СПОСОБ, УЛУЧШАЮЩИЙ ОДНОРОДНОСТЬ СОСТАВА ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ НА НАГРУЗОЧНЫХ РЕЖИМАХ Российский патент 2000 года по МПК F02M7/24 

1.2. Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к области механики: двигатели и насосы.

1.3. Уровень техники.

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является система холостого хода с экономайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ) карбюратора 2105-1107010 (фиг. 1), указанная в литературе [1], [2] и содержащая корпус карбюратора системы холостого хода, в котором размещено дроссельное пространство первичной смесительной камеры, в котором установлена дроссельная заслонка, связанная с педалью управления двигателем и взаимодействующая с микропереключателем, эмульсионный канал системы холостого хода через отверстия переходных режимов сообщается с наддроссельным пространством первичной смесительной камеры, а с каналом подвода воздуха через выходное отверстие системы холостого хода сообщается с задроссельным пространством первичной смесительной камеры, в полости управления диафрагмой расположена диафрагма, к которой жестко прикреплен запорный элемент, они имеют возможность перемещаться относительно корпуса карбюратора в направлении выходного отверстия системы холостого хода или в направлении регулировочного винта количества горючей смеси, микропереключатель одним контактом электрически соединен с плюсовой шиной питания автомобиля, другим контактом электрически соединен с электропневмоклапаном, блок управления электропневмокналпаном (далее блок управления), при частоте вращения коленчатого вала двигателя меньше или больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, формирует на своем выходе сигнал высокого или низкого уровня без задержки, вход блока управления электрически соединен с источником сигнала частоты вращения коленчатого вала двигателя, выход электрически соединен с электропневмоклапаном, электропневмоклапан при подаче на него сигнала высокого или низкого уровня имеет возможность осуществлять сообщение одного либо другого своего входа, со своим выходом, один вход пневмоканалом сообщается с впускным коллектором двигателя, другой вход сообщается с атмосферой, выход пневмоканалом сообщается с полостью управления диафрагмой, при этом нажимают на педаль управления двигателем, открывают дроссельную заслонку первичной смесительной камеры, по которой горючую смесь подают в впускной коллектор двигателя, замыкают контакты микропереключателя, через которые сигналом высокого уровня управляют электропневмоклапаном, при частоте вращения коленчатого вала двигателя больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, на выходе блока управления формируют сигнал низкого уровня без задержки, через электропневмоклапан давлением разрежения впускного коллектора двигателя воздействуют на диафрагму с запорным элементом и удерживают их у регулировочного винта количества горючей смеси, через выходное отверстие системы холостого хода в задроссельное пространство первичной смесительной камеры осуществляют подачу эмульсии, поступающей по эмульсионному каналу системы холостого хода, и воздуха, поступающего по каналу подвода воздуха, через отверстия переходных режимов осуществляют подачу эмульсии, поступающей по эмульсионному каналу системы холостого хода, в наддроссельное пространство первичной смесительной камеры карбюратора.

На нагрузочных режимах основной поток горючей смеси, поступающей через первичную смесительную камеру карбюратора в двигатель, прижимает поток горючей смеси, поступающей через выходное отверстие системы холостого хода в задроссельное пространство, к стенке первичной смесительной камеры. Эта часть горючей смеси стекает по стенке первичной смесительной камеры крупными каплями, что ухудшает однородность состава горючей смеси, поступающей в двигатель, в результате получается увеличенный расход топлива, увеличенное содержание CO в отработавших газах.

Существенные признаки ближайшего аналога, которые совпадают с существенными признаками заявляемого изобретения:
нажимают на педаль управления двигателем, открывают дроссельную заслонку первичной смесительной камеры, по которой горючую смесь подают в впускной коллектор двигателя, через отверстия переходных режимов осуществляют подачу эмульсии, поступающей по эмульсионному каналу системы холостого хода в наддроссельное пространство первичной смесительной камеры карбюратора.

1.4. Сущность изобретения.

Горючая смесь, поступающая в двигатель, в которой жидкое топливо находится в однородном парообразном состоянии, дает минимальный расход топлива и наименьшее содержание CO в отработанных газах.

