SE525066C2 - Förfarande för ventilering av en arbetsmaskin, och en sådan arbetsmaskin - Google Patents

Description

20 25 30 525 066 2 Tidigare teknik löser detta problem genom att ett kombinerat luft- och avgasrör anordnas. Detta avgasrör, som definierar ett slutrör hos avgassystemet, sträcker sig från en öppning i motorhuven ut från motorrummet. Med andra ord mynnar en ände hos detta slutrör i motorrummet, medan dess andra ände mynnar i atmosfären. Ett av- gasrör hos avgassystemet sträcker sig från motorrummet in i cent- rum av nämnda slutrör för att leda avgaserna in i slutröret och via detta ut i atmosfären. Nämnda avgasrörs ytteromfång är mindre än slutrörets inneromfång, så att en ringformad spalt bildas mellan des- sa rör. I denna ringformade spalt kan luft frän motorrummet ledas ut. Avgasröret mynnar inuti slutröret, vilket i sin tur innebär att av- gaserna under sitt flöde expanderar i en större volym, varigenom en viss ejektoreffekt uppstår i det område där avgaserna strömmar ut ur avgasröret och in i slutröret. Ejektoreffekten eller ejektorverkan kommer att bidra till och medföra att luft i den omgivande, ringfor- made spalten sugs med av avgaserna ut igenom slutröret till den om- givande atmosfären.

SYFTET MED UPPFINNINGEN Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla ett förfarande och en arbetsmaskin som på ett effektivare sätt än tidigare teknik åstadkommer ventilering av ett motorrum.

Förfarandet och arbetsmaskinen ska vara sådana att principen för utnyttjande av ejektorverkan för ventilering av luft ur ett motorrum utnyttjas på ett förbättrat sätt i jämförelse med tidigare teknik.

I synnerhet ska den föreliggande uppfinningen föreslå ett förfarande och en arbetsmaskin som, för sin praktiska tillämpning, fordrar rela- tivt litet utrymme inuti motorrummet och som ger en robust och till- »en-n l0 15 20 25 30 525 066 , . .- aan an. a v fil' '*': .'°. . .- n . u . s q q ,, . ..- -a- - n v u - n _ 4 n - 1 u n ~ » - . - - v a , ...l .- n n a n 0 ß* °' förlitlig lösning på problemet med ventilering av slutna eller åtmin- stone väsentligen slutna motormm.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Huvudsyftet med uppfinningen löses med hjälp av ett såsom inled- ningsvis deñnierat förfarande, vilket är kännetecknat av att luften leds in väsentligen centralt i en utloppskanal och avgaserna leds in i nämnda utloppskanal utvändigt, det vill säga radiellt utvändigt, om luften, på sådant sätt att luften genom en ejektorverkan som åstad- koms av avgaserna sugs med av dessa ut ur motorrummet.

Genom att leda in luften centralt i en utloppskanal, som företrädesvis är bildad av ett från motorhuven utskjutande slutrör, istället för att, såsom hos tidigare teknik, leda in luften i en ringformad spalt som omger det avgasrör ur vilket avgaserna förs in i utloppskanalen, er- hålls en kraftigare ejektorverkan. En större mängd luft kan därmed, jämfört med tidigare teknik, sugas ut med en given mängd avgaser.

Enligt ett föredraget utförande av uppfinningen leds luften in i ut- loppskanalen i närheten av en extremt varm och /eller temperatur- känslig plats i motorrummet, företrädesvis mitt för, ett turboaggregat eller ett grenrör hos motorn. Med andra ord sugs luft från en plats i motorrummet där behovet av ventilering är som störst.

Syftet med uppfinningen löses också medelst en arbetsmaskin av det inledningsvis definierade slaget, vilken är kännetecknad av att luftin- taget innefattar ett luftledningsorgan som leder in luften i ett område väsentligen centralt i en utloppskanal i vilken avgaserna leds ut, på sådant sätt att luften sugs ut ur motorrummet av avgaserna genom en ejektorverkan som avgaserna utövar på luften. 10 15 20 25 30 525 066 4 Enligt ett föredraget utförande av uppfinningen innefattar luftled- ningsorganet ett rör som sträcker sig in i och väsentligen koaxialt med utloppskanalen. Begreppet rör ska ses i vid mening och inklude- rar även mycket korta rör eller ledningar. Röret kan ha varierande väggtjocklek och även över dess längd varierande inner- och ytterra- die.

Företrädesvis bildar luftledningsorganet en luftledningskanal vars tvärsnitt minskar i riktning mot dess mynning i utloppskanalen. Med andra ord är luftledningsorganet trattformat. På så vis kan luft effek- tivt sugas upp i och ledas in i utloppskanalen.

