Способ подачи топливовоздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

Использование: двигателестроение, системы питания карбюраторных ДВС. Сущность изобретения: способ подачи топливовоздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания заключается в том, что перед напылением дополнительным воздушным потоком топливовоздушной эмульсии, поступившей из эмульсионного колодца, ее дополнительно нагревают до температуры, держащей в диапазоне выше т.кип. и ниже температуры самовоспламенения топливовоздушной смеси. При этом указанный нагрев осуществляют за счет нагрева дополнительного воздушного потока, который в свою очередь нагревают обрабатывающими газами двигателя. Устройство для осуществления указанного способа содержит источник дополнительного воздушного потока, из которых охватывает приемную трубу глушителя отработавших газов, а другой участок снабжен рубашкой охлаждения с впускным и выпускным патрубками. В одном из патрубков расположен клапан-термостат. Распылитель топливовоздушной эмульсии выполнен из теплопроводного материала и охвачен суживающимся кожухом, связанным с пневмомагистралью. Дополнительный диффузор расположен концентрично суживающемуся кожуху так, что торец суживающегося кожуха расположен в плоскости минимального проходного сечения дополнительного диффузора. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным системам двигателей с внешним смесеобразованием и может использоваться при создании карбюраторов.

Известна топливная система карбюратора (авт. св. СССР N 392259, кл. F 02 M 7/06, опубл. 1973), в которой реализован способ распыливания топлива в смесительной камере дополнительным подогретым воздушным потоком. Недостатком этой системы является невысокое диспергирование топлива вследствие того, что непосредственно перед распылением в смесительной камере топливо находится в жидкой фазе.

Известен способ подачи топливовоздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания (авт.св. СССР N 966269, кл. F 02 M 9/06, опубл. 1982), и принятому в качестве прототипа, в котором в смесительной камере распыливанию с помощью дополнительного воздушного потока подвергается предварительно эмульгированная топливовоздушная смесь. Этот способ также характеризуется недостаточно высокой дисперсностью топливовоздушной смеси в смесительной камере.

Настоящая группа изобретений направлена на решение задачи повышения дисперсности, образующейся в смесительной камере топливовоздушной смеси.

Указанная задача решается за счет того, что в способе подачи топливовоздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания путем всасывания воздуха из атмосферы, его дросселирования при помощи дроссельной заслонки, подсасывания топлива, дозирования топлива синхронно с дросселированием воздуха, эмульгирования полученной топливовоздушной эмульсии с помощью создания дополнительного воздушного потока и последующего перемешивания с основным потоком воздуха в смесительной камере, перед распылением полученной топливовоздушной эмульсии ее нагревают до температуры выше температуры конца кипения топлива и ниже температуры самовоспламенения топливовоздушной смеси. При этом нагрев полученной топливовоздушной эмульсии осуществляют за счет нагрева дополнительного воздушного потока, а нагрев дополнительного воздушного потока осуществляют за счет использования тепла выхлопных газов.

При реализации данного способа указанная задача решается за счет того, что в устройстве для подачи топливовоздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания, содержащем карбюратор и источник дополнительного воздушного потока, причем в корпусе карбюратора выполнены воздуховпускной канал с установленной в нем дроссельной заслонкой, смесительная камера с диффузором, средства подсасывания топлива, его дозирования, эмульгирования отдозированного количества топлива, а также расположенный в смесительной камере распылитель, охваченный сужающимся кожухом, пневматически связанным с источником дополнительного воздушного потока, источник дополнительного воздушного потока включает в себя пневмомагистраль с последовательно по потоку расположенными участком, охватывающим приемную трубу глушителя, и участком, снабженным рубашкой охлаждения, при этом рубашка охлаждения имеет впускной и выпускной патрубки, в одном из которых расположен клапан-термостат. Кроме того, распылитель выполнен в виде трубки из теплопроводного материала, а торец сужающегося кожуха расположен за торцом упомянутой трубки по направлению движения дополнительного воздушного потока, при этом устройство снабжено дополнительным диффузором, установленным концентрично сужающемуся кожуху, причем торец последнего расположен в плоскости минимального проходного сечения дополнительного диффузора, а максимальное проходное сечение дополнительного диффузора расположено в плоскости минимального проходного сечения диффузора смесительной камеры.

На чертеже представлено устройство для реализации способа подачи топливовоздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания в разрезе.

