RU51122U1

RU51122U1 - VEHICLE INTERNAL COMBUSTION ENGINE CLEANER

Info

Publication number: RU51122U1
Application number: RU2005116056/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Лысенко; Юрий Николаевич Шепилов; Борис Алексеевич Терентьев; Николай Александрович Золотенков
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2006-01-27

Abstract

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к воздухоочистителям (ВО), снабженным элементами шумоглушения.The invention relates to transport machinery, in particular to engine building, and in particular to air cleaners (BO), equipped with elements of sound attenuation.

ВО содержит коробообразный корпус, ограниченный верхним полукорпусом и нижним полукорпусом с плоским днищем, герметично соединенными между собой, при этом внутри корпуса размещен фильтрующий элемент, разделяющий корпус на зоны очищенного и неочищенного воздуха, нижний и верхний полукорпусы имеют соответственно впускной и выпускной патрубки для впуска неочищенного воздуха из атмосферы и выпуска очищенного воздуха в ДВС.The VO contains a box-shaped housing bounded by an upper half-housing and a lower half-housing with a flat bottom hermetically connected to each other, while a filter element is placed inside the housing that divides the housing into zones of cleaned and uncleaned air; air from the atmosphere and the release of purified air into the internal combustion engine.

Отличительной особенностью является то, что боковые стенки нижнего и верхнего полукорпусов, в местах входа в них указанных патрубков, снабжены оребрением, поверхность стенок имеет рельефную структуру, а площадь днища нижнего полукорпуса S относится к площади места подсоединения его к крышке S₁ какA distinctive feature is that the side walls of the lower and upper half-shells, at the points of entry of the indicated pipes, are equipped with ribbing, the surface of the walls has a relief structure, and the bottom area of the lower half-shell S refers to the area where it is connected to the cover S ₁ as

S=(0,3 - 0,8)S₁ S = (0.3 - 0.8) S ₁

где S - площадь днища нижнего полукорпуса,where S is the area of the bottom of the lower half-shell,

S₁ - площадь нижнего полукорпуса в месте подсоединения его к верхнему полукорпусу.S ₁ - the area of the lower half-housing at the point of its connection to the upper half-housing.

Практическое применение предлагаемой полезной модели вполне возможно в автомобилестроении.The practical application of the proposed utility model is quite possible in the automotive industry.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к воздухоочистителям, снабженным элементами шумоглушения.The utility model relates to transport engineering, in particular to engine building, and in particular to air cleaners equipped with sound attenuation elements.

Воздухоочиститель системы впуска двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) транспортного средства, несмотря на свое непосредственное назначение, связанное с очисткой поступающего в ДВС воздуха, является многоцелевым многофункциональным устройством. И кроме непосредственной функции очистки воздуха, он также выполняет функцию гасителя (демпфера) низкочастотных газодинамических пульсаций воздуха, глушителя шума всасывания, сборника и смесителя с засасываемым воздухом картерных газов с функцией маслоотделения, уловителя и смесителя паров топлива с воздухом, устройства подогрева (и/или регулирования температурой), засасываемого в ДВС воздуха, с соответствующим месторасположением срезов патрубков в пространстве моторного отсека или вне моторного отсека (забортный забор воздуха), исключающим забор аморфных частиц, засасывания воды в цилиндры ДВС при движении через брод и пр.The air cleaner of the intake system of the internal combustion engine (hereinafter ICE) of the vehicle, despite its immediate purpose associated with the purification of the air entering the ICE, is a multi-purpose multifunctional device. And in addition to the direct function of air purification, it also performs the function of a damper (damper) of low-frequency gas-dynamic pulsations of air, a silencer of suction noise, a collector and a mixer with intake air of crankcase gases with the function of oil separation, a trap and a mixer of fuel vapor with air, a heating device (and / or temperature control), sucked into the internal combustion engine air, with the appropriate location of the pipe sections in the space of the engine compartment or outside the engine compartment (outboard air intake), including the intake of amorphous particles, the suction of water into the ICE cylinders when moving through the ford, etc.

Задача конструирования устройств воздухоочистителей систем впуска ДВС транспортных средств сводится к выбору оптимальных компромиссных соотношений геометрических параметров отдельных элементов воздухоочистителя, обеспечивающих улучшенные эффективные показатели ДВС по наполнению цилиндров (гидросопротивление, инерционный динамический наддув), низкое акустическое излучение (шум), как от свободного среза воздухозаборного патрубка вследствие газодинамических пульсаций засасываемого воздуха, так и от структурных вибраций стенок корпуса и пр. Зачастую, эти требования являются взаимоисключающие и противовесные.The task of designing air purifier devices for the engine ICE intake systems is to select the optimal compromise ratios of the geometric parameters of the individual elements of the air purifier, providing improved effective ICE indicators for filling the cylinders (hydraulic resistance, inertial dynamic pressurization), low acoustic radiation (noise), as from a free cut of the intake pipe due to gas-dynamic pulsations of the sucked-in air, as well as from structural vibrations th walls of the case, etc. Often, these requirements are mutually exclusive and counterbalanced.

