ГОМОГЕНИЗИРУЮЩЕЕ ГАЗОСМЕСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F02M29/00 

Изобретение относится к газосмесительным устройствам и может быть использовано в системах питания двигателя внутреннего сгорания, имеющих устройства для подачи газа как основного или как дополнительного топлива.

Известно гомогенизирующее газосмесительное устройство системы питания двигателя внутреннего сгорания, содержащее смесительную камеру, подключенную к источнику подачи газообразного топлива, смеситель и гомогенизатор [1] .

Это устройство достаточно сложное из-за выполнения смесителя эластичным и недостаточно эффективно из-за возможности смещения газов только за счет турбулентного их движения через суживающиеся - расширяющиеся диффузоры.

Известен смеситель для питания топливом двигателя внутреннего сгорания, содержащий смесительную камеру, снабженную суживающимся и расширяющимся участками и подключенную к источнику подачи газообразного топлива при помощи распылительных отверстий, расположенных в ее боковых стенках [2] .

Этот смеситель малоэффективен, так как основная часть смеси газов может быть приготовлена только за счет турбулизации ее в пристеночном слое диффузора.

Известно также гомогенизирующее газосмесительное устройство для системы питания двигателя внутреннего сгорания, содержащее смесительную камеру, сообщенную с источником подачи газообразного топлива при помощи распылительных отверстий, расположенных в ее боковых стенках, смеситель газовоздушной смеси, сообщенный с магистралью подачи газа и атмосферой, и гомогенизатор с каналом подвода газовоздушной смеси в последний [3] .

Данное техническое решение наиболее близко к предложенному по технической сути и достигаемому результату и потому выбрано в качестве прототипа. Но и оно имеет ряд недостатков, таких как сложность конструкции из-за необходимости подачи газа в диффузор газового карбюратора и в его задроссельное пространство, а также из-за выполнения гомогенизатора в газовом смесителе, выполненном вне карбюратора, низкая эффективность из-за подачи в смесительную камеру лишь части газа в смеси с воздухом.

Целью изобретения является повышение качества смесеобразования и упрощение конструкции.

Цель достигается тем, что в гомогенизирующем газосмесительном устройстве для двухтопливной системы питания двигателя внутреннего сгорания, содержащем смесительную камеру, сообщенную с источником подачи газообразного топлива при помощи распылительных отверстий, расположенных в ее боковых стенках, смеситель газовоздушной смеси, сообщенный с магистралью подачи газа и атмосферой, и гомогенизатор с каналом подвода газовоздушной смеси в последний, гомогенизатор выполнен в виде канала, имеющего прямоугольное поперечное сечение и два участка, один из которых расположен концентрично смесительной камере, а другой - тангенциально к первому, оба участка заканчиваются поверхностью в виде части прямого кругового цилиндра, ось которого параллельна оси смесительной камеры, распылительные отверстия выполнены с прямоугольным поперечным сечением и расположены параллельно плоскости, тангенциальной поверхности смесительной камеры, при этом две из их плоских поверхностей, параллельных оси смесительной камеры, расположены таким образом, что каждая из них тангенциальна к соответствующей мнимой цилиндрической поверхности, эквидистантной поверхности мнимого цилиндра с радиусом, равным радиусу указанной выше поверхности в виде прямого кругового цилиндра, причем радиусы мнимых цилиндрических поверхностей не равны между собой, канал подвода газовоздушной смеси в гомогенизатор расположен параллельно его тангенциальному участку, а гомогенизатор и распыливающие отверстия выполнены в единой детали, а выход канала расположен на концентрическом участке ближе к тангенциальному участку.

По вариантам выполнения устройства гомогенизатор и распылительные отверстия могут быть выполнены в единой детали, в виде канавок на одной стороне детали с возможностью их одностороннего уплотнения по поверхности сопряженной детали, причем канавки гомогенизатора и распылительные отверстия имеют различную глубину.

На фиг. 1 устройство показано со стороны гомогенизатора; на фиг. 2 показан разрез А-А на фиг. 1.

