Воздухоочиститель двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 7 17(51)5 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЬСТВУ ГОСУДИРСТВЕННЪИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИД 21) 4878228/Об(71) Волжское обьединение по производству легковых автомобилей(72) М.И,фесина, Р.Н.Старобинский, Ю.П,Лазарев, Е,В.Лысенко и А.В.Соколов (56) Авторское свидетельство СССР чо 1042393, кл. Е 02 М 35/02, 1984.Авторское свидетельство СССР И. 1375847, кл. Г 02 М 35/14, 1988.(54) ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ В НУТРЕ Н Н ЕГО СГОРАНИЯ57) Использование: преимущественно легковые автомобили особо малого класса. Сущность изобретения: воздухоочиститель содержит цилиндрический корпус 1 с впускным окном 2, днище корпуса с выпускным окном 4, размещенным с эксцентриситетом относительно оси С-С корпуса 1, крышку корпуса, воздухозаборный патрубок 6, установленный в корпусе 1 фильтрующий элемент 7 с перфорированной обечайкой и , дефлектор, представляющий собой сплошной участок обечайки, установленный в корпусе 1 со стороны впускного окна 2 и образующий со стенками корпуса разветвляющиеся каналы 10 и 11, сходящиеся к впускному окну 2, центр которого расположен в плоскости В-В, проходящей через ось С-С цилиндрического корпуса и отстоящей от срезов каналов 10 и 11 на величину, кратную 118 длины дефлектора. 1 з.п. ф-лы, 132 О 25 Изобретение Относится к мзшинастраениьо, 13 частности к устрОЙствзм Воздуха"очистителей, снабженных элементамишумоглушания,Известен Воэдухыо ьистьлтель автомобиля ВАЗСВЩ содер)кзщий корпус, выпол 11 енный в виде кругового цилиндра и д)ьиьца,снабженный соответственно Впускным ивыпускным Окнами, крышку каргьусз и фильтруьощий элемент. В изВест 1 юм устролстве,с целью снижения шума впуска, цантрьь впускного и выпускного окон рзсполо)каны ВоВзаимно перпендикулярнььх плоскостях,проходящих через ось цилиндра, причемцентр выпускного окна смаьцен относительно оси цилиндра.Известно, чта эффективность шумоглушания системы Впуска прямо ззвиси 1 01объема камеры воздухоочиститаля, дщ.11 ь 1воздухозаборного патрубка, а также от Взаимного расположения элементов воэдухоочистителя. В известной конструкции Всеназванные критерии учтены, а расположение элементов оптимизировано с цель 1 о достижения максимальной эффективностишумоглушения,1 ь. недостаткам извастнОГО Ваздухоочистителя следует отнести взаимосвязь раз.мещения впускного и выпускного окон, чтав ряде случаев ограничивает применениевоздухоочистителя на конкретном транспортном средстве по целому ряду причин,например, из соображений общей компоновки моторного отсека, где размещен воздухоочиститель,Особенно этот недостаток характерен. для микралььт 1 ра)кных автомобилей, у которых Обьсм мотаотсекз незнзьительныЙ, чтаделает практически невс 1 зможным применение воздухоочистьлтеля с большагабзри.- ной кзмерОЙ, Длинным Гзт 1)убкам и жесткойВзаимасВязь 1 о ВпускноГО и ВыпускноГОокон, ввиду неизбежного втыка в какой либоэлемент моторного отсека, Напри)лер, известное устройство, по названнык: выше причинам, не удалось примеььлгь ни образцахмикролитражного автомобььля ВАЗ"Ока".В качестве прототигга Выбран воздухоочиститель для двигателя внутреннего сгорзния 12),Известное устройство содержит цилин.- дрический корпус с днищ 1 ем, снабжен)ьыесоответственно впускным и выпускным окнами, прич 8 м последн 88 рзспаложенО сасмещением Относительно оси цилиндрьлчаского корпуса, крышку корпуса и фильтрующий элемент.В известном устройстве, с целью повь- шения эффективности шумаглушения, воздухоа Гиститель снабжен дефлектором, расположенным между корпусом и фильтрующим элементом со стороны впускного окна и образуьощим са стенками корпуса разветвля 1 ащиеся каналы, причем динамические срезы кзнзлОВ 1 эаспаложены В плОскОсти, перпендикулярной плоскости, праходящ 1 ей через центр выпускного окна и ось цилиндрического корпуса и отстоящей от одного из динамических срезов на Величину, кратную 1/81 где 1 - длина дефлектара.