ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КАРБЮРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F02M27/04 

Изобретение относится к системам питания бензиновых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с внешним смесеобразованием.

Известны карбюраторы с внешним смесеобразованием для ДВС, содержащие переменный диффузор, управляемый пневматическим механизмом в зависимости от величины открытия дроссельной заслонки. В этих карбюраторах игла кинематически связана с подвижным элементом.

Однако указанные карбюраторы требуют сложной технологии изготовления. Кроме того, гистерезис при открытии и закрытии заслонки сказывается на точности дозирования топлива.

Недостаток по точности дозирования топлива устранен в авт. св. СССР N 377537 (аналог).

Однако в этом устройстве необходимо выполнить в корпусе полость с криволинейной осью, в которой перемещается шибер с малым зазором без трения. Шибер приводится в движение от пневматического механизма, состоящего из эластичной диафрагмы и пружины. Эластичная диафрагма со временем теряет свою эластичность и герметичность. Расход топлива зависит от эксцентриситета и ориентации иглы относительно жиклера и направления потока.

Известно устройство по авт. св. СССР N 513164 (аналог).

Однако и в этом устройстве необходимы в корпусе полости с криволинейной осью, в которых перемещаются с малым зазором без трения шиберы.

Известно устройство по авт. св. СССР N 1437551 (прототип), в котором используется псевдоожиженный слой гранул, подвергнутых аэродинамическому взвешиванию потоком воздуха, подаваемого снизу, а сверху на них подается жидкое топливо.

Недостаток такого устройства заключается в зависимости массы, объема гранул от скорости подаваемого снизу воздуха. При малой скорости воздуха гранулы не взвешиваются (остаются внизу), при большой скорости гранулы прижимаются потоком воздуха вверху. При оптимальной скорости воздуха гранулы образуют взвешенный псевдоожиженный слой, необходимый для работы устройства и работы ДВС.

Целью изобретения является устранение зависимости псевдоожиженного слоя гранул от скорости воздуха, массы и объема гранул, а также расширения пределов регулирования и работы.

Эта цель достигается путем создания псевдоожиженного слоя электромагнитным путем.

На фиг. 1 изображен продольный разрез смесеприготовительного устройства для ДВС - электромагнитного карбюратора.

Карбюратор состоит из корпуса 1 в форме чаши с коническим дном. На входе воздушных масс карбюратора находится воздушный фильтр 2. Внутри находятся две катушки 3 и 4, расположенные одна на другой. Катушки 3 и 4 надеты на полый цилиндр из токонепроводящего немагнитного материала 5. Внутренний объем этого цилиндра образует камеру 6, ограниченную снизу сетчатым дном 7, а сверху сетчатой крышкой 8. В камере 6 находятся гранулы 9 из магнитомягкого материала, имеющие полимерное покрытие. Размер гранул превышает размер ячеек сетки. Гранулы занимают примерно 30% объема камеры 6. Форма гранул: шар, эллипсоид вращения, цилиндр. Сверху расположен трубопровод 10 для подачи жидкого топлива. По трубопроводу 11 подается готовая смесь. Между коническим дном устройства и сетчатым дном камеры 6 установлена капиллярная трубка 12. Катушки 3 и 4 с наружной стороны закрыты магнитным экраном 14, из ферромагнитного материала, который уменьшает потоки рассеяния, сосредотачивает магнитное поле в данном месте пространства и несколько усиливает его.

На фиг. 2 приведена электрическая схема включения катушек 3 и 4 в сеть однофазного переменного тока через диоды 13.

Устройство работает следующим образом.

При включении переменного тока каждая из катушек обтекается однополупериодным выпрямленным током, сдвинутым по фазе. Под действием магнитного поля катушек гранулы 9 втягиваются внутрь катушек и совершают взвешенные колебательные движения между центрами катушек, параллельно оси катушек. Из-за разности кинетической энергии масс гpанул, размеров и упругих полимерных покрытий происходит упругое соударение отдельных гранул, что заставляет гранулы совершать сложные движения. Равномерность распределения гранул и мелких капель жидкого топлива связана с природой магнитоожижения. Известно, что в магнитоожиженной системе, созданной переменным полем гранулы получают сложное движение (колебательное и вращательное). В результате многочисленных взаимодействий устанавливается эффективное равновесие между поступательным и вращательными степенями свободы взвешенных гранул и их линейные и угловые скорости подчиняются распределению Максвелла. Гранулы совершают свое сложное движение в первом приближении независимо от скорости потока воздуха. На взвешенные движущиеся гранулы 9 по трубопроводу 10 подается жидкое топливо, которое распыляется, попадая на движущиеся гранулы, более крупные капли дробятся на мелкие, при этом смачивается наружная поверхность гранул. Поток воздуха, пройдя воздушный фильтр 2, изменяет свое направление и сечение. Входя в камеру 6, поток воздуха увеличивает свою скорость и обтекает движущиеся гранулы, подхватывает мельчайшие капли жидкого топлива, при этом происходит его испарение, испаряется и жидкое топливо со смоченной поверхности движущихся гранул. Излишки топлива, которые не испарились в переходном режиме (при пуске), попадают на конусообразное дно корпуса 1. Поскольку скорость воздушного потока здесь меньше, то давление больше, чем в камере 6, поэтому разность давлений способствует подъему жидкого топлива по трубке 12 к сетчатому дну 7 и далее испаряется.

Амплитуда колебаний гранул определяется конструктивными данными катушек и током катушек. Частота колебаний зависит от частоты переменного тока. Производительность карбюратора зависит от величины электрического тока в катушках, частоты переменного тока, расхода топлива и воздуха.

Предлагаемый карбюратор расширяет пределы регулирования и работы при приготовлении топливной смеси ДВС, что позволяет получить лучшее смешение, большую дисперсность, более полное сгорание топлива в цилиндрах ДВС и сократить выброс в атмосферу токсических веществ. (56) Авторское свидетельство СССР N 1437551, кл. F 02 M 17/00, 1988.

Использование: системы питания бензиновых двигателей внутреннего сгорания с вшешним смесеобразованием. Сущность изобретения: в корпусе 1 имеется камера 6, включающая сплошные боковые стенки, сетчатый верх 8 и дно 7. Камера 6 заполнена ферромагнитными гранулами 9 с полимерным покрытием и находится между двумя соосно расположенными катушками 3 и 4. Последние питаются однополупериодным выпрямленным током, сдвинутым по фазе. Жидкое распыленное топливо подается методом противотока на движущиеся гранулы 9, смачивает наружную поверхность гранул 9 и отдельные капли измельчаются. Все это способствует интенсивному испарению и получению однородной паровоздушной смеси. Амплитуда колебаний гранул 9 зависит от числа витков в катушках 3 и 4. Частота колебаний гранул 9 зависит от частоты переменного тока. Готовая смесь по трубопроводу подается в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. 2 ил.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КАРБЮРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ с внешним смесеобразованием, содержащий корпус, воздушный фильтр, камеру, ограниченную сетчатым дном и крышкой и частично заполненную гранулами, трубопровод для жидкого топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем устранения зависимости псевдоожижения гранул от скорости воздуха, массы, объема гранул и расширения пределов регулирования и работы, достижения более полного сгорания топлива, он снабжен двумя электромагнитными катушками, каждая из которых соединена с источником однополупериодного выпрямленного тока, а камера, ограниченная сетчатым дном и крышкой, расположена во внутренней полости двух электромагнитных катушек, причем дно корпуса выполнено конусообразным, между нижней частью которого и сетчатым дном камеры установлена капиллярная трубка.