СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02B15/00 F02M17/08 F01L3/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к системе питания двигателя внутреннего сгорания и может широко применяться на всех двигателях внутреннего сгорания.

Известна система питания карбюраторного двигателя, содержащая топливный бак, топливопровод, фильтр-отстойник, топливный насос, карбюратор, впускную, выпускную системы, где карбюратор является органом смесеприготовления и дозирования [1]
Известная система питания карбюраторного двигателя имеет существенные недостатки, такие как: сложность конструкции, сложность в изготовлении и обслуживании, некачественное смесеприготовление и дозирование на всех режимах работы двигателя, и как следствие перерасход топлива, уменьшение срока службы двигателя, плохой экологический фактор.

Известна система питания двигателя внутреннего сгорания, работающего на жидком легком топливе с использованием для дозирования впрыскиваемого топлива электроники, где в каждый цилиндр или в пару цилиндров топливо впрыскивается форсункой, в поток засасываемого воздуха, при открытии всасывающего клапана [2]
Известная система питания двигателя внутреннего сгорания впрыскиванием имеет существенные недостатки, такие как: плохое качество смесеобразования, сложность конструкции, плохой экологический фактор.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является система питания двигателя, работающего на жидком легком топливе, содержащая топливную магистраль, орган топливоотдачи, расположенный в соединительном канале и выполненный в виде размещенных один в другом эжекторов, и камеру сгорания [3]
Указанная система питания двигателя характеризуется невысоким качеством смесеобразования и плохо контролируемым, неуправляемым дозированием топлива, имеет высокие эксплуатационные расходы топлива и плохой экологический фактор.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании системы питания двигателя внутреннего сгорания с высококачественным, управляемым, дозируемым смесеприготовлением, с одновременным упрощением конструкции и улучшением характеристик двигателя.

Поставленная задача решается тем, что система питания двигателя внутреннего сгорания снабжена смесеобразователем, выполненным непосредственно в цилиндре двигателя, на седле впускного клапана в виде кольцевой канавки с калиброванными отверстиями, которых не менее одного, выходящими на поверхность рабочей фаски седла, под прямым углом к этой фаске и по ее центру. При этом отверстия в седле калиброваны и их число выполнено с расчетом на дозирование топлива при полной нагрузке двигателя, калиброванные отверстия в седле клапана выполняются под прямым углом к этой фаске для того, чтобы при впрыске топлива струйка била под прямым углом в поверхность всасывающего клапана и разбивалась на мельчайшие капли, а всасываемый воздух тоже под прямым углом к струйке топлива уносил его на завихритель, калиброванные отверстия выполняются по центру фаски на седле клапана для того, чтобы повысить их износоустойчивость, а для того чтобы повысить пропускную способность калиброванного отверстия в седле клапана и не снизить его износоустойчивость, их выполняют несколько штук, но не менее одного, диаметром, например, три десятых миллиметра каждое отверстие. Дозатор топлива выполнен на топливной магистрали системы питания двигателя в виде последовательно подключенных приборов: электромагнитного клапана, который выполняет роль запорного устройства, включенного в электроцепь зажигания, и который открывается, закрывается при включении и выключении зажигания, и открывает или закрывает проход топлива на смесеобразователь, клапан холостого хода выполнен с регулируемым сечением, ввертыванием или вывертыванием винта, канала холостого хода, предназначенного для работы двигателя на холостых оборотах, и с рабочей диафрагмой, изготовленной из, например, маслобензостойкой резины и работающей как своеобразное запорнорегулирующее устройство, роль которого заключается в том, чтобы, плотно прилегая к плоскости клапана холостого хода, не пропускать топливо на смесеобразователь при работе двигателя на холостых оборотах, и в то же время, поднимаясь над плоскостью клапана холостого хода, пропускать топливо при соответствующем давлении этого топлива, на смесеобразователь при работе двигателя на режимах нагрузки. Редуктор-акселератор выполняет роль акселератора, с его помощью водитель управляет работой двигателя, при нажатии на педаль которого редуцируется топливо, например, с давлением от нуля и до двух килограммов, которое через клапан холостого хода поступает в цилиндр двигателя на смесеобразователь. Редуктор-акселератор выполнен однокамерным из сплава цветного металла (например, когда мы изготавливали опытный образец, мы использовали серийный ацетиленовый редуктор БАО-5-2, который прекрасно работал на бензине) с эксцентриковым включателем холостого хода двигателя, которым можно включить редуктор-акселератор для работы двигателя на холостых оборотах или отключить при длительных остановках двигателя. Шток редуктора-акселератора можно регулировать по длине, при необходимости в процессе эксплуатации. Топливный насос выполняется с редукционным клапаном и предназначен для поддержания рабочего давления топлива в системе питания двигателя, например, на уровне двух килограммов. Завихритель смеси выполнен в цилиндре двигателя в виде отбойной кольцевой канавки на головке блока, в виде направляющей отбойной кольцевой канавки на всасывающем клапане и в виде кольцевой канавки, выполненной на днище поршня, что в свою очередь так же улучшает смесеприготовление в цилиндре двигателя.

