Патент на изобретение №2152531
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к карбюраторным системам питания. Система питания содержит карбюратор, впускной коллектор с установленным на нем корпусом дроссельной заслонки и диффузором. На входе диффузора установлен концентрично малый диффузор, к сужению которого подведен распылитель топлива. На выходе концентрично установлен конус, угол при вершине которого определен из условия требуемой турбулизации воздушного потока за конусом, имеющим зубцы в основании боковой поверхности. Корпус установлен на впускном коллекторе через проставку, диаметр которой превышает диаметр дроссельной заслонки, в верхней части которой имеется диафрагма с зубчатым отверстием. Параметры зубцов конуса и проставки определяются условиями минимальной толщины пленки стекающего по зубцам топлива. Технический результат – более эффективное дробление топлива на мельчайшие капли, что обеспечивает более полное его сгорание. 1 ил. Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности к системам питания ДВС, в особенности к карбюраторным системам питания. Для того чтобы топливо при сгорании выделяло возможно большее количество тепла, оно в известных устройствах раздробляется на мелкие капельки (распыливается), интенсивно перемешивается с воздухом и испаряется. Распыливание топлива в карбюраторах происходит в результате попадания тонкой струи топлива, вытекающего из распылителя, в быстродвижущийся поток воздуха, который разбивает струю топлива на мелкие капли, смешивается с ним и увлекает топливо по впускному трубопроводу в камеру сгорания двигателя [1]. Одним из основных недостатков известных устройств по [1] является недостаточно мелкое дробление и испарение капель топлива, движущегося вместе с воздушным потоком (с одинаковой скоростью), результатом чего является неполное сгорание топлива и, как следствие, повышенные расход последнего и загрязнение окружающей среды. Известно также устройство, улучшающее качество рабочей смеси за счет использования тепла выхлопных газов [2]. Однако подобные [2] конструктивные усложнения систем питания ДВС не позволяют полностью исключить потери топлива из-за их следующих недостатков: возврат части выхлопных газов в приемный коллектор снижает температуру в цилиндре ДВС, увеличивает содержание окислов азота и продуктов неполного сгорания в выхлопных газах, отбирает часть энергии на дополнительный маршрут части выхлопных газов, снижая полезную мощность двигателя. Более совершенным техническим решением, принятым в качестве прототипа, является устройство по [3], в котором на входе диффузора перед дроссельной заслонкой установлен малый диффузор, к сужению которого подведен распылитель топлива, а за дроссельной заслонкой выполнен вертикальный впускной канал в виде проставки, за счет чего улучшаются перемешивание и испарение топлива, что повышает экономичность работы двигателя. Недостатком прототипа является отбрасывание неиспарившихся капель топлива на стенки канала, по которым они стекают в виде достаточно крупных капель. Новый технический результат предлагаемого изобретения заключается в более эффективном дроблении топлива на мельчайшие капельки, что обеспечивает более полное сгорание топлива. Это достигается тем, что в системе питания ДВС, содержащей карбюратор, впускной коллектор с установленным на нем корпусом дроссельной заслонки и диффузором, внутри которого концентрично установлен малый диффузор с подведенным к его сужению распылителем топлива и установленной за дроссельной заслонкой проставкой, образующей впускной канал, на выходе малого диффузора установлен концентрично конус, угол при вершине которого определен из условия требуемой турбулизации воздушного потока за конусом, имеющим зубцы в основании боковой поверхности, а между корпусом и проставкой установлена диафрагма с зубчатым отверстием, диаметр которого превышает диаметр отверстия дроссельной заслонки, причем параметры зубцов конуса и диафрагмы определяются условием минимальной толщины пленки стекающего по зубцам топлива. На чертеже приведена схема построения системы питания ДВС, состоящей из корпуса 1, дроссельной заслонки 2, диффузора 3 и размещенного концентрично на его входе малого диффузора 4. Размеры сечений диффузоров по их оси определены из оптимальных аэродинамических условий засасывания и движения воздушного потока и топлива. В узкую часть диффузора 4 подведен от карбюратора (на чертеже не показан) распылитель топлива 5, а на выходе малого диффузора 4 установлен конус 6 с зубцами в нижней части его боковой поверхности. Угол при вершине конуса определен из условия максимальной турбулизации потока при смешивании его частей, проходящих снаружи и изнутри малого диффузора 4. Ниже дроссельной заслонки 2 в корпусе 1 установлена диафрагма 7 с зубчатым отверстием, параметры зубьев которой так же, как и конуса 6, определены условиями минимальной толщины стекающей по их зубцам пленки топлива. Под диафрагмой 7 установлена образующая впускной канал проставка 8, диаметр и высота которой также определены условиями оптимального испарения топлива на входе во впускной коллектор 9 ДВС. Работа системы питания заключается в следующем. По мере открытия дроссельной заслонки 2 увеличивается разрежение в диффузорах 3 и 4, благодаря чему в малый диффузор 4 засасывается топливо через распылитель топлива 5 и воздух в диффузор 3, по которому воздушный поток проходит внутри и снаружи малого диффузора 4. Вследствие разных скоростей частей потока, определяемых, в частности, дополнительным сопротивлением конуса 6, на выходе малого диффузора 4 происходит интенсивная турбулизация воздушного потока, из-за соударения его частей, имеющих разные векторы как по величине, так и по направлению. Распыленное топливо в виде относительно крупных капель попадает на конус 6, в нижней зубчатой части которого эта топливовоздушная смесь встречается с потоком воздуха, обтекающего малый диффузор 4 снаружи. При этом на зубцах конуса 6 происходит тонкое дробление капель топлива, после чего они попадают в эффективно турбулизируемый воздушный поток, снимающий паровую оболочку с их поверхности. При дальнейшем движении топливовоздушной смеси неиспарившиеся капли топлива попадают на наклонную поверхность дроссельной заслонки 2, образуя на ней пленку. Часть топлива движется в виде пленки по стенке канала корпуса 1. Распыление и испарение этих частей топлива происходит за счет стока его мельчайших капель по зубцам диафрагмы 7 и попадания в воздушный поток, интенсивно турбулизованный, благодаря большему диаметру проставки 8 (в частности, за счет эффекта вакуумирования в верхней части проставки), что обеспечивает достаточно полное испарение топлива к его входу во впускной коллектор 9. Таким образом, в отличие от прототипа, где пленка стекающего по стенкам канала топлива образует достаточно крупные капли, в заявленном предложении с зубцов конуса и диафрагмы падают в вихревой поток мельчайшие капельки, интенсивно испаряясь при этом. Благодаря изложенному, заявленное предложение позволяет при тех же параметрах мощности ДВС, что и у прототипа, перейти от бензина АИ-93 на бензин А-76 и одновременно уменьшить расход топлива на 10-15% и загрязнение окружающей среды продуктами неполного сгорания. Источники информации 1. Грибанов В.И. и Орлов В.А. Карбюраторы двигателей внутреннего сгорания. 2-е изд., Л., 1967. 2. Патент РФ 2027055, М.кл.6 F 02 M 3/00, 1992. 3. Патент РФ 2073107, М.кл.6 F 02 M 29/00, 1992. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 18.03.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 2-2003
Извещение опубликовано: 20.01.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
