УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТОПЛИВНО-ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ГАЗОВУЮ СМЕСЬ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02M31/12 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, и может быть использовано в машиностроении и на транспорте в эксплуатируемых легковых автомобилях.

Известно устройство для подогрева топливо-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания (авт.св. СССР N 1420226, кл. F 02 М 31/04, 1984), содержащее соединенный с выводом карбюратора впускной трубопровод с разветвлениями по числу цилиндров, в котором установлен теплообменник.

Недостатком известного устройства является то, что оно решает частную задачу по регулированию подогрева в зависимости от температуры поступающего в карбюратор воздуха, а также то, что за карбюратором установлен дополнительный электроподогреватель. Это усложняет конструкцию устройства.

Наиболее близким из известных аналогов к предлагаемому решению является устройство для преобразования топливо-воздушной смеси в газовую смесь в двигателе внутреннего сгорания, содержащее впускной коллектор с разветвлениями по числу цилиндров, на котором установлен карбюратор и внутри которого размещен теплообменнике с металлическими сетками (патент Великобритании N 1550897, кл. F 02 М 31/12, публ. 1979).

Недостатком известного устройства является неполнота сгорания топлива, что снижает эффективность работы двигателя и повышает токсичность выхлопных газов.

Новый технический результат изобретения состоит в том, что решена задача по преобразованию топливо-воздушной смеси в газообразную смесь, которая затем сгорания в двигателе с высокой полнотой.

Это достигается тем, что в известном устройстве, содержащем впускной коллектор с разветвлениями по числу цилиндров, на котором установлен карбюратор и внутри которого размещен теплообменник с металлическими сетками, последний выполнен из тонкостенной медной трубки, изогнутой в виде спирали, входной конец которой соединен с выхлопным трубопроводом двигателя, а выходной с его глушителем.

Кроме того, технический результат достигается тем, что входной конец медной трубки в месте соединения с выхлопным трубопроводом имеет изогнутую навстречу потоку отработавших газов, часть а выходной конец медной трубки имеет сплющенную часть с отверстиями в его стенке, причем расположение отверстий и линий сплющивания глушителя и выходного конца медной трубки взаимно перпендикулярно.

Предлагаемое конструктивное выполнение устройства повышает полноту сгорания топлива и упрощает конструкцию ближайшего из аналогов.

Ниже приводится пример выполнения устройства для преобразования эмульсионной горячей смеси в газовую смесь для двигателя внутреннего сгорания, установленного в автомобиле "Жигули".

На фиг.1 показана центральная часть впускного коллектора (вид сверху со стороны карбюратора двигателя); на фиг. 2 разрез подкарбюраторной части впускного коллектора; на фиг.3 разрез впускного коллектора по спиральному змеевику; на фиг.4 схематический вид на впускной коллектор со стороны двигателя; на фиг.5 вид на выхлопной трубопровод перед двигателем; на фиг.6 соединение подводящей трубки 10 с змеевиком; на фиг.7 установка отводящей трубки 11 в глушителе 18.

Устройство для преобразования топливо-воздушной смеси содержит впускной коллектор 1, на котором с помощью шпилек 2 на площадке 3 закреплен карбюратор 4 (фиг.1, 2). В площадке 3 выполнено овальное отверстие 5 для пропуска эмульсии топливо-воздушной смеси из карбюратора 4 во впускной коллектор 1. В полости коллектора 1 против отверстия 5 установлен теплообменник, выполненный из тонкостенной медной трубки наружным диаметром не менее 8 мм, изогнутой в виде спирального змеевика 6. В приливе 7 коллектора 1 выполнены отверстия (не показаны) для соединительных трубок 8 и 9, связанных с трубками 10 и 11 (фиг.4, 5) для подвода и отвода выхлопных газов. В качестве элементов крепления трубок 8 и 9 с трубкой змеевика 6 и с трубками 10 и 11 могут быть гайки или муфты. В полости впускного коллектора 1 по обе стороны от спирального змеевика 6 перед разделителями 12 трубопроводов 13 16 установлены стенки 17 из тонкой металлической проволоки.

Трубка 11 для отвода выхлопных газов выведена в глушитель 18 и имеет на своем конце 19 сплющивание 20 до 0,5 мм, которое взаимно перпендикулярно сплющенной щели 21 глушителя 18. Входной конец 22 трубки 10 в месте соединения с выхлопным трубопроводом 23 двигателя (фиг.5, 6) имеет изогнутую часть 24 навстречу потоку отработавших газов (направление потока указано стрелками). Металлические сетки 17 не доходят до стенок разветвлений коллектора, на 10 15 мм за счет винтов 25. В выходном конце 19 медной трубки 11 имеются отверстия 26, которые также взаимно перпендикулярны отверстиям глушителя 18 (фиг.7).

Устройство работает следующим образом.

Выхлопные газы от всех цилиндров двигателя по выхлопному трубопроводу 23 через трубку 10 поступают в змеевик 6 и направляют его до температуры свыше 500^oС и уходят по трубке 11 (фиг.4) через глушитель 18 (фиг.7) в атмосферу достаточно сильно охлажденными. Этому способствует высокая турбулизация выхлопных газов в глушителе 18 за счет смещения отверстий в последнем и выходном конце 19 трубки 11 и их сплющенных частей. Эмульсия, подаваемая через карбюратор 4 в приемную часть впускного коллектора 1, проходит через щели спирального змеевика 6, соприкасаясь с его стенками (площадь соприкосновения более 130м²) мгновенно превращается в газовую смесь (при 150 - 160^oС), резко увеличивается в объеме. Неиспарившиеся частицы эмульсии и газа встречают на пути металлические сетки 17, окончательно перемешаются между собой, происходит испарение оставшихся эмульсионных частиц.

Комплексное воздействие спирального змеевика 6 и сеток 17 дает повышенный результат по преобразованию топливо-воздушной смеси в газовую смесь с достаточно допустимой температурой смеси газов. Упомянутый эффект позволяет применить низкоактивное топливо с присадками, которое сгорает полностью.

Налицо следующие преимущества предлагаемого преобразователя топливо-воздушной смеси:
экономия горючего топлива в среднем на 30 и выше, учитывая движение в городских условиях и на трассе во все сезоны года;
допустимо применение низкосортного топлива (без вредных присадок) вплоть до керосина;
повышается эффективность работы двигателя за счет повышения полноты сгорания и резко снижается токсичность выхлопных газов;
двигатели автомобилей, оснащенные предлагаемым устройством, практически в конструкции не изменяются;
легкость организации серийного производства предлагаемого устройства и его монтажа в существующих условиях.

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: устройство содержит карбюратор и впускной коллектор, внутри которого размещен теплообменник с металлическими сетками. Теплообменник выполнен из тонкостенной медной трубки, изогнутой в виде спирали, по которой циркулируют горячие отработанные газы. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для преобразования топливовоздушной смеси в газовую смесь в двигателе внутреннего сгорания, содержащее впускной коллектор с разветвлениями по числу цилиндров, на котором установлен карбюратор и внутри которого размещен теплообменник с металлическими сетками, отличающееся тем, что теплообменник выполнен из тонкостенной медной трубки, изогнутой в виде спирали, входной конец которой соединен с выхлопным трубопроводом двигателя, а выходной с его глушителем. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входной конец медной трубки в месте соединения с выхлопным трубопроводом имеет изогнутую навстречу потоку отработанных газов часть, а выходной конец медной трубки имеет сплющенную часть с отверстиями в его стенке, причем расположение отверстий и линий сплющивания глушителя и выходного конца медной трубки взаимо перпендикулярно.