На фиг. 1 дана общая схема системы питания двигателя; на фиг. 2 дан схематический разрез смесеобразователя двигателя по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 дан схематический разрез клапана холостого хода по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 дан схематический разрез клапана холостого хода по Г-Г на фиг. 1; на фиг. 5 дан схематический разрез смесеобразователя по А-А на фиг. 2.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Система питания двигателя внутреннего сгорания содержит топливный бак 1 для запаса топлива, сидящие на магистральном топливопроводе топливный фильтр 2, топливный насос 3 для подачи топлива в магистральный трубопровод, редукционный клапан 4 для поддержания рабочего давления в системе питания, с перепускным каналом 5 топлива, редуктор-акселератор 6 для управления работой двигателя редуцированной подачи топлива с помощью педали 7 и с помощью эксцентрикового включателя 8 редуктора-акселератора, клапан холостого хода 9 для обеспечения работы двигателя на холостых оборотах снабжен каналом 10 входа топлива, регулирующим ввертыванием винта 11 сечение каналом холостого хода, каналом 12 выхода топлива, отверстием 13 входа топлива под диафрагму, отверстием 14 для выхода топлива из-под диафрагмы, диафрагму 15 клапана холостого хода для прохода топлива в режимах двигателя, кожух 16 диафрагмы для ограничения подъема диафрагмы, крепежные болты 17 клапана холостого хода, электромагнитный клапан 18, работающий как запорное устройство, коллектор топливоподачи 19 для распределения топлива по цилиндрам, двигатель 20 внутреннего сгорания, смесеобразователь 21 для смесеобразования непосредственно в цилиндре двигателя, головку блока 22, входной воздушный патрубок 23, канал подвода топлива 24 к смесеобразователю в головке блока, кольцевую топливную канавку 25 на седле 26, калиброванное отверстие 27, выходящее на поверхность фаски 28 седла под прямым углом к этой фаске и по ее центру, всасывающий клапан 29, смесеотбойную направляющую кольцевую канавку 30 на всасывающем клапане, завихряющую кольцевую канавку 31 на головке блока, поршень 32 двигателя, завихряющую кольцевую канавку 33 на днище поршня, направляющую втулку 34 клапана, штуцер 35 подвода топлива.

Система питания двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.

