КАРБЮРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1995 года по МПК F02M11/08 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам питания бензиновых двигателей внутреннего сгорания, применяемых на транспортных средствах.

Известны горизонтальные карбюраторы, поддерживающие изменяющуюся в широких пределах нагрузку двигателя путем осевого перемещения золотника, пересекающего основной проточный канал и образующего своим нижним срезом во взаимодействии с донной частью последнего диффузор переменного сечения, в котором расположен выход топливного канала главной дозирующей системы. При этом дозирование топлива, подаваемого в соответствии с количеством проходящего сквозь диффузор воздуха, обеспечивается кольцеобразным каналом, образованным боковыми поверхностями калиброванного отверстия распылителя, и установленной внутри него, закрепленной на золотнике конусной иглой. Площадь живого сечения указанного кольцеобразного канала за счет осевого перемещения дозирующей иглы изменяется в широких пределах адекватно изменениям нагрузки на двигатель, постепенно возрастающей от 0 до М_крмакс [1 и 2]
При частичных нагрузках двигателя размеры проходного сечения канала на участке, лимитирующем истечение топлива через главную дозирующую систему, бывают весьма малы.

При нагрузках, близких к наибольшей, размеры щели значительно увеличиваются, чтобы не препятствовать истечению топлива, поскольку на таких режимах работы двигателя элементов, определяющим расход, является главный топливный жиклер.

Указанными обстоятельствами обуславливается целый ряд недостатков карбюраторов с конусной дозирующей иглой.

Во-первых, проблема заключается в том, что коэффициент расхода распылителя зависит от эксцентриситета расположения иглы. Так как практически невозможно установить иглу точно по центру калиброванного отверстия распылителя, а также вследствие ее поперечного смещения по направлению и величине, носящего случайный характер, невозможно обеспечить точное единообразное дозирование [3]
Во-вторых, дополнительные погрешности дозирования возникают вследствие нестабильности коэффициента расхода, обусловленной колебаниями температуры и вязкости топлива в условиях эксплуатации, чувствительность к которым повышена при щелевидной форме живого сечения потока топлива, при которой большая часть топлива перемещается, находясь в зоне пограничного слоя, прилегающего к направляющим поверхностям распылителя и дозирующей иглы.

В-третьих, в значительной мере погрешности дозирования предопределены нестабильностью площади проходного сечения между поверхностями распылителя и иглы, обусловленной как недостаточной точностью обеспечения размеров и формы в процессе изготовления последних (технологическая проблема), так и их изменениями вследствие износа под воздействием вибрации и рабочих перемещений дозирующих компонентов в процессе эксплуатации на двигателях. Износ распылителей усиливаемого при взаимодействии конусной иглы с его калиброванным отверстием, имеющим форму цилиндра, так как при этом имеет место поочередный контакт многих точек боковой поверхности иглы с одной точки на верхней кромке отверстия распылителя. Указанный характер износа предопределяет существенное сокращение срока нормальной службы дозирующей системы карбюраторов рассматриваемого типа.

Наиболее близким к предложенному является карбюратор, в котором для уменьшения проявления перечисленных недостатков крепление иглы к золотнику выполнено с применением специального упругого устройства, смещающего рабочую часть дозирующей иглы в желаемом направлении на величину охватывающего ее бокового зазора, что обеспечивает непрерывный контакт иглы с распылителем в определенной точке и с заданным усилием прижатия [4]
Задачей изобретения является улучшение экономических и динамических показателей работы механических транспортных средств путем оптимизации дозирования топлива, повышение долговечности и безотказности карбюраторов, а также упрощение их обслуживания при эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что в карбюраторе с диффузором переменного сечения, содержащем главную дозирующую систему с распылителем и входящей внутрь него дозирующей иглой, последняя выполнена в виде цилиндрического стержня, содержащего на участке, взаимодействующем с распылителем, продольную канавку, доходящую до нижнего торца иглы, имеющую постоянную ширину и глубину и увеличивающуюся по мере приближения к нижнему срезу иглы, при этом кольцевой зазор между цилиндрическими поверхностями иглы и калиброванной частью распылителя минимизирован, т.е. уменьшен до предела, характеризуемого наличием свободы осевого перемещения иглы в распылителе при практическом отсутствии течения топлива по указанному кольцевому зазору. Для обеспечения ориентированного закрепления иглы канавкой в сторону выхода главного проточного канала, а также для оптимизации высоты закрепления иглы на золотнике последнее выполнено посредством самостопорящегося резьбового соединения.

На фиг. 1 показан карбюратор в продольном сечении, проходящем по оси главного проточного канала; на фиг. 2 осевой разрез узла главной дозирующей системы; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2.