Устройство содержит разъемный корпус 1, в верхней части которого расположен воздуховпускной канал 2 с установленной в нем дроссельной заслонкой 3, на оси которой закреплен кулачок 4. В нижней части корпуса 1 соосно воздуховпускному каналу 2 расположена смесительная камера 5, а в средней части поплавковая камера 6. Поплавковая камера 6 связана каналом 7 с каналом 8, в котором установлен топливный жиклер 9. Регулировочная игла 10 расположена в корпусе 1 с возможностью перемещения соосно топливному жиклеру 9 и подпружинена к кулачку 4. В корпусе 1 выполнен эмульсионный колодец 11, связанный балансировочным каналом 12 с воздуховпускным каналом 2, а эмульсионным каналом 13 с закрепленной в корпусе 1 трубкой 14, концевой участок которой соосен воздуховпускному каналу 2. Эмульсионный колодец 11 также связан с каналом 8, а балансировочный канал 12 связан с поплавковой камерой 6 каналом 15. В воздуховпускном канале 2 перед смесительной камерой 5 соосно установлены диффузоры 16 и 17. При этом максимальное проходное сечение диффузора 16 расположено в плоскости минимального проходного сечения диффузора 17. Концентрично концевому участку трубки 14 установлен сужающийся кожух 18, торец которого расположен за торцом трубки 14 в сторону смесительной камеры 5 и находится в плоскости минимального проходного сечения диффузора 16. Сужающийся кожух 18 связан с источником дополнительного воздушного потока, включающим пневмомагистраль, участок 19 который охватывает приемную трубку 20 глушителя, а участок 21 пневмомагистрали снабжен рубашкой 22 охлаждения. Рубашка 22 имеет впускной и выпускной патрубки 23 и 24, соответственно, для подсоединения, например в системе охлаждения двигателя (не показано). В одном из патрубков, например в патрубке 23, установлен клапан-термостат 25.

Участок 19 пневмомагистрали может быть пневматически связан, (по стрелке А см. чертеж) например непосредственно с трактом очищенного воздуха воздушного фильтра двигателя (не показано) или со средством принудительной подачи воздуха (не показано).

Способ реализуется следующим образом.

При прохождении основного воздушного потока через воздуховпускной канал 2 часть потока через балансировочный канал 12 осуществляет в эмульсионном колодце 11 эмульгирование отдозированного регулировочной иглой 10 количества топлива, поступившего из поплавковой камеры 6 через топливный жиклер 9 в канал 8. Дозирование поступившего топлива осуществляется в функции угла поворота дроссельной заслонки 3 за счет взаимодействия регулировочной иглы 10 с кулачком 4. Топливовоздушная эмульсия из эмульсионного колодца 11 по эмульсионному каналу 13 поступает по трубке 14 внутрь суживающегося кожуха 18. Через суживающийся кожух 18 протекает дополнительный поток воздуха, поступивший в участок 19 пневмомагистрали (по стрелке А см. чертеж) и нагретый за счет тепла выхлопных газов до температуры, лежащей в диапазоне выше температуры конца кипения топлива и ниже температуры самовоспламенения топливовоздушной смеси. Поддержание заданного диапазона автоматически обеспечивается термостатированием участка 21 за счет наличия рубашки 22 охлаждения при соответствующем выборе параметров клапана-термостата 25. Нагретый дополнительный воздушный поток, истекающий из суживающегося кожуха 18, осуществляет подогрев топливовоздушной эмульсии и способствует ее интенсивному диспергированию. После выхода из суживающегося кожуха 18 подогретая топливовоздушная эмульсия дополнительно диспергируется последовательно в диффузорах 16 и 17.

Подогрев именно топливовоздушной эмульсии до указанного диапазона температур, а также дальнейшее диспергирование ее с помощью дополнительного и основного воздушных потоков при наличии двух концентрично расположененных диффузоров позволяет получить в смесительной камере топливовоздушную смесь практически в виде гомогенной системы. Это способствует более эффективному использованию внутренней энергии топлива за счет более полного его сгорания и, следовательно, ведет к экономии топлива, повышению мощности двигателя и снижению доли токсичных выбросов в атмосферу.

Формула изобретения

1. Способ подачи тепловоздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания путем всасывания воздуха из атмосферы, его дросселирования при помощи дроссельной заслонки, подсасывания топлива, дозирования топлива синхронно с дросселированием воздуха, эмульгирования отдозированного количества топлива, распыления полученной топливовоздушной эмульсии с помощью создания дополнительного воздушного потока и последующего перемешивания с основным потоком воздуха в смесительной камере, отличающийся тем, что перед распылением топливовоздушной эмульсии ее нагревают до температуры выше конца кипения топлива и ниже температуры самовоспламенения топливовоздушной смеси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагревают дополнительный воздушный поток и полученную топливовоздушную смесь нагревают последней.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительный воздушный поток нагревают отработавшими газами двигателя.

4. Устройство для подачи топливовоздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания, содержащее карбюратор и источник дополнительного воздушного потока, причем в корпусе карбюратора выполнены воздуховпускной канал с установленной в нем дроссельной заслонкой, смесительная камера с диффузором, средства подсасывания топлива, его дозирования, эмульгирования отдозированного количества топлива, а также расположенный в смесительной камере распылитель, охваченный сужающимся кожухом, связанным пневмомагистралью с источником дополнительного воздушного потока, отличающееся тем, что в пневмомагистрали последовательно по потоку расположены участки, один из которых охватывает приемную трубу глушителя отработавших газов двигателя, а другой снабжен рубашкой охлаждения, имеющей впускной и выпускной патрубки, в одном из которых расположен клапан-термостат.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что распылитель выполнен в виде трубки из теплопроводного материала, торец сужающегося кожуха расположен за торцем упомянутой трубки по направлению движения дополнительного воздушного потока, причем устройство снабжено дополнительным диффузором, установленным концентрично сужающемуся кожуху, торец последнего расположен в плоскости минимального проходного сечения дополнительного диффузора, а максимальное проходное сечение дополнительного диффузора расположено в плоскости минимального проходного сечения диффузора смесительной камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1