Такое конструктивное решение позволяет как бы вдвинуть часть ваздухозаборнага патрубка внутрь корпуса воздухоочистителя. Этим обеспечивается компактность конструкции при улучшенном шумозаглушенииа Оптимизация раэмещения срезов каналов относительно Выпускного окна обеспечивает дополнительный эффект шумОГлушания.Недостатком известного технического решения является спедуьощае,Пульсация Воздушного потока и звуковое давление в образованном канале между дефлектором и корпусом распространяются в ГЛЯДкам канале ьвалнаваДа), ВызыВЗЯ еГО резона)1 сноа излучение, В связи с тем, что в нем 1,кз 11 але) практически отсутствуют активные потери, исключается эффективное Демпфирование его резонансных колебаний, требуьащаа наличия активных рассеивзтелей звуковой энергии,Кроме того, при одних и тех же габаритах корпуса и фильтрующего элемента воздухоочистителя установка дефлектара в зону подсоединения патрубка к фильтру заужает канал подачи воздуха В Ваздухаачиститель, т.к. дафлактар устзнзвливз 8 тся В прототипе на некотором расстоянии от фильтрующего элемента. Это соответственно может Вызвать рост гидравлических сопротивлений Впускного тракта и соответствующее ухудшение динамических и токсических показателей ДВ С. К недостаткам прототипа следует отнести также необходимость изготовления деталей дефлекторз, его сборку с элементами корпуса сварка), что вызывает введение дополнительных трудовых затрат,Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение эффективности шумоглушения,С этой целью В известном воздухоачистителе, сОдержащем цилиндрический корпус с впускным окном, днище корпуса с Выпускным окном, размещенным с зксцентриситетом относительна оси корпуса, установленный в корпусе фильтрующий элемент с перфорированной абечайкой и дефлектор, устзновленнььй в корпусе со стороны впуск 177685715 2 О 35 40 50 гага окна и образующий са стенками корпуса разветвляОщиесл каналы, сходящиеся к впускному окну, центр которого расположен в плоскости, проходящей через ось цилиндрического корпуса и отстоящей от срезов каналов на величину, кратную 1/8 длины дефлектара, согласно изобретениго, дефлектар образован участком обечайки, выпалненньил сплошным. Кроме того, с целью обеспечения однозначного взаимного расположения корпуса и дефлектора, фильтругощий элемент и корпус снабжены элементами взаимной ориентации,Таким образом, в заявляемом устройстве образованный канал (волнавад) представляет собой систему с параллельно подключенной активной фрикцией (часть фильтрующега элемента, находящаяся в зоне наперфарираваннай абечайки), которал способна эффективна демпфираоать (рассеивать) резонансные звуковые колебания в указанном канале (преобразовывать звуковую зггергию в тепловую), Кроме того, в заявляемом устройства отсутствует элемент, заграмаждагащий впускной тракт, что улучшае динамические, экономические и токсические показатели двигателя, При этом упрощается коггструкцил о целом,Из сказаиага следует нынад а наличии о предлагаемом техническом решении критерия "сущестнеггггые отличия" н сравнении с известными ранее конструкциями,На фиг. 1 показан оаздухаочиститель в поперечном разрезе; на фглг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - Обьемнае изображение фрагмента оаздухаачистителл, на фиг, 4 - часть продольного сечения ваздухаачистителя; на фиг, 5 - эпюра низшей собственной формы колебаний воздушного абьема, заключеннога н камере наздухаачиститедя; на фиг, б - ваздухаачиститедь, паперечньй разрез (центр впускного окна отстоит от одного из динамических срезов на величину, раоную 1/43, где- длина дефлектара); на фиг. 7 - эпюра распределения знукавага давления на частоте калебаггий, генерируемой горланиОй карбгаратара, с длиной нади ы, санпадагащей с длиной разветвляющихся каналов; на фиг. 8 - рзспределение звукового давления о канале, динамический срез которого отстоит ат центра впускного окна на величину 1/41; на фиг, 9 - распределение зоукавага давления в канале, динамический