SU1643768A2

SU1643768A2 - Device for moistening supercharged air of internal combustion engine

Info

Publication number: SU1643768A2
Application number: SU894676221A
Authority: SU
Inventors: Исаак Лейбович Симятицкий; Алексей Иванович Дудоладов; Юрий Николаевич Сафонов; Владимир Александрович Борисюк; Николай Николаевич Сухицкий
Original assignee: Подмосковный филиал Государственного союзного научно-исследовательского тракторного института
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1991-04-23

Abstract

Изобретение позвол ет повысить экономичность устройства дл увлажнени наддувочного воздуха двигател внутреннего сгорани (ДВС) Внутри емкости 1 в несколько р дов по высоте размещены нижние 2 и верхние 3 полки, образующие лотки и снабженные конусными чейками 4 и 5 Зазор между чейками образует канал дл прохода воздуха и жидкости. Канал 13 дл подвода жидкости в емкость расположен над верхним лотком. Канал 26 дл подвода воздуха из турбокомпрессора ДВС расположен под нижним лотком. Вода распредел етс по лоткам через боковые отверсти 21 в трубках 20 и сливаетс на дно.The invention makes it possible to increase the efficiency of the device for humidifying the charge air of an internal combustion engine (ICE). Inside the vessel 1, the lower 2 and upper 3 shelves are placed in several rows, forming trays and equipped with conical cells 4 and 5. The gap between the cells forms a channel for air passage. and liquids. The channel 13 for supplying liquid to the container is located above the upper tray. Channel 26 for supplying air from the engine turbocharger is located below the bottom tray. Water is distributed through the trays through the side openings 21 in the tubes 20 and is drained to the bottom.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , в частности двигателестроению, преимущественно к устройствам дл увлажнени наддувочного воздуха и вл етс усовершенствованием изобретени по авт.св. № 1132043.The invention relates to mechanical engineering, in particular, engine-building, mainly to devices for humidifying charge air and is an improvement of the invention according to the author. No. 1132043.

Цель изобретени - повышение экономичности путем снижени затрат энергии на циркул цию жидкости.The purpose of the invention is to increase efficiency by reducing the energy consumption for the circulation of fluid.

На фиг.1 изображена обща схема уст- ройства; на фиг.2 - нижн полка, вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2, на фиг.4 - верхн полка, вид сверху; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4.FIG. 1 shows the general layout of the device; FIG. figure 2 - lower shelf, top view; on fig.Z - section aa in figure 2, figure 4 - top shelf, top view; figure 5 - section bb in figure 4.

Внутри емкости 1 по всему периметру в несколько р дов по высоте размещены нижние 2 и верхние 3 полки, образующие попарно лотки. Нижние полки 2 имеют последовательно расположенные выпуклые конусные чейки 4. Верхние полки 3 имеют последовательно расположенные выпуклые конусные чейки 5. Выпуклые чейки 5 верхней полки 3 вставлены с осевым и радиальным зазорами внутрь выпуклых чеек 4 нижней полки 2.Inside tank 1, along the entire perimeter, in several rows in height, are placed the lower 2 and upper 3 shelves, forming in pairs trays. The lower shelves 2 have successively located convex conical cells 4. The upper shelves 3 have successively located convex conical cells 5. The convex cells 5 of the upper shelf 3 are inserted with axial and radial gaps into the convex cells 4 of the lower shelf 2.

В дне вогнутых чеек 4 нижней полки 2 выполнены сквозные отверсти 6. В эти отверсти в случае верхнего и промежуточных лотков герметично вставлены переливные трубки 7, нижние концы которых вставлены в выпуклые чейки 4 с осевым зазором относительно их дна. В случае нижнего лотка в сквозные отверсти 6, выполненные в дне выпуклых чеек 4, герметично вставлены переливные трубки 8 с загнутым вверх ниж- ним концом дл образовани сифона. В стенке каждой нижней полки 2 между чейками 4 выполнены сквозные отверсти 9. В дне выпуклых чеек 5 верхней полки 3 выполнены сквозные отверсти 10. Через сквозные отверсти 10, выполненные в выпуклых чейках 5, свободно (с радиальным зазором) пропущены концы переливных трубок 7 и нижние концы дренажных каналов 11 циклонов 12. Нижний торец каждою дренажного канала 11 размещен в зазоре между вершинами конусных чеек 4 и 5. Над верхним лотком расположен канал 13 дл In the bottom of the concave cells 4 of the lower shelf 2, the through holes 6 are made. In these holes, in the case of the upper and intermediate trays, overflow tubes 7 are hermetically inserted, the lower ends of which are inserted into the convex cells 4 with an axial clearance relative to their bottom. In the case of the lower chute, the overflow tubes 8 with the bottom end bent upwards are hermetically inserted into the through holes 6 made in the bottom of the convex cells 4 to form a siphon. Through holes 9 are made in the wall of each lower shelf 2 between the cells 4. Through holes 10 are made in the bottom of the convex cells 5 of the upper shelf 3 10. Through the holes 10, made in the convex cells 5, the ends of the overflow tubes 7 are passed through (through a radial clearance) the lower ends of the drainage channels 11 cyclones 12. The lower end of each drainage channel 11 is located in the gap between the tops of the conical cells 4 and 5. Above the upper tray is a channel 13 for