Основным приемом заглушения шумовой энергии, излучаемой системой впуска в окружающую среду, является интегрирование во впускной трубопровод (впускную трассу) объемных расширительных камер в виде специальных ресиверов, параллельно и/или последовательно подключенных резонаторов и улучшение использования в качестве глушителя непосредственно самих камер ресивера и воздухоочистителя с установленным внутри фильтрующим элементом и присоединенным к камере воздухозаборным патрубком (патрубками).The main method of damping the noise energy emitted by the intake system into the environment is the integration of volume expansion chambers in the form of special receivers in parallel and / or series-connected resonators into the intake pipe (intake path) and the improvement of using directly the receiver and air purifier chambers as a muffler the filter element installed inside and connected to the chamber by an air intake pipe (pipes).

Указанные объемные расширительные камеры (ресивера, воздухоочистителя) являются преимущественно глушителями шума реактивного типа работающими на принципе рассогласования волновых сопротивлений подводящих и отводящих трубопроводов по отношению к волновому сопротивлению полости расширительной камеры. Образование во впускной трассе, таким образом, "волновых пробок" обеспечивает эффект многократного отражения звуковых волн, распространяемых по волноводу (впускной трассе) в зонах внезапных расширений и внезапных заужений проходных сечений волновода, т.е. в зонах подсоединения расширительных камер к участкам впускного трубопровода и воздухозаборного патрубка (впускной трассы). Находящийся в пространстве камеры воздухоочистителя фильтрующий элемент является частично звукопоглощающим элементом активного (не реактивного) типа, последовательно включенным в звукопередающий тракт впускной системы ДВС. В этом случае дополнительно происходит частичное поглощение высокочастотной звуковой энергии за счет активного фрикционного рассеивания её, ввиду реализации эффекта внутреннего трения и динамических деформаций структуры фильтрующего элемента с преобразованием ее в тепловую в порах фильтрующего элемента.These volumetric expansion chambers (receiver, air purifier) are mainly jet-type silencers operating on the principle of mismatch of the wave impedances of the supply and outlet pipelines with respect to the wave impedance of the cavity of the expansion chamber. Thus, the formation of “wave plugs” in the inlet path provides the effect of multiple reflection of sound waves propagating along the waveguide (inlet path) in areas of sudden expansion and sudden narrowing of the passage sections of the waveguide, i.e. in the areas where the expansion chambers are connected to the sections of the inlet pipe and the intake pipe (inlet route). The filter element located in the chamber space of the air purifier is a partially sound-absorbing element of the active (non-reactive) type, which is sequentially included in the sound transmission path of the intake engine ICE. In this case, additional partial absorption of high-frequency sound energy occurs due to its active frictional dissipation, due to the effect of internal friction and dynamic deformations of the structure of the filter element with its conversion to heat in the pores of the filter element.

В виду того, что структура фильтрующего элемента в первую очередь создана для целенаправленной качественной фильтрации засасываемого воздуха в ДВС при невысоких гидросопротивлениях, то потенциал ее звукопоглощающих свойств является весьма ограниченным и, таким образом, классическая конструкция воздухоочистителя, как правило, заглушает высокочастотную энергию, генерируемую впускной системой ДВС, в недостаточно высокой степени.In view of the fact that the structure of the filter element is primarily created for targeted high-quality filtering of the intake air in the ICE at low hydroresistances, the potential of its sound-absorbing properties is very limited and, therefore, the classical design of the air purifier, as a rule, damps the high-frequency energy generated by the intake ICE system, in an insufficiently high degree.

В связи с вышеизложенным, известны многочисленные примеры применения специальных устройств заглушения высокочастотной энергии впускных систем ДВС, реализующие дополнительные шумоизоляционные устройства, интегрированные непосредственно в конструкцию возухоочистителяIn connection with the foregoing, there are numerous examples of the use of special devices for damping the high-frequency energy of ICE intake systems that implement additional noise insulation devices that are integrated directly into the design of the air cleaner

ДВС и, таким образом, устройства шумозаглушения в целом работают как устройства комбинированного типа, сочетающие реактивные элементы (отражающие звук) и активные элементы (поглощающие звук). Так, в частности, известен воздухоочиститель для ДВС с интегрированной шумопоглощающей набивкой в параллельно подключенную емкость резонатора, интегрированного в его воздухозаборный патрубок (Европейская заявка ЕР 0 091 038 А 1, кл.F 02 М 35/12, заявитель - Nissan Motor Co).ICE and, thus, noise suppression devices as a whole work as combined type devices combining reactive elements (reflecting sound) and active elements (absorbing sound). Thus, in particular, an air purifier for internal combustion engines with an integrated sound-absorbing packing in a parallel-connected capacitance of a resonator integrated in its air intake pipe is known (European application EP 0 091 038 A 1, class F 02 M 35/12, applicant is Nissan Motor Co).

Известен также воздухоочиститель с дополнительным устройством шумоглушения в виде специального конусообразного обтекателя заполненного шумопоглощающим материалом ( Европейская заявка ЕР 0 096 992 А 1, заявитель - BENDIX LIMITED).Also known is an air cleaner with an additional noise suppression device in the form of a special cone-shaped fairing filled with sound-absorbing material (European application EP 0 096 992 A 1, the applicant - BENDIX LIMITED).

