Способ формирования потока горючей смеси в карбюраторах двигателей внутреннего сгорания и малый диффузор для его осуществления

 

Изобретение относится к автостроению и может быть использовано в карбюраторах с вертикально падающим потоком. Технический результат заключается в увеличении пространственно-временной однородности смеси без уменьшения скорости потока. В способе формирования потока горючей смеси, включающем подачу в проточный канал диффузора воздуха, топливовоздушной эмульсии через канал в ребре диффузора, завихрение потока смеси путем его закручивания вокруг продольной оси воздушными струями через отверстия в нижней части корпуса диффузора, спиральный вихрь потока рассекают сверху воздушной струей через наклонный канал в другом ребре диффузора. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, табл.1, 2 ил.

Изобретение относится к автостроению и может быть использовано в карбюраторах с вертикально падающим потоком для приготовления горючей смеси.

Известен способ формирования потока горючей смеси в карбюраторах двигателей внутреннего сгорания /Локшин А.И. Системы питания "Жигулей" и "Самары", Л. машиностроение, 1990, с.16/, заключающийся в подаче воздуха и топливовоздушной эмульсия в проточный канал диффузора и рассечении потока полученной смеси на две части штифтом, установленным поперек проточного канала.

Известен также малый диффузор /а.с. СССР N 1353915, F 02 M 19/00, заявл. 05.1.81/, включающий корпус с проточным каналом, в котором установлены топливораспыливающие элементы, выполненные в виде наклонных относительно оси проточного канала лопаток с продольными щелями.

Недостатком аналогов является увеличение сопротивления потоку горючей смеси из-за механических препятствий в проточном канале, что ведет к снижению мощности двигателя.

Известен также способ формирования потока горючей смеси в карбюраторах двигателей внутреннего сгорания /а.с. СССР N 1812329, F 02 M 19/08, завл. 07.05.90/, выбранный за прототип и заключающийся в подаче воздуха и топливовоздушной эмульсии в проточный канал диффузора и завихрения смеси вокруг продольной оси проточного канала диффузора.

Известен также малый диффузор /см. там же/, выбранный за прототип и содержащий корпус с распылителем, топливоподводящим каналом и продольным проточным каналом с завихрителем, образованным сквозными пазами, выполненными в нижней части корпуса проточного канала, расположенными по крайней мере в один ярус и наклонно относительно продольной оси проточного канала.

Недостатком прототипов является неоднородность потока горючей смеси как по сечению проточного канала, так и вдоль его оси. В прототипах вихрь гомогенизирует горючую смесь по сечению проточного канала неравномерно: более тяжелые частички топлива вытесняются из центра на периферию вихря и даже могут оседать на стенках канала. Кроме того, завихрение образует спиральное движение потока в проточном канале, а плотность потока между витками спираль меньше, чем в самих витках. Поэтому вдоль продольной оси проточного канала и за ним образуются сгустки и разрежения потока. Поток поступает в цилиндры неравномерно, а также и с меньшей скоростью из-за круговой составляющей спирального движения.

Полезные, хаотизирующие свойства вихря, связанные с дроблением капель топлива и перемешиванием их с частицами воздуха, снимаются вредными свойствами вихря на макроуровне, т.е. организацией потока в виде спирали. Кроме того, в завихрителе прототипов снимается скорость воздушных струй и потоки в целом из-за острых кроток пазов.

Технический результат заявленного решения заключается в увеличении пространственно-временной однородности потока горючий смеси без увеличения аэродинамического сопротивления ему.

Указанных технический результат достигается тем, что в известном способе формирования потока горючей смеси в карбюраторах двигателей внутреннего сгорания, заключающемся в подаче воздуха и топливовоздушной эмульсии в продольный проточный канал диффузора и завихрении потока горючей смеси в нижней части проточного канала путем закручивания потока струями воздуха вокруг продольной оси проточного капала, вихрь потока рассекают сверху струей воздуха под наклоном к продольной оси проточного канала.

Этот же технический результат достигается тем, что вихрь рассекают струей в плоскости продольных осей проточного и топливоподводящего каналов.

Такой же технический результат достигается тем, что поток закручивают круглыми в поперечном сечении струями.

