КАРБЮРАТОР С МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ЭКОНОМАЙЗЕРОМ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F02M3/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к карбюраторам для двигателя внутреннего сгорания, и может быть использовано для всех автомобильных карбюраторных двигателей.

Известен карбюратор для двигателя внутреннего сгорания (авт. св. N 1257268, кл. F 02 M 3/04, 1986), у которого пневмоэкономайзер принудительного холостого хода (ПХХ) выполняет только две функции - функцию ПХХ и функцию пускового устройства на переходных режимах.

Известен карбюратор для двигателя внутреннего сгорания (авт. св. N 143 7548, кл. F 02 M 1/00, 1988), у которого имеется устройство для плавного регулирования подачи топлива в зоне малых нагрузок, сопряженное с пневмоэкономайзером ПХХ.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому существу является карбюратор с многофункциональным экономайзером Каплина и Павлова для двигателя внутреннего сгорания (авт. св. N 1681037, кл. F 02 M 3/00, 1991), выполняющий функции регулятора оборотов холостого хода (ХХ), экономайзера малых нагрузок, экономайзера ПХХ, а также функцию пускового устройства на переходных режимах.

К недостаткам данного технического решения относятся следующие:
1. Трехжиклерный пневмокорректор, выполняющий пассивную разгерметизацию до- и задроссельного пространства и первой рабочей полости пневмопривода. Для его удовлетворительной работы требуется выполнение многих связанных между собой элементов, усложняющих конструкцию карбюратора:
заслонка выполнена с периферическим скосом и калиброванным отверстием;
высота входа канала управления должна быть жестко ограничена по величине;
необходим многожиклерный делитель с сетью каналов.

2. В наклонной камере смешения под распылителем в процессе работы накапливается недораспыленное топливо, которое периодически уносится в двигатель, повышая токсичность отработавших газов и неравномерность работы двигателя на самостоятельном ХХ.

Предлагаемое техническое решение позволяет устранить указанные недостатки.

Целью предложенного технического решения является упрощение конструкции карбюратора и повышение экономичности.

Для достижения этой цели в карбюраторе с многофункциональным экономайзером Каплина для двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус со смесительной камерой и размещенной в последней поворотной дроссельной заслонкой, систему ХХ, имеющую по меньшей мере один эмульсионный канал, сообщенный через топливные жиклеры с поплавковой камерой, обводной канал, соединенный с додроссельным пространством смесительной камеры и с полостью камеры смешения, имеющей распылитель, подключенный к эмульсионному каналу, и выходной канал, сообщенный с задроссельным пространством смесительной камеры, регулирующий орган, имеющий профилированный конус, расположенный в камере смешения, пневмопривод, включающий приводной шток и диафрагму, образующую с корпусом экономайзера первую рабочую полость, и с крышкой экономайзера - вторую рабочую полость, пружину, канал управления, соединенный с первой рабочей полостью и задроссельным пространством смесительной камеры, причем вторая рабочая полость пневмопривода сообщена с атмосферой, а регулирующий орган выполнен с цилиндрическим демпфирующим выступом, сопряженным с вершиной профилированного конуса, в корпусе смесительной камеры выполнен изогнутый канал разгерметизации-эжекции, верхняя часть которого соединена с додроссельным пространством, а нижняя часть через канал управления - с задроссельным пространством смесительной камеры, верхняя кромка входа канала управления расположена у нижней кромки дроссельной заслонки в закрытом положении последней, под торцем распылителя установлена профилированная шайба, имеющая заборное отверстие, ориентированное к нижней части карбюратора.

На чертеже изображен описываемый карбюратор для двигателя внутреннего сгорания, разрез.

