КАРБЮРАТОР ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02M29/02 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к карбюраторам.

Известен карбюратор двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с проточным каналом, в котором последовательно установлены малый и большой диффузоры и гомогенизатор, выполненный в виде крыльчатки с обтекателем, размещенный в большом диффузоре с возможностью вращения [1]
Недостатком известного карбюратора является недостаточная однородность топливовоздушной смеси и неполнота сгорания топлива вследствие неполного перемешивания топливной струи ускорительного насоса с воздухом.

Известен также наиболее близкий к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату карбюратор двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с проточным каналом, в котором последовательно расположены малый и большой диффузоры и гомогенизатор, выполненный в виде жестко связанных основной и дополнительной крыльчаток с обтекателем, размещенный в большом диффузоре с возможностью вращения [2]
Недостатком известного карбюратора является повышенное сопротивление воздушному потому в сечении большого диффузора, непроизводительные потери мощности двигателя и рост расхода топлива.

Целью настоящего изобретения является улучшение однородности топливовоздушной смеси, снижение потерь мощности двигателя, снижение расхода топлива, повышение экологической чистоты двигателя. Достигается поставленная цель тем, что гомогенизатор с диаметром 0,3 + 0,55 минимального диаметра большого диффузора устанавливают на выходе из малого диффузора асимметрично основному потоку воздуха, перекрывая путь движения топливовоздушной струи из основного распылителя и топливной струи ускорительного насоса, а крепление оси гомогенизатора осуществляют к стенке малого диффузора карбюратора.

Гомогенизатор выполняют в виде ротора дискового типа с шагом лопаток 1 + 1,25 толщины диска ротора и углом наклона 30 + 45^oC.

На фиг. 1 представлена схема карбюратора двигателя внутреннего сгорания с гомогенизатором, ось вращения которого параллельна оси большого диффузора; на фиг. 2 схема карбюратора двигателя внутреннего сгорания с гомогенизатором, ось вращения которого перпендикулярна оси большого диффузора карбюратора; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг. 4 схема расположения лопаток ротора 6; на фиг. 5 вид по стрелке Б на фиг.2.

Карбюратор двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 с проточным каналом 2, в котором последовательно установлены малый диффузор 3 с каналом 4 распылителя и большой диффузор 5. На выходе из малого диффузора 3 установлен гомогенизатор 6, например, в виде ротора дискового типа. Ось гомогенизатора 7 крепится к стенке малого диффузора 3 карбюратора.

В предложенной конструкции карбюратора двигателя внутреннего сгорания смешение топлива с воздухом горения осуществляется в три этапа.

При работе двигателя в проточном канале 2 карбюратора возникает разрежение, под действием которого через фильтр (на рисунке не показан) поступает воздух. Этот воздух движется через малый диффузор 3 и кольцевое пространство между диффузором 3 и корпусом 1. Под действием перепада давления топливовоздушная эмульсия поступает в малый диффузор 3 и смешивается с воздухом, движущимся с большой скоростью по каналу диффузора, образуя топливовоздушную смесь. Однако вследствие кратковременности контакта эмульсии с воздухом в малом диффузоре 3, часть топлива выходит из малого диффузора в капельно-жидком виде вдоль стенки диффузора 3, прилегающей к каналу 4. Таким образом этот этап перемешивания можно рассматривать лишь как первый предварительный.

На выходе из малого диффузора 3 траектория движения топливовоздушного потока перекрыта гомогенизатором 6, быстро вращающимся за счет высокой скорости (50 ^oC 150 м/с) топливовоздушного потока. Лопатки гомогенизатора измельчают капли топлива, интенсивно перемешивают его с частью воздуха, выполняющего роль первичного воздуха горения. Уменьшение соотношения перемешиваемых жидкой и газообразной сред улучшает условия перемешивания. С другой стороны уменьшение диаметра гомогенизатора до 0,3 ^oC 0,55 минимального диаметра большого диффузора уменьшает сопротивление топливовоздушному потоку. При принятом соотношении диаметров гомогенизатора и минимального диаметра большого диффузора перекрывается только около 25% живого сечения большого диффузора. При работе ускорительного насоса струя топлива, выходящая из распылителя 8, также попадает на вращающиеся лопатки ротора гомогенизатора, интенсивно измельчается и перемешивается с воздухом.

Выполнение гомогенизатора в виде ротора дискового типа с шагом лопаток 1^oC1,25 толщины диска ротора и углом наклона 30 45^o исключает попадание капель топлива в большой диффузор 5 без дополнительного механического распыления.

На втором этапе перемешивания получают обогащенную топливовоздушную смесь, выходящую из малого диффузора, и вторичный воздух, поступающий через кольцевое пространство между диффузором 3 и корпусом 1. Их перемешивание и соответственно окончательное перемешивание топливовоздушной смеси осуществляется в большом диффузоре 5. Улучшение условий перемешивания обеспечивает более полное сгорания топлива, соответственно снижение его расхода и снижение СО в отработавших газах. Уменьшение сопротивления воздушному потоку в карбюраторе снижает непроизводительные потери мощности двигателя и также снижает расход топлива. Кроме того, вследствие передачи части энергии потока на вращение гомогенизатора теплосодержание топливовоздушной смеси уменьшается, что обеспечивает снижение температуры смеси, увеличение ее плотности и, в конечном счете, приводит к росту коэффициента наполнения цилиндров двигателя и его мощности и корпусом 1. При установке ротора 9 (фиг.2) барабанного типа с отношением диаметра к длине 1,7^oC2,2 так, чтобы ось его вращения 10 была перпендикулярна оси большого диффузора, гомогенизатор перекрывает около 22% живого сечения большого диффузора, что дополнительно снижает потери мощности двигателя.

Использование: двигателестроение, карбюраторы с устройствами для гомогенизации топливовоздушной смеси. Сущность изобретения: карбюратор двигателя внутреннего сгорания содержит корпус с проточным каналом, последовательно расположенные в канале по ходу потока воздуха малый, большой диффузоры и гомогенизатор, выполненный в виде ротора, установленного на оси и размещенного в большом диффузоре на выходе из малого диффузора. Ось гомогенизатора установлена эксцентрично оси главного проточного канала и прикреплена к стенке малого диффузора. Диаметр гомогенизатора равен 0,3...55к диаметра горловины большого диффузора. По одному из вариантов выполнения карбюратора ротор может быть выполнен дискового типа, а ось вращения ротора параллельна оси большого диффузора. Ротор может быть выполнен барабанного типа с отношением его диаметра к длине, равным 1,7...2,2, а ось вращения ротора может быть расположена перпендикулярно оси большого диффузора. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Карбюратор двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с проточным каналом, последовательно расположенные в канале по ходу потока воздуха малый, большой диффузоры и гомогенизатор, выполненный в виде ротора, установленного на оси и размещенного в большом диффузоре на выходе из малого диффузора, отличающийся тем, что ось гомогенизатора установлена эксцентрично оси главного проточного канала и прикреплена к стенке малого диффузора, а гомогенизатор выполнен с диаметром, равным 0,3 0,55 диаметра горловины большого диффузора. 2. Карбюратор по п. 1, отличающийся тем, что ротор выполнен дискового типа с отношением его диаметра к толщине 3 4, с шагом лопаток 1,0 1,25 толщины диска и углом установки лопаток 30 45^o, а ось вращения ротора параллельна оси большого диффузора. 3. Карбюратор по п. 1, отличающийся тем, что ротор выполнен барабанного типа с отношением его диаметра к длине 1,7 2,2, а ось вращения ротора перпендикулярна оси большого диффузора.