подвода жидкости в емкость 1, сообщенный трубопроводом 14 с нагнетательным каналом гидронасоса 15. всасывающий канал которого сообщен с питательным баком 16 Регулируемый гидронасос 15 имеет привод от коленчатого вала двигател внутреннего сгорани ДВС (не показан) Канал 13 дл подвода жидкости введен в распределительный коллектор 17, заполненный жидкостью и образованный нижним 18 и верхним 19 листами, прикрепленными по всему периметру герметично внутри емкости 1. Между листами 18 и 19 приварены трубки 20, в боковых стенках которых выполнены сквозные отверсти 21 Нижний лист 18 совмещен с верхней частью верхней полки 3 верхнего лотка т е герметично приварен к чейкам 5, В верхней части емкости 1 по всему периметру прикреплена разделительна перегородка 22 Впускные отверсти 23 циклонов 12 выведены в пространство под разделительной перегородкой 22 и над верхней горизонтальной полкой 3 выпускные отверсти 24 через пространство над разделительной перегородкой 22 сообщены с каналом 25 дл отвода увлажненного наддувочного воздуха во впускной коллектор ДВС, Под нижним лотком в емкости 1 имеетс канал 26 дл подвода воздуха, сообщенный с напорным патрубком турбокомпрессора ДВС. В дне емкости 1 имеетс переливной клапан 27supplying fluid to the tank 1 communicated by pipe 14 to the discharge channel of the hydraulic pump 15. the suction channel of which is connected to the feed tank 16 Adjustable hydraulic pump 15 is driven by the crankshaft of the internal combustion engine of the internal combustion engine (not shown) filled with liquid and formed by the lower 18 and upper 19 sheets, attached around the perimeter tightly inside the container 1. Between the sheets 18 and 19 tubes 20 are welded, in the side walls of which are made squaw These holes 21 The bottom sheet 18 is aligned with the upper part of the upper shelf 3 of the upper tray and is hermetically welded to the cells 5. In the upper part of the tank 1, a dividing wall 22 is attached along the entire perimeter. horizontal shelf 3 outlet openings 24 through the space above the partition wall 22 communicated with the channel 25 for draining humidified charge air into the intake manifold of the internal combustion engine, under the bottom tray in the tank 1 having 26 are a channel for supplying air communication with the pressure port of the turbocharger engine. In the bottom of the tank 1 there is an overflow valve 27

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При включении гидронасоса 15 жидкость (вода) из питательного бака 16 поступает через трубопровод 14 и канал 13 в распределительный коллектор 17, из которого через сквозные отверсти 21 поступает в выпуклые конусные чейки 4,5, заполн их до верхнего торца переливных трубок 7. Далее вода по переливным трубкам 7 поступает в выпуклые чейки 4,5 нижележащего лотка, заполн их до уровн верхнего торца переливных трубок 8 Излишки воды по переливным трубкам 8 стекают вниз и через переливной клапан 27 - в питательный бакWhen you turn on the hydraulic pump 15 liquid (water) from the feed tank 16 enters through the pipe 14 and the channel 13 into the distribution manifold 17, from which through the through holes 21 enters the convex conical cells 4.5, fill them up to the upper end of the overflow tubes 7. Next, water through the overflow pipes 7 enters the convex cells 4.5 of the underlying tray, fill them to the level of the upper end of the overflow pipes 8 Excess water through the overflow pipes 8 flow down and through the overflow valve 27 - into the feed tank

16. В результате все чейки заполнены водой .16. As a result, all cells are filled with water.

При работе ДВС наддувочный воздух, нагнетаемый турбокомпрессором, по возду- хонапорному патрубку через канал 26 под- вода наддувочного воздуха поступает в нижнюю часть емкости 1 под нижний лоток. Через сквозные отверсти 9, выполненные в верхней части полки 2, между чейками 4 и через радиальные зазоры между боковы- ми стенками выпуклых чеек 4,5 воздух проходит через слой воды в чейках 5. Далее аналогично воздух проходит дополнительно и через слой воды в выпуклых чейках 4,5 верхнего лотка. Направление движени воздуха показано стрелками (фиг.1).When the internal combustion engine is operating, the charge air blown by the turbocharger through the air-pressure pipe through the charge air supply channel 26 enters the lower part of the tank 1 under the bottom tray. Through the through holes 9, made in the upper part of the shelf 2, between the cells 4 and through the radial gaps between the side walls of the convex cells 4.5, the air passes through the water layer in the cells 5. Further, similarly, the air passes through the water layer in the convex cells 4.5 top tray. The direction of air movement is shown by arrows (Fig. 1).

