КАРБЮРАТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02M25/25 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в карбюраторных двигателях, преимущественно воздушного охлаждения.

Известен карбюраторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр и головку цилиндра с размещенными в них соответственно поршнем и свечой зажигания, впускной и выпускной каналы, карбюратор, имеющий дроссельную заслонку и смесительную камеру с диффузором, устройство для присадки воды, установленное перед карбюратором и снабженное регулируемой дозирующей системой с клапаном.

Однако, известный двигатель с устройством для присадки воды не обеспечивает достаточно эффективного регулирования подачи воды в зависимости от режимов работы двигателя и его теплового состояния.

Цель изобретения повышение энергетических параметров и снижение расхода топлива.

Указанная цель достигается тем, что в предложенном двигателе устройство для присадки воды снабжено дополнительным диффузором с размещенным в нем распылителем воды. Перед распылителем установлен клапан, который открывает канал подачи воды в зависимости от режимов работы двигателя и его теплового состояния. Так, клапан может быть электромагнитным и управляется от сигнала температуры головки цилиндра или от сигнала датчика детонации. В этом случае при прогреве двигателя и на режимах частичных нагрузок вода не будет поступать в двигатель. При больших нагрузках двигатель воздушного охлаждения может перегреваться, для исключения перегрева, при достижении определенной температуры головки цилиндра электромагнитный клапан будет открывать канал подачи воды. При использовании топлива с меньшим октановым числом, чем требуется для двигателя, при возникновении детонации электромагнитный клапан откроет канал подачи воды, пары воды хорошо заглушают детонацию. Управление электромагнитным клапаном может осуществляться и от сигнала открытия дроссельной заслонки, т.е. при определенном открытии дроссельной заслонки контакт может замкнуть электрическую цепь, в которую подключен электромагнитный клапан.

В случае отсутствия на двигателе электрического питания клапан подачи воды может открываться механически, т. е. клапан кинематически связан с дроссельной заслонкой карбюратора, или от разряжения за дроссельной заслонкой карбюратора, т.е. клапан выполнен мембранного типа и управляется разряжением за дроссельной заслонкой карбюратора.

Устройство подачи воды снабжается поплавковым клапаном, что обеспечивает стабильность уровня воды в устройстве и исключает попадание воды в цилиндр при неработающем двигателе. Устройство снабжается регулируемым винтом, установленным перед распылителем. Наличие регулируемого винта перед распылителем обеспечивает необходимый расход воды в зависимости от октанового числа топлива и режимов эксплуатации.

На фиг. 1 изображен разрез карбюраторного двигателя воздушного охлаждения с боковым расположением клапанов с подключенным к магистрали впуска топливным карбюратором и устройством для подачи воды; на фиг. 2 схема устройства для подачи воды; на фиг. 3 клапан подачи воды с механическим приводом от дроссельной заслонки; на фиг. 4 клапан подачи воды мембранного типа, подсоединенный к полости за дросселем карбюратора.

Карбюраторный двигатель содержит цилиндр 1 с размещенным в нем поршнем 2, головку цилиндра 3, в которой размещена свеча зажигания 4, впускной канал 5, выпускной канал (не изображен), в впускной канал 5 установлен карбюратор 6, имеющий дроссельную заслонку 7 и смесительную камеру с диффузором 8. К карбюратору подключено устройство 9 для подачи воды в цилиндр 1 двигателя. Устройство 9 содержит диффузор 10 с размещенным в нем распылителем 11, к распылителю 11 подключена регулируемая дозирующая система 12. Устройство 9 имеет поплавковый клапан 13. В канале между поплавковым клапаном 13 и регулируемой дозирующей системой 12 размещается электромагнитный клапан 14, управляемый от датчика температуры в головке цилиндра или от датчика детонации, в простом случае может управляться от контакта, замыкающего цепь при определенном открытии дроссельной заслонки.

При отсутствии на двигателе электрического питания вместо электромагнитного клапана 14 может подключаться клапан 15 кинематический, связанный с дросселем карбюратора или клапан подачи воды мембранного типа 16, подсоединенный к полости за дросселем карбюратора (т.е. управляемый разрежением за дросселем карбюратора).

Карбюраторный двигатель работает следующим образом. На такте впуска при движении поршня 2 вниз воздух через устройство 9 подачи воды и карбюратор 6 засасывается в цилиндр 1 двигателя.

После пуска и прогрева двигателя до определенной температуры сигнал (импульс) от датчика температуры поступает в электромагнитный клапан, который открывает канал, и вода под действием разряжения в диффузоре устройства начинает поступать в цилиндр двигателя. При нагрузке на двигатель до прогрева его, при возникновении детонации датчик детонации включает электромагнитный клапан, который открывает канал для воды.

Включение клапана подачи воды может осуществляться от положения дроссельной заслонки карбюратора (например, больше 50% открытия дроссельной заслонки) от электрического контакта, механическим путем при кинематической связи клапана с дросселем карбюратора и от разряжения за дросселем карбюратора (мембранный клапан).

В зависимости от октанового числа топлива и теплового состояния двигателя количество подаваемой в цилиндр воды регулируется дозирующей системой 12 путем изменения положения винта, который изменяет проходное сечение клапана.

Наибольший эффект по повышению энергетических параметров и снижению расхода топлива достигается на карбюраторных двигателях воздушного охлаждения, работающих как по 4-, так и по 2-тактному циклу.

Так, проведенные испытания на двигателе с боковым расположением клапанов воздушного охлаждения модели УМЗ-5А, эксплуатируемого на бензине А-76, показали возможность использования керосина, имеющего низкое октановое число, без изменения степени сжатия. При этом в цилиндр двигателя подавалось около 80% воды (G_в/G_т 0,8, где G_в масса воды, G_т - масса топлива).

Энергетические параметры двигателя повысились 30% часовой расход керосина сохранился примерно на уровне бензина А-76.

Применение предлагаемого изобретения позволит существенно снизить эксплуатационный расход топлива двигателя.

Использование: в системах питания карбюраторных двигателей с устройствами для присадки воды в горючую смесь. Сущность изобретения: двигатель содержит цилиндр с поршнем, карбюратор, имеющий дроссельную заслонку и смесительную камеру с диффузором, устройство для присадки воды, установленное перед карбюратором, снабженное регулируемой дозирующей системой с клапаном и дополнительным диффузором с размещенным в нем распылителем воды. Предусмотрены варианты выполнения двигателя. 5 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр и головку цилиндра с размещенными в них соответственно поршнем и свечой зажигания, впускной и выпускной каналы, карбюратор, имеющий дроссельную заслонку и смесительную камеру с диффузором, устройство для присадки воды, установленное перед карбюратором и снабженное регулируемой дозирующей системой с клапаном, отличающийся тем, что устройство для присадки воды снабжено дополнительным диффузором с размещенным в нем распылителем воды. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что клапан установлен перед распылителем. 3. Двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что клапан выполнен электромагнитным и установлен с возможностью управления от сигнала положения дроссельной заслонки, или от сигнала датчика температуры головки двигателя, или от сигнала датчика детонации. 4. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что клапан кинематически связан с дроссельной заслонкой карбюратора. 5. Двигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что клапан выполнен мембранного типа и установлен с возможностью управления от разрежения за дроссельной заслонкой карбюратора. 6. Двигатель по пп.1 и 2, отличающийся том, что в устройстве для присадки воды перед клапаном по ходу потока воды установлен дополнительный поплавковый клапан.