ГОМОГЕНИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРБЮРАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Российский патент 2000 года по МПК F02M29/06 

Настоящее изобретение относится к приспособлениям для перемешивания горючей смеси в двигателях внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием и может быть использовано в различных двигателях внутреннего сгорания карбюраторного типа для улучшения их режима работы.

Известно гомогенизирующее приспособление (см. патент СССР N 1471703, МКИ F 02 M 7/02). Оно содержит поплавковую камеру с горючим, золотник и дозирующую иглу. Это приспособление устанавливается на корпус карбюратора, в котором к тому же должны быть выполнены два воздухонаправляющих канала.

Это приспособление сложно по конструкции, а его установка требует переделки карбюратора. К тому же оно не обеспечивает высокой степени перемешивания горючего с воздухом, т.к. весь процесс перемешивания заключается в дополнительном распылении с помощью иглы поступающей в карбюратор бензиновоздушной смеси с воздухом.

Известно гомогенизирующее устройство, описанное в патенте РФ N 2050460, МКИ 6 F 02 M 29/00. Гомогенизирующее устройство представляет собой пластину, в которой выполнено цилиндрическое отверстие с диаметром большим, чем диаметр смесительной камеры карбюратора, а внутренняя поверхность этого отверстия выполнена зубчатой. Внутри отверстия на оси, совпадающей с осью отверстия, установлена крыльчатка, выполненная с возможностью вращения вокруг этой оси. Крыльчатка имеет лопасти, концы которых отогнуты.

Это устройство довольно сложно по конструкции, т. к. имеет движущиеся части и зубчатую поверхность. Наличие же крыльчатки отбрасывает проходящую через устройство бензиновоздушную смесь к краям отверстия, а средняя часть отверстия перекрывается самой крыльчаткой. В результате этого существенно снижается скорость протекания через устройство бензиновоздушной смеси, что нарушает режим работы двигателя. К тому же при работе крыльчатки капельки горючего будут отбрасываться на стенки отверстия и оседать на этих стенках, что приведет к обеднению бензиновоздушной смеси.

Ближайшим из известных является гомогенизирующее устройство "Экономайзер электроакустический", описанный в проспекте фирмы "РОББИ". Это устройство содержит цилиндрическое кольцо, диаметр которого равен диаметру выходного отверстия первичной смесительной камеры карбюраторного двигателя. Кольцо выполнено из металла и связано с источником вибраций, придающих этому кольцу радиально-изгибающие колебания с частотой ультразвука. Источник вибрации является электромеханическим устройством и подключен к бортовой сети автомобиля.

Данное устройство является довольно сложным по конструкции, т. к. имеет источник вибрации, связанный с кольцом. К тому же оно не обеспечивает перемешивания бензиновоздушной смеси, а производит дробление капель горючего, находящихся в этой смеси, что явно недостаточно для повышения эффективности работы двигателя. К тому же, наличие электрических цепей в зоне концентрации паров бензина является источником повышенной опасности.

Задачей настоящего изобретения является создание в карбюраторе двигателя внутреннего сгорания наиболее полного перемешивания бензиновоздушной смеси при одновременном получении компактного потока этой смеси, поступающего в камеру сгорания после перемешивания.

Предлагаемое гомогенизирующее устройство для карбюраторных двигателей, как и известное, содержит имеющее тонкие стенки цилиндрическое металлическое кольцо, диаметр которого равен диаметру выходного отверстия первичной смесительной камеры карбюраторного двигателя.

В отличие от известного, в заявляемом гомогенизирующем устройстве для карбюраторных двигателей по обоим краям цилиндрического металлического кольца установлены одинаковые металлические лопатки, жестко прикрепленные одним своим краем к краю цилиндрического металлического кольца, и каждая из этих лопаток направлена по радиусу цилиндрического металлического кольца к его центру; при этом высота цилиндрического металлического кольца равна 7-15 мм, длина лопаток равна (0,5- 0,75)•R_гу, где R_гу - радиус цилиндрического металлического кольца, а расстояние между лопатками, расположенными по одному и тому же краю цилиндрического металлического кольца, равно 4-5 мм; кроме того, каждая лопатка повернута вокруг своей