Этот же технический результат достигается тем, что в известном малом диффузоре для формирования потока горючей смеси в карбюраторах двигателей внутреннего сгорания, содержащем корпус с ребрами, распылителем, топливоподводящим каналом в ребре и продольным проточным каналом с завихрителем, выполненным в нижней части корпуса проточного канала, сквозными отверстиями, расположенными по меньшей мере в один ярус и наклонно к продольной оси проточного канала, другое ребро снабжено наклоненным к продольной оси проточного канала воздухоподводящим каналом, выход которого в проточном канале расположен выше выходов отверстий завихрителя.

Такой же технический результат достигается тем, что оси проточного топливо- и воздухоподводящего каналов пересекаются в одной плоскости.

Этот же технический результат достигается тем, что отверстия завихрителя выполнены круглыми в поперечном сечении.

Такой же технический результат достигается тем, что оси отверстий завихрителя наклонены к продольной оси проточного канала на один и тот же угол в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Этот же технический результат достигается тем, что оси отверстий завихрителя направлены по касательной к условной конической поверхности, параллельной внутренней конической поверхности проточного канала и отстоящей внутрь от стенок проточного канала на 0,1 - 0,25 наименьшего диаметра конической поверхность проточного канала.

По сравнению с прототипами группа изобретений имеет новую совокупность существенных признаков, т.е. отвечает критерию новизны.

Известны способы формирования потока горючей смеси, использующие признак рассечения. Рассекают поток жесткими механическими рассекателями, устанавливаемыми перед потоком или снизу для вертикально падающего потока, например, штифтами поперек проточного канала /см. аналог, кн. Локшина, с. 16/ или прокладкой, вырезанной из цветоделительной маски кинескопа цветного телевизора /Изобретатель и рационализатор, N 5, 1988, с.23, Клуб "Клаксон"/. В заявленном решении рассекают вихрь, образованный внутри потока. Благодаря этому есть возможность рассечения сверху для вертикально падающего потока или сзади, потому что у локального образования внутри потока появилось понятие верха. Рассечение вихря, в отличие от известных решений, происходит воздушной струей под наклоном к оси вращения вихря и сверху. При этом не только дробятся сгустки и разрежения в спирали вихря, но и ускоряется движение раздробленного потока. Известные же из уровня техники способы формирования потока путем его рассечения приводят только к замедлению скорости потока.

Признак рассечения вихря в плоскости продольных осей проточного и топливоподводящего каналов предполагает, что рассекающая струя и струя топливовоздушной эмульсии действуют в одной плоскости, перпендикулярной поперечной радиальной плоскости вихря. Вихрь рассекается по радиусу совместной кинетической энергией двух струй.

Возможное закручивание потока круглыми в поперечной сечении струями и круглая форма завихряющих отверстий обеспечивают наибольшую скорость вращения вихря, следовательно, наибольшее дробление смеси на микроуровне. Завихряющая струя, попавшая в круглое отверстие, вся участвует в образовании вихря. В прототипе же только часть струи, попавшая в сквозной паз заверителя, входит в вихрь. Вторая часть, скользнув по пазу, уходит снаружи диффузора.

Возможный наклон осей завихрителя к продольной оси проточного канала на один и тот же угол в двух взаимно перпендикулярных плоскостях означает, что в каждом отверстии силы завихряющей струи в наклонном радиальном и наклонном тангенциальном направлениях одинаковы. Это способствует более равномерному распределению спиралей вихря в продольном и поперечном направлениях.

