устройство выпуска газов на автосамосвале

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ВЫПУСКА ГАЗОВ НА АВТОСАМОСВАЛЕ, содержащее выпускной трубопровод отработавших газов двигателя, присоединенный к автономному многоступенчатому эжектору, на выходе которого установлен диффузор , отличающееся тем, что, с целью снижения шума выпуска отработавших газов двигателя и повышения эффективности процессов локального воздухообмена и пылеудаления, оно снабжено асимметричным плоским конфузором, прикрепленным к диффузору, и криволинейной пластиной, ориентированной выпуклостью в сторону продольной оси конфузора и присоединенной к его верхней стенке, а нижняя стенка этого конфузора ориентирована вогнутостью в сторону его продольной оси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к большегрузным карьерным автосамосвалам, имеющим систему подогрева стенок грузовой платформы (кузова) отработавшими газами двигателя внутреннего сгорания.

Известна конструкция отечественных автосамосвалов [1], у которых отработавшие газы двигателя по двум выпускным трубопроводам подводятся в полости двойных стенок платформы для обогрева. Недостаток конструкции заключается в том, что в момент подъема и разгрузки платформы отработавшие газы накапливаются непосредственно в центральной части автосамосвала, чем создают опасность для здоровья водителя и снижают видимость, загрязняют узлы, системы двигателя и трансмиссии.

Известно устройство на автосамосвале [2], где подобным образом отработавшие газы двигателя по двум выпускным трубопроводам подводятся в полном количестве на обогрев стенок платформы, однако в момент подъема и разгрузки платформы газы с помощью поворотных заслонок направляются в автономные трубопроводы и уходят за пределы автосамосвала.

Известна конструкция отечественного автосамосвала БелАЗ-75211 повышенной грузоподъемности [3], у которого отработавшие газы двигателя собираются в один выпускной трубопровод и направляются в газовую камеру, расположенную на передней стенке платформы под ее козырьком. Значительное количество газов в каналы стенок платформы не поступает, а по отдельному трубопроводу отводится из газовой камеры в атмосферу. Устройство выпуска газов на автосамосвале [3] не устраняет недостатков, присущих системе на автосамосвалах, описанных в [1].

В качестве прототипа изобретения принято устройство для управления выпуском газов на автосамосвале [4], в котором для отвода газов предложен автономный многоступенчатый эжектор, размещенный на передней стенке платформы под ее козырьком. Недостатком прототипа является повышенная шумность газовой струи на выходе из диффузора эжектора и неорганизованный характер ее движения от горизонтального направления к вертикальному за пределами платформы в местах расположения экскаватора, загружающего платформу автосамосвала. Известно, что по мере увеличения грузоподъемности карьерных автосамосвалов и глубины разработок устройство вертикального выпуска отработавших газов способствует снижению загрязнения наиболее опасной в санитарно-гигиеническом отношении части карьера.

Цель изобретения - снижение шума выпуска отработавших газов двигателя и повышение эффективности локального воздухообмена и пылеудаления.

Это достигается тем, что в устройство выпуска газов на автосамосвале, содержащее выпускной трубопровод отработавших газов двигателя, присоединенный к автономному многоступенчатому эжектору, на выходе которого установлен диффузор, снабжено асимметричным плоским конфузором, прикрепленным к диффузору, и криволинейной пластиной, ориентированной выпуклостью в сторону продольной оси конфузора и присоединенной к его верхней стенке, а нижняя стенка конфузора ориентирована вогнутостью в сторону его продольной оси.

На фиг. 1 показана схема устройства, общий вид; на фиг. 2 и 3 - разрез А-А и вид по стрелке Б на фиг. 1.

В устройстве выпуска газов на автосамосвале диффузор 1 многоступенчатого автономного эжектора 2, установленного в горизонтальном положении на передней стенке грузовой платформы 3, снабжен асимметричным плоским конфузором 4, имеющим криволинейную нижнюю стенку, ориентированную вогнутостью в сторону продольной оси конфузора. Криволинейная пластина 5 выполнена с изгибом на угол около 90^о и присоединена к верхней стенке конфузора 4, т.е. служит ее развитием и ориентирована в сторону продольной оси конфузора своей выпуклостью. Профиль пластины 5 выполнен по гладкой кривой, близкой к лемнискате или архимедовой спирали, а в простейшем случае может иметь вид ломаной линии. Пластина 5 выведена в окно 6 бокового вертикального ребра 7, укрепляющего козырек 8 и снабженного наклонной полкой 9. При отсутствии ребра 7 пластина 5 выходной кромкой укрепляется непосредственно в месте стыка с козырьком 8. В варианте исполнения устройства входной участок пластины 5 размещается в полости конфузора 4 и снабжается перфорацией.

Устройство работает следующим образом.

Отработавшие газы двигателя автосамосвала движутся одновременно на обогрев стенок платформы 3 и в многоступенчатый эжектор 2, в котором образуется поток пылегазовой смеси. В диффузоре 1 динамический напор потока частично преобразуется в статическое давление, необходимое для преодоления сопротивления конфузора 4, а в своей совокупности диффузор и конфузор образуют акустическую камеру, подавляющую шум газового потока в определенном диапазоне частот. Эффективность шумопоглощения повышается при размещении в полости конфузора 4 активного элемента - перфорированного входного участка пластины 5.

На нижней вогнутой стенке асимметричного конфузора 4 формируется криволинейное движение потока пылегазовой смеси с последующим истечением из сопла конфузора и образованием плоской неизотермической струи, движущейся вдоль выпуклой поверхности криволинейной пластины 5. В струе снижается статическое давление, действуют центробежная сила и силы вязкости, а также благодаря неизотермичности подъемные силы, создающие в совокупном проявлении эффект Коанда, т.е. прилипание плоской струи к выпуклой поверхности пластины 5. Кроме того, на струе возникает интенсивная эжекция, улучшающая вентиляцию пространства под козырьком 8 платформы 3. Развитие эффекта Коанда, его устойчивость зависят в определенной мере от конструкции вертикального ребра 7 с окном 6 и полкой 9, используемой в качестве направляющей. Поворот развитой плоской струи заканчивается на кромке козырька 8, после чего струя дополнительно эжектирует воздух из окружающей среды, уменьшает свою скорость и благодаря конвекции рассеивается в вертикальном направлении.

Изобретение позволяет снизить уровень аэродинамического шума, исходящего от двигателя внутреннего сгорания, вывести токсичную пылегазовую смесь из-под козырька платформы, образовать вертикальное струйное движение газов в окружающем пространстве за пределами платформы и тем самым снизить токсичность и запыленность воздушной среды во время совместной работы автосамосвала и экскаватора. За счет вынужденной конвекции горячих газов локально рассеиваются снег и туман в холодный период, что улучшает обзор при погрузке материалов экскаватором. Эффективность предлагаемого устройства повышается при работе двигателя под нагрузкой, а также в летний период, когда не требуется обогрев стенок платформы и отработавшие газы преимущественно направляются в эжектор. Конструкция устройства не допускает заброса сыпучих материалов в эжектор во время загрузки платформы.