Карбюратор содержит корпус 1 со смесительной камеры и размещенной в последней дроссельной заслонкой 2, делящей смесительную камеру на додроссельное 3 и задроссельное 4 пространства, и систему ХХ, имеющую эмульсионный канал 5, сообщенный через топливный жиклер 6, топливный канал 7, топливный жиклер 8 главной дозирующей системы с поплавковой камерой 9, обводный канал 10, соединенный с додроссельным пространством 3 смесительной камеры и с камерой 11 смешения, имеющей распылитель 12, подключенный к эмульсионному каналу 5, и выходной канал 13, сообщенный с задроссельным пространством 4 смесительной камеры. Под торцем распылителя 12 установлена профилированная шайба 14, заборное отверстие которой ориентировано к нижней части карбюратора. В камере 11 расположен регулирующий орган, имеющий профилирующий конус 15, снабженный сопряженным с его вершиной цилиндрическим демпфирующим выступом 16, и приводной шток 17, связанный с диафрагмой 18 пневмопривода. Корпус экономайзера 19 и его крышка 20 образуют с диафрагмой 18 соответственно первую 21 и вторую 22 рабочие полости, причем последняя сообщена с атмосферой. В корпусе 1 смесительной камеры выполнен изогнутый канал 23 разгерметизации-эжекции, верхняя часть которого соединена с додроссельным пространством 3, а нижняя часть через канал 24 управления с задроссельным пространством 4, верхняя кромка входного отверстия 24 управления расположена у нижней кромки дроссельной заслонки 2 при ее закрытом положении. Первая рабочая полость 21 пневмопривода соединена со смесительной камерой только через канал 24 управления. Через крышку экономайзера 20, имеющую отверстие 25, проходит выступающий над крышкой 20 внешний конец 26 приводного штока, на который навернута регулировочная гайка 27, между гайкой 27 и крышкой 20 размещена пружина 28. Эмульсионный канал 5 снабжен воздушным жиклером 29, а в линии связи между каналом 5 и топливным жиклером 6 выполнен резервный канал 30.

Карбюратор работает следующим образом.

При работе на режиме принудительного холостого хода (ПХХ), когда дроссельная заслонка 2 находится в положении закрытия вследствие прекращения воздействия водителем на педаль акселератора, а частота вращения вала двигателя и разрежение в задроссельном пространстве 4 смесительной камеры превышают соответственно частоту вращения и разрежение самостоятельного ХХ двигателя, топливо в двигатель не поступает, так как разрежение через канал 24 управления передается в первую рабочую полость 21, так что диафрагма 18 перемещается и устанавливает регулирующий орган в положение перекрытия выходного канала 13. Через канал 23 разгерметизации-эжекции происходит частичная разгерметизация задроссельного пространства 4 и через канал 24 полости 21, что позволяет разрежению в этих полостях следовать за изменением оборотов вала двигателя без задержки во времени, т.е. позволяет устранить эффект "присоски", которому подвержен регулирующий орган в аналогичных пневмосистемах. Канал 23 разгерметизации-эжекции уменьшает влияние атмосферного давления на разрежение в первой рабочей полости 21, создавая за счет эжекции в канале 24 управления и в первой рабочей полости 21 дополнительное разрежение, и способствует удержанию регулирующего органа в положении перекрытия выходного канала 13. В то же время топливо из поплавковой камеры 9 через топливные жиклеры 6 и 8 заполняют резервный канал 30, так что система ХХ подготовлена к обеспечению подачи обогащенной смеси при вступлении ее в работу. При переходе двигателя с режима принудительного ХХ на тяговый режим, т. е. при малейшем открытии дроссельной заслонки 2, ее торец перекрывает часть входа канала 24 управления. Струя воздуха из канала 213 разгерметизации-эжекции на своем пути встречает сопротивление торца заслонки 2 и эффект эжекции в канале 24 управления аннулируется, т.е. в рабочей полости 21, сообщенной с этим каналом, разрежение уменьшается, диафрагма 18 под воздействием пружины 28 переводит регулирующий орган в положение максимальной подачи топлива из камеры 11 смешения в двигатель. Одновременно часть струи воздуха, проходящего между торцем приоткрытой дроссельной заслонки 2 в районе входа канала 24, встречаясь со струей канала 23 разгерметизации-эжекции, резко увеличивает давление в рабочей камере 21 и ускоряет реагирование регулирующего органа на приоткрытие дроссельной заслонки 2. Поэтому в двигатель своевременно подается топливовоздушная смесь, обогащенная резервным каналом 30. Этому способствует воздух, который проходит через жиклер 29 и резко вытесняет топливо из резервного канала 30 в эмульсионный канал 5, а через него и распылитель 12 - в двигатель. При переходе с режима ПХХ и понижением оборотов двигателя до уровня самостоятельного ХХ увеличивается амплитуда пульсации величины разрежения в задроссельном пространстве 4 и, соответственно, в канале 24 и полости 21. При этом в канале 24 возникают встречные движения воздуха из задроссельного пространства 4 и из канала 23, что повышает давление в полости 21 до величины, достаточной для открытия регулирующим органом канала 13. В этом случае резко возрастает разрежение у распылителя 12 в эмульсионной канале 5, в результате чего аналогично вышеизложенному воздух через жиклер 29 вытесняет топливо из резервного канала 30 через систему холостого хода в двигатель, обеспечивая его надежный запуск на оборотах самостоятельного ХХ, т.е. режим экономии топлива на ПХХ длится до оборотов самостоятельного ХХ.

