Устройство для увлажнения наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания

.ЗШ Р 02 М 25/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ийрстго ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 9381/25-06, 3510164/25-06 05.82 по п,1;11.11,82 поп.2 12,84. Бюд.48.Козырев и И.Л.Симятицк московный Аилиал Госудагсоюзного ордена Трудово Знамени научно-исследовао тракторного института .436.052-713(088.8) Патент Великобритании 8, кл. Р 02 М 25/02,1977.(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ НАПДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее увлажнитеэь воздуха, подсоединенный через канал. подвода воздуха к воздухонапорному патрубку турбокомпрессора, а через канал отвода воздуха - к впускному коллектору двигателя, и питательный бак; подключенный к увлажнителю через отверстие для подвода жидкости, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения очистки воздуха от примесей и солей, увлажнитель выполнен в виде емкости, вкоторой в несколько рядов по высотеразмещены лотки с жидкостью, снабженные по меньшей мере одним воздухопроводом для подвода воздуха подслой жидкости, отверстие для подводажидкости из питательного бака -размещено над верхним лотком, отверстиеканала подвода воздуха расположенониже днища нижнего лотка, а отводавыше верхнего лотка. 2. Устройство по п.1, о т л и ч ащ е е с я тем, что каждый лоток выполнен в виде верхней и нижней го-ризонтальнык полок, снабженных конус- ными ячейками, причем конусные ячейки верхней и нижней полок размещены одна внутри другой соосно и с зазором, образующим каналы для прохода воздуха и жидкости, а отверстия воздухопровода расположены в вершинах конусных ячеек верхней полки и в стенке нижней полки между конусными ячейка- миеИзобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и,в ч 1 стности, к устройствам для увлажненйя наддувочного воздуха двигателейвнутреннего сгорания. 5Известны устройства для увлажнениянаддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания, содержащее увлажнитель воздуха, подсоединенный черезканал подвода воздуха к воздухонапорному патрубку турбокомпрессора, ачерез канал отвода воздуха - к впускному коллектору двигателя, и питательный бак, подключенный к увлажнителю через отверстие для подвода жидкости 1,Недостатком известных устройствявляется повышение износа двигателя,обусловленное тем, что в этой системе жидкость вместе с имеющимися в 2 Оней примесями впрыскивается во впускной коллектор двигателя. Как известно, воздух входит в цилиндры сочень большими скоростями, достигающими 150 мс, и ударяется о стенку 25цилиндра, расположенную против впускного отверстия. При этом имеющиесяв нем капли неиспарившейся жидкостивместе с примесями приводят к кавитационно-абразивной эрозии в местеудара. Кроме того, жидкость, попавшая на стенку цилиндра, разжижаетсмазку и, испаряясь, оставляет пос"ле себя частицы накипи, что заметноухудшает условия трения. Все это35приводит к ускоренному износу деталейцилиндропоршневой группы и преждевременному разрушению двигателя.Кроме того, известная система необеспечивает увлажнения. наддувочно.го воздуха в условиях низких температур, так как не позволяет использовать антифризы, необходимые для работы в зимних условиях,Цель изобретения - повышение надежности двигателя путем улучшенияочистки воздуха от примесей и солей.Цель достигается тем, что в устройстве для увлажнения наддувочноговоздуха двигателя внутреннего сгора Ония, содержащем увлажнитель воздуха,подсоединенный через канал подводавоздуха к воздухонапорному патрубкутурбокомпреСсора, а через канал от-вода воздуха - к впускному коллекто" 55ру двигателя, и питательный бак,подключенный к увлажнителю через от.верстие для подвода жидкости, увлажнитель выполнен в виде емкости, в которой в несколько рядов по высоте размещены лотки с жидкостью, снабженные по меньшей мере одним воздухопроводом для подвода воздуха под слой жидкости, отверстие для подвода жидкости из питательного бака размещено над верхним лотком, отверстие канала подвода воздуха расположено ниже днища нижнего лотка, а отвода - выше верхнего лотка.Кроме того,.