КАРБЮРАТОР ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02M29/06 

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к устройствам, входящим в систему питания и используемым для приготовления горючей смеси, обеспечивающей нормальную работу двигателя внутреннего сгорания.

Известен карбюратор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с каналом подачи горючей смеси, главный воздушный канал, воздушную и дроссельную заслонки, смесительные и поплавковые камеры, соединенные с каналом подачи горючей смеси, при этом дополнительное распыление горючей смеси осуществляется в каналах подачи воздуха перед подачей ее в главный воздушный канал [1] Недостатком известного карбюратора является низкая степень распыления топливной смеси и, как следствие, повышенный расход топлива, поскольку предварительное распыление в каналах подачи воздуха потоки горючей смеси, попадая в главный воздушный канал, образуют спутный поток, который, далее не распыляясь и не перемешиваясь, направляется в цилиндр для сжигания.

Известно устройство для подачи топливно-воздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания, содержащее корпус со смесительной камерой, диффузором, воздушной и дроссельными заслонками, поплавковую камеру, соединенную с распылителем, установленным в диффузоре через соединительный канал, в котором установлена регулировочная игла, кинематически связанная с дроссельной заслонкой, а в соединительном канале выполнен эмульсионный колодец [2] Недостатком известного аналога является низкая степень распыления горючей смеси, поскольку распыление происходит в спутном падающем потоке и только очень крупные частицы эмульсионной смеси могут оседать в колодце, не проходя далее в смесительную камеру, в связи с чем увеличивается расход топлива и возникают трудности в эксплуатации устройства.

Ближайшим аналогом является карбюратор эмульсионного типа, состоящий из цилиндрической смесительной камеры с диффузором, в которой размещены воздушная и дроссельная заслонки, связанной со смесительной камерой через распылитель с жиклером, с поплавковой камерой для топлива. Карбюратор снабжен дополнительной цилиндрической камерой с торцевой стенкой, жестко и соосно соединенной со смесительной камерой и завихрителем, установленным внутри дополнительной камеры с зазором относительно торцевой стенки [3]
Недостатком известного устройства является низкая эффективность перемешивания и распыления воздуха и топлива, что приводит к неполному сгоранию горючей смеси, и, как следствие, к повышенному расходу топлива, снижению мощности двигателя и увеличению выброса токсичных /несгоревших/ веществ в атмосферу.

Задача изобретения разработка карбюратора двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающего экономичный расход горючего и снижение выброса токсичных веществ в атмосферу, при этом техническим результатом является повышение эффективности перемешивания и распыления горючей смеси, увеличение ее дисперсности, а значит и поверхности микрокапель горючей смеси, за счет чего происходит полное сгорание топлива.

Поставленная задача решается тем, что карбюратор двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрическую смесительную камеру с расположенными в ней диффузором, воздушной и дроссельной заслонками, дополнительную цилиндрическую камеру с торцевой стенкой, жестко и соосно соединенную со смесительной камерой, и завихритель, установленный внутри дополнительной камеры с зазором относительно торцевой стенки, в последней выполнены отверстия, причем завихритель выполнен в виде соосно установленных тонкостенных цилиндрических втулок с многозаходной прямоугольной ленточной резьбой на их наружных поверхностях.

Кроме того, съемная торцевая стенка может быть выполнена конусообразной с вершиной, расположенной внутри дополнительной камеры, отношение площади поперечного сечения распылительных отверстий к площади поперечного сечения смесительной камеры может составлять 0,5-0,7, а распылительные отверстия могут быть направлены под углом, равным 20-80^o к продольной оси дополнительной камеры, выходящей за торцевую стенку.

На фиг.1 схематично представлен продольный разрез карбюратора с дополнительной цилиндрической камерой со съемной торцевой плоской стенкой; на фиг.2 разрез части дополнительной камеры со съемной конусообразной торцевой стенкой; на фиг.3 разрез тонкостенной цилиндрической втулки, из определенного числа которых составлен многослойный завихритель.

Устройство включает цилиндрическую смесительную камеру 1, в которой расположен диффузор 2, воздушная заслонка 3, дроссельная заслонка 4. Смесительная камера 1 через распылитель 5 с жиклером 6 соединена с поплавковой камерой 7 для топлива, в которой размещен поплавок 8 с запорной иглой 9. Смесительная камера 1 торцом через изоляционную прокладку 10 / для герметизации и теплоизоляции/ жестко и соосно соединена с торцем дополнительной цилиндрической камеры 11, имеющей с другого торца съемную торцевую стенку 12 с распылительными отверстиями 13, в зазором от которой внутри дополнительной камеры соосно установлен многослойный завихритель, выполненный в виде тонкостенных цилиндрических втулок 14, установленных соосно, на наружней поверхности которых выполнена многозаходная прямоугольная ленточная резьба для образования многочисленных протяженных завихряющих каналов 15 /на фиг.1 показан многослойный завихритель, составленный из трех втулок, число цилиндрических тонкостенных втулок, количество заходов многозаходной ленточной резьбы и шаг многозаходной резьбы определяется в зависимости от типа карбюратора, мощности двигателя/; 16 фрагмент коллекторного узла двигателя внутреннего сгорания. Съемная торцевая стенка 12 может быть выполнена конусообразной с вершиной, расположенной внутри дополнительной камеры 11 /фиг.2/. Отношение суммарной площади сечений распылительных отверстий ( nπd²/4 где d диаметр отверстия 13, n количество отверстий) к площади сечения смесительной камеры ( πD2см

Карбюратор работает следующим образом.