Известно техническое решение по снижению шума всасывания, предусматривающее применение в корпусе заградительной вставки из звукопоглощающего материала с открытыми порами (см. заявку Германии № 420589, кл. G 10 K 11/16, заявитель - Robert Bosch CmBH). Вставка из пористого звукопоглощающего материала при этом облицовывает внутреннюю полость корпуса и образует спирале-винтообразный канал по которому транспортируется засасываемый в ДВС воздух.A technical solution to reduce suction noise is known, which provides for the use of an open-cell sound barrier material in the enclosure (see German application No. 420589, class G 10 K 11/16, applicant - Robert Bosch CmBH). An insert made of porous sound-absorbing material at the same time lining the internal cavity of the housing and forms a spiral-helical channel through which air sucked into the internal combustion engine is transported.

Известно техническое решение, направленное на снижение шума всасывания ДВС за счет использования специальной облицовки (футеровки) впускных трубопроводов воздухоочистителя (внутреннего патрубка, внешнего воздухозаборного патрубка) звукопоглощающим материалом (см., например, заявку Японии № 1-27258, кл. F 02 M 3512, заявитель "Ниссан Мотор Со"). В этом случае закрытый корпус 1 воздухоочистителя (далее дословно) разделён фильтрующим элементом 2 на отсек А подвода неочищенного воздуха и отсек В отвода очищенного воздуха. В отсеке А выполнен вход воздуха, а в отсеке В -выход 4. Воздухоочиститель отличается тем, что в верхней части корпуса 1 расположен отсек А, а в нижней части - отсек В. Вход воздуха выполнен в виде двух труб 3 прямоугольного сечения, вытянутых от левой и правой части отсека А в сторону выхода 4. Внутренняя поверхность каждой трубы 3 покрыта звукопоглощающим слоем 6, выполненным, например, из уретана. Слой 6 внутренней поверхностью опирается на каркас 7, изготовленный из перфорированного листа или сетки. Конструкция воздухоочистителя позволяет повысить эффект снижения шума на впуске.A technical solution is known aimed at reducing the intake noise of ICE by using a special lining (lining) of the intake pipes of the air cleaner (inner pipe, external air intake pipe) with sound-absorbing material (see, for example, Japanese application No. 1-27258, class F 02 M 3512 Applicant Nissan Motor Co.). In this case, the closed case 1 of the air purifier (hereinafter literally) is divided by the filtering element 2 into the compartment A for supplying untreated air and the compartment B for removing purified air. Air inlet is made in compartment A, and outlet 4 is made in compartment B. The air purifier is characterized in that compartment A is located in the upper part of the housing 1 and compartment B is located in the lower part. The air inlet is made in the form of two rectangular pipes 3, elongated from the left and right sides of compartment A towards the exit 4. The inner surface of each pipe 3 is covered with a sound-absorbing layer 6 made, for example, of urethane. Layer 6 with its inner surface rests on a frame 7 made of a perforated sheet or mesh. The design of the air purifier allows you to increase the effect of reducing noise at the inlet.

Известны устройства заглушения шума впуска, связанные с применением акустически настроенного по длине воздухозаборником. Например, по заявке Японии №60-29331, кл. В 60 К 13/02, публ. 27.06.85, к камере воздухоочистителя 3 подсоединен воздухозаборник, состоящий из 3-х элементов: - гофрированного шланга 4, переходника 12 и патрубка 5. Недостатком этого устройства является неплотное прилегание (негерметичное сопряжение) указанных элементов воздухозаборника между собой, ввиду отсутствия какого-либо специального приспособления создающего надёжное уплотнение, например хомута. В процессе эксплуатации транспортного средства, сопровождающейся воздействием интенсивных вибронагрузок на элементы воздухозаборника как от работы ДВС, так и от микрорельефа дорожного покрытия при движении транспортного средства в процессе механических колебаний и динамических деформаций отдельных элементов, могут образовываться неплотности (щели) в местах соединения элементов воздухозаборника. Это, в свою очередь, вызывает дополнительное звукоизлучение аэрогазодинамического шума через щели (щелевого звука), что нежелательно, т.к. увеличивает уровень шума транспортного средства в целом. Учитывая, что шум системы впуска является одним из доминирующих источников шума ДВС транспортных средств, то его дополнительное "дефектное" усиление может превысить предельно допустимое, ограничиваемое стандартами, введенное во многих странах, в том числе и в России и международными нормами (правило №51 ЕЭК ООН).Known devices for silencing intake noise associated with the use of acoustically tuned along the length of the air intake. For example, according to the application of Japan No. 60-29331, cl. B 60 K 13/02, publ. 06.27.85, an air intake consisting of 3 elements is connected to the air purifier chamber 3: - corrugated hose 4, adapter 12 and nozzle 5. The disadvantage of this device is a loose fit (leaky connection) of these air intake elements to each other, due to the absence of any special devices creating a reliable seal, such as a clamp. During the operation of the vehicle, accompanied by the effect of intense vibration loads on the air intake elements, both from the operation of the internal combustion engine and from the micro-relief of the road surface during vehicle movement in the process of mechanical vibrations and dynamic deformations of individual elements, leaks (gaps) can occur at the junction of the air intake elements. This, in turn, causes additional sound emission of aerodynamic noise through slots (slotted sound), which is undesirable, because increases the noise level of the vehicle as a whole. Given that the noise of the intake system is one of the dominant sources of noise in ICE vehicles, its additional “defective” gain may exceed the maximum allowable, limited by standards, introduced in many countries, including Russia and international norms (ECE rule No. 51 UN).

