система впуска воздуха в двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

Система впуска воздуха в двигатель внутреннего сгорания, содержащая воздухоочиститель, имеющий корпус, крышку и фильтрующий элемент, смесеобразующее устройство, состоящее из корпуса, форсунки для впрыскивания топлива и заслонки, крепежную скобу, с помощью которой воздухоочиститель крепится к смесеобразующему устройству, и герметизирующую прокладку между корпусом воздухоочистителя и смесеобразующим устройством, отличающаяся тем, что крепежная скоба выполнена в виде обтекателя, представляющего собой полый цилиндр, один торец которого загнут к оси полого цилиндра, а другой от оси, причем загиб, направленный от оси полого цилиндра, выполнен по контуру полого цилиндра, и край загиба эквидистантен образующей полого цилиндра, а загиб, направленный к оси полого цилиндра, перпендикулярен ей и имеет два отверстия для крепления крепежной скобы, причем загибы соединены с образующей цилиндра по радиусу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам впуска воздуха в двигатель внутреннего сгорания (ДВС).

Известны устройства систем впуска воздуха в ДВС содержащие воздухоочиститель, имеющий корпус, и фильтрующий элемент, смесеобразующее устройство, состоящее из корпуса, форсунки для впрыскивания топлива и дроссельной заслонки, а также эластичную прокладку герметизирующую соединение воздухоочистителя со смесеобразующим устройством, например, по заявке Японии N 61-226557.

Недостатком этого устройства является повышение сопротивления воздуху, возникающее при его прохождении между крышкой воздухоочистителя и горловиной смесеобразующего устройства из-за завихрений на кромке горловины и сужения потока.

Устройство по патенту США N 4799470 частично лишено этого недостатка за счет увеличения проходного сечения между крышкой воздухоочистителя и горловиной смесеобразующего устройства, но повышение сопротивления и горловиной смесеобразующего устройства, но повышение сопротивления воздуху возникает из-за наличия двух кронштейнов крепления воздухоочистителя и смесеобразующему устройству. Кроме того, устройство по указанному патенту США нетипично для систем впуска воздуха современных легковых автомобилей, имеющих низко расположенный капот моторного отсека автомобиля, не позволяющий иметь большое расстояние между крышкой воздухоочистителя и горловиной смесеобразующего устройства.

В подтверждение этого устройство по заявке Великобритании N 2053353, в котором из-за вышеперечисленных причин крышка воздухоочистителя находится вблизи горловины смесеобразующего устройства.

Недостатком этого устройства является повышенное сопротивление воздуху оказываемое элементами зауживающими поток, а также элементами крепления воздухоочистителя и смесеобразующего устройства.

В устройстве по заявке Великобритании N 2079178 крепежная скоба, прижимающая герметизирующую эластичную прокладку, создает дополнительное сопротивление воздуху за счет отгибки 24 из-за завихрений на кромке.

Указанная проблема частично решена в устройстве по заявке Японии N 60-2514, в котором конструкция крышки и корпуса воздухоочистителя специально спрофилированы для уменьшения гидравлических потерь.

Недостатком этого устройства является нетехнологичность изготовления указанных элементов или трудновоспроизводимость в реальной конструкции указанных узлов (крышки, корпуса воздухоочистителя и смесеобразующего устройства) в целом.

В качестве прототипа выбрано устройство по международной заявке N 88/03990, недостатком которого является также повышенное сопротивление оказываемое воздуху элементами 38 крепления корпуса воздухоочистителя к смесеобразующему устройству, воздушным диффузором 50, так как через него проходит воздух в смесеобразующее устройство, а также элементами конструкции 30 и 26 смесеобразующего устройства при прохождении воздуха из корпуса воздухоочистителя в смесеобразующее устройство.

Конструкция воздухоочистителей ДВС современных легковых автомобилей, расположенных на смесеобразующем устройстве, отличается малым расстоянием между крышкой воздухоочистителя и горловиной смесеобразующего устройства. Это объясняется стремлением к уменьшению габаритов автомобиля, в частности, высоты капота, что уменьшает аэродинамическое сопротивление автомобиля. В тоже время, уменьшение высоты капота вынуждает понижать воздухоочиститель так как он расположен в самой верхней точке подкапотного пространства. Кроме того, понижение воздухоочистителя происходит относительно смесеобразующего устройства, на котором он расположен так как понижение смесеобразующего устройства вместе с воздухоочистителем относительно капота весьма проблематично, ввиду серьезных изменений в конструкции ДВС, а в некоторых случаях и не-возможно в связи с особенностями его компоновки.

Уменьшение расстояния между крышкой воздухоочистителя и горловиной смесеобразующего устройства увеличивает сопротивление воздуху проходящему из корпуса воздухоочистителя в горловину смесеобразующего устройства в связи с увеличением его скорости, из-за возрастания влияния неровностей поверхности смесеобразующего устройства, острых кромок элементов конструкции встречающихся на пути прохождения воздуха в горловину смесеобразующего устройства.

Целью изобретения является уменьшение гидравлического сопротивления при прохождении воздуха из воздухоочистителя в смесеобразующее устройство, в условиях близкого расположения крышки воздухоочистителя к горловине смесеобразующего устройства, обусловленного особенностями компоновки современных легковых автомобилей (низко расположенный капот моторного отсека).

