ГАЗОФИКАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02M17/24 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к системам питания двигателя внутреннего сгорания (двс).

Известны устройства для приготовления топливо-воздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания, содержащие корпус с главным прямоточным воздушным каналом и последовательно расположенными в нем воздушной заслонкой, диффузором и дроссельной заслонкой, поплавковую камеру, испарительно-топливное устройство с подогревателем [1]
Известные устройства не обладают точностью дозирования и не обеспечивают получения однородной топливо-воздушной смеси, громоздки и металлоемки.

Известен также газофикатор для двс, содержащий корпус с главным прямоточным воздушным каналом и расположенными в нем регулятором подачи воздуха и диффузором, имеющий на сужающейся части отверстия для сообщения с каналом подачи газовой топливо-воздушной смеси (ТВС), снабженным регулятором подачи газовой ТВС, поплавковую камеру и испарительно-топливное устройство, состоящее из топливной ванны и испарительной камеры, разделенных перегородкой, снабженной подогревателем, причем в перегородке концентрично с зазором закреплены капиллярные кольцевые элементы, выполненные в радиальными отверстиями и расположенные нижней и верхней частями соответственно в топливной ванне и испарительной камере, сообщенной с диффузором и каналом подачи воздуха [2]
Недостатком известного газофикатора, принятого в качестве прототипа, является его сложность и, как следствие, недостаточная надежность в работе. Это обусловлено коаксиальным расположением главного воздушного канала и испарительно-топливного устройства, выполнением целого ряда щелевых клапанов подачи топливо-воздушной смеси в диффузор и воздуха в испаритель, которые в процессе работы замасливаются, закоксовываются и значительно снижают образование гомогенности смеси.

Целью изобретения является упрощение конструкции при одновременном обеспечении надежности и гомогенности смеси, а также уменьшение расхода топлива и токсичности отработавших газов.

Цель достигается тем, что в известном газофикаторе для двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с главным проточным воздушным каналом и расположенными в нем регулятором подачи воздуха и диффузором, имеющий на сужающейся части отверстия для сообщения с каналом подачи газовой топливо-воздушной смеси, поплавковую камеру и испарительно-топливное устройство, состоящее из топливной ванны и испарительной камеры, разделенных перегородкой, снабженной подогревателем, причем в перегородке концентрично диффузору с зазором закреплены капиллярные кольцевые элементы, выполненные с радиальными отверстиями и расположенные нижней и верхней частями соответственно в топливной ванне и испарительной камере, сообщенной с каналом подачи воздуха, испарительно-топливное устройство расположено в одном корпусе с поплавковой камерой и размещено между главным проточным воздушным каналом и поплавковой камерой, совмещенной с топливной ванной, на корпусе выполнены кольцевой и продольные пазы для сообщения с каналом подачи воздуха в испарительно-топливное устройство, регулятор подачи воздуха выполнен в виде стакана с цилиндрической стенкой и верхним днищем, с продольными прорезями на стенке и в виде запорного элемента с профильной рабочей поверхностностью, размещенного внутри стакана и подпружиненного относительно его днища, при этом стакан и запорный элемент подвижно установлены в корпусе коаксиально диффузору с возможностью перекрытия диффузора запорным элементом и кольцевого паза стенкой стакана, при этом сужающаяся часть диффузора выполнена в виде полого торообразного элемента, наружная поверхность которого выполнена с возможностью сопряжения с рабочей поверхностью запирающего элемента, а полость торообразного элемента сообщена с каналом подачи топливо-воздушной смеси и посредством отверстий на его наружной поверхности с главным прямоточным воздушным каналом.

Кроме этого, запорный элемент выполнен с направляющими, размещенными в днище стакана с возможностью перемещения относительно него.

Профильная рабочая поверхность запорного элемента выполнена в виде конуса, сопряженного с дугообразной поверхностью для взаимодействия с наружной поверхностью торообразного элемента.

На фиг.1 представлен газофикатор для двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 газофикатор в режиме холостого хода и запуска двигателя; на фиг.3 - газофикатор в экономическом режиме работы двигателя; на фиг.4 газофикатор в мощностном режиме работы двигателя.