Гомогенизирующее газосмесительное устройство 1 для системы питания двигателя внутреннего сгорания содержит смесительную камеру 2, подключенную к источнику 3 подачи газообразного топлива при помощи распылительных отверстий 4, расположенных в ее боковых стенках, смеситель 5 газовоздушной смеси, сообщенный, например, с задроссельным пространством карбюратора (на чертеже не показан), с магистралью 6 подачи газа и атмосферой, например, через воздушный фильтр 7, и гомогенизатор 8.

В устройстве 1 гомогенизатор 8 выполнен в виде канала, имеющего прямоугольное поперечное сечение и два участка, из которых один 9 - расположен концентрично смесительной камере 2, а другой 10 - тангенциально к первому, оба участка заканчиваются поверхностью 11 в виде части прямого кругового цилиндра, ось которого параллельна оси смесительной камеры 2, расположены распылительные отверстия 4, выполнены с прямоугольным поперечным сечением и расположены параллельно плоскости, тангенциальной поверхности смесительной камеры 2, при этом две из их плоских поверхностей 12 и 13, параллельных оси смесительной камеры 2, расположены таким образом, что каждая из них тангенциальна к соответствующей мнимой цилиндрической поверхности, эквидистантной поверхности мнимого цилиндра с радиусом, равным радиусу указанной выше поверхности в виде прямого кругового цилиндра, причем радиусы мнимых цилиндрических поверхностей не равны между собой, а канал 14 подвода газовоздушной смеси в гомогенизаторе 8 расположен параллельно его тангенциальному участку 10 и выход канала 14 расположен на концентричном участке 9 ближе к тангенциальному участку 10.

Гомогенизатор 8 и распылительные отверстия 4 могут располагаться в единой детали, выполненной, например, в виде показанной на чертежах проставки под карбюратор, например, двухкамерной, или не показанной проставки под воздушный фильтр (для дизельных двигателей).

Устройство содержит также магистраль 15 подвода газовоздушной смеси, сообщенную с каналом 14, и воздушный 16 и газовый 17 регулируемые дроссели смесителя 5.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При работе двигателя внутреннего сгорания или другого устройства, потребляющего газовую смесь, в смесительной камере 2 создается разрежение, которое через распыливающие отверстия 4, гомогенизатор 8, магистpаль 15, смеситель 5 и магистраль 6 подачи газа передается к источнику 3 подачи газообразного топлива, который может быть выполнен в виде газового баллона для сжатого или сжиженного газа с необходимыми редуктором и регулятором расхода или в виде газогенератора и создает устойчивый поток газа в смесительную камеру 2, который смешивается в смесителе 5 с воздухом, поступающим из воздушного фильтра 7, в необходимой пропорции, отрегулированной любыми известными средствами, например, с помощью воздушного 16 и газового 17 регулируемых дросселей, и подается в гомогенизатор 8. В канале гомогенизатора 8 за счет его концентричного участка 9 поток делится на две части, равные по расходу, из-за равенства аэрогидродинамических сопротивлений ветвей газового тракта от входа из канала 14 подвода газовоздушной смеси до выхода их из распыливающих отверстий 4. Цилиндрические поверхности 11 из-за наличия некоторого закручивания потока газа в участке 9 гомогенизатора 8 создают соответствующий местный вихрь, движение газа в периферийной части которого оказывается противоточным направлению течения газа в распыливающих отверстиях 4, что совместно с другими местными сопротивлениями весьма эффективно перемешивает газ с воздухом и позволяет достичь гомогенности смеси.

Мнимые цилиндрические поверхности, к которым тангенциальны поверхности 12 и 13, обеспечивают дополнительное закручивание заряда смеси, возможность образования в нем обогащенной газом части и предотвращение смешивания ее с остальной частью заряда вследствие турбулизации ее в пристеночном слое.

Предложенное устройство весьма просто в изготовлении и эффективно может быть использовано в системах с однокамерными карбюраторами как газовыми, так и бензиновыми с двухкамерными карбюраторами и в дизельных двигателях, работающих на газовом топливе с подачей в цилиндры запального жидкого топлива.

Эффективность устройства проверена на практике.