каждый лоток выполнен в виде верхней и нижней горизонтальных полок, снабженных конусными ячейками, причем конусные ячейки верхней и нижней полок размещены одна внутри другой соосно и с зазором, образующим каналы для прохода воз - духа и жидкости, а отверстия воздухопровода расположены в вершинах конусных ячеек верхней полки и в стенке нижней полки между конусными ячейками.На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - увлажнитель наддувочного воздуха, на фиг,3 - узел 1 на фиг,2, на фиг.4 нижняя полка, вид сверху, на фиг.5 разрез А-А на фиг.4, на фиг.б - верхняя полка, вид сверху, на фиг,7 - разрез Б-Б на фиг.б.Устройство содержит увлажнитель 1 наддувочного воздуха, питательный бак 2, впускной коллектор 3 двигателя внутреннего сгорания 4 и турбокомпрессор 5, Увлажнитель подсоединен через канал 6 подвода воздуха к воздухонапорному патрубку 7 турбокомпрессора 5, а через канал. 8 отвода воздуха - к впускному коллектору 3 двигателя 4. Питательный бак 2 подключен к увлажнителю 1 через отверстие 9 для подвода жидкости при помощи насоса 10, Увлажнитель 1 выполнен в виде емкости, в которой в несколько рядов по высоте размещены лотки .11 с жидкостью, снабженные каждый по меньшей мере одним воздухбпроводом 12 для подвода воздуха под слой жидкости. Отверстие 9 для подвода жидкости из питательного бака 2 размещено над верхним лотком 11, отверстия канала 6 подвода воздуха расположены ниже днища нижнего лотка 11, а отвода - выше верхнего лотка 11,В верхней части увлажнителя 1 установлен пеногаситель 13, выпол3 1132ненный в виде сетки, а на каждом лотке 11 установлены чашки 14, образующие одну из стенок воздухопровода12. На входе в компрессор 15 установлен циклонный воздухоочиститель16 для удаления иэ воздуха крупныхчастиц примесей. Канал 8 отвода воз-.духа подсоединен к впускному коллектору 3 двигателя. 4 через охладитель17 воздуха и циклонный (или иной) 10каплеуловитель 18, Для удаления избытка жидкости из увлажнителя 1 и каплеуловителя 18 устройство снабженопереливным поплавковым клапаном 19,подсоединенным к дну увлажнителя 1и каплеуловителя 18, Турбина 20 подсоединена через выхлопной коллектор21 двигателя 4,Каждый лоток 11 может быть выполнен в виде верхней и нижней горизонтальных полок 22 и 23, снабженных конусными ячейками 24, основание 25 которых прикреплено к полкам 22 и 23, а.усеченная горизонтальная вершина 26 расположена под основанием 25. Конусные ячейки 24 верхней и нижней полок 22 и 23 размещены до дна внутри другой соосно и с зазором, образующим каналы 27 для прохода воздуха и жидкости, а отверстия 28 и 29 воздухопровода 12 расположены в вершинах 26 конусных ячеек 24 верхней полки 22 и в стенке 30 нижней полки 23 между конусными ячейками 24.Устройство работает следующим 35 образом.При работе двигателя 4 отработавшие газы поступают по выхлопному коллектору 21 к турбине 20 турбокомпрессора 5, которая приводит во 40 вращение компрессор 15. Атмосферный воздух поступает в циклонный воздухоочиститель 16, в котором осуществляется очистка воздуха от крупных частиц примесей, Наддувочный воздух 45 из компрессора 15 поступает в воздухонапорный патрубок 7 и канал 6 подвода воздуха в увлажнитель 1, а из него по каналу 8 отвода воздухав охладитель 17, каплеуловитель 18 50 и во впускной коллектор 3 двигате.ля 4.Наддувочный воздух, нагнетаемый компрессором 15, поступает в отверстие канала 6 увлажнителя 1, распо ложенное,ниже днища нижнего лотка 11, и- через отверстие воздухопровода 12 и полости чашек 14 подад;и 0434в слой жидкости. Образующиеся при этом пузырьки воздуха проходят через слой жидкости и.насьпцаются ее парами. В результате в верхней части 1 образуется паровоздушная смесь. При прохождении пузырьков воздуха через слой жидкости примеси, содер 3жащиеся в жидкости, остаются в ней. При заливке в испаритель 1 антифризапузырьки воздуха будут насьпцаться только парами воды, так как этиленгликоль, содержащийся в антифризе, имеет температуру кипения, значительно превышающую температуру кипения воды, Механические примеси, содержащиеся в наддувочном воздухе, при прохождении его через слой жидкости будут задерживаться жидкостью и оставаться в ней; Процесс парообразования и насьпцения пузырьков возду-ф ха парами водыйинтенпифицируетсяза счет теплоты наддувочного воздуха, который при этом охлаждается. В случае использования двигателя с большим давлением наддува и, соответственно, с высокой температурой наддувочного воздуха в увлажнителе 1 для увлажнения может подаваться лишь часть наддувочного воздуха, которая затем смешиваетсяГ.