Газофикатор для двигателя внутреннего сгорания содержит основной корпус 1 с главным проточным воздушным каналом 2 и расположенными в нем регулятором 3 подачи воздуха и диффузором 4, имеющим на сужающейся части отверстия 5 для сообщения с каналом подачи топливо-воздушной смеси, в котором установлен регулятор 6 подачи газовой топливо-воздушной смеси.

Испарительно-топливное устройство для образования гомогенности смеси состоит из топливной ванны 7 и испарительной камеры 8, разделенных перегородкой 9 в виде отдельных колец, снабженной подогревателем, использующим температуру выхлопных газов двс. В перегородке 9 концентрично диффузору 4 с зазором закреплены капиллярные кольцевые элементы 10, выполненные с радиальными отверстиями 11 и расположенные нижней и верхней частями соответственно в топливной ванне 7 и испарительной камере 8, сообщенной с каналом 12 подачи воздуха.

Испарительно-топливное устройство расположено в одном корпусе 13 с поплавковой камерой и размещено между главным поточным воздушным каналом 2 и поплавковой камерой 14, совмещенной с топливной ванной 7.

Регулятор подачи воздуха выполнен в виде стакана 15 с верхним днищем, с продольными прорезями 16 на боковой поверхности и в виде запорного элемента 17 с профильной рабочей поверхностью, размещенного внутри стакана 15 и подпружиненного относительно его днища. Стакан 15 с запорной элемент 17 кинематически связаны с органами управления и подвижно установлены в корпусе 1 коаксиально диффузору 4 с возможностью перекрытия диффузора запорным элементом 17 и кольцевого паза 18 стенкой стакана 15. Сужающаяся часть диффузора 4 выполнена в виде полого торообразного элемента 19, наружная поверхность которого адекватна рабочей поверхности запорного элемента 17, а полость сообщена с каналом 20 подачи топливо-воздушной смеси и посредством отверстий 5 на его наружной поверхности с главным проточным воздушным каналом 2.

Для обеспечения надежной работы запорного элемента последний выполнен с направляющими 21, размещенными с отверстиях днища стакана 15 с возможностью перемещения относительно него.

В одном из вариантов профильная рабочая поверхность 22 выполнена в виде конуса, сопряженного с дугообразной поверхностью для взаимодействия с наружной поверхностью торообразного элемента 19.

Газофикатор для приготовления газовой топливо-воздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

В поплавковую камеру 14, а следовательно, и в топливную ванну 7 подается топливо, которое через капилляры кольцевых элементов 10 поднимается в испарительную камеру 8, в которой элементы 10 обдуваются потоком воздуха, поступающего через канал 12, в который попадает воздух при поднятии стакана 15 регулятора 3 подачи воздуха при помощи органов управления.

В испарительной камере 8 скапливается подогретая сверхбогатая топливо-воздушная смесь, но количество воздуха меньше того, при котором происходит загорание смеси. Регулятор 6 подачи топливо-воздушной смеси, управляемый от педали газа, в зависимости от требуемого режима работы двигателя изменяет сечение проходного отверстия в канале 20.

В режиме холостого хода регулятор 6 обеспечивает минимальное отверстие, через которое обогащенная топливо-воздушная смесь поступает в полость торообразного элемента диффузора 4, далее через отверстия 5 вырывается увлекаемая воздушным потоком в канале 2 и направляется в смесительную камеру. Продольные пазы 16 на боковой поверхности полого цилиндра 15 подбираются по площади, необходимой для создания минимального их открытия при обеспечении запуска двс и работы в режиме холостого хода (фиг.2).

В экономическом режиме работы двс регулятор 6 подачи топливно-воздушной смеси неполностью открывает канал 20, а регулятор 3 открывает свободный проход для подачи воздуха через продольные прорези 16, кольцевой паз 18 и канал 23 в канал 12 и далее в испарительную камеру, а также открывает при помощи запорного элемента 17 диффузор для прохода главного воздушного потока в смесительную камеру для перемешивания с топливо-воздушной смесью.