Устройство стационарно крепится на коллекторном узле двигателя внутреннего сгорания. Жидкое топливо из поплавковой камеры 7 через распылитель 5 и воздух через воздушную заслонку 3 поступают в смесительную камеру 1 и перемешиваются в падающем спутном потоке. Попадая в многослойный завихритель, установленный в дополнительной цилиндрической камере 11, слабоперемешанная и неполностью распыленная горючая смесь проходит по всем многочисленным протяженным завихряющим каналам 15 и при этом одновременно протекают следующие процессы: 1) топливо растекается по большой поверхности протяженных завихряющих каналов, образуя тонкую и равномерную пленку; 2) пленка топлива интенсивно испаряется /температура на коллекторе двигателя, а значит на стенке дополнительной камеры 11 и на стенках многослойного завихрителя достигает /90-95/^oC по условиям нормальной эксплуатации двигателя/; 3) подогретая горючая смесь проходит во вращательное движение и перемешивается в основной зоне смешения /зона 1 на фиг.1-/ между многослойным завихрителем и съемной торцевой стенкой 12 дополнительной камеры 11. Затем, перемешанная горючая смесь однородного состава через распылительные отверстия 13 в торцевой стенке 12 под углом a к продольной оси дополнительной камеры 11 выбрасывается за пределы торцевой стенки 12 в виде множества распыленных струй, образуя дополнительную зону смешивания /зона II на фиг.1/, струи соударяются, перемешиваются и дополнительно распыляются. Приготовленная таким образом горючая смесь поступает в цилиндр /на фиг.1 не показано/ и полностью сгорает за счет увеличения дисперсности и, соответственно, удельной поверхности распыленных микрокапель топлива. При этом из-за полноты сгорания горючей смеси существенно снижается и токсичность отработанных /выхлопных/ газов.

Использование: система питания двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: карбюратор двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрическую смесительную камеру 1 с расположенными в ней диффузором 2, воздушной и дроссельной заслонками 3 и 4, соединенную через распылитель 5 с жиклером 6 с поплавковой камерой 7. Смесительная камера 1 жестко и соосно соединена с дополнительной цилиндрической камерой 11 со съемной торцевой стенкой 12, в которой выполнены распылительные отверстия 13. С зазором внутри дополнительной цилиндрической камеры 11 соосно установлен многослойный завихритель. Многослойный завихритель выполнен в виде тонкостенных цилиндрических втулок 14 установленных соосно, на наружной поверхности которых выполнена многозаходная прямоугольная ленточная резьба для создания многочисленных протяженных завихряющих каналов 15 для прохода горючей смеси, получения большой поверхности для испарения топлива, вращательного движения и распыления горючей смеси. Кроме того, съемная торцевая стенка 12 может быть выполнена конусообразной с вершиной, расположенной внутри дополнительной камеры; отношение суммарной площади поперечного сечения распылительных отверстий 13 к площади поперечного сечения смесительной камеры 1 составляет (0,5-0,7), распылительные отверстия 13 направлены под углом, равным (20^o-80^o), к выходящей за торцевую стенку дополнительной камеры продольной ее оси. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Карбюратор двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрическую смесительную камеру с диффузором, воздушной и дроссельной заслонками, дополнительную цилиндрическую камеру с торцевой стенкой, жестко и соосно соединенную со смесительной камерой, завихритель, установленный в дополнительной камере с зазором относительно ее торцевой стенки, в которой выполнены отверстия, отличающийся тем, что завихритель выполнен в виде тонкостенных цилиндрических втулок, установленных соосно, на наружной поверхности которых выполнена многозаходная прямоугольная ленточная резьба. 2. Карбюратор по п.1, отличающийся тем, что торцевая стенка дополнительной камеры выполнена конусообразной с вершиной, расположенной внутри дополнительной камеры. 3. Карбюратор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отношение суммарной площади поперечного сечения распылительных отверстий к площади поперечного сечения смесительной камеры составляет 0,5 0,7. 4. Карбюратор по пп.1 3, отличающийся тем, что распылительные отверстия направлены под углом 20 28^o к выходящей за торцевую стенку дополнительной камеры продольной ее оси.