На нагрузочных режимах, в первичной смесительной камере карбюратора, перпендикуляторно основному потоку горючей смеси, поступающему в двигатель, поступает поток горючей смеси через выходное отверстие системы холостого хода, в задроссельное пространство. Этот поток прижимается основным потоком горючей смеси к стенке первичной смесительной камеры, в результате эта часть горючей смеси стекает по стенке первичной смесительной камеры крупными каплями, что ухудшает однородность состава горючей смеси, поступающей в двигатель. При ликвидации потока горючей смеси, на нагрузочных режимах, поступающего через выходное отверстие системы холостого хода в задроссельное пространство первичной смесительной камеры карбюратора, с сохранением всех регулировок и жиклеров, устанавливаемых заводом-изготовителем в карбюраторе 2105-110701 (двигатель ВАЗ-21011), получим следующие технические результаты:
1) снижение расхода топлива при движении автомобиля со скоростью 90 км/ч примерно на 25%;
2) снижение содержания CO в отработавших газах при частоте вращения коленчатого вала двигателя 2000 об/мин примерно в два раза;
3) снижение расхода топлива при движении автомобиля в городском цикле примерно на 5%;
4) снижение содержания CO в отработавших газах при движении автомобиля в городском цикле примерно на 40-50%;
5) отпадает необходимость использовать микропереключатель.

Способ, улучшающий однородность состава горючей смеси карбюраторного двигателя на нагрузочных режимах, содержащий корпус карбюратора системы холостого хода, в котором размещено дроссельное пространство первичной смесительной камеры, в котором установлена дроссельная заслонка, связанная с педалью управления двигателем, эмульсионный канал системы холостого хода и канал подвода воздуха через отверстия переходных режимов сообщаются с наддроссельным пространством первичной смесительной камеры, в полости управления диафрагмой расположена диафрагма, к которой жестко прикреплен запорный элемент, они имеют возможность перемещаться относительно корпуса карбюратора в направлении выходного отверстия системы холостого хода или в направлении регулировочного винта количества горючей смеси, блок управления, при частоте вращения коленчатого вала двигателя меньше или больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, формирует на своем выходе сигнал высокого уровня без задержки, сигнал низкого уровня с задержкой, вход блока управления электрически соединен с источником сигнала частоты вращения коленчатого вала двигателя, выход электрически соединен с электропневмоклапаном, электропневмоклапан при подаче на него сигнала высокого или низкого уровня имеет возможность осуществлять сообщение одного либо другого своего входа со своим выходом, один вход пневмоканалом сообщается с впускным коллектором двигателя, другой вход сообщается с атмосферой, выход пневмоканалом сообщается с полостью управления диафрагмой, при этом нажимают на педаль управления двигателем, открывают дроссельную заслонку первичной смесительной камеры, по которой горючую смесь подают в впускной коллектор двигателя, при частоте вращения коленчатого вала двигателя больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, на выходе блока управления формируют сигнал низкого уровня с задержкой, который подают на электропневмоклапан, через который атмосферным давлением воздействует на диафрагму с запорным элементом, перемещая которые относительно корпуса карбюратора в направлении выходного отверстия системы холостого хода запорным элементом закрывают его, через отверстия переходных режимов осуществляют подачу эмульсии, поступающей по эмульсионному каналу системы холостого хода, и воздуха, поступающего по каналу подвода воздуха, в наддроссельное пространство первичной смесительной камеры карбюратора - эта совокупность существенных признаков обеспечивает получение технических результатов во всех случаях, которые здесь указаны.

Существенные признаки заявляемого изобретения, отличающиеся от существенных признаков ближайшего аналога: при частоте вращения коленчатого вала двигателя больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, на выходе блока управления формируют сигнал низкого уровня с задержкой, который подают на электропневмоклапан, через который атмосферным давлением воздействуют на диафрагму с запорным элементом, перемещая которые относительно корпуса карбюратора в направлении выходного отверстия системы холостого хода, запорным элементом закрывают его, через отверстия переходных режимов осуществляют подачу воздуха, поступающего по каналу подвода воздуха, в наддроссельное пространство первичной смесительной камеры карбюратора.

1.5. Перечень фигур чертежей и проверочных данных.

На фиг. 1 изображена работа системы холостого хода с ЭПХХ, ближайшего аналога, на нагрузочных режимах. На фиг. 2 изображена заявляемая работа системы холостого хода с ЭПХХ на нагрузочных режимах при частоте вращения коленчатого вала двигателя больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора.

На фиг. 3 представлены проверочные данные на содержание CO в отработавших газах автомобиля ВАЗ-21063 с карбюратором 2105-1107010 перед прохождением техосмотров, где:
1992-93 г. - данные проверки отработавших газов автомобиля на содержание CO без применения заявляемого изобретения.

