Воздухозаборник для двигателя грузового автомобиля

Полезная модель относится к машиностроению, преимущественно к автомобилестроению, в частности к воздухозаборникам для двигателей грузовых автомобилей. В заявляемой конструкции воздухозаборник выполнен в виде воздухопровода определенной формы, с одной стороны сообщающийся с воздушным фильтром, а с другой снабжен входным окном, выведенным в оптимальную зону забора воздуха на автомобиле, при этом верхняя полка воздухопровода после входного окна наклонена в сторону потока воздуха, а на нижней, перед входом в воздушный фильтр установлен экран, отсекающий воду и через сбрасывающее устройство, расположенное перед экраном, удаляет ее наружу, исключая попадание воды на фильтрующий элемент.

Полезная модель относится к машиностроению, преимущественно к автомобилестроению, в частности к воздухозаборникам для двигателей внутреннего сгорания в грузовых автомобилях.

На большинстве грузовых автомобилей с целью забора в двигатель более «холодного» и с меньшей запыленностью воздуха, воздухозаборник выносят из моторного отсека и располагают над, за или впереди кабины автомобиля (см. Вихерт М.М., Грудский Ю.Г. Конструирование впускных систем быстроходных дизелей. М., Маш-е, 1982 г., стр.73-75). При этом наиболее характерна форма в виде колпака с решеткой на входе. Такие воздухозаборники в какой-то степени исключают прямое попадание во впускную систему влаги (воды) и крупных частиц пыли, но при работе автомобиля в сильный дождь, большое количество влаги (воды) попадает в воздушный фильтр, и если это фильтр с бумажным фильтрующим элементом, что сегодня наиболее распространено, то это может заблокировать поток воздуха, и в лучшем случае, к останову двигателя (автомобиля), а в худшем, к прорыву фильтрующей шторы элемента, и попаданию загрязнений в двигатель и к выходу его из строя и, как следствие, выводу из эксплуатации автомобиля на длительный срок, что связано с большими материальными потерями. Ведущие фирмы, производители грузовиков (MB, Scania, Volvo, и др.). большое внимание уделяют решению проблемы удаления влаги (воды) из воздуха, поступающего в двигатель.

Наиболее близким, по совокупности существенных признаков, является воздухозаборник, содержащий воздуховод с впускным окном и отводящий воздуховод, сообщенный с воздухоочистителем, внутри воздуховода ниже впускного окна и на противоположной, относительно последнего, стенке установлен экран образующий вместе с этой стенкой карман, сообщающийся в нижней части с атмосферой, через сбрасывающее устройство (см. Патент на изобретение РФ 1472291).

Недостатком данного технического решения является, во-первых: при такой конструкции воздухозаборника сложно организовать оптимальную зону расположения забора воздуха с минимальным попаданием влаги (воды) в воздухозаборник; во-вторых, получить минимальное сопротивление на впуске, что влияет на мощностные показатели двигателя и, в третьих, добиться высокой эффективности удаления воды из всасываемого воздуха.

Была поставлена задача: сконструировать воздухозаборник для грузового автомобиля, который позволяет вывести забор воздуха в наиболее оптимальную зону с минимальным количеством попадаемой влаги (воды) в воздушный фильтр и имеет высокую эффективность отделения воды за счет оптимизации движения потока воздуха в воздухопроводе, и при этом, имеет простую конструкцию, хорошо компонуется на автомобиле в не зависимости от надстроек устанавливаемых па этом автомобиле, имеет эстетичный вид и дешев в производстве.

Задача решается за счет того, что воздухозаборник выполнен в виде воздухопровода, с одной стороны сообщающегося с воздушным фильтром, а с другой снабжен входным окном, выведенным в оптимальную зону автомобиля, с точки зрения попадания воды, при этом верхняя стенка воздухопровода после входного окна наклонена в сторону потока, а на нижней стенке перед входом в воздушный фильтр установлен экран наклоненный на встречу потоку воздуха и контактирующий с боковыми стенками и частично перекрывающий сечение воздухопровода и перед ним (экраном) расположено сбрасывающее устройство.

В результате проведенного анализа уровня техники, включая поиск по патентам и другим научно-техническим источникам информации, аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого технического решения не обнаружено.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения и прототипа позволяет выявить следующие новые существенные признаки:

- воздухозаборник выполнен в виде воздухопровода определенной формы, с одной стороны, сообщающегося с воздушным фильтром, а с другой, снабжен входным окном, выведенным в оптимальную зону автомобиля;

- верхняя стенка воздухопровода, после входного окна, наклонена в сторону потока воздуха;

- на нижней стенке перед входом в воздушный фильтр установлен экран, выполненный в виде перегородки наклоненной на встречу потоку воздуха и контактирующей с боковыми стенками и частично перекрывающий сечение воздухопровода;

- перед экраном расположено сбрасывающее устройство, которое может быть выполнено в виде лепесткового клапана.