Для запуска двигателя, после длительной стоянки, поворачивают эксцентриковый включатель 8 редуктора-акселератора 6 вверх, приготовив этим редуктор-акселератор 6 к работе двигателя на холостых оборотах, затем включают замок зажигания, в результате замыкается цепь питания электромагнитного клапана 18 и откроется проход топливу к смесеобразователю и параллельно замкнется цепь стартера, который начнет проворачивать вал двигателя, а следовательно, приведет в работу и топливный насос 3. Топливо из бака 1 через фильтр 2 закачивается в топливную магистраль, а редукционный клапан 4 поддерживает постоянное рабочее давление, а лишнее перепускает на всасывающий клапан топливного насоса 3, через перепускной канал 5. Редуктор-акселератор 6 за счет того, что включен эксцентриковый включатель 8, будет редуцировать топливо, необходимое для работы двигателя на холостых оборотах, и в результате топливо поступит на клапан холостого хода 9, где пройдет через канал 10 входа топлива, и через регулируемый по сечению ввертыванием винта канал 11 и далее по каналу выхода топлива 12, через открытый электромагнитный клапан 18 поступит на коллектор топлива 19, откуда поступит по цилиндрам в смесеобразователи 21, через канал 24 в головке блока 22, и кольцевую канавку 25 седла 26, и через калиброванное отверстие 27, при такте всасывания, когда клапан 29 откроется, топливо тонкой струйкой под прямым углом к фаске 28 и по ее центру с большой скоростью будут истекать из калиброванного отверстия 27 во все время такта всасывания, и струйка топлива будет, ударяясь о тарелку всасывающего клапана 29, разбиваться на мелкие капельки, которые потоком всасываемого воздуха, движущегося с большой скоростью и под прямым углом к струйке впрыскиваемого топлива уносятся на смесеотбойную канавку 30 на всасывающем клапане 29, и, завихряясь, направляется на кольцевую канавку 31 на головке блока 22, с которой смесь топлива и воздуха направляется к центру цилиндра двигателя и на головку поршня, где происходит дальнейшее завихрение с помощью кольцевой канавки 33 на днище поршня 32. При этом важно отметить, что доза впрыскиваемого топлива калиброванными отверстиями 27 равномерно распределяется на весь такт всасывания, в результате смесь получается высокого качества. После окончания такта всасывания всасывающий клапан 29 закрывается, закрывает и калиброванные отверстия 27, и воздушный входной патрубок 23 и после такта сжатия происходит такт рабочего хода, и далее циклы повторяются, и двигатель работает на холостых оборотах.

Для перехода работы двигателя под нагрузкой водитель нажимает на педаль 7 редуктора-акселератора 6, который повышает давление редуцируемого топлива, вплоть до предельного, в зависимости от усилия нажатия на педаль 7, которое поступает на клапан холостого хода 9 и канал 10 входа топлива и через отверстие 13, своим давлением поднимая диафрагму 15, проходит в канал 12 через отверстие 14 и поступает в цилиндры двигателя 20 на смесеобразователи 21, и двигатель 20 работает под нагрузкой на средних и больших оборотах вышеописанным образом.

Для остановки двигателя 20 выключает зажигание, у электромагнитного клапана 18 разрывается цепь питания, и он перекрывает топливо, двигатель 20 останавливается. При длительных остановках двигателя 20 поворотом эксцентрикового включателя 8 отключают редуктор-акселератор 6 и двигатель 20 переходит в длительное хранение.

Предлагаемая система питания двигателя внутреннего сгорания может успешно работать на всех двигателях внутреннего сгорания.

Использование: системы питания двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: система питания двигателя внутреннего сгорания содержит топливную магистраль, впускную, выпускную системы и камеру сгорания. Смесеобразователь выполнен в седле впускного клапана двигателя в виде кольцевой канавки с калиброванными отверстиями, выходящими на поверхность рабочей фаски седла под прямым углом к этой фаске, и по ее центру. Завихритель выполнен в цилиндре двигателя в виде отбойной кольцевой канавки на головке блока, в виде направляющей отбойной кольцевой канавки на всасывающем клапане и в виде кольцевой канавки на днище поршня двигателя. Дозатор выполнен на топливной магистрали в виде последовательно подключенных приборов: электромагнитного клапана, работающего как запорное устройство, клапана холостого хода, выполненного с регулируемым ввертыванием винта каналом холостого хода и с рабочей диафрагмой, редуктора-акселератора с эксцентриковым включателем работы редуктора-акселератора на холостых оборотах двигателя и топливного насоса с редукционным клапаном для поддержания рабочего давления в системе питания двигателя. 5 ил.

Система питания двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливную магистраль, орган топливоподачи, камеру сгорания, отличающаяся тем, что смесеобразователь выполнен в седле впускного клапана двигателя в виде кольцевой канавки с колиброванными отверстиями, которых не менее одного, выходящими на поверхность рабочей фаски седла, под прямым углом к этой фаске и по ее центру, завихритель смеси выполнен в цилиндре двигателя в виде отбойной кольцевой канавки на головке блока, в виде направляющей отбойной кольцевой канавки на всасывающем клапане и в виде кольцевой канавки на днище поршня, дозатор топлива выполнен на топливной магистрали в виде последовательно подключенных приборов электромагнитного клапана, клапана холостого хода, выполненного с регулируемым винтом каналом холостого хода и с рабочей диафрагмой, редуктора-акселератора с эксцентриковым включателем холостого хода двигателя, топливного насоса, выполненного с редукционным клапаном.