Устройство для увлажнения наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее увлажнитель воздуха, подсоединенньй 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, отличающееся тем, Что, с целью повьппения , надежности путем улучшения очистки воздуха от примесей и солей, увлажнитель выполнен в виде емкости, в f 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. 2. Устройство по П.1, о т л и ч аЮ1 щ е е с я тем, что каждый лоток выполнен в виде верхней и нижней горизонтальных псш6:К, снабженных конусСП ными ячейками, причем конусные ячейки верхней и нижней полок размещены одна внутри другой соосно НС 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 ячейками .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РНЯУВЛИК ае at) .!

ЗШ F 02 M 25/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3439381/25-06, 3510t64/25-06 (22) 17.05.82 по п,1;11.11.82поп.2 (46) 30.12.84. Бюл. Ф 48 (72) С.П.Козырев и И.Л.Симятицкий (71) Подмосковный филиал Государственного союзного ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательского тракторного института .(53) 621.436.052-713(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

Р 1496548, кл..F 02 М 25/02, опублик. 1977. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ

НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее увлажнитеэь воздуха, подсоединенный через канал. подвода воздуха к воздухо напорному 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, 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 -pasMeщено над верхним лотком, отверстие канала подвода воздуха расположено ниже днища нижнего лотка, а отвода выше верхнего лотка.

2. Устройство по п.1, о т л и ч ав щ е е с я тем, что каждый лоток выполнен в виде верхней и нижней ro- g 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 ячейкаMH °

1132043

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестроению, и, в ч1 стности, к устройствам для увлажненйя наддувочного воздуха двигателей внутреннего сгорания. 5

Известны устройства для увлажнения наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания, содержащее увлажнитель воздуха, подсоединенный через канал подвода воздуха к воздухонапор- 10 ному патрубку турбокомпрессора, а через канал отвода воздуха — к впускному коллектору двигателя, и питательный бак, подключенный к увлажнителю через отверстие для подвода жид- 15 кости (1), Недостатком известных устройств является повышение износа двигателя, обусловленное тем, что в этой системе жидкость вместе с имеющимися в 211 ней примесями впрыскивается во впускной коллектор двигателя. Как известно, воздух входит в цилиндры с очень большими скоростями, достигающими 150 м/с, и ударяется о стенку 25 цилиндра, расположенную против впускного отверстия. При этом имеющиеся в нем капли неиспарившейся жидкости вместе с примесями приводят к кавитационно-абразивной эрозии в месте удара. Кроме того, жидкость, попавшая на стенку цилиндра, разжижает смазку и, испаряясь, оставляет после себя частицы накипи, что заметно ухудшает условия трения. Все это

„35 приводит к ускоренному износу деталей цилиндропоршневой группы и преждевременному разрушению двигателя.

Кроме того, известная система не обеспечивает увлажнения.наддувочного воздуха в условиях низких температур, так как не позволяет использовать антифризы, необходимые для работы в зимних условиях.

Цель изобретения — повышение на- 45 дежности двигателя путем улучшения очистки воздуха от примесей и солей.

Цель достигается тем, что в устройстве для увлажнения наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгора- 5О ния, содержащем увлажнитель воздуха, подсоединенный через канал подвода воздуха к воздухонапорному патрубку турбокомпреСсора, а через канал от- вода воздуха — к впускному коллекто- 55 ру 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

1 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 па меньшей мере одним воздухопроводом 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 1132 ненный в виде сетки, а на каждом лотке 11 установлены чашки 14, образующие одну из стенок воздухопровода

12. На входе в компрессор 15 установлен циклонный воздухоочиститель

16 для удаления иэ воздуха крупных частиц примесей. Канал 8 отвода воздуха подсоединен к впускному коллектору 3 двигателя. 4 через охладитель

17 воздуха и циклонный (или иной) 1О каплеуловитель 18. Для удаления избытка жидкости из увлажнителя 1 и каплеуловителя 18 устройство снабжено переливным поплавковым клапаном 19, подсоединенным к дну увлажнителя 1 и каплеуловителя 1-8, Турбина 20 подсоединена через выхлопной коллектор

21 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

J 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

I коллектору 21 к турбине 20 турбокомпрессора 5, которая приводит во 40 вращение компрессор 15. Атмосферный вбздух 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 воздуха в охладитель 17, каплеуловитель 18 50 и во впускной коллектор 3 двигате.ля 4.

Happóâî÷Hûé воздух, нагнетаемый компрессором 15, поступает в отверстие канала 6 увлажнителя 1, распо- 55 ложенное .ниже днища нижнего лотка

11, и- через отверстие воздухопровода 12 и полости чашек 14 подается

043 4 в 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, содержащиеся в жидкости, остаются в ней.

При заливке в испаритель 1 антифриза

„ пузырьки 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- ха парами водыйинтенпифицируется за 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 смешивается

l .с остальным неувлажненным воздухом.Это позволяет избежать повьппенного расхода воды 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 паровоздушного 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 поплавковый клапан 19 в бак 2. С выхода каплеуловителя 18 паровоэдушная смесь, очищенная от капель воды, поступает во впускной коллектор 3 двигателя 4.

1 l 32043

Для 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- 5 водительность насоса 10 должна быть выше количества потребляемой на испарение воды. Излишек жидкости будет переливаться через внутренние полости чашек 14 и горловины воздухопро10 вода 12 на нижние уровни и собирается на дне испарителя 1, так как уровень жидкости в отдельном отсеке определяется высотой лотков 11 и не может его превышать.. В результате в испарителе 1 по принципу противотока 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 э0 электромагнитной обработке. Это приводит к тому, что накипь не осаждается в виде твердой пленки на деталях устройства для увлажнения, а циркулирует по ней в виде частиц шлама в используемой жидкости и вместе с другими твердыми частицами, попавшими в устройство в конечном итоге собирается и отстаивается иа дне бака 2, откуда все примеси необходимо пеРи- 40 одически. сливать через имеющийся там кран, 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

1132043

Поробоз душная смесь

1132043 сРиг. Q

A-A

1132043

2б

Фс/Г 7

Составитель В.Козлов

Редактор М. Тов гин Техред А.Бабинец Корректор М.Розман

Заказ 9743/28 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раукская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4