Выполнение устройства с гомогенизатором и распыливающими отверстиями в виде канавок, выполненных на одной стороне единой детали, например, проставки под карбюратор, с различной глубиной значительно упрощает изготовление ее, так как в этом случае она может быть изготовлена такими высокотехнологическими способами, как литье или штамповка, в том числе и из синтетических материалов.

Но при этом такое выполнение требует дополнительной операции при его установке на двигатель, если, например, карбюратор имеет на сопрягаемой с предложенным устройством поверхности технологические выемки или отверстия, по установке уплотняющей прокладки. Если предложенное устройство устанавливается под воздушный фильтр дизельного двигателя, имеющего монолитный установочный фланец, то при этом не требуются дополнительные операции после установки проставки и фильтр устанавливается по штатной технологии. (56) Авторское свидетельство СССР N 1195033, кл. F 02 M 21/04, 1984.

Авторское свидетельство СССР N 953245, кл. F 02 M 21/04, 1976.

Авторское свидетельство СССР N 983376, кл. F 02 M 21/04, 1981.

Сущность изобретения: устройство содержит газовый смеситель и гомогенизатор 8, выполненный в виде канала, имеющего поперечное сечение в виде прямоугольника и два участка 9 и 10, один из которых расположен концентрично смесительной камере 2, а другой - тангенциально к первому, оба участка заканчиваются цилиндрической поверхностью 11 в виде части прямого кругового цилиндра, ось которой параллельна оси смесительной камеры 2. Распылительные отверстия 4 выполнены с прямоугольным поперечным сечением и расположены параллельно плоскости, тангенциальной поверхности смесительной камеры, при этом две из их плоских поверхностей 12 и 13, параллельных оси смесительной камеры, расположены таким образом, что каждая из них тангенциальна к соответствующей мнимой цилиндрической поверхности, эквидистантной поверхности мнимого цилиндра с радиусом, равным радиусу поверхности 11 в виде прямого кругового цилиндра, причем радиусы мнимых цилиндрических поверхностей не равны между собой, канал 14 подвода газовоздушной смеси в гомогенизатор 8 выполнен параллельным его тангенциальному участку 10, выход канала 14 расположен на концентричном участке 9 ближе к тангенциальному участку 10. Предусмотрены варианты выполнения устройства. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ГОМОГЕНИЗИРУЮЩЕЕ ГАЗОСМЕСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее смесительную камеру, сообщенную с источником подачи газообразного топлива при помощи распылительных отверстий, расположенных в ее боковых стенках, смеситель газовоздушной смеси, сообщенный с магистралью подачи газа и атмосферой, и гомогенизатор с каналом подвода газовоздушной смеси в последний, отличающееся тем, что, с целью повышения качества смесеобразования и упрощения конструкции, гомогенизатор выполнен в виде канала, имеющего прямоугольное поперечное сечение и два участка, один из которых расположен концентрично со смесительной камерой, а другой - тангенциально к первому, оба участка заканчиваются поверхностью в виде части прямого кругового цилиндра, ось которого параллельна оси смесительной камеры, распылительные отверстия выполнены с прямоугольным поперечным сечением и расположены параллельно плоскости, тангенциальной поверхности смесительной камеры, при этом две из их плоских поверхностей, параллельных оси смесительной камеры, расположены так, что каждая из них тангенциальна к соответствующей мнимой цилиндрической поверхности, эквидистантной поверхности мнимого цилиндра с радиусом, равным радиусу указанной поверхности в виде прямого кругового цилиндра, причем радиусы мнимых цилиндрических поверхностей не равны, канал подвода газовоздушной смеси в гомогенизатор расположен параллельно его тангенциальному участку, а выход канала расположен на концентричном участке ближе к тангенциальному участку. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с целью упрощения монтажа и изготовления, гомогенизатор и распылительные отверстия выполнены в единой детали. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что с целью упрощения технологии изготовления, гомогенизатор и распылительные овтерстия выполнены в виде канавок на одной стороне единой детали с возможностью их одностороннего уплотнения по поверхности сопряженной детали, причем канавки гомогенизатора и распылительные отверстия имеют различную глубину.