Другое известное устройство воздухоочистителя по патенту Англии №2273889, кл. F 02 M 35/024, публ. 06.07.94, содержит дополнительные уплотнительные элементы в соединении частей воздухозаборника, а именно:Another known air purifier device according to the patent of England No. 2273889, class. F 02 M 35/024, publ. 07/06/94, contains additional sealing elements in the connection of the parts of the air intake, namely:

переходник 8 соединен с корпусом воздухоочистителя 2 и соединение уплотнено применением хомута, также переходник 8 соединен с патрубком и уплотнение создается с помощью винтового соединения. Недостатком этого устройства является повышенная материалоемкость и трудоемкость сборки, что влечет за собой увеличение затрат на изготовление.the adapter 8 is connected to the housing of the air purifier 2 and the connection is sealed with a clamp, the adapter 8 is also connected to the pipe and the seal is created using a screw connection. The disadvantage of this device is the increased consumption of materials and the complexity of the assembly, which entails an increase in manufacturing costs.

Таким образом, отмеченные в приведенном анализе уровня техники известные технические решения отличаются следующими недостатками:Thus, the known technical solutions noted in the above analysis of the prior art are characterized by the following disadvantages:

-существенное загромождение и/или разделение полости камеры воздухоочистителя шумопоглощающими набивками, перегородками и обтекателями вызывает уменьшение, таким образом, эффективности заглушения низких частот звукового спектра, характерных для спектра шума впуска ДВС,-significant clutter and / or separation of the cavity of the air purifier chamber by noise-absorbing gaskets, partitions and fairings, therefore, reduces the efficiency of damping the low frequencies of the sound spectrum characteristic of the noise spectrum of the ICE intake,

связанного с уменьшением объема камеры резонатора и/или её делением на камеры меньших объемов (объем камеры прямо пропорционален эффективности подавления низкочастотных пульсаций и низкочастотного шума при процессе всасывания воздуха);associated with a decrease in the volume of the cavity chamber and / or its division into smaller chambers (the chamber volume is directly proportional to the efficiency of suppressing low-frequency pulsations and low-frequency noise during air intake);

- увеличенные гидравлические сопротивления впускной системы как за счет применения, например, дополнительного обтекателя, так и за счет, например, использования заградительной вставки и футеровки воздухозаборных патрубков негладкими звукопоглощающими поверхностями - пористыми, (пенистыми, или волокнистыми) материалами с применением защитных перфорированных оболочек;- increased hydraulic resistance of the intake system due to the use of, for example, an additional fairing, and due to, for example, the use of a barrier insert and lining of air intake pipes with non-smooth sound-absorbing surfaces - porous, (foamy, or fibrous) materials using protective perforated shells;

- увеличенная трудоемкость изготовления, монтажа и стоимости устройств снижения шума всасывания, интегрированных в конструкцию воздухоочистителя ДВС.- increased complexity of manufacturing, installation and cost of devices to reduce suction noise, integrated into the design of the internal combustion engine air cleaner.

В другом устройстве воздухоочистителя по патенту Р.Ф. №2138671, кл. F 02 M 35/02, публ. 27.09.99, БИ №27. содержащем два герметично соединенных между собой полукорпуса, образующих в собранном виде внутреннюю полость (камеру), в которой размещен фильтрующий элемент, разделяющий указанную полость на зону очищенного и неочищенного воздуха, полукорпусы имеют впускной, состоящий из двух частей 6 и 12 и выпускной патрубки, соответственно для впуска неочищенного и выпуска очищенного воздуха поступающего в ДВС. К впускному патрубку присоединен воздухозаборник 10. В этой конструкции в соединении впускного патрубка и воздухозаборника не предусмотрено применение уплотнительного элемента, т.к. этого в данной конструкции воздухоочистителя и не требуется, ввиду того, что воздухозаборник состоит из 2-х частей - канала, расположенного внутри корпуса (12,6) и непосредственно патрубка 10, а зона их сопряжения находится в закрытом пространстве камеры воздухоочистителя. Общая длина воздухозаборника "акустически настроена" с целью уменьшения излучения резонансного звука открытым концом патрубка 10. В самом патрубке, в процессе работы ДВС на номинальном (или близком к нему) скоростном режиме работы ДВС возникают резонансные колебания воздуха, вызванные совпадением собственной частоты колебаний воздушного объёма в патрубке и кратных ей гармоник с основной частотой рабочего процесса 2п/60 Гц. При этом максимум звукового давления при возбуждении наиболее мощной, низшей собственной частоты колебаний (собственной моды), приходится на 1/2L, где L - полная длина воздухозаборника. Эта зона примерно и является местомIn another device of the air purifier according to the patent of R.F. No. 2138671, cl. F 02 M 35/02, publ. 09/27/99, BI No. 27. containing two sealed enclosures that are tightly interconnected, forming an internal cavity (chamber) assembled, in which a filter element is placed that separates the specified cavity into a zone of cleaned and uncleaned air, the half-shells have an inlet consisting of two parts 6 and 12 and an outlet pipe, respectively for the intake of untreated and the release of purified air entering the internal combustion engine. An air intake 10 is connected to the inlet pipe. In this design, the use of a sealing element is not provided in the connection of the inlet pipe and the air intake, because this is not required in this design of the air purifier, due to the fact that the air intake consists of 2 parts - a channel located inside the housing (12.6) and directly to the nozzle 10, and the interface between them is located in the enclosed space of the air purifier chamber. The total length of the air intake is “acoustically tuned” in order to reduce the emission of resonant sound by the open end of the nozzle 10. In the nozzle itself, during the operation of the internal combustion engine at the rated (or close to) internal combustion engine speed mode, resonant air vibrations occur due to the coincidence of the natural frequency of the air volume in the nozzle and its multiple harmonics with the main frequency of the working process 2p / 60 Hz. In this case, the maximum sound pressure during the excitation of the most powerful, lowest eigenfrequency (eigenmodes) falls at 1 / 2L, where L is the total length of the air intake. This area is approximately the place