1994-97 г. - данные проверки отработавших газов автомобиля на содержание CO с применением заявляемого изобретения.

1.6. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

На фиг. 2 представлена система холостого хода с ЭПХХ, реализующая способ улучшения однородности состава горючей смеси карбюраторного двигателя на нагрузочных режимах и содержащая корпус карбюратора системы холостого хода, в котором размещено дроссельное пространство первичной смесительной камеры, в котором установлена дроссельная заслонка, связанная с педалью управления двигателем, эмульсионный канал системы холостого хода и канал подвода воздуха через отверстия переходных режимов сообщаются с наддроссельным пространством первичной смесительной камеры, в полости управления диафрагмой расположена диафрагма, к которой жестко прикреплен запорный элемент, они имеют возможность перемещаться относительно корпуса карбюратора в направлении выходного отверстия системы холостого хода или в направлении регулировочного винта количества горючей смеси, блок управления, при частоте ращения коленчатого вала двигателя меньше или больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, формирует на своем выходе сигнал высокого уровня без задержки, сигнал низкого уровня с задержкой, входа блока управления электрически соединен с источником сигнала частоты вращения коленчатого вала двигателя, выход электрически соединен с электропневмоклапаном, электропневмоклапан при подаче на него сигнала высокого или низкого уровня имеет возможность осуществлять сообщение одного либо другого своего входа со своим выходом, один вход пневмоканалом сообщается с впускным коллектором двигателя, другой вход сообщается с атмосферой, выход пневмоканалом сообщается с полостью управления диафрагмой, при этом нажимают на педаль управления двигателем, открывают дроссельную заслонку первичной смесительной камеры, по которой горючую смесь подают в впускной коллектор двигателя, при частоте ращения коленчатого вала двигателя больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, на выходе блока управления формируют сигнал низкого уровня с задержкой, который подают на электропневмоклапан, через который атмосферным давлением воздействуют на диафрагму с запорным элементом, перемещая которые относительно корпуса карбюратора в направлении выходного отверстия системы холостого хода, запорным элементом закрывают его, через отверстия переходных режимов осуществляют подачу эмульсии, поступающей по эмульсионному каналу системы холостого хода, и воздуха, поступающего по каналу подвода воздуха в наддроссельное пространство первичной смесительной камеры карбюратора.

Рассмотрим работу заявляемого изобретения на различных режимах. Холостой ход: частота вращения коленчатого вала двигателя меньше значения, при котором блок управления на своем выходе формирует сигнал высокого уровня без задержки, при этом давление разрежения от впускного коллектора двигателя через электропневмоклапан поступает в полость управления диафрагмой с прикрепленным к ней запорным элементом, выходное отверстие системы холостого хода открыто, дроссельная заслонка первичной смесительной камеры карбюратора закрыта, воздух, поступающий по каналу подвода воздуха, смешиваясь с эмульсией, поступающей по эмульсионному каналу системы холостого хода, доводит состав горючей смеси, поступающей в двигатель через выходное отверстие системы холостого хода, до оптимального.

Нагрузочные режимы: частота вращения коленчатого вала двигателя зависит от положения дроссельной заслонки, при открывании дроссельной заслонки частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается, при этом, при каждом превышении частоты вращения коленчатого вала двигателя значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, например, во время разгона автомобиля при переключении передач, блок управления каждый раз на своем выходе будет формировать сигнал низкого уровня с задержкой (например на 6-8 с), который подается на электропневмоклапан, в результате атмосферное давление с задержкой поступит в полость управления диафрагмой, выходное отверстие системы холостого хода (с задержкой) закроется, эмульсия, поступающая по эмульсионному каналу системы холостого хода, смешиваясь с воздухом, поступающему по каналу подвода воздуха, поступит через отверстия переходных режимов в наддроссельное пространство первичной смесительной камеры карбюратора.