Anordningen innefattar med fördel medel för att styra avgaserna ut- med en ringformad spalt i den del av utloppskanalen där luftled- ningsorganet leder in luften. Uppgiften för dessa medel är med andra ord att styra avgaserna så att dessa strömmar i en spalt i utloppska- nalen som föregår en del av utloppskanalen där de tillåts expandera i en större volym tillsammans med luften från luftledningsorganet.

Spalten bör ligga radiellt utanför luftledningsorganet. Spalten behö- ver inte, men är företrädesvis, i så fall kontínuerligi omfångsrikt- ningen. Dess tvärsnittsarea, eller flödesarea, bör vara så stor att den inte genererar ett så stort motstånd mot avgasflödet att motorn riske- rar att kvåvas. Dess area bör emellertid inte vara alltför stor, eftersom detta skulle resultera i alltför låg hastighet hos avgaserna och en allt- för liten ejektorverkan då de tilläts expandera i utloppskanalen. Ut- loppskanalen har en tvärsnittsarea som är betydligt större än nämn- da spalts tvärsnittsarea och som företrädesvis är lika med summan av luftledningskanalens mynningsarea och nämnda spaltarea.

Företrädesvis innefattar medlen för att styra avgaserna utmed en ringformad spalt luftledningsorganets ytterperiferi. 10 15 20 25 30 525 066 Därvid är den utloppskanal som luftledningsorganet sträcker sig in i definierad av en vägg som har en innerperiferi som sträcker sig med ett konstant avstånd till luftledningsorganets ytterperiferi i det områ- de där nämnda vägg och luftledningsorganet överlappar varandra.

Luft och avgaser flödar därigenom i parallell riktning in i den för des- sa gemensamma utloppskanalen. Luftledningsorganet sträcker sig tillräckligt långt från sin motorrumsmynning för att man ska undvika ett backflöde av luft (och avgaser) in i motorrummet via luftlednings- organets luftledningskanal. Avgasemas och luftens flödesriktningar där de går in i den gemensamma delen av utloppskanalen väljs också för förhindrande av sådant backflöde.

Enligt ett föredraget utförande av uppfinningen innefattar avgassy- stemet en kammare i vilken avgaserna leds in via ett till denna sig anslutande avgasrör och i vilken luftledningsorganet skjuter in från ett håll och ur vilken den utloppskanal, i vilken luftledningsorganet mynnar, leder ut åt ett motsatt håll. Kammaren fungerar som en samlingskammare, i vilken avgaserna samlas upp och fördelas runt- omkring luftledningsorganet, vilket skjuter igenom kammaren och in i utloppskanalen.

Ytterligare särdrag hos och fördelar med den föreliggande uppfinning- en kommer att framgå av den efterföljande beskrivningen av före- dragna utföringsexempel, samt av övriga patentkrav.

KORT FIGURBESKRIVNING Föredragna utföringsexempel på den föreliggande uppfinningen ska i exemplifierande syfte härefter beskrivas med hänvisning till de bifo- gade ritningarna, på vilka .au-a 10 15 20 25 30 525 066 . .- . .- - n. nu o I "_ °"_ . 1- fl' ' . u. n. o , _ .. ~ I °"" , -. ._ ..~ .l- ...n- ~~ I .-ø n u 0 ' ' :n n a u ø ' ' ' . . ~ u n . . _ n . .n .- . . . n - Fig. 1 är en schematisk delvis skuren återgivning från sidan av en arbetsmaskin enligt uppfinningen, Fig. 2 är en förstorad bild i tvärsnitt av en detalj i fig. 1, Fig. 3 är en perspektivvy av detaljen i fig. 2, Fig. 4 är ett tvärsnitt ovanifrån av utföringsexemplet i fig. 2, och Fig. 5 är återgivning motsvarande den i fig. 2 av ett alternativt utfö- ringsexempel på uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar en arbetsmaskin 1 som typiskt är en konventionell hjul- lastare, men skulle kunna vara vilken arbetsmaskin som helst som har ett väsentligen slutet motorrum med behov av aktiv ventilering under drift.

Arbetsmaskinen 1 innefattar ett motorrum 2, en i motorrummet an- ordnad förbränningsmotor 3, och en motorhuv eller kåpa 4, som av- gränsar motorrummet 2 från den omgivande atmosfären. Vidare in- nefattar arbetsmaskinen 1 ett avgassystem 5, via vilket avgaser leds från motorn 3 till atmosfären. Avgassystemet 5 innefattar ett avgasrör 6 och en ljuddämpare 7 samt ett slutrör 8, som sträcker sig utåt från motorhuven 4 och bildar en utloppskanal 9. Avgasröret 6 sträcker sig från motorn 3 via ljuddämparen 7 fram till slutröret 8.