Наличие вышеперечисленных признаков обеспечивает заявляемому техническому решению соответствие критерию «новизна».

Полезная модель поясняется чертежами:

Фиг.1 - воздухозаборник. Общий вид;

Фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;

Фиг.3 - воздухозаборник, установка на автомобиле.

Воздухозаборник содержит корус 1, выполненный в виде воздухопровода, определенной формы, который, с одной стороны, снабжен раструбом 2, который через специальный уплотнитель (не показан) сообщается с воздушным фильтром, а с другой стороны, выполнено входное окно 3, снабженное входной решеткой 4, верхняя полка воздухопровода 5 после входного окна наклонена на угол Q в сторону потока воздуха, а на нижней полке 6 воздухопровода, перед входом в воздушный фильтр, установлен экран 7, выполненный в виде перегородки наклоненной на встречу потоку воздуха на угол G, и который, контактирует с боковыми стенками 8 и 9 воздухопровода, и, таким образом, частично перекрывает сечение воздухопровода, а перед экраном выполнено сбрасывающее устройство 10 в виде простого отверстия или в виде лепесткового клапана 11.

Воздухозаборник работает следующим образом.

При работе двигателя воздух с частицами воды, засасывается через входную решетку 4 и поступает во входное окно 3 и движется по прямому участку воздухопровода с определенной скоростью, далее, за счет наклонной верхней полки 5, поток воздуха изменяет направление движения, у него появляется составляющая движения в направлении к нижней 6 полке воздухопровода и частицы воды, за счет действия инерционных сил, долетают до нижней стенки и экраном 7 отсекаются от потока воздуха и через сбрасывающее устройство удаляются наружу. Снабжение сбрасывающего устройства лепестковым клапаном 11 позволяет повысить эффективность сброса воды т.к. исключает обратный поток воздуха, за счет разряжения в воздухопроводе, но это приводит к усложнению конструкции, можно добиться эффективного сброса воды через обычное отверстие за счет его оптимизации в зависимости от расхода воздуха через воздухопровод и количества поступающей воды. Угол Q наклона верхней полки воздухопровода 5 и угол G наклона экрана 7 и его высота Н, перекрывающая сечение воздухопровода оптимизируются, что позволяет довести с минимальными энергетическими затратами (потеря напора воздуха) эффективность удаления воды до 90% из поступившего во входное окно воздуха, что делает практически сухим фильтрующий элемент, т.к. оставшая часть представляет собой газообразную фракцию и не блокирует штору фильтрующего элемента.

Применение воздухозаборника для грузового автомобиля по заявляемому техническому решению позволяет:

- при выполнении корпуса воздухазоборника в виде воздухопровода определенной формы вывести входное окно на автомобиле в оптимальную зону по минимальному попаданию воды;

- оптимальный наклон верхней полки воздухопровода и угол наклона экрана и его высота позволяют довести с минимальными энергетическими затратами (потеря напора воздуха) эффективность удаления воды до 90% из поступившего во входное окно воздуха

- иметь низкие затраты при изготовлении;

- низкие затраты на техническое обслуживание в эксплуатации;

- иметь хорошие компоновочные возможности, дизайн и малую массу.

Таким образом, вышеизложенные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемой полезной модели следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявляемую полезную модель при ее осуществлении, предназначено для использования его в промышленности, и преимущественно в системе очистки воздуха в двигателях внутреннего сгорания;

- для заявляемого устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств;

- средство, воплощающее заявляемую полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, предлагаемая полезная модель соответствует критерию «промышленная применимость».

1. Воздухозаборник, преимущественно для забора воздуха в двигатель грузового автомобиля, выполненный в виде воздухопровода, с одной стороны сообщающегося с воздушным фильтром, а с другой снабженный входным окном и экраном со сбрасывающим устройством, сообщающимся с атмосферой, отличающийся тем, что верхняя стенка воздухопровода после входного окна наклонена в сторону потока воздуха, а на нижней стенке перед входом в воздушный фильтр установлен экран, наклоненный навстречу потоку воздуха, контактирующий с боковыми стенками и частично перекрывающий сечение воздухопровода, и перед ним (экраном) расположено сбрасывающее устройство.

2. Воздухозаборник по п.1, отличающийся тем, что угол наклона экрана, направленного на встречу потоку воздуха, близок или совпадает с углом наклона верхней полки воздухопровода, а его высота перекрывает сечение воздухопровода не более чем на 1/3.

3. Воздухозаборник по п.1, отличающийся тем, что сбрасывающее устройство выполнено в виде лепесткового клапана, расположенного на нижней стенке воздухопровода перед экраном.