Таким образом, на нагрузочных режимах при частоте вращения коленчатого вала двигателя больше значения, при котором с некоторой задержкой закрывается выходное отверстие системы холостого хода, получим на входе в двигатель горючую смесь более однородного состава, которая сгорает более полно и дает меньшее содержание CO в отработавших газах, что подтверждается проверочными данными, представленными на фиг. 3. При этом сохраняются функции отверстий переходных режимов, разгон двигателя или повышение нагрузки протекают плавно без провалов. Торможение двигателем: отпустив педаль управления двигателем, дроссельная заслонка первичной смесительной камеры карбюратора закрывается, передача в коробке включена, сцепление замкнуто. Если в момент закрытия дроссельной заслонки частота вращения коленчатого вала двигателя была больше значения, при котором блок управления на своем выходе формирует сигнал низкого уровня с задержкой, то выходное отверстие системы холостого хода продолжает оставаться закрытым. В этом режиме двигатель тормозит весьма эффективно и не расходует топливо, если открыть дроссельную заслонку, то в двигатель начнет поступать основной поток горючей смеси и эмульсия через отверстия переходных режимов, при уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя до значения, при котором блок управления на своем выходе формирует сигнал высокого уровня без задержки, разрежение впускного коллектора через электропневмоклапан поступит в полость управления диафрагмой, откроется выходное отверстие системы холостого хода и заработает система холостого хода.

Таким образом, заявляемое изобретение улучшает однородность состава горючей смеси, поступающей в двигатель на нагрузочных режимах, сохраняет функции отверстий переходных режимов, разгон двигателя или повышение нагрузки протекают плавно, без провалов, экономится топливо, снижается содержание CO в отработавших газах, отпадает необходимость использовать микропереключатель.

Изобретение может быть использовано при эксплуатации карбюраторных двигателей. Блок управления при частоте вращения коленчатого вала двигателя больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, на своем выходе формирует сигнал низкого уровня с задержкой. При частоте вращения коленчатого вала двигателя больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, на выходе блока управления формируют сигнал низкого уровня с задержкой и подают его на электропневмоклапан, через который атмосферным давлением воздействуют на диафрагму с запорным элементом. Перемещая последние относительно корпуса карбюратора в направлении выходного отверстия системы холостого хода, запорным элементом закрывают его. Через отверстия переходных режимов осуществляют подачу воздуха, поступающего по каналу подвода воздуха, в наддроссельное пространство первичной смесительной камеры карбюратора. Технический результат заключается в улучшении однородности состава горючей смеси, экономии топлива. 3 ил.

Способ, улучшающий однородность состава горючей смеси карбюраторного двигателя на нагрузочных режимах, содержащий корпус карбюратора системы холостого хода, в котором размещено дроссельное пространство первичной смесительной камеры, в котором установлена дроссельная заслонка, связанная с педалью управления двигателем, эмульсионный канал системы холостого хода и канал подвода воздуха через отверстия переходных режимов сообщаются с наддроссельным пространством первичной смесительной камеры, в полости управления диафрагмой расположена диафрагма, к которой жестко прикреплен запорный элемент, они имеют возможность перемещаться относительно корпуса карбюратора в направлении выходного отверстия системы холостого хода или в направлении регулировочного винта количества горючей смеси, блок управления при частоте вращения коленчатого вала двигателя меньше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, формирует на своем выходе сигнал высокого уровня без задержки, вход блока управления электрически соединен с источником сигнала частоты вращения коленчатого вала двигателя, выход электрически соединен с электропневмоклапаном, электропневмоклапан, при подаче на него сигнала высокого или низкого уровня, имеет возможность осуществлять сообщение одного либо другого своего входа со своим выходом, один вход пневмоканалом сообщается с впускным коллектором двигателя, другой вход сообщается с атмосферой, выход пневмоканалом сообщается с полостью управления диафрагмой, при этом нажимают на педаль управления двигателем, открывают дроссельную заслонку первичной смесительной камеры, по которой горючую смесь подают в впускной коллектор двигателя, через отверстия переходных режимов осуществляют подачу эмульсии, поступающей по эмульсионному каналу системы холостого хода в наддроссельное пространство первичной смесительной камеры, отличающийся тем, что блок управления при частоте вращения коленчатого вала двигателя больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, на своем выходе формирует сигнал низкого уровня с задержкой, при этом при частоте вращения коленчатого вала двигателя больше значения, определяемого типом двигателя и карбюратора, на выходе блока управления формируют сигнал низкого уровня с задержкой, который подают на электропневмоклапан, через который атмосферным давлением воздействуют на диафрагму с запорным элементом, перемещая которые относительно корпуса карбюратора в направлении выходного отверстия системы холостого хода, запорным элементом закрывают его, через отверстия переходных режимов осуществляют подачу воздуха, поступающего по каналу подвода воздуха, в наддроссельное пространство первичной смесительной камеры карбюратора.