непосредственного соединения патрубка 10с каналом, образованным частями 12 и 6 с образующимися неплотностями соединений (щелями), через которые возможна организация процессов частичного просасывания и демпфирования резонансно пульсирующего воздуха с ослабленным звукоизлучением в замкнутое пространство камеры воздухоочистителя, не влияющем на увеличение акустического излучение от автомобиля в целом. Непосредственное излучение звука через открытый конец (срез) воздухозаборного патрубка в окружающую среду в это же время уменьшится, за счёт подавления резонансного возбуждения и излучения на низших собственных модах воздухозаборного патрубка.direct connection of the nozzle 10 with a channel formed by parts 12 and 6 with the resulting leaky joints (slots) through which it is possible to organize the processes of partial suction and damping of resonantly pulsating air with attenuated sound emission into the closed space of the air cleaner chamber, which does not affect the increase in acoustic radiation from the car as a whole . The direct emission of sound through the open end (slice) of the intake pipe into the environment will decrease at the same time, due to the suppression of resonant excitation and radiation at the lower eigenmodes of the intake pipe.

В это же время, недостатком этого устройства является повышенное гидравлическое сопротивление воздуху, засасываемому в ДВС, проходящему через патрубок 10, канал образованный частями 6 и 12 и выходящему в воздухоочиститель, из-за использования извилистости указанной воздухоподающей трассы, вызванной необходимостью компоновки относительно "длинного" патрубка в ограниченном пространстве камеры воздухоочистителя, что в конечном итоге приведет к снижению мощностных, экономических и экологических характеристик ДВС.At the same time, the disadvantage of this device is the increased hydraulic resistance of the air sucked into the internal combustion engine passing through the pipe 10, the channel formed by parts 6 and 12 and leaving the air cleaner due to the tortuosity of the specified air supply path due to the need for a relatively “long” layout pipe in a limited space of the chamber of the air purifier, which ultimately will lead to a decrease in power, economic and environmental characteristics of the internal combustion engine.

Кроме того, вогнутый внутрь корпуса участок днища, являющийся частью воздухоподающей трассы, уменьшает полезный воздушный объем камеры воздухоочистителя, что нежелательно, поскольку с точки зрения акустики и очистки воздуха от пыли, этот объем должен быть по возможности максимальным.In addition, the bottom section, which is part of the air supply path, which is concave inside the housing, reduces the useful air volume of the air purifier chamber, which is undesirable since from the point of view of acoustics and dust cleaning, this volume should be as maximum as possible.

В качестве прототипа выбран воздухоочиститель, описанный в OSDE №4413765 А1, МПК F 02 M 35/08, в котором для обеспечения компактности при использовании длинных патрубков, увеличения заглушения газодинамического шума и газовых пульсаций применены внутренние патрубки, внутренние свободные срезы которых расположены вблизи плоскостей, симметрично рассекающих объем камеры воздухоочистителя (далее ВО) в продольном и поперечном направлениях, что позволяет исключить или существенно ослабить возбуждение воздушного объема камеры на низших резонансных модах (продольной и поперечной) и т.о.исключить резонансное усиление излучения звука, передаваемое непосредственно в воздухозаборный патрубок и далее - в окружающую среду, а также ослабить динамическое возбуждение боковых (продольных и поперечных) стенок, образующих корпус ВО. Одновременно с этим верхняя и донная стенки корпуса рассматриваемой конструкции ВО будетAn air purifier is selected as a prototype, described in OSDE No. 4413765 A1, IPC F 02 M 35/08, in which, to ensure compactness when using long nozzles, to increase damping of gas-dynamic noise and gas pulsations, internal nozzles are used, the internal free sections of which are located near planes, symmetrically dissecting the volume of the chamber of the air purifier (hereinafter BO) in the longitudinal and transverse directions, which eliminates or significantly reduces the excitation of the air volume of the chamber at lower resonance odes (longitudinal and transverse) and t.o.isklyuchit resonance amplification of sound radiation transmitted directly to the air intake pipe and further - into the environment, as well as weaken the dynamic excitation side (longitudinal and transverse) of the walls forming the body BO. At the same time, the upper and bottom walls of the body of the considered VO design will be