срез которого отстоит ат центра впускного окна на величину 3/41; на фиг. 10 - наздухаачиститель, в катарам центр опускнога окна отстоит ат аднага из динамических срезов на величину, равную ЗИ.; на фиг. 11 - эпюра распределения звукового давления на частоте первой радиальной моды с длиной волны укладывающейся два раза па длине раэоетвлшащегосл канала; на фиг. 12 - эпгора распределения звукового давления в канале, динамический срез которого отстоит от цен. тра впускного окна на 3/8; на фиг. 13 - эпгора распределения звукового давления в канале, динамический срез которого отстоит от центра впускного окна на 5/81,Воздухоочиститель содержит цилиндрический корпус 1 с впускным окном 2, днище 3 которого с выпускным окном 4, размещенным с эксцентриситетам относительно оси СС корпуса 1, крышку 5 корпуса, воздухозабарный патрубок 6, установленный в корпусе 1, фильтрующий элемент 7 с перфорированной абечайкай 8 и дефлектор 9, прегставллющий собой сплошной участок обечайки 8, установленный в корпусе 1 са стороны впускного окна 2 и образующий са стенками каопуса разнетоллющиеся каналы 10 и 11, сходяциеся к впускному окну 2, центр которого расположен о плоскости ВВ, проходящей через ась СС цилиндрического корпуса и Отстоящей ат срезов 12, 13 каналов 10, 11 на ведглчиггу, кратную 1/8 длины дефлектара 9, Длл обеспечения аднозначнага озаимнага расположения корпуса 1 и дефлектара 9 фильтаугащий элемент 7 и корпус 1 снабжены элементами 14 взаимной Ориентации, технчески вьгпалненными известными способами (например, нанесение краской рисак и тд,).Работает устройство следующим абразом,Прг 1 работе двигателя ннутреннега сгорания н мамонт открытия - закрытия впускных клапанов и о самом гграцессе измененг 1 л ОбьемОВ ЦидинДроо возгикает пеоеменная составляющая Обьемнага расхода воздуха, чта приводит к раскачке воздушных абьемон, заключенггых в определенных элементах труб, и Обьеман системы впуска, Воздушные объемы о отдельных элементах системы абдадагат апределе-гнгг,"1 И частотными характеристиками(частота и ссбстьенных колебаний), трансфарггируюгшг.:,л паднадимсе сиданае наздейстнгле В саатнетстоггг 1 со своими частатныгли харатеристглкамг 1, и о канечнам и-Оге спределяют энукогаезлучение, производимое непосредственно г оружным срезаВоздухазабарного пгггрубка 6.гЬьег 1 вазДушнага сгадба, закдгачен гага з наздуааистителе, мажг.га рассматривать к .х распредеденнуга,па абьему массу, Обд:Дн гагг гуго определен ными уп ругими, инеацианныг:,и и диссипативными характеристд ч 1, 1 гадоад оазауждения к этай мас" се ас-.Отндлетсл как чеаез выпускноеокно 4, так и через срезь 1, 13 каналов 10,11, сОед(ин 85(цых с В17 ух(забОрныги пат 3 убком 7. Вследствие назван(50 гг Возбуждения, воздушный обьем заполняющийаоэдухоочиститель, начинает соВРршат Ко- Блебация на своих собственць(х частотах, чтоусиливает раскачку на этих частотах Воздушного столба, закл(очеццого В Воздухозаборном патрубке 6, а это усиливаетинтецс)4 вность зв)7 ОВОГО излучения, поо (3- 10водимого наружным срезом В(здухозл7ного патрубка 6 в окружающуо соеду,Наиболее интенсивными явля(отс 5 (ле) 7)ния воздушного столба камеры на з)хтацгенциальцых и рад(4 альиыфорк;ах ксло (ббаний, которые характеризуются ярко гражецными максимумами (,(учостя. ,И) иминимумами узами),Располокение центра впускцоп Окна 2в плоскости ВВ проходящей через ось СС .Оцилиндрического корпуса 1 и отстоящий (гсрезов 12, 13 каналов 10, 11 на вели(ицукратнуго 1/8 длины дефлектора и размеи ение центра "О" Выпускного окна 4 с зксцент р и стето м Отн Ос ител ь ц О оси О Г) г уса 25приводит к тому, что не передается зцер Нянизшей собственцОЙ реэонанснОЙ формыкол 8 баний воздушнОГО г)б)ьема, закл(очРнного в камере воздухоочистителл, воздуш.ному столбу, заключенному В патрубке 6 и 30предотвращается пеоеда (а этих колебанийиэ корпуса 1 в патрубок 6, что искл 5 очаетусиление звукового излучения ца этой частотР (,сР 4. фиГ, 4, б).