуховода, корпуса воздушного фильтра с фильтрующим элементом, выходного воздуховода, дроссельной заслонки, ресивера и впускных коллекторов. Внутри на входе входного воздуховода смонтирован датчик давления, выполненный с возможностью обнаружения в системе воздухозабора воды. В нижней части входного воздуховода перед корпусом воздушного фильтра смонтирован сливной патрубок. Перед дроссельной заслонкой на выходе выходного патрубка смонтирован клапан экстренного воздухозабора. Во входном воздуховоде между сливным патрубком и корпусом воздушного фильтра и в выходном воздуховоде между дроссельной заслонкой и клапаном экстренного воздухозабора смонтированы запирающие заслонки, перекрывающие воздуховоды по сигналу от датчика давления. Достигается повышение защиты двигателя от гидроудара. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к автомобилестроению, к двигателям внутреннего сгорания [F02B 29/00, F02D 21/00, F02M 25/00, F04C 2/00].
Из уровня техники известно СРЕДСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЗАКРЫТИЕМ ПРИ ЗАДЕРЖКЕ ОБРАТНОГО КЛАПАНА [CN 205559898 U, 07.09.2016], которое относится к средствам управления закрытым при задержке обратного клапана, включая впускную трубу, первую соединительную трубу, вторую соединительную трубу, цилиндр, пневматический цилиндр, оборудованный первой внутренней камерой в цилиндре, внутриполостная полость оснащенная первым поршнем, первая полость разделена на первую внутреннюю камеру с первым поршнем, вторая полость, первый поршень выходит в первую полость, имеет первый шток поршня, которая должна быть оснащена второй внутренней камерой в пневматическом цилиндре, внутриполостная полость оснащена вторым поршнем во втором, третья полость разделена на вторую внутреннюю камеру со вторым поршнем, четвертая полость, оснащена вторым штоком поршня на втором поршне, первым штоком поршня и соединением штока второго поршня кооперация, должна быть связана с дроссельным трубопроводом между третьей полостью и четвертой полостью, быть оборудована односторонним дроссельным клапаном на дроссельном трубопроводе. В настоящем изобретении используется техническая схема, которая предусматривает, что средство управления закрывается при задержке обратного клапана, оно может контролировать время, в течение которого обратный клапан, вырезанный для гидравлического удара трубопровода, может быть устранен, влияние сети защитных трубок и система безопасности должна быть хорошо синхронизированы. Недостатком данного аналога является сложность конструкции и необходимость точной синхронизации между деталями, которые используются в данном техническом решении. Также из уровня техники известна СИСТЕМА ВПУСКА ВОЗДУХА [WO 9714885 А1, 24.04.1997], в которой предлагается система впуска воздуха для двигателя внутреннего сгорания, установленная в автомобиле, имеющая устройство для предотвращения гидроудара. С этой целью имеется первичный впускной трубопровод и вторичный впускной трубопровод. Первичный всасывающий трубопровод имеет отверстие, через которое можно удалять воду. Упомянутое отверстие расположено в области отклонения всасывающей трубы на 90°. Недостатком данного аналога является потеря работоспособности двигателя при обнаружении воды в системе воздухозабора, которая восстанавливается только после остановки и проведения специальных манипуляций. Дополнительно, данное техническое решения не работает для случая моментального затопления системы воздухозабора. Наиболее близким по технической сущности является ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С МЕХАНИЗМОМ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГИДРОУДАРА [JP 2003056421 А, 26.02.2003], в котором двигатель внутреннего сгорания, имеющий механизм, позволяющий избежать гидроудара, даже если вода присутствует в канале для наддува воздуха. РЕШЕНИЕ. Канал для заправки воздуха имеет дренажный канал с клапаном и средство открытия / закрытия клапана, для открытия клапана для слива из канала для заправки воздуха перед выходом воздуха и закрытия клапана во время движения воздуха. Двигатель запускается после запуска воздушного потока. Канал для заряда воздуха внутри имеет датчик обнаружения воды, и при обнаружении воды поток воздуха запускается после того, как канал для заряда воздуха опорожнен.
Основными техническими проблемами прототипа является то, что потеря работоспособности двигателя происходит при обнаружении воды в системе воздухозабора, которая восстанавливается только после остановки и проведения специальных манипуляций по осушению системы воздухозабора. Дополнительно, данное техническое решения не работает для случая моментального затопления системы воздухозабора.
Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом изобретения является создание устройства защиты двигателя от гидроудара, который образуется в результате быстрого проникновения воды в цилиндры двигателя внутреннего сгорания через систему воздухозабора.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство защиты двигателя внутреннего сгорания от гидроудара, содержащее систему забора и подачи воздуха в камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, состоящей из последовательно соединенных воздухозаборника, входного воздуховода, корпуса воздушного фильтра с фильтрующим элементом, выходного воздуховода, дроссельной заслонки, ресивера и впускных коллекторов, отличающееся тем, что внутри на входе входного воздуховода смонтирован датчик давления, выполненный с возможностью обнаружения в системе воздухозабора воды, в нижней части входного воздуховода перед корпусом воздушного фильтра смонтирован сливной патрубок для слива из входного воздуховода попавшей в него воды, перед дроссельной заслонкой на выходе выходного патрубка с возможностью забора воздуха минуя входной воздуховод и воздушный фильтр смонтирован клапан экстренного воздухозабора, во входном воздуховоде между сливным патрубком и корпусом воздушного фильтра и в выходном воздуховоде между дроссельной заслонкой и клапаном экстренного воздухозабора смонтированы запирающие заслонки, выполненные с возможностью перекрытия упомянутых воздуховодов при попадании внутрь них воды по сигналу отдатчика давления.
В частности, открытие клапана экстренного воздухозабора происходит после срабатывания датчика давления и закрытия запирающих заслонок.
В частности, датчик давления, клапан экстренного воздухозабора и запирающие заслонки подключены к электронному блоку управления двигателя внутреннего сгорания.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 представлено схематичное изображение работы устройства защиты двигателя внутреннего сгорания от гидроудара в отсутствии затопления системы воздухозабора.
На фиг. 2. представлено схематичное изображение работы устройства защиты двигателя внутреннего сгорания от гидроудара при заполнении водой системы воздухозабора.
На фиг. 3. представлена схема устройства защиты двигателя внутреннего сгорания от гидроудара при заполнении системы воздухозабора водой.
На фигурах обозначено: 1 - воздухозаборник, 2 - входной воздуховод, 3 - датчик давления, 4 - сливной патрубок, 5 - запирающая заслонка воздушного фильтра, 6 - корпус воздушного фильтра, 7 - выходной воздуховод, 8 - запирающая заслонка выходного воздуховода, 9 - клапан экстренного воздухозабора, 10 - дроссельная заслонка, 11 - ресивер, 12 - впускные коллекторы, 13 - двигатель.
Осуществление изобретения
Устройство защиты двигателя внутреннего сгорания от гидроудара, обеспечено введением в систему воздухозабора двигателя внутреннего сгорания дополнительных элементов, блокирующих попадание воды в цилиндры двигателя. Система воздухозабора на входе оснащена воздухозаборником 1, обеспечивающего поступление воздуха в систему.
Воздухозаборник 1 через входной воздуховод 2, внутри которого на входе размещен датчик давления 3, а на его выходе перед корпусом воздушного фильтра 6 смонтирован сливной патрубок 4. Между сливным патрубком 4 и корпусом воздушного фильтра 6 смонтирована запирающая заслонка воздушного фильтра 5.
К выходному отверстию в корпусе воздушного фильтра 6 смонтирован выходной воздуховод 7, соединенный с дроссельной заслонкой 10. Внутри выходного воздуховода 8 перед дроссельной заслонкой 10 смонтирован клапан экстренного воздухозабора 9. Между упомянутым клапаном 9 и корпусом воздушного фильтра 5 смонтирована запирающая заслонка выходного воздуховода 8.
Дроссельная заслонка 10 смонтирована с ресивером 11, который через впускные коллекторы 12 связан с двигателем 13.
Датчик давления 3, клапан экстренного воздухозабора 9 и запирающие заслонки 5, 8 подключены к электронному блоку управления двигателя внутреннего сгорания (на фигуре не показан).
Заявленное изобретение используют следующим образом.
В штатном режиме воздух поступает в воздухозаборник 1, далее во входной воздуховод 2, в котором размещены датчик давления 3, сливной патрубок 4 и запирающая заслонка воздушного фильтра 5. Далее воздух поступает в корпус воздушного фильтра 6 с фильтрующим элементом, где проходит фильтрация воздуха для обеспечения работы двигателя 13. После фильтрации воздух поступает в выходной воздуховод 7 и через открытую заслонку выходного воздуховода 8 при закрытом клапане экстренного воздухозабора 9, поступает на дроссельную заслонку 10. Далее через ресивер 11 и выпускные коллекторы 12 воздух поступает в двигатель 13. Данная схема работы двигателя показана на фиг. 1.