интенсивно возбуждаться на низших повысотных модах, т.е. их частотах и гармониках, половина длины волны которых будет совпадать с высотой воздушного объема корпуса. Это возбуждение нежелательно, как с точки зрения его передачи в воздухозаборный патрубок, так и с точки зрения динамической раскачки донной (нижней) и верхней крышки ВО с соответствующим ростом корпусного звука, т.е. звука, излучаемого вибрирующими корпусными стенками (в первую очередь донной и верхней) ВО.intensely excited at lower altitude modes, i.e. their frequencies and harmonics, half of the wavelength of which will coincide with the height of the air volume of the body. This excitation is undesirable, both from the point of view of its transfer to the air intake pipe, and from the point of view of the dynamic buildup of the bottom (lower) and upper cover of the VO with a corresponding increase in body sound, i.e. sound emitted by vibrating body walls (primarily the bottom and top) VO.

В части критики прототипа можно отметить следующее:In terms of criticism of the prototype, the following can be noted:

Усиленный корпусной шум ВО, излучаемый тонкостенной оболочкой корпуса, в особенности излучаемой его дном и верхней крышкой, которые являются тонкостенными пластинами, возбуждаемыми как воздушным звуком и газовыми пульсациями изнутри корпуса (объема), как и структурным путем через жесткие присоединительные части (элементы крепления корпуса к кузову автомобиля, воздухоотводящие патрубки, соединяющие вибрирующий ДВС с корпусом ВО, и другие коммуникационные связи).The reinforced body noise VO emitted by the thin-walled shell of the body, in particular emitted by its bottom and top cover, which are thin-walled plates, excited as airborne sound and gas pulsations from the inside of the body (volume), as well as structurally through rigid connecting parts (body mounting elements to car body, air exhaust pipes connecting the vibrating ICE to the VO body, and other communication connections).

Уменьшение полезного воздушного объема камеры ВО, ввиду того, что он заполняется объемами внутренних патрубков, нежелательно, поскольку с точки зрения акустики и пылеемкости этот объем должен быть по возможности максимальным, так как в этом случае камера ВО более эффективно, т.е. (с более низкой частотой на боле высокое значение), производит заглушение шума и газовых пульсаций как резонаторный глушитель газодинамического шума.A decrease in the useful air volume of the VO chamber, due to the fact that it is filled with the volumes of the internal nozzles, is undesirable, since from the point of view of acoustics and dust absorption this volume should be as maximum as possible, since in this case the VO chamber is more efficient, i.e. (with a lower value at a higher value, a higher value), it drowns out noise and gas pulsations as a resonant muffler of gas-dynamic noise.

В прототипе не решена проблема обеспечения достаточной вибропрочности ВО в зонах крепления консольно установленных патрубков, что снижает надежность конструкции вследствие их колебаний как защемленных с одного конца балок, а с другой стороны - эти вибрации свободных концевых участков патрубков, производят «динамическую раскачку» близко расположенных присоединительных участков стенок корпуса, что усиливает излучение звука этих зон корпуса, в особенности на резонансных частотах этой механической системы.The prototype does not solve the problem of ensuring sufficient vibration resistance in the mounting areas of the cantilever mounted nozzles, which reduces the reliability of the structure due to their vibrations as pinched from one end of the beams, and on the other hand, these vibrations of the free end sections of the nozzles produce a “dynamic buildup” of closely spaced connecting sections of the walls of the housing, which enhances the radiation of sound from these zones of the housing, especially at the resonant frequencies of this mechanical system.

Решение технической задачи предполагает, путём внесения в конструкцию известного ВО ДВС конструктивных изменений повысить его акустические характеристики, тем самым повысить качество выпускаемой и реализуемой продукции -ДВС и автомобиля в целом. Технический результат достигается тем, что в известном ВО, содержащем коробообразный корпус, ограниченный верхним полукорпусом и нижним полукорпусам с плоским днищем, герметично соединенными между собой, внутриThe solution to the technical problem involves, by introducing structural changes in the design of the well-known internal combustion engine, to increase its acoustic characteristics, thereby improving the quality of the manufactured and sold products - ICE and the car as a whole. The technical result is achieved by the fact that in the known VO, containing a box-shaped housing, bounded by the upper half-housing and lower half-bodies with a flat bottom, hermetically connected to each other, inside

которого размещен фильтрующий элемент, разделяющий корпус на зоны очищенного и неочищенного от посторонних предметов воздуха, причём нижний и верхний полукорпусы имеют соответственно впускной и выпускной патрубки для впуска неочищенного воздуха из атмосферы и выпуска очищенного воздуха в ДВС, боковые стенки нижнего и верхнего полукорпуса, в местах входа в них указанных патрубков, снабжены оребрением, при этом поверхность стенок имеет рельефную структуру, а площадь днища нижнего полукорпуса S при этом относится к площади места подсоединения его к крышке Si какwhich has a filter element that separates the housing into zones of cleaned and uncleaned air, and the lower and upper half-shells have respectively inlet and outlet pipes for letting in raw air from the atmosphere and purifying air into the ICE, the side walls of the lower and upper half-bodies, in places the entrance of these pipes, are equipped with finning, while the surface of the walls has a relief structure, and the area of the bottom of the lower half-shell S in this case refers to the area of the place of the subconnect zheniya him to the cover of Si as

S=(0,3-0,8)S₁Где S - площадь днища нижнего полукорпусаS = (0.3-0.8) S ₁ Where S is the area of the bottom of the lower half-shell

Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".Comparison of scientific, technical and patent documentation on the priority date in the main and related sections of the MKI shows that the set of essential features of the claimed solution was not previously known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".The proposed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore, meets the patentability condition "industrial applicability".

