Способ приготовления топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

Использование: машиностроение, и может быть использовано для приготовления топливовоздушной смеси двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Сущность изобретения: снижение удельного энергопотребления для приготовления топливовоздушной смеси при одновременном повышении производительности и качества распыла жидкого топлива, Приготовление топливовоздушной смеси осуществляют путем дозированной подачи и распыла в потоке воздуха жидкого топлива, подаваемого через частично погруженную в него трубку 1 при помощи колебаний вибратора 10, питаемого переменным электрическим током от управляемого генератора 15. Топливораспыливающей трубке передаются ортогональные угловые колебания относительно ее погруженного конца, при которых ее открытый распыливающий конец двигается по фигурам Лиссажу, Причем топливораспыливающая трубка 1 размещена в центре улиткообразной смесительной камеры 3 с осевым завихрителем в виде двух полукруглых лопастей дроссельной заслонки 11, которые своими коаксиальными осями соединены с шестернями дифференциала 12 и рычагом привода педали газа 13. 2 с. и 1 з.п. ф-лы. 2 ил. 1/ . ел С

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л F 02 М 7/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4867807/06 (22) 01.08.90 (46) 15.04.93. Бюл. N 14 (75) А.Л,Ш пади (56) Авторское свидетельство СССР

М 1353919, кл. F 02 M 27/08, 1987.

Авторское свидетельство СССР . йв 1302004, кл, F 02 М 7/16, 1987. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: машиностроение, и может быть использовано для приготовления топливовоздушной смеси двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Сущность изобретения: снижение удельного энергопотребления для приготовления топливовоздушной смеси при одновременном повышении производительности и качества

Я2 1809151 А1 распыла жидкого топлива, Приготовление топливовоздушной смеси осуществляют путем дозированной подачи и распыла в потоке воздуха жидкого топлива, подаваемого через частично погруженную в него трубку

1 при помощи колебаний вибратора 10, питаемого переменным электрическим током от управляемого генератора 15. Топливораспыливающей трубке передаются ортогональные угловые колебания относительно ее погруженного конца, при которых ее открытый распыливающий конец двигается по фигурам Лиссажу, Причем топливораспыливающая трубка 1 размещена в центре улиткообраэной смесительной камеры 3 с осевым завихрителем в виде двух полукруглых лопастей дроссельной заслонки 11, которые своими коаксиальными осями соединены с шестернями дифференциала

12 и рычагом привода педали газа 13. 2 с. и

1 з.п. ф-лы. 2 ил.

1809151

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам и устройствам приготовления топливовоздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания. . Цель изобретения — снижение энергопотребления для приготовления топливовоздушной смеси при одновременном повышении производительности и качества распыла жидкого топлива, Именно квадратопульный r поляризованный вибратор обеспечивает., согласно способу, угловые колебания распыливЭющей трубки в двух ортогональных плоскостях, что обуславливает подъем и эффективное распыление жидкого топлива.

Предлагаемый способ приготовления топливно-воздушной смеси реализуется следующим образом.

В простейшем случае вертикальной топливораспыливающей трубке 1 достаточно придать угловые колебания в плоскости

XOZ с амплитудой ур, чтобы начался подъем жидкого топлива 2 под воздействием вибрационного центробежного ускорения ап, аа= (Q) R (1)

Здесь и — радиус угловых колебаний слоя жидкости толщиной dR с плотностью р.

Тогда интегрируя от нуля до максимальной длины трубки L, найдем избыточное давление Р, которое обусловливает истечение жидкого топлива из открытого конца трубки

1.

Р. = (-" )2 р R d R = Р— (-" )2. (2)

При синусоидальном законе колебаний трубки 1 у = уо э1п аоо т, (3) с круговой частотой ()p и амплитудой уо это избыточное давление. Р будет содержать постоянную и переменную составляющие

Рси Рч:

Ри= Р,+,Р,= — р1 иг;,-—

1 2..