Avgasröret 6 mynnar i en kammare 10 som är bildad av en väsentli- gen cylindrisk sidovägg 1 1, en ringformad ändvägg 12 som ansluter sig till slutröret, och en mittemot ändväggen belägen, andra ändvägg 13. Slutröret 8 sträcker sig ned i kammaren 10 igenom den första 10 15 20 25 30 525 066 7 ändväggen 12. Den motsatta ändväggen 13 har en öppning 14, från vilket ett rör- och trattformat luftledningsorgan 15 sträcker sig uppåt igenom kammaren 10 så långt att det överlappar och sträcker sig ra- diellt invändigt om en del av slutröret 8. En spalt 16 igenom vilken avgaserna leds från kammaren 10 in i utloppskanalen 9 föreligger mellan slutröret 8 och luftledningsorganet 15. Spalten 16 har före- trädesvis en väsentligen konstant bredd över hela eller åtminstone över större delen av den överlappningssträcka mellan slutrör 8 och luftledningsorgan 15 där den föreligger. Spaltenlö är så smal att en tryckuppbyggnad, och helst även en acceleration av avgasernas strömníngshastighet, sker i denna. Med fördel år dess totala tvär- snittsarea mindre än tvärsnittsarean hos kanalen i den ledning eller det rör 6 som leder avgaserna till spalten 16. Spaltens 16 tvärsnitts- area ska vara så smal som motorn tillåter utan att avgasflödet från denna förhindras så mycket att motorns drift störs. Därigenom er- hålls också bästa ejektorverkan i det område där spalten 16 mynnar i utloppskanalen 9. Spaltens 16 bredd (area) bestäms av det avgas- tryck som motorn ger och det mottryck som avgassystemets 5 övriga komponenter, det vill säga rörledningar 6 och ljuddämpare 7 genere- rar. Spaltens 16 längd påverkar naturligtvis också det mottryck den- na genererar. Med den konstruktion som här beskrivs, är därför spaltbredden också beroende av vilken längd på luftledningsorganets 15 luftledningskanal som fordras för att förhindra att luften trycks tillbaka in i motorrummet.

Luftledningsorganet 15 är bildat genom att en trattforrnad eller som en stympad kon formad vägg sträcker sig från den andra ändväggen 13 in i kammaren 10. Luftledningsorganet 15 är företrädesvis bildat i ett stycke med den därtill anslutande ändväggen 13 och, självt eller tillsammans med ändväggen 13, lösgörbart anordnat. På så vis kan en och samma kammarväggkonstruktion utnyttjas för olika motorer, med den enda skillnaden att olika utformade (med avseende på till 525 066 exempel längd och bredd) luftledningsorgan kopplas till resten av kammarväggkonstruktionen beroende av motorns avgasmängd och avgassystemets flödesmotstånd i det enskilda fallet. 5 Kammaren 10, eller närmare bestämt de väggar 11, 12, 13 som bildar denna, är anordnad på insidan av motorhuven 4, det vill säga i mo- torrummet 2. Med fördel är den anordnad mitt för, till exempel mitt ovanför, någon särskilt värmepåverkad eller värmekänslig komponent i motorrummet 2. Exempel på typiska sådana värmepåverkade kom- 10 ponenter är ett grenrör eller ett turboaggregat (icke visade).

Fig. 5 visar ett alternativt utförande av anordningen enligt uppfin- ningen, där slutröret 8 utgår från den därtill förbundna ändväggen 12 utan att skjuta in i kammaren 10. På så vis kan en mer kompakt 15 kammarkonstruktion uppnås. Luftledningsorganet 15 sträcker sig igenom kammaren 10 och, liksom tidigare, in i slutröret 8. Med andra ord skjuter luftledningsorganet 15 i detta fall helt igenom kammaren 10. 20 Det ska inses att ett flertal varianter på uppfinningen kommer att vara uppenbara för en fackman inom området utan frångående av uppfinningens skyddsomfång, som det är definierat i de bifogade pa- tentkraven med stöd av beskrivningen och ritningarna. 25 Till exempel är det uppenbart att luftledningsorganet kan ha annan utformning än den som beskrivits ovan. Kammaren 10 är företrädes- vis men behöver inte vara anordnad ovanför någon kraftigt värmepå- .on-n verkad komponent. Inloppet till luftledningsorganet är den del som bör vara anordnad i närheten av en sådan komponent. Vidare kan 30 kammaren vara anordnad utvändigt om motorhuven, även om det föredras att den är anordnad invändigt om densamma.