В эалвлг(87(7)м устройстт)е, как и В прототипа, решена проблема искл)оценил усиления звуково О излучеци 5 Впя;а ца низшихсобственных танГецциаль)ых и радиальных(если это необходимо) колебаниях Воздушного обьема Воздухоочистигеля см, фиг. 6, 407, 3, 9, 10) путем оптимизации взаимногорасполОжеця центров Впускного 2 и В)яг)скного 4 Окон, Динамических с(3830 В 12., 13каналов 10, 11 и длин каналов. Но г отличииот прототипа здесь дополнительно оптимизирован следующий элемент эа камеройвоздухоочистителя) передачи шума впуска Вокрукающую среду - систг 5 ма Впускных каналов 10, 11 и 6 за счет того, что Образованные дефлектором 9 каналы 10, 11 имеют 50параллельно подключенную активнуюфракцию часть фильтру(ощего элемента 7,находящаяся в зоне непЕр)орирг)ваннойобечайки 8), которая эффективно демпфирует рассеивает) резонансные звуковые колебания в каналах (преобразует звуковуюэнергию в тепловую), таким Образом повышается э(фективность шу 14 оглушения Ввоздухоочистителе. Ог(цовречегп(о с этим выполцение де- )лекта в виде сплоцц(ого участка обе .айки позволяет у и ростить кострукци(0 воздухоочистителя, так пак В этом случае Дефлектор образован часть(о штатного элемента воздухоочистителя. Перенесение дефлектора из зоны, ограниченной внешнейбоковой поверхность(о ф(4 льтру(о(цРГО элемента и смежной с ней повехцост (О корпу-. са Воэдухоо(истителя, позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление на входе в корпус Воздухоочистителя, так как искл(о(аетсл зажим сечения в этой зоне,В предлагаемом устройстве положение фильтру(ощего зле(Лента 7 В Орпусе 1 ВОЗ" духООчистит 8 ля Однозачно, для чеГО на корпу(Р и фильтру)1(Р(4 .)ЯРРХРте В (Голцяются элементы 14 вэаик.ой ориецтаци,Техн(лко зкономи (еское обоснование и описание поеимушеств заявляемого устоойства в сравнении с базовьц( обьектоги.:алвл 5(емый )Оздухог)ч(4(титель прРД назначен 71(еи 74 уг.(,ествег(но для леГковцх автор(обилей. Особо малого клас; а, Ко)(ст- РцГЦИЯ 07)ИЧЗРТРЯ ППП"то)ОЙ КРМПТНО- ,ь и .) ы с о к о и з ф ф е к т и В,( о с т ь ю, Г)РО74/55" В ЗВ 5)с)7)ЯРМОГ) 1,тГ)дте)а г(О ; Г(дГНВНя;1 ( пгптг)типом изло)ены выв(е, С(соб)Оук (О )0(1(еркнуть) что улучц)а(Отся1 рцг гч;.". к,"рест Впрлрх)очист)ителя. пос(Олг ку В ззя Г(л 5".м)м уст)Ойстве канал, 0(3 разг)вацц(:(Й .дерлектором со стенками корт(уса, градставляег собой систему с паратлельцои подлкчецной активной фракцией, 0)тг) Оая способна эф,)етиве(0 демпфировагь (р(3 сРивать) рез;)нано(-(ые звуковые колебанил в указанном канале.Кроме того, в заявляемом устройстве не тгебуе(сс Введецир дополцигельцсцо элемента в отличие от прототипа и таким образом исклк)чае.гся рост материалоемкости, Заявляемое устройство более техцологичцо В изготовлении, так как отсутствует дополнительная деталь, а изГОт 05)лен(48 частично неперфорировацной обечайки не представляет никаких сложностей в перфооаторе удаллется часть г)уацсоноо),Формула изоб)3 етения 1. Воздухооч(иститель двиГатРля Внут" реннего сОрания, содержа(циЙ цилицдрицРск(4(4 корпус с Вг)ускым ок 5(ом дцищР корпуса с выпускным окном. раз("(ещен 5(ым с зксцецтриситетом отцосительцо оси корпуса, установленный в корпусе фильтрующий элемент с перфор)ировац ной обечайкой и дефлеОр, устанОВленцы( в КОрпусе со стороны впускного окна и образующий со стенками корпуса развРтвляющиеся каналы, сходящиеся к Впускному Окну, центр которого расположен в плоскости,проходящей через ось цилиндрического корпуса и отстоящей от срезов каналов на величину, кратную 1/8 длины дефлектора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения конструкции и повышения эффективности шумоглушения, дефлектор образован участком обечайки, выполненным сплошным,2. Воздухоочиститель по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения однозначного взаимного расположения корпуса и дефлектора, 5 фильтрующий элемент и корпус снабжены элементами взаимной ориентации.Реда кто каз 4109 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, улХагарина, 101 Составитель М,ФесинТехред М.Моргентал 1ректор А.Козориз