Цель достигается тем, что крепежная скоба прижимающая эластичную прокладку, герметизирующую соединение воздухоочистителя и смесеобразующего устройства, выполнено в виде обтекателя, представляющего собой полый цилиндр, один торец которого загнут к оси цилиндра, а другой от оси, причем загиб направленный от оси цилиндра выполнен по контуру цилиндра и край загиба эквидистантен образующей цилиндра, а загиб направленный к оси цилиндра перпендикулярен ей и имеет по меньшей мере два отверстия для крепления крепежной скобы, причем загибы соединяются с образующей цилиндра по радиусу.

На фиг1 показана система впуска в сечении по оси воздухоочистителя; на фиг. 2 показан вид сверху на воздухоочиститель со снятой крышкой; на фиг. 3 показана крепежная скоба (обтекатель) в аксонометрической проекции; на фиг. 4 показана система впуска в сечении по оси воздухоочистителя без обтекателя.

Система впуска воздуха в ДВС легкового автомобиля содержит воздухоочиститель 1, состоящий из корпуса 2, крышки 3 и патрубка 4, между корпусом 2 и крышкой 3 расположен фильтрующий элемент 5. Воздухоочиститель 1 установлен на смесеобразующее устройство 6, состоящее из корпуса 7, форсунки 8 для впрыска топлива, заслонки 9, элементов 10 и 11 конструкции и горловины 12. Корпус 2 воздухоочистителя 1 и корпус 7 смесеобразующего устройства соединены с помощью эластичной герметизирующей прокладки 13. Герметизация корпусов 2 и 7 обеспечивается крепежной скобой 14, представляющей собой полый цилиндр с образующей 15, один торец 16 которого загнут к оси 17 цилиндра, а другой торец 18 от оси 17 цилиндра и край торца выполнен по контуру, эквидистантно образующей 15.

Загиб торца 16 перпендикулярен оси 17 цилиндра и имеет по меньшей мере два отверстия 19 для крепления крепежной скобы 14 к корпусу 7 смесеобразующего устройства с помощью винтов 20. Смесеобразующее устройство 6 имеет полость 21.

Система впуска воздуха в ДВС легкового автомобиля работает следующим образом.

При работе ДВС воздух из атмосферы поступает в воздухоочиститель 1 через патрубок 4, проходит через фильтрующий элемент 5 в смесеобразующее устройство 6 через горловину 12 корпуса 7. Форсунка 8 смесеобразующего устройства 6 впрыскивает топливо в полость 21, где оно перемешивается с воздухом и при открытой заслонке 9 смесь поступает далее в ДВС. При движении в корпусе 2 воздухоочистителя 1 воздух испытывает дополнительное сопротивление от элементов конструкции 10 и 11 смесеобразующего устройства 6 (фиг. 4) из-за уменьшения проходного сечения и как следствие увеличения скорости воздуха, в зоне между корпусом 7 смесеобразующего устройства 6 и крышкой воздухоочистителя 3, что приводит к ухудшению эффективных показателей двигателя, увеличению токсичности и расхода топлива.

Для уменьшения дополнительного сопротивления крепежная скоба 14, прижимающая корпус воздухоочистителя 2 к корпусу 7 смесеобразующего устройства 6 через герметизирующую прокладку 13, представляет собой обтекатель, выполненный в виде полого цилиндра с образующей 15, один торе 16 которого загнут к оси цилиндра 17 для того чтобы, закрыть элементы10 и 11 корпуса смесеобразующего устройства 7 от избегающего потока воздуха, а другой торец 18 загнут от оси цилиндра 17, край торца 18 выполнен по контуру эквидистантно образующей 15.

Отгиб 16 перпендикулярен оси цилиндра 17 и имеет отверстия 19 для крепления скобы 14 к корпусу смесеобразующего устройства 7 с помощью винтов 20.

Крепежная скоба 14, закрепленная винтами 20 к корпусу смесеобразующего устройства 7 воздействует отогнутым торцем 18 на эластичную герметизирующую прокладку 13, которая герметизирует стык между корпусом 3 воздухоочистителя 1 и корпусом смесеобразующего устройства 7. Торец 18 выполнено по контуру эквидистантно образующей для увеличения площади контакта с эластичной прокладкой 13, а значит увеличения надежности герметизации. Отгиб 16 выполнен перпендикулярно оси 17 с целью получения нормального усилия крепежной скобы 14 на герметизирующую прокладку 13 после закручивания винтов 20 для обеспечения надежности герметизации. Образующая 15 соединена с загибом по радиусу для обеспечения минимального сопротивления при прохождении воздуха из корпуса воздухоочистителя 2 и горловину 12 смесесобразующего устройства 6.

При работе ДВС крепежная скоба (обтекатель) 14, закрывающая элементы конструкции 10 и 11 от набегающего потока воздуха, направляет оптимальным образом поток воздуха проходящий из корпуса воздухоочистителя 2 в смесеобразующее устройство 6, придавая ему более плавный, без завихрений характер, чем и достигается положительный эффект уменьшение гидравлического сопротивления при прохождении воздуха из воздухоочистителя в смесеобразующее устройство и как следствие улучшение показателей двигателя за счет увеличения наполнения цилиндров.