В мощностном режиме работы двс запорный элемент 17 прикрывает диффузор, уменьшая тем самым подачу воздушного потока, стакан 15 открывает подачи воздуха в испарительную камеру 8, при этом регулятор 6 открывается полностью, что обеспечивает свободный проход обогащенной газовой топливо-воздушной смеси через канал 20, полость 19 и отверстия 5 в диффузор 4 и далее и смесительную камеру.

Промежуточные режимы работы двс обеспечиваются манипулированием взаимного перемещения стакана 15, перекрывающего продольные прорези 16, запорного элемента 17, перекрывающего диффузор, и регулятора 6, изменяющего проходное сечение канала 20.

Газофикатор предложенной конструкции технологичен, прост и надежен в работе.

Применение данного газофикатора позволяет одновременно с упрощением его конструкции сохранить повышенную надежность и требуемую гомогенность смеси и снизить расход топлива до 25 а также уменьшить токсичность отработавших газов в 2 4 раза.

Использование: двигателестроение, системы питания двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: газофикатор содержит основной корпус, главный проточный воздушный канал с диффузором и регулятором воздушного потока, испарительно-топливное устройство, расположенное в одном корпусе с поплавковой камерой и размещенное между главным проточным воздушным каналом и поплавковой камерой, совмещенной с топливной ванной. На основном корпусе выполнены кольцевой и продольный пазы для сообщения с каналом подачи воздуха в испарительно-топливное устройство. Регулятор подачи воздуха выполнен в виде стакана с цилиндрической стенкой и верхним днищем, с продольными прорезями на стенке и в виде запорного элемента с профильной рабочей поверхностью, размещенного внутри стакана и подпружиненного относительно его торца. Стакан и запорный элемент подвижно установлены в корпусе коаксиально диффузору с возможностью перекрытия диффузора запорным элементом и кольцевого паза стенкой стакана. Сужающаяся часть диффузора выполнена в виде полого торообразного элемента, наружная поверхность которого сопряжена с рабочей поверхностью запорного элемента, а полость сообщена с каналом подачи топливовоздушной смеси и посредством отверстий на наружной его поверхности - с главным проточным воздушным каналом. Предусмотрены варианты выполнения газофикатора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Газофикатор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий основной корпус с главным проточным воздушным каналом и расположенными в нем регулятором подачи воздуха и диффузором, имеющим на сужающейся части отверстия для сообщения с каналом подачи топливовоздушной смеси, снабженным регулятором подачи топливовоздушной смеси, поплавковую камеру и испарительно-топливное устройство, состоящее из топливной ванны и испарительной камеры, разделенных перегородкой, снабженной подогревателем, причем в перегородке концентрично одно другому с зазором закреплены капиллярные кольцевые элементы, выполненные с радиальными отверстиями и расположенные нижней и верхней частями соответственно в топливной ванне и испарительной камере, сообщенной с каналом подачи воздуха, отличающийся тем, что корпус испарительно топливного устройства выполнен за одно целое с корпусом поплавковой камеры, испарительно-топливное устройство размещено между главным проточным воздушным каналом и поплавковой камерой, cообщенной с топливной ванной, на основном корпусе выполнены кольцевой и продольный пазы для сообщения с каналом подачи воздуха в испарительно-топливное устройство, регулятор подачи воздуха выполнен в виде станака с верхним днищем, цилиндрической стенкой и продольными прорезями на последней и в виде запорного элемента с профильной рабочей поверхностью, размещенного внутри стакана и подпружиненного относительно днища, при этом стакан и запорный элемент подвижно установлены в основном корпусе коаксиально диффузору с возможностью перекрытия диффузора запорным элементом и кольцевого паза стенкой стакана, сужающаяся часть диффузора выполнена в виде полого торообразного элемента, наружная поверхность которого является седлом рабочей поверхности запорного элемента, полость торообразного элемента сообщена с каналом подачи газовой топливовоздушной смеси и при помощи отверстий в его стенке с главным проточным воздушным каналом. 2. Газификатор по п.1, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен с направляющими, размещенными в днище стакана с возможностью перемещения относительно него. 3. Газификатор по п. 1, отличающийся тем, что профильная рабочая поверхность запорного элемента выполнена в виде конуса, сопряженного с дугообразной вогнутой поверхностью для взаимодействия с наружной поверхностью торообразного элемента.