При пропускании воздуха через слой жидкости образуютс пузырьки воздуха, которые насыщаютс парами жидкости. Кроме того, при прохождении пузырьков воздуха через слои жидкости наддувочный воздух очищаетс от механических примесей . При заливке в емкость 1 антифриза пузырьки воздуха насыщаютс только парами воды, так как этиленгликоль, содержа- щийс в антифризе, имеет температуру кипени , значительно превышающую температуру кипени воды. Это обеспечивает нормальную работу предлагаемого устройства в зимних услови х.By passing air through a layer of liquid, air bubbles are formed, which are saturated with liquid vapor. In addition, with the passage of air bubbles through the layers of liquid, the charge air is cleaned of mechanical impurities. When antifreeze is poured into the tank 1, air bubbles are saturated with only water vapor, since the ethylene glycol contained in the antifreeze has a boiling point that is much higher than the boiling point of water. This ensures the normal operation of the proposed device in winter conditions.

Процесс преобразовани и насыщени пузырьков воздуха парами воды интенсифицируетс за счет теплоты наддувочного воздуха , который при этом охлаждаетс , т.е. предлагаемое устройство дополнительно выполн ет функции промежуточного холодильника наддувочного воздуха.The process of transformation and saturation of air bubbles with water vapor is intensified due to the heat of charge air, which is cooled, i.e. The proposed device additionally performs the functions of an intermediate charge-air cooler.

Образующа с паровоздушна смесь вместе с капл ми воды, захваченна потоком воздуха через трубки 20, поступает в пространство под разделительной перегородкой 22 и далее через впускные отверсти 23 внутрь циклонов 12, где поток воздуха завихр етс . В результате действи сил инерции содержащиес в потоке капли во- ды вместе с примес ми отбрасываютс на периферию циклонов, оседают на их стенках и далее стекают по стенкам и дренажным каналам 11 в нижнюю часть чеек 4. Затем паровоздушна смесь, очищенна от капель воды и примесей, через выпускные отверсти 24 поступает в пространство над перегородкой 22 и далее по каналу 25 отвода наддувочного воздуха - во впускной коллектор ДВС.The resulting vapor-air mixture, together with water droplets, captured by the air flow through the tubes 20, enters the space under the partition wall 22 and then through the inlet holes 23 into the interior of the cyclones 12, where the air flow is turbulent. As a result of inertia forces, the water droplets contained in the stream, along with the impurities, are dropped to the periphery of the cyclones, deposited on their walls and then flow down the walls and drainage channels 11 into the lower part of the cells 4. Then the vapor-air mixture purified from water droplets through the outlet openings 24 enters the space above the partition 22 and further along the channel 25 for discharging charge air into the intake manifold of the internal combustion engine.

Капли воды, улавленные в циклонах 12 из паровоздушной смеси и поступившие в выпуклые чейки 4, вновь участвуют в технологическом процессе очистки воздуха и его насыщени парами жидкости. При этом поступление капель жидкости из циклонов 6 в чейки 4 осуществл етс без помощи гидронасоса 15, что снижает затраты энергии. Переливной клапан 27 предотвращает выход воздуха из емкости 1 и обеспечивает слив излишков жидкости в питательный бак 16.The water droplets trapped in the cyclones 12 from the vapor-air mixture and entered in the convex cells 4 are again involved in the process of air purification and its saturation with liquid vapors. In this case, the entry of liquid droplets from cyclones 6 into cells 4 is carried out without the help of a hydraulic pump 15, which reduces energy costs. The overflow valve 27 prevents the outflow of air from the tank 1 and ensures that the excess liquid is drained into the feed tank 16.

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществл етс повторное использование выдел емых циклонами из паровоздушной смеси капель жидкости в технологическом процессе очистки и насыщени наддувного воздуха парами жидкости без циркул ции капель жидкости по внешнему контуру. Это снижает затраты энергии на циркул цию жидкости, осуществл емую гидронасосом 15, что повышает экономичность работы предлагаемого устройстваThus, in the proposed device, liquid droplets released by cyclones from the vapor-air mixture are reused in the process of cleaning and saturating the charged air with liquid vapor without circulating the liquid droplets around the external circuit. This reduces the energy consumption for fluid circulation carried out by the hydraulic pump 15, which increases the efficiency of the proposed device.

Claims

Invention Formula

A device for humidifying the charge air of an internal combustion engine according to Aut. Art. 1132043, characterized in that, in order to improve efficiency by reducing the energy consumption for circulating a liquid, the device is equipped with cyclone moisture separators, each of which is installed in a container above one of the conical the cells of the upper horizontal shelf, its inlet port is communicated with the space above this shelf, the outlet port is communicated with the air outlet channel from the tank, and the drainage channels with a gap between the tops of the conical Cells of the upper and lower shelves.

FIG. 2

FiaZ

T

U 5

T5

LLF

Vb

FIG. five