Claims (13)

525 066 . . u. n. n 4 "_", . nu *' '_ ~ a. nu 0 . , . -«o l "- . .. -- t: _ ,,, ...... - - _ O I l _ 9 g" : . . . . .. - : .- q u I I “ 'n PATENTKRAV

1. Förfarande för ventilering av ett motorrum (2) hos en arbetsmaskin (1) som förutom motorrummet (2) innefattar en motorhuv (4), en i 5 motorrummet (2) anordnad förbränningsmotor (3) och ett avgassy- stem (5) som sträcker sig från motorn (3) ut ur motorrummet (2) via motorhuven (4), varvid avgassystemet (5) är försett med ett luftintag för insläppning av luft från motorrummet (2) in i avgassystemet (5) och medföring av nämnda luft tillsammans med avgaserna, känne- l0 tecknat av att luften leds in väsentligen centralt i en utloppskanal (9) och avgaserna leds in i utloppskanalen (9) utanför luften, på sådant sätt att luften genom en ejektorverkan som åstadkoms av avgaserna sugs med av dessa ut ur motorrummet (2). 15

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att luften leds in i ut- loppskanalen (9) i närheten av, företrädesvis mitt för, ett turboaggre- gat hos förbränningsmotorn (3).

3. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att luften leds in i ut- 20 loppskanalen (9) i närheten av, företrädesvis mitt för, ett grenrör hos förbränningsmotorn (3).

4. Arbetsmaskin, innefattande ett motorrum (2), en motorhuv (4), en i motorrummet (2) anordnad förbränningsmotor (3) och ett avgassy- 25 stem (5) som sträcker sig från motorn (3) ut ur motorrummet (2) via motorhuven (4), varvid avgassystemet (5) är försett med ett luftintag för insläppning av luft från motorrummet (2) in i avgassystemet (5) anses och medföring av nämnda luft tillsammans med avgaserna, känne- annan tecknad av att luftintaget innefattar ett luftledningsorgan (15) som 30 leder in luften i ett område väsentligen centralt i en utloppskanal (9) i vilken avgaserna leds ut, på sådant sätt att luften sugs ut ur motor- l0 15 20 25 30 525 066 10 rummet (2) av avgaserna genom en ejektorverkan som avgaserna ut- övar på luften i nämnda utloppskanal (9).

5. Arbetsmaskin enligt krav 4, kännetecknar! av att luftledningsor- ganet (15) innefattar ett rör som sträcker sig in i och väsentligen ko- axialt med utloppskanalen (9).

6. Arbetsmaskin enligt krav 4 eller 5, kännetecknad av att luftled- ningsorganet (15) bildar en luftledningskanal vars tvärsnitt minskar i riktning mot dess mynning i utloppskanalen (9).

7. Arbetsmaskin enligt något av kraven 4-6, kännetecknad av att den innefattar medel för att styra avgaserna utmed en ringformad spalt i den del av utloppskanalen (9) där luftledningsorganet (15) le- der in luften.

8. Arbetsmaskin enligt krav 7, kännetecknad av att medlen för att styra avgaserna utmed en ringformad spalt innefattar luftledníngsor- ganets (15) ytterperiferi.

9. Arbetsmaskin enligt något av kraven 4-8, kännetecknad av att den utloppskanal (9) som luftledningsorganet (15) sträcker sig in i är definierad av en rörvägg (8) som har en innerperiferi som sträcker sig med ett konstant avstånd till luftledningsorganets (15) ytterperiferi i det område där nämnda rörvägg (8) och luftledningsorganet (15) över- lappar varandra.

10. Arbetsmaskin enligt något av kraven 4-9, kännetecknad av att avgassystemet (5) innefattar en kammare (15) i vilken avgaserna leds in via ett till denna sig anslutande avgasrör (6) och i vilken lufled- ningsorganet (15) skjuter in från ett håll och ur vilken den utlopps- 10 15 20 25 525 066 ll kanal (9), i vilken luftledningsorganet (15) mynnar, leder ut åt ett motsatt håll.

11. 1 1. Arbetsmaskin enligt något av kraven 4-10, kännetecknar! av att luftledningsorganet (15) mynnar nära, företrädesvis mitt för, ett tur- boaggregat hos förbränningsmotorn (3).

12. Arbetsmaskin enligt något av kraven 4-1 1, kännetecknad av att luftledningsorganet (15) mynnar nära, företrädesvis mitt för, ett gren- rör hos förbränningsmotorn (3).

13. Arbetsmaskin enligt något av kraven 4-12, kännetecknad av att motorrummet (2) är väsentligen slutet.