При работе двигателя на режиме самостоятельного ХХ регулирующий орган установлен в положении, определяемом натяжением пружины 28, уравновешиваемой перепадом давлений между рабочими полостями 21 и 22. Например, при увеличении частоты вращения вала двигателя в результате его прогрева разрежение в задроссельном пространстве 4 и в полости 21 увеличивается. Под его воздействием перемещается диафрагма 18 и регулирующий орган в сторону уменьшения расхода топлива. Этим достигается равенство сил, действующих на диафрагму 18, а частота вращения поддерживается на заданном уровне. Аналогичным образом восстанавливается частота вращения при ее падении, например, при нажатии на педаль сцепления, так как это вызывает падение частоты вращения вала двигателя и разрежения в задроссельном пространстве 4 и полости 21 и затем последующее перемещение регулирующего органа в сторону увеличения подачи топлива, так что частота вращения восстанавливается до заданного значения. Таким образом, карбюратор автоматически обеспечивает регулирование частоты вращения вала двигателя.

Заданный уровень частоты вращения самостоятельного ХХ и порог срабатывания регулирующего органа определяются характеристикой пружины 28 и степенью ее начального натяжения. При этом сглаживание чувствительности реагирования регулирующего органа обеспечивается цилиндрическим выступом 16, при помощи которого проходное сечение выходного канала 13 на какое-то время удерживается постоянным, а изменяется только высота калиброванной части проходного сечения, что позволяет незначительно изменять подачу топлива в двигатель при падении или увеличении частоты вращения самостоятельного ХХ, чем и достигается их стабилизация.

При работе двигателя на малых нагрузках вход канала 24 управления обеспечивает повышенное давление в рабочей полости 21, так что регулирующий орган находится в положении максимальной подачи топливо-воздушной смеси через систему холостого хода. Таким образом продлевается питание двигателя из системы ХХ до более высоких расходов воздуха через главную дозирующую систему, при которых последняя способна удовлетворительно распыливать топливо и равномерно подавать его в двигатель.

При включении зажигания в двигателе происходит падение частоты вращения, разрежение в задроссельном пространстве 4 уменьшается, в связи с чем пружина 28 переводит регулирующий орган в положение максимальной подачи топливо-воздушной смеси через систему ХХ. Это приводит к большому падению разрежения в задроссельном пространстве 4, так что резко уменьшается и скорость воздуха в камере 11 смешения, что приводит к значительному обеднению топливо-воздушной смеси, которая не способна самовоспламеняться в цилиндрах двигателя. При этом смесь не может обогатиться, так как из pезеpвного канала 30 топливо вырабатывается на режиме самостоятельного ХХ, и таким образом карбюратор предотвращает работу двигателя при выключенном зажигании.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано на всех автомобилях с карбюраторными двигателями, как грузового, так и легкового транспорта. При этом существенно снижается эксплуатационный расход топлива (в режиме "городской езды" экономия топлива составляет 10-14%). Пропорционально снижению расхода топлива снижается токсичность отработавших газов.