Вариант выполнения осей отверстии завихрителя с наклоном по касательной к условной конической поверхности, параллельной внутренней конической поверхности диффузора, повышает скорость вихря за счет более плавного вписывания его в стенки проточного канала.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и 2 , где изображен малый диффузор 1 с проточным каналом 2, с ребрами 3 и 4. В одном ребре 3 расположен топливоподводящий канал 5 с распылителем 6, в другом ребре 4 расположен воздухоподводящий канал 7. В нижней части корпуса диффузора 1 расположен завихритель, образованный отверстиями 8, расположенными по меньшей мере в один ярус. Отверстия 8 могут быть круглыми в поперечном сечении, а их оси могут быть наклонены к оси проточного канала 2 в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на один и тот же угол или могут быть направлены по касательной к условной конической поверхности, параллельной внутренней конической поверхности проточного канала 2 и отстоящей внутрь от его стенок на 0,1 - 0,25 наименьшего диаметра конической поверхности проточного канала 2. Топливоподводящий канал 5 и воздухоподводящий канал 7 могут быть расположены с противоположных сторон проточного канала 2. Ось воздухподводящего канала 7 проходят под наклоном к оси проточного канала. 2, а выход канала 7 в канале 2 расположен выше отверстий завихрителя 8. Малый диффузор 1 установлен в камере 9 карбюратора.

Пример конкретной реализации способа - малый диффузор 1 работает следующим образом.

При работе двигателя через камеру карбюратора 9 и малый диффузор 1 с большой скоростью проходит воздушный поток. При этом внутри малого диффузора 1 возникает разрежение, в результате чего происходит подача топливовоздушной эмульсии через топливоподводящий канал 5 и распылитель 6. В продольном проточном канале 2 образуется горючая смесь воздуха и топлива. Вследствие разности давлений наружной и внутренней сторон малого диффузора 1 через отверстия 8 нижней части корпуса проточного каната 2 формируются воздушные струи, направленные под углом к оси канала 2. Благодаря закручивающему действую воздушных струй отверстий 8 в нижней части проточного каната 2 формируется завихрение потока, измельчающее капли топлива и перемешивающее их с воздухом. Одновременно воздушная струя из воздухоподводящего канала 7 из-за разности давлений на внешней и внутренней поверхностях диффузора 1 сверху под наклоном рассекает вихрь, образованный струями отверстий 8, разрушает сгустки и разрежения в спирали вихря, тем самым повышая однородность потока и увеличивая его скорость.

На испытательном стенде АО "Пекар" были проведены сравнительные испытания заявленного решения с базовым образцом, В качестве базового использовался карбюратор ВАЗ 2105, Результаты представлены в таблице.

По сравнению с базовым в заявленном решении расход топлива снимается примерно на 7%, уровень CO - в два раза, уровень CH на скорости 80 км/час - на 13%.

Формула изобретения

1. Способ формирования потока горючей смеси в карбюраторах двигателей внутреннего сгорания, заключающийся в подаче воздуха и топливовоздушной эмульсии в продольный проточный канал диффузора и завихрении потока в нижней части проточного канала путем закручивания потока струями воздуха вокруг продольной оси проточного канала, отличающийся тем, что вихрь потока рассекают сверху струей воздуха под наклоном к продольной оси проточного канала.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вихрь рассекают струей в плоскости продольных осей проточного и топливоподводящего каналов.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что поток закручивают круглыми в поперечном сечении струями.

4. Малый диффузор для формирования потока горючей смеси в карбюраторах двигателей внутреннего сгорания, содержащий корпус с ребрами, распылителем, топливоподводящим каналом в ребре и продольным проточным каналом с завихрителем, выполненным в нижней части корпуса проточного канала сквозными отверстиями, расположенными по меньшей мере в один ярус и наклонно к продольной оси проточного канала, отличающийся тем, что другое ребро снабжено наклоненным к продольной оси проточного канала воздухоподводящим каналом, выход которого в проточном канале расположен выше выходов отверстий завихрителя.

5. Малый диффузор по п. 4, отличающийся тем, что оси проточного, топливо- и воздухоподводящего каналов пересекаются в одной плоскости.

6. Малый диффузор по пп.4 и 5, отличающийся тем, что отверстия завихрителя выполнены круглыми в поперечном сечении.

7. Малый диффузор по п. 6, отличающийся тем, что оси отверстий завихрителя наклонены к продольной оси проточного канала на один и тот же угол в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

8. Малый диффузор по п. 6, отличающийся тем, что оси отверстий завихрителя направлены по касательной к условной конической поверхности, параллельной внутренней конической поверхности проточного канала и отстоящей внутрь от стенок проточного канала на 0,1 - 0,25 наименьшего диаметра конической поверхности проточного канала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3