При поступлении воды через воздухозаборник 1 во входной воздуховод 2, происходит значительное повышение давления внутри входного воздуховода 2. Это заставляет срабатывать датчик давления 3, который генерирует команду на закрытие запирающей заслонки воздушного фильтра 5 и запирающей заслонки выходного воздуховода 8. При этом открывается клапан экстренного воздухозабора 9. Запирающая заслонка воздушного фильтра 5 блокирует поступление воды в корпус воздушного фильтра 6 и через сливной патрубок 4 удаляется из системы воздухозабора. Учитывая, что вода может попасть в систему воздухозабора под высоким давлением, есть вероятность, что вода может проникнуть через запирающую заслонку воздушного фильтра 5 в корпус воздушного фильтра 6. Это вызывает необходимость наличия дополнительной защиты от проникновения воды в двигатель. Эту функцию выполняет заслонка выходного воздуховода 8. При срабатывании датчика давления 3, закрытии запирающей заслонки воздушного фильтра 5 и запирающей заслонки выходного воздуховода 8, воздух в двигатель поступает через клапан экстренного воздухозабора 9. Данная схема работы двигателя показана на фиг. 2-3. В одном из вариантов реализации, сообщение о срабатывании датчика давления 3, отражается с помощью и индикации, например, на приборной панели водителя. В таком случае водитель может оперативно проконтролировать состояние фильтра, находящегося в корпусе воздушного фильтра 6. В случае проникновения воды в корпус воздушного фильтра 6, будет сохраняться риск проникновения воды в двигатель.
Техническим результатом данного изобретения является создание устройства защиты двигателя от гидроудара, который образуется в результате быстрого проникновения воды в цилиндры двигателя внутреннего сгорания через систему воздухозабора, в которой большой объем воды за короткий временной промежуток заполняет воздухозаборник 1 и входной воздуховод 2, внутри которого устанавливаются датчик давления 3, сливной патрубок 4 и запирающая заслонка воздушного фильтра 5, далее через корпус воздушного фильтра 6 и выходной воздуховод 7, открытую заслонку выходного воздуховода 8 при закрытом клапане экстренного воздухозабора 9, проходит в дроссельную заслонку 10, ресивер 11, выпускные коллекторы 12 и двигатель 13. Это приводит к возникновению гидроудара и выходу двигателя из строя. При срабатывании датчика давления 3, запирающей заслонки воздушного фильтра 5 и заслонки выходного воздуховода 8 развитие гидроудара блокируется, сливной патрубок 4 обеспечивает удаление воды из системы воздухозабора, а срабатывание клапана экстренного воздухозабора 9 на открытие позволяет обеспечить дальнейшую работу двигателя 13.
Таким образом мы достигаем заявленный технический результат - устройство защиты двигателя от гидроудара, который образуется в результате быстрого проникновения воды в цилиндры двигателя внутреннего сгорания через систему воздухозабора. Указанный технический результат достигается за счет того, что в систему воздухозабора двигателя внутреннего сгорания вводятся элементы, которые позволяют:
• блокировать поступление воды цилиндры двигателя внутреннего сгорания;
• исключить возможность возникновения гидроудара и, как результат, выхода из строя двигателя;
• обеспечить поступление воздуха в двигатель без использования основной системы воздухозабора;
• обеспечить удаление воды из системы воздухозабора;
• провести контроль состояния системы воздухозабора на остаточное содержание воды.
1. Устройство защиты двигателя внутреннего сгорания от гидроудара, содержащее систему забора и подачи воздуха в камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, состоящую из последовательно соединенных воздухозаборника, входного воздуховода, корпуса воздушного фильтра с фильтрующим элементом, выходного воздуховода, дроссельной заслонки, ресивера и впускных коллекторов, отличающееся тем, что внутри на входе входного воздуховода смонтирован датчик давления, выполненный с возможностью обнаружения в системе воздухозабора воды, в нижней части входного воздуховода перед корпусом воздушного фильтра смонтирован сливной патрубок для слива из входного воздуховода попавшей в него воды, перед дроссельной заслонкой на выходе выходного патрубка с возможностью забора воздуха минуя входной воздуховод и воздушный фильтр смонтирован клапан экстренного воздухозабора, во входном воздуховоде между сливным патрубком и корпусом воздушного фильтра и в выходном воздуховоде между дроссельной заслонкой и клапаном экстренного воздухозабора смонтированы запирающие заслонки, выполненные с возможностью перекрытия упомянутых воздуховодов при попадании внутрь них воды по сигналу от датчика давления.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что открытие клапана экстренного воздухозабора происходит после срабатывания датчика давления и закрытия запирающих заслонок.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик давления, клапан экстренного воздухозабора и запирающие заслонки подключены к электронному блоку управления двигателя внутреннего сгорания.