Полезная модель поясняется графически:The utility model is illustrated graphically:

На Фиг.1 изображен ВО в сечении.Figure 1 shows the BO in cross section.

На Фиг.2 изображен вид сбоку на ВО.Figure 2 shows a side view of the VO.

На Фиг.3 изображено сечение А-А по Фиг.2.Figure 3 shows a section aa in figure 2.

ВО по Фиг.1 содержит корообразный корпус 1, ограниченный верхним полукорпусом 2 и нижним полукорпусом 3 с плоским днищем 4. Нижний полукорпус 3 имеет впускной патрубок 5, а верхний полукорпус 2 выпускной патрубок 6. Внутри коробообразного корпуса 1 имеется фильтрующий элемент 7, разделяющий корпус 1 на зоны не очищенного воздуха 8 и очищенного воздуха 9. Верхний 2 и нижний 3 полукорпусы герметично соединены между собой крепежными элементами 10. Боковые стенки верхнего 2 и нижнего 3 полукорпусов имеют ребра жесткости 11 (Фиг.2). Боковые поверхности верхнего 2 и нижнего 3 полукорпусов в местах подсоединения выпускного 6 и впускного 5 патрубков имеют рельефную структуру 12. Верхний полукорпус 2 в сечении имеет арочную конструкцию 13 (Фиг.3). Буквами S и S₁ (Фиг.1) обозначены соответственноThe VO of FIG. 1 contains a crust-shaped housing 1 bounded by an upper half-housing 2 and a lower half-housing 3 with a flat bottom 4. The lower half-housing 3 has an inlet pipe 5, and the upper half-housing 2 has an exhaust pipe 6. Inside the box-shaped housing 1 there is a filter element 7 separating the housing 1 to the zones of untreated air 8 and purified air 9. The upper 2 and lower 3 half-shells are hermetically connected to each other by fasteners 10. The side walls of the upper 2 and lower 3 half-shells have stiffeners 11 (Figure 2). The lateral surfaces of the upper 2 and lower 3 half-bodies at the points of connection of the outlet 6 and inlet 5 pipes have a relief structure 12. The upper half-body 2 in cross section has an arched structure 13 (Figure 3). The letters S and S ₁ (Figure 1) are indicated respectively

площадь днища 4 нижнего полукорпуса 3 и площадь нижнего полукорпуса 3 в месте подсоединения его к верхнему полукорпусу 2.the area of the bottom 4 of the lower half-shell 3 and the area of the lower half-shell 3 in the place of its connection to the upper half-shell 2.

ВО работает обычным образом.VO works as usual.

При работе ДВС воздух, из-за разности давлений в полости цилиндра на такте впуска и атмосферным, засасывается во впускной патрубок 5 нижнего полукорпуса 3 (зону неочищенного воздуха 8), очищается от твердых частиц с помощью фильтрующего элемента 7 и далее проходит в зону очищенного воздуха 9 верхнего полукорпуса 2, проходит по воздухопроводу (не показан) в цилиндр ДВС при открытом впускном клапане.During the operation of the internal combustion engine, air, due to the difference in pressure in the cylinder cavity at the intake stroke and atmospheric, is sucked into the inlet pipe 5 of the lower half housing 3 (raw air zone 8), is cleaned of solid particles using a filter element 7 and then passes into the cleaned air zone 9 of the upper half-housing 2, passes through an air duct (not shown) into the internal combustion engine cylinder with the intake valve open.