Карбюратор содержит корпус 1, в котором выполнен главный проточный канал 2, дроссельный золотник 3 с возвратной пружиной 4 и закрепленной на нем с помощью резьбовой самостопорящейся планки 5 дозирующей иглой 6, имеющей клиновидную канавку 7. В корпусе 1 установлен распылитель 8 главной системы с главным топливным жиклером 9 и собственным корпусом 10, имеющим окна 11, соединяющие отверстие 12 и воздушный коллектор 13 с кольцеобразным каналом 14, который оканчивается выходом 15 из главной дозирующей системы. Внизу к корпусу карбюратора крепятся поплавковая камера 16 с расположенным в ней поплавковым механизмом 17 и топливный жиклер 18 холостого хода, соединенный проходами с выходными отверстиями 19 и 20.

Карбюратор работает следующим образом.

При вращении коленчатого вала двигателя и соответствующем перемещении его поршней наружный воздух через систему фильтрации и главный проточный канал карбюратора засасывается в его цилиндры. Вследствие этого в диффузоре карбюратора возникает разрежение, обуславливающее поступление топлива по каналам дозирующих систем из поплавковой камеры 16 в главный проточный канал 2. Интенсивность работы каждой из имеющихся систем определяется положением дроссельного золотника 3. В исходном положении на неработающем двигателе он опущен почти полностью, перекрывая главный проточный канал 2 (при подготовке к запуску он слегка приоткрывается). До момента трогания транспортного средства с места двигатель работает в режиме холостого хода. При этом требуется наименьшее количество топливовоздушной смеси, обеспечиваемое малой величиной проходного сечения под золотником 3. Необходимое количество топлива подается системой холостого хода через жиклер 18 и расположенные выше отверстия 19 и 20. При поднятии золотника (его нижнего среза) примерно на 1/8 диаметра главного проточного канала машина трогается с места и начинается ее разгон, обусловленный последовательным поднятием золотника и постепенным перемещением зоны наибольшего разрежения от отверстий 19 и 20 холостого хода к выходу 15 главной дозирующей системы. Этим обуславливается начало истечения топлива из последней (вступление ее в работу) с уменьшением доли топлива, поступающего через систему холостого хода. Эффективность приготовления гомогенной бензовоздушной смеси повышается подводом в коллектор 13 главной дозирующей системы через отверстие 12 воздуха, который далее через окна 11 поступает в кольцеообразный канал 14 между распылителем 8 и его корпусом 10 и, обладая более высокой в сравнении с жидкостью подвижностью, дробит и выносит в главный проточный канал топливо, вытекающее из распылителя 8 главной системы. При открытии главного канала на 1/4 и дальнейшем перемещении золотника 3 вверх одновременно с увеличением проходного сечения под дросселем, обуславливающим увеличение потребления воздуха, соответственно перемещается дозирующая игла 6, в работу вступают более глубокие участки ее канала-канавки 7, возрастает площадь живого сечения потока топлива и его расход. При опускании золотника процесс протекает в обратной последовательности.

Изобретение можно использовать на мотоциклах, мотороллерах, снегоходах, а также на автомобилях, комплектуемых карбюраторами, отличными от эмульсионных и получившими наименование "карбюраторы с постоянным разрежением".

Использование: в двигателестроении, в системах питания карбюраторных двигателей транспортных средств. Сущность изобретения: карбюратор содержит корпус 1 с главным проточным каналом 2, дроссельный золотник 3, установленный с возможностью перемещения поперек канала 2, поплавковую камеру 16, главную дозирующую систему с главным топливным жиклером 9, систему холостого хода с жиклером 18 холостого хода, распылитель 8 с калиброванным отверстием, дозирующую иглу 6, размещенную в калиброванном отверстии с образованием кольцевого либо серповидного зазора, и устройство для крепления иглы 6 к золотнику 3. Игла 6 выполнена в виде цилиндрического стержня с продольной канавкой, доходящей до нижнего торца иглы и расположенного на участке, взаимодействующем с распылителем 8. Канавка имеет постоянную ширину и глубину, увеличивающуюся по мере приближения к нижнему торцу иглы 6. 3 ил.

КАРБЮРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий корпус с главным проточным каналом, установленный с возможностью перемещения поперек последнего дроссельный золотник, поплавковую камеру с расположенным в ней поплавковым механизмом, главную дозирующую систему с главным топливным жиклером, систему холостого хода с жиклером холостого хода, распылитель с калиброванным отверстием, дозирующую иглу, размещенную в последнем с образованием кольцевого либо серповидного зазора, и устройство для крепления иглы к золотнику, отличающийся тем, что игла выполнена в виде цилиндрического стержня с продольной канавкой, доходящей до нижнего торца иглы и расположенной на участке, взаимодействующем с распылителем, причем канавка имеет постоянную ширину и глубину, увеличивающуюся по мере приближения к торцу.