Простота и малоэлементность конструкции экономайзера, его технологичность обеспечивают стабильность и надежность карбюратора при эксплуатации. Высокая эффективность экономайзера объясняется его многофункциональностью.

Экономайзер выполняет следующие функции:
в режиме ХХ функцию регулятора частоты вращения ХХ, автоматически обеспечивая устойчивую работу двигателя на этом режиме при более низкой частоте вращения;
в режиме "городской езды" функцию экономайзера малых нагрузок, преимущественно питая двигатель не через главную систему карбюратора, которая плохо распыливает топливо на этих режимах, а через систему ХХ с высокой степенью распыливания;
в режиме езды "накатом" - функцию экономайзера принудительного ХХ - топливо не подается в двигатель вплоть до частоты вращения ХХ;
надежный запуск двигателя на переходных режимах обеспечивается функцией пускового устройства. В момент пуска двигателя после того, как подача топлива была прекращена (в режиме езды "накатом"), в двигатель подается обогащенная, хорошо распыленная смесь в достаточных количествах.

Все перечисленные функции экономайзеp выполняет автоматически под воздействием разных разрежений двигателя, что улучшает ездовые качества автомобиля.

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: карбюратор содержит корпус 1 со смесительной камерой, эмульсионный канал 5 системы холостого хода, сообщенный через жиклеры 6 и 8 с поплавковой камерой 9, обводной канал 10, соединенный с додроссельным пространством 3 смесительной камеры карбюратора и с полостью камеры 11 смещения, имеющей распылитель 12 и выходной канал 13, сообщенный с задроссельным пространством 4, регулирующий орган с профилированным конусом 15, расположенным в камере 11, и с пневмоприводом, имеющим шток 17, диафрагму 18, первую 21 и вторую 22 рабочие полости экономайзера. Канал 24 управления соединен с полостью 21 и с задроссельным пространством 4. В корпусе 1 выполнен изогнутый канал 23 разгерметизации - эжекции. Верхняя часть канала 23 соединена с додроссельным пространством 3 и нижняя часть через канал 24 - с задроссельным пространством 4. Верхняя кромка входного отверстия канала 24 расположена у нижней кромки дроссельной заслонки 2 в закрытом положении последней. Под торцем распылителя 12 установлена профилированная шайба 14 с заборным отверстием, ориентированным к нижней части карбюратора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. КАРБЮРАТОР С МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ЭКОНОМАЙЗЕРОМ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус со смесительной камерой и размещенной в последней поворотной дроссельной заслонкой, систему холостого хода, имеющую по меньшей мере один эмульсионный канал, сообщенный через топливные жиклеры с поплавковой камерой, обводной канал, соединенный с дроссельным пространством смесительной камеры и с полостью камеры смешения, имеющей распылитель, подключенный к эмульсионному каналу, и выходной канал, сообщенный с задроссельным пространством смесительной камеры, регулирующий орган, имеющий профилированный конус, расположенный в камере смешения, пневмопривод, включающий приводной шток и диафрагму, образующую с корпусом экономайзера первую рабочую полость и с крышкой экономайзера - вторую рабочую полость, пружину, канал управления, соединенный с первой рабочей полостью и задроссельным пространством смесительной камеры, причем вторая рабочая полость пневмопривода сообщена с атмосферой, а регулирующий орган выполнен с цилиндрическим демпфирующим выступом, сопряженным с вершиной профилированного конуса, отличающийся тем, что в корпусе смесительной камеры выполнен изогнутый канал разгерметизации-эжекции, верхняя часть которого соединена с додроссельным пространством и нижняя часть через канал управления - с задроссельным пространством смесительной камеры, а верхняя кромка входного отверстия канала управления расположена у нижней кромки дроссельной заслонки в закрытом положении последней. 2. Карбюратор по п.1, отличающийся тем, что под торцом распылителя камеры смешения установлена профилированная шайба, имеющая заборное отверстие , ориентированное к нижней части карбюратора.