Коробообразный корпус 1, как на большинстве современных автотранспортных средствах, не имеет правильной геометрической формы (куб, параллелепипед, цилиндр). Это обусловлено стесненными условиями подкапотного пространства, где устанавливается ВО, и одновременным стремлением к максимальному значению воздушного объема заключенного в корпусе 1 (зон не очищенного воздуха 8 и очищенного воздуха 9). Увеличение воздушного объема зон 8 и 9 корпуса 1, достаточно эффективный, простой и дешевый способ ослабления газодинамических пульсаций, в особенности в низкочастотной области спектра излучаемого шума впуска, происходящего через впускной патрубок 5 и воздухозаборник (не показан), при работе ДВС, (в особенности на частоте рабочего процесса f=in/60*** (Гц), где i - количество цилиндров ДВС, n - частота вращения коленчатого вала ДВС, *** - коэффициент тактности ДВС. Это объясняется тем, что воздушный объем коробообразного корпуса 1 работает в данном случае как ресивер, в котором амплитуды упругих звуковых волн уменьшаются за счет потере звуковой энергии, при многократном сжатии воздушного объема и его нагреве. Как уже было сказано в разделе «Критика прототипа», ослабление возбуждения внутреннего воздушного объема коробообразного корпуса на собственных низших формах резонансных колебаний воздуха (тангенциальной и радиальной формы), достигается введением впускного и выпускного патрубков внутрь этого объема, таким образом, чтобы внутренние срезы их располагались вблизи плоскостей, симметрично рассекающих воздушный объем корпуса в продольном и поперечном направлениях. Данный способ уменьшения резонансного усиления звука, передаваемого непосредственно в воздухозаборник и далее в окружающую среду, а также ослабление динамического возбуждения боковых стенок, образующих корпус ВО,The box-shaped body 1, as on most modern motor vehicles, does not have a regular geometric shape (cube, box, cylinder). This is due to the cramped conditions of the engine compartment where VO is installed, and the simultaneous desire for the maximum value of the air volume enclosed in the housing 1 (zones of untreated air 8 and purified air 9). The increase in the air volume of zones 8 and 9 of housing 1 is a fairly effective, simple and cheap way to attenuate gas-dynamic pulsations, especially in the low-frequency region of the spectrum of the radiated noise of the intake occurring through the inlet pipe 5 and the air intake (not shown), when the internal combustion engine is operating (in particular at the frequency of the working process f = in / 60 *** (Hz), where i is the number of internal combustion engine cylinders, n is the internal combustion engine rotational speed, *** is the internal combustion engine’s cycle factor, which is explained by the fact that the air volume of the box-shaped housing 1 is working in this case a receiver, in which the amplitudes of elastic sound waves are reduced due to the loss of sound energy, with multiple compression of the air volume and its heating. As already mentioned in the section “Criticism of the prototype”, weakening the excitation of the internal air volume of the box-like body on its own lower forms of resonant vibrations air (tangential and radial shape), is achieved by introducing the inlet and outlet nozzles into this volume, so that their internal sections are located near planes, sim etrichno dissecting the housing air space in the longitudinal and transverse directions. This method of reducing the resonant amplification of sound transmitted directly to the air intake and further into the environment, as well as weakening the dynamic excitation of the side walls forming the body VO,

наиболее эффективен в случае, когда внутренний объем корпуса ВО имеет правильную геометрическую форму (куб, цилиндр, призма).most effective in the case when the internal volume of the VO case has the correct geometric shape (cube, cylinder, prism).

В рассматриваемой полезной модели корпус 1 не имеет правильной геометрической формы и вследствие этого указанный способ снижения шума впуска не достаточно эффективен. Для предотвращения динамического возбуждения боковых стенок корпуса 1 на поверхности указанных стенок нанесены ребра 11. Для уменьшения изгибных колебаний стенок корпуса 1 и уменьшения таким образом излучения звука в окружающую среду, в местах присоединения впускного 5 и выпускного 6 патрубков к боковым стенкам корпуса 1 стенки имеют рельефную поверхность 12, а верхний полукорпус 2 в сечении имеет арочную конструкцию 13. Площадь днища 4 (S) корпуса 1 относится к площади места подсоединения его к крышке 2 (S1) как S=(0,3-0,8)S₁, что также уменьшит звук, излучаемый корпусом 1, т.к. при этом уменьшится площадь излучения днища 4. Увеличение жесткости корпуса 1 ВО в сочетании с уменьшением площади его излучаемой поверхности способствует уменьшению уровня звука излучаемого ВО, в чем и заключается положительный эффект.In the considered utility model, the housing 1 does not have the correct geometric shape and, as a result, the indicated method of reducing intake noise is not sufficiently effective. To prevent dynamic excitation of the side walls of the housing 1, ribs 11 are applied on the surface of these walls. In order to reduce the bending vibrations of the walls of the housing 1 and thus reduce the sound emission into the environment, the walls of the walls connecting the inlet 5 and 6 outlet pipes to the side walls of the housing 1 surface 12, and the upper half-shell 2 in cross section has an arched structure 13. The area of the bottom 4 (S) of the housing 1 refers to the area of the place of its connection to the cover 2 (S1) as S = (0.3-0.8) S ₁ , which will also reduce sound, and Luciano housing 1, as this will reduce the radiation area of the bottom 4. An increase in the stiffness of the housing 1 VO in combination with a decrease in the area of its emitted surface helps to reduce the sound level of the emitted VO, which is the positive effect.

Разумеется, полезная модель не ограничивается описанным способом её осуществления, показанным на прилагаемых фигурах. Остаются возможными изменения различных элементов либо замена их технически эквивалентными, не выходящие за пределы объёма настоящей полезной модели.Of course, the utility model is not limited to the described method of its implementation, shown in the attached figures. It remains possible to change various elements or replace them with technically equivalent ones that do not go beyond the scope of this utility model.

Claims

1. An air cleaner of an internal combustion engine of a vehicle, comprising a box-shaped housing delimited by an upper half-housing and a lower half-housing with a flat bottom hermetically connected to each other, while a filter element is placed inside the housing that separates the housing into zones of cleaned and uncleaned air, the lower and upper half-bodies have respectively, inlet and outlet nozzles for the intake of untreated air from the atmosphere and the release of purified air into the internal combustion engine, characterized in that the side walls are neither and upper half-shells has, in the input field of said nozzles in them, are provided with fins, a wall surface having a relief structure, and the area S of the bottom of the lower half shell relates to the area of its connecting position to cover both Si

S = (0.3-0.8) S ₁ ,

where S is the area of the bottom of the lower half-hull;

S ₁ - the area of the lower half-housing at the point of its connection to the upper half-housing.