2 р! (lPpgp cos 2 Np т . (4)

1 2

Когда постоянная составляющая Рс станет больше давления жидкости под воздей ствием силы тяжести начнется истечение топлива из открытого конца трубки, что соответствует выполнению следующего условия; — 2" р Ф4>р90--Й я(- (5) . или в безразмерном виде

)4Й + g/ °

Однако, из-за наличия переменной составляющей удвоенной частоты 2 йъ истечение :топлива будет происходить импульсивно лишь при крайних положениях

+ yp распылительной трубки 1 (фиг,1), что принципиально ограничивает производительность и скорость распыла жидкого топлива 2, Более эффективным является вариант реализации предложенного способа с возбуждением моночастотных угловых колебаний сразу в двух ортогональных плоскостях

"0 XOZ è YOZ и фазовым сдвигом 90, при которых открытый конец трубки 1 совершает круговое движение вокруг оси Z, В этом случае постоянные составляющие избыточного давления от колебаний трубки по каждой из .

15 координат Р,х и Рсу складываются, а пере-, менные компоненты.Р х и Руу взаимно компенсйруются, Благодаря этому топливо из открытого конца трубки 1 вытекает непрерывно с удвоенной скоростью, íî era отрыв происходит только под воздействием постоянного тангенсального ускорения d1, кото. рое не в состоянии раздробить непрерывную струю топлива на мелкие капли.

В общем случае полигармонического движения конца трубы 1 по достаточно сложной фигуре Лиссажу, например при соотношении частот w

35 интенсивно рассеивается в окружающем . пространстве и подхватывается потоком . воздуха, с которым образует однородную топливовоздушную смесь.

Карбюратор для осуществления заяв40 ленного способа представлен на фиг.2 и кроме вышеуказанной трубки 1, частично погруженной в жидкое топливо 2, содержит улиткообразную смесительную камеру 3 со входным отверстием 4 и поплавковую камеры с поплавком 5, которые сообщаются . между собой через воздушный 6 и топливные 7 жиклеры. Нижний конец топливораспыливающей трубки 1 закреплен в упругой сильфонной оболочке 8, являющейся про50 должением топливного канала карбюратора, а ее верхний открытый конец снабжен легким ферромагнитным якорем 9 поляризованного электромагнитного вибратора 10, Улиткообразная смесительная камера 3 плавно переходит в вертикальный канал с дроссельной заслонкой 11, состоящей из двух полуокружностей (черной и белой), которые своИми коаксиальными осями соеди- нены с шестернями дифференциального

1809151 механизма 12 с неподвижным сателлитом и рычагом привода топливоподачи 13, объединенным с одной из шестерен дифференциала 12, На оси этой же шестерни установлен датчик 14 углового положения дроссельной заслонки 11, подключенный к одному из управляющих входов генератора переменного тока 15, к которому подключены соответствующие обмотки электромагнитного вибратора 10. К другим управляющим входам генератора 15 могут быть подключены также различные датчики числа оборотов, температуры двигателя и т.п„определяющие частоту, фазу и амплитуду колебаний трубки 1 и тем самым влияющие на скорость топливоподачи карбюратора, Карбюратор работает следующим образом.

При пуске двигателя на генератор 15 подается напряжение питания и поступают сигналы датчиков, в частности датчика 14 угла положения дроссельной заслонки 11, а через входное отверстие 4 смесительной камеры 3 начинает поступать атмосферный воздух, создающий в ней спиральный вихревой поток. Переменный ток управляемого генератора 15, проходя через обмотки вибратора 10, вызывает колебания ферромагнитного якоря 9 и соответствующие угловые колебания топливораспыливающей трубки

1 вокруг центра жесткости упругого сильфона 8. В результате топливо 2 из поплавковой камеры 5 начинает подниматься по трубке 1 и попадает в зазор между ферромагнитным якорем 9 и вибратором 10, где под воздействием вибраций образует топливовоздушную эмульсию, которая краями якоря 9 разбрызгивается в вышеуказанном вихревом потоке воздуха, циркулирующего в смесительной камере 3.