с остальным неувлажненным воздухом.Этопозволяет избежать повышенного расходаводы и переувлажнения потока воздуха,так как потребное количество воды составляет 5-10 от массы топлива. Паровоздушная смесь, проходя через отверстия пеногасителя 13, поступает в охладитель 17, установка которого для промежуточного охлаждения целесообразна только для двигателей со средней и высокой степенью наддува. Дпя двигателя с низкой степенью наддува установка охладителя 17 не является обязательной. С выхода охладителя 17 паровоэдушная смесь поступает в циклонный (или иной) каплеуловитель 18, где осуществляется завихрение паровоз- душного потока. При этом капли воды, захваченные потоком воздуха в увлажнителе 1 или образовавшиеся в охладителе 17, стекают, по стенкам каплеуловитепя 18 на его дно и далее через переливной поплавковыйклапан 19 в бак 2. С выхода каплеуловителя 18 паровоэдушнаясмесь, очищенная от капель воды, поступает во впускной коллектор 3 двигателя 4, 1132043Для поддержания постоянного уровня жидкости в рядах лотков 11 служит насос 10, который подает жидкость в отверстие 9, расположенное над верхним лотком 11 увлажнителя 1. Произ водительность насоса 10 должна быть выше количества потребляемой на испарение воды. Излишек жидкости будет переливаться через внутренние полости чашек 14 и горловины воздухопро 10 вода 12 на нижние уровни и собирает" ся на дне испарителя 1, так как уровеньжидкости в отдельном отсеке определяется высотой лотков 11 и не может его превышать В результате в испарителе 1 по принципу про" тивотока осуществляется циркуляция воздуха и жидкости, причем чистая паровоздушная смесь подается на вход каплеуловителя 18, а жидкость с поступившими в нее из воздуха примесями и образовавшимися вследствие испарения частицами накипи со дна увлажнителя 1 через переливной поп" ;лавковый клапан 19 подается в бак 2. Для борьбы с накипью в используемую жидкость могут добавляться различные химические. средства от накипи, или вода должна подвергаться З 0электромагнитной обработке, Это нриводит к тому, что накипь не осаждается в виде твердой пленки на деталяхустройства для увлажнения, а циркулирует по ней в виде частиц шлама виспользуемой жидкости и вместе с другими твердыми частицами, попавшимив устройство в конечном итоге собирается и отстаивается иа дне бака 2,откуда все примеси необходимо пеРиодически. сливать через имеющийся тамкран,В увлажнителе 1, в котором ряды лотков 11 выполнены в виде верхней и нижней полок 22 и 23, снабженных конусными ячейками 24, воздух проходит через отверстия 28 и 29 воэдухопровода 12 и через каналы 27 между стенками конусных ячеек 24. Так, например, при прохождении через нижний ряд лотков 11 воздух поступает сначала в отверстие 29 стенки 30 нижней полки 23, затем - в основание 25 конусной ячейки 24 и в канал 27, проходит между вершинами 26 нижней и верхней полок 23 и 22 и через отверстие 28 верхней полки 22. При таком выполнении обеспечивается улучшенная очистка воздуха в испарителе и уменьшается опасность уноса капель жидкости по сравнению с испарителем, изображенным на фиг.1. Таким образом, в предлагаемой системе благодаря устранению непосредственного впрыска воды во впускной коллектор двигателя предотвращается попадание в двигатель примесей, содержащихся как в воде, так и в воздухе, а также капель жидкости, ,что снижает кавитационно-абразивный износ деталей цилиндропоршневой группы, Кроме того, применение указанной системы позволяет значительно упростить конструкцию воздухоочистителя, ограничиваясь установкой простейшего циклона на входе в компрессор для удаления крупных . частиц примесей из воздуха, так как все остальные примеси эффективно удаляются в .системе, что облегчает техническое обслуживание воздухоочистителя и делает ненужным расход масла на его периодическое заполнение,1132043 2 Составитель В.КозлТехред А.Бабинец орректор М.Розма актор М. То каз 9741/ исно 4 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 28 Тираж 52 ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 3035, Москва, Ж, Р