ВИХРЕВОЙ КАРБЮРАТОР Российский патент 1996 года по МПК F02M17/00 

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к устройствам для приготовления горючей смеси к карбюраторам, используемым в двигателях внутреннего сгорания.

Известен карбюратор, содержащий смесительную камеру, в которой расположены диффузор, распылитель и дроссельная заслонка. Для подачи смеси топлива и воздуха в стенке карбюратора выполнены каналы /1/.

Работа карбюратора основана на принципе пульверизации. Воздух, проходящий с большой скоростью у вершины распылителя, создает разрежение, в результате которого жидкое топливо поднимается по трубке и под действием воздушного потока распыляется. Капли топлива, попадая в движущуюся струю воздуха, размельчаются и, смешиваясь с ним, образуют горючую смесь.

Однако в этом карбюраторе не обеспечивается качественное перемешивание компонентов смеси, что приводит к снижению полноты сгорания и повышению токсичности.

Также известен карбюратор, содержащий смесительную камеру, в которой установлен маховичок, снабженный лопастями, приводимый во вращение всасываемым воздухом /2/.

Из-за наличия подвижных и вращающихся частей карбюратор имеет сложное конструктивное выполнение и ненадежен в работе.

Установлено, что если жидкость /топливо/ попадает в вихревой поток, то резко улучшается гомогенность смеси и существенно возрастает монодисперсность, что, в свою очередь, приводит к стабилизации процесса горения, малой чувствительности к качеству топлива, повышению теплоты сгорания и снижению токсичности выхлопных газов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является вихревой карбюратор, содержащий смесительную камеру с торцевыми и боковой стенками, отверстия для ввода воздуха, выполненные в боковой стенке камеры, устройство для закручивания воздушного потока, расположенное вблизи отверстий для ввода воздуха, устройство для подачи топлива с отверстием для ввода топлива в смесительную камеру, расположенным на одной из ее торцевых стенок, и канал для вывода топливовоздушной смеси, расположенный на противоположной торцевой стенке камеры /3/.

Этот карбюратор обеспечивает хорошее перемешивание компонентов смеси, однако имеет сложное конструктивное выполнение.

Задачей изобретения является получение гомогенной мелкодисперсной топливной смеси и увеличение экономичности, а также упрощение конструкции карбюратора в целом.

Задача решается тем, что в вихревом карбюраторе, содержащем смесительную камеру с торцевыми и боковой стенками, отверстия для ввода воздуха, выполненные в боковой стенке камеры, устройство для закручивания воздушного потока, расположенное вблизи отверстий для ввода воздуха, устройство для подачи топлива с отверстием для ввода топлива в смесительную камеру, расположенным на одной из ее торцевых стенок, и канал для выводов топливовоздушной смеси, расположенный на противоположной торцовой стенке камеры, устройство для подачи топлива выполнено с возможностью перемещения в радиальном направлении его отверстия для ввода топлива.

По вариантам выполнения карбюратора в канале для вывода топливовоздушной смеси размещена заслонка, выполненная в виде тела вращения с продольным сечением в виде эллипса, а устройство для закручивания воздушного потока выполнено в виде кольца с расположенными в нем тангенциальными каналами.

На фиг.1 схематично изображен вихревой карбюратор в продольном разрезе; на фиг.2 вид А на фиг.1.

Вихревой карбюратор содержит смесительную камеру 1, которая представляет собой цилиндр, имеющий отверстия 2 для ввода воздуха, выполненные в боковой стенке камеры 1, и отверстие 3 для ввода топлива в камеру 1, расположенное на ее верхней торцевой стенке. В непосредственной близости к отверстиям 2 размещено устройство для закручивания воздушного потока, выполненное в виде кольца с расположенными на нем тангенциальными каналами 4. Устройство для подачи топлива выполнено с возможностью перемещения в радиальном направлении его отверстия 3 за счет перемещения штуцера с указанным отверстием в радиальном пазу 5, выполненном в верхней торцовой стенке камеры 1. Канал 6 для вывода топливовоздушной смеси выполнен в нижней стенке камеры 1. Площадь проходного сечения канала 6 регулируется заслонкой 7, закрепленной на штоке 8. Заслонка 7 выполнена в виде тела вращения, например, в виде шара или капли, может быть выполнена с продольным сечением в виде эллипса. Отверстия 2 для ввода воздуха могут быть выполнены с регулируемым сечением.