При этом скорость топливоподачи определяется не только топливным жиклером 7, частотой и амплитудой угловых колебаний трубки 1, создающих избыточное давление

Ри, но и скоростью расхода воздуха, вихревое движение которого в смесительной камере 3 создает дополнительный перепад давления между периферийным входом в поплавковую камеру через воздушный жиклер 6 и открытым концом трубки 1, находящейся в центре вихря, где возникает существенное разря>кение, Благодаря этому приготовлению топливовоздушной смеси нормального стеохимического состава способствует сама конструкция карбюратора, тогда как качественное- распыление и необходимая коррекция топливоподачи на режиме холостого хода, частичных нагрузках и т,п„обеспечивается регулировкой па10

35 стями дроссельной заслонки.

40 Типовое расположение входного и вы45

25 раметров угловых колебаний трубки 1 s соответствии с сигналами обратной связи различных датчиков ДВС и конечно положением дроссельной заслонки 11, полукруглые лопасти которой, поворачиваю- щиеся при движении рычага 13, в противоположные стороны, образуют винтообразный эавихритель, поддерживающий осевое вращение воздуха и в эадроссельном пространстве карбюратора, что удлиняет траекторию движения частиц топлива без дополнительных потерь во входном тракте

ДВ С.

Экспериментальная проверка предлагаемого способа приготовления топливовоздушной смеси подтвердила его высокую производительность по сравнению с прототипом; Так электромагнитный вибратор мощностью 10 Вт обеспечивал подъем бензина в трубке высотой 50 мм и ее эффективное распыление по скоростью 1 литр в минуту, что значительно превосходит потребности ДВС наземного транспорта.

По сравнению с дискретным регулиро-. ванием уровня топлива в устройстве карбюратора с электромагнитным клапаном . дополнительной камеры в предлагаемом карбюраторе обеспечивается непрерывное управление дозированием и распылением топлива за счет аналогового задания частоты и амплитуды колебаний топливораспыливающей трубки, что обеспечивает более высокое быстродействие обратных связей и гомогенизацию топливовоздушной смеси, приготовление которой эффективно продолжается и в задроссельном пространстве карбюратора благодаря осевому завихрению воздушного потока полукруглыми лопаходного отверстия предлагаемого карбюратора облегчает его использование вместо существующих карбюраторов с падающим воздушным потоком автомобилей ВА3, ЗА3 и т.п., что позвьлит им успешно конкурировать с зарубежными моделями, снабженными бортовыми микропроцессами..

Формула изобретения

1, Способ приготовления топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в дозированной подаче и распыле топлива в струе воздуха, причем топливо подается через частично погруженную в него трубку при помощи колебаний вибратора, питаемого переменным электрическим током от управляемого генератора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода топлива путем повышения производительности и качества распыла и снижения энергопотребления, 1809151

Составитель А,Гладких

Редактор В.Трубченко Техред М;Моргентал Корректор А.Мотыль

Заказ 1272 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вибратором трубке сообщают ортогональные угловые колебания относительно его погруженного конца, а ее открытый распыливающий конец движется по фигурам Лиссажу. 5

2. Устройство для приготовления топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, содержащее карбюратор.с дроссельной заслонкой, приводом топливоподачи с рычагом, поплавковой и смесительной 10 камерами, сообщающимися через воздушный и топливный жиклеры, посредством распыливающей трубки, один конец которой погружен в топливо, а другой, открытый, расположен над дроссельной заслонкой,о т- 15 л и ч а ю щ е е с я тем, что оно содержит дифференциал с шестернями, генератор пе.ременного тока и электромагнитный вибратор, причем смесительная камера выполнена улиткообразной, а дроссельная заслонка — в виде осевого завихрителя, состоящего иэ двух полуокружностей с коаксиальными осями, соединенными с шестернями дифференциала и рычагом привода топливоподачи, причем погруженный в топливо конец распыливающей трубки закреплен в упругой сильфонной оболочке, а ее открытый конец снабжен ферромагнитным якорем.

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что по меньшей мере на одной иэ коаксиальных осей полуокружностей осевого завихрителя установлен датчик его угло- . вого положения, подключенный к одному из, управляющих входов генератора переменного тока, причем к последнему подключены обмотки электромагнитного вибратора.