Карбюратор работает следующим образом.

При работе двигателя на такте "впуск" в смесительной камере 1 создается разрежение, при этом жалюзи и канал 6 приоткрыты. Воздух, проходя через тангенциальные каналы 4, образует вихревое течение.

Под действием разности атмосферного давления и давления в смесительной камере 1 топливо через отверстие 3 поступает в последнюю. Смешиваясь с закрученным воздушным потоком и под действием центробежных сил, топливо устремляется к периферии смесительной камеры 1 и, раздробляясь на мелкие капли и двигаясь по спиральной траектории, попадает в канал 6 для вывода приготовленной топливовоздушной смеси из карбюратора.

Длина пути смешения в этом карбюраторе в несколько раз больше, чем в известных конструкциях, тогда как время пребывания топливной смеси в камере 1 остается неизменным.

При перекрытии канала 6 заслонкой 7 происходит закрытие жалюзей и приостанавливается подача топлива через отверстие 3. Двигатель прекращает работу.

Для поддержания необходимого состава смеси на различных режимах работы двигателя /холостой ход, средняя и максимальная нагрузки/ заслонка 7, жалюзи и штуцер с отверстием 3 должны быть кинематически связаны между собой.

При максимальной нагрузке двигателя отверстие 3 для ввода топлива переместится по пазу 5 к центру смесительной камеры 1, где создается максимальное разрежение. Соответственно при работе двигателя на холостом ходу отверстие 3 должно быть расположено ближе к периферии смесительной камеры 1.

Таким образом, предложенная конструкция карбюратора максимально упрощена, позволяет уменьшить расход топлива приблизительно на 10% по сравнению с известными карбюраторами, а также в значительной мере снизить токсичность выхлопных газов за счет полного сгорания образуемой топливовоздушной смеси.

Использование: в двигателестроении, в системах питания двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: вихревой карбюратор содержит смесительную камеру с торцевыми и боковой стенками, отверстия для ввода воздуха, выполненные в боковой стенке камеры, устройство для закручивания воздушного потока, расположенное вблизи отверстий для ввода воздуха и выполненное в виде кольца с расположенными в нем тангенциальными каналами, устройство для подачи топлива, установленное с возможностью перемещения в радиальном направлении его отверстия для ввода топлива в смесительную камеру, расположенного на одной из торцевых стенок камеры. Канал для вывода топливоздушной смеси расположен на противоположной торцевой стенке камеры. В канале для вывода топливоздушной смеси размещена заслонка, выполненная в виде тела вращения с продольным сечением в виде эллипса. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Вихревой карбюратор, содержащий смесительную камеру с торцевыми и боковой стенками, отверстия для ввода воздуха, выполненные в боковой стенке камеры, устройство для закручивания воздушного потока, расположенные вблизи отверстий для ввода воздуха, устройство для подачи топлива с отверстием для ввода топлива в смесительную камеру, расположенным на одной из ее торцевых стенок, и канал для вывода топливовоздушной смеси, расположенный на противоположной торцевой стенке камеры, отличающийся тем, что устройство для подачи топлива выполнено с возможностью перемещения в радиальном направлении его отверстия для ввода топлива. 2. Карбюратор по п.1, отличающийся тем, что в канале для вывода топливовоздушной смеси размещена заслонка, выполненная в виде тела вращения с продольным сечением в виде эллипса. 3. Карбюратор по п.1, отличающийся тем, что устройство для закручивания воздушного потока выполнено в виде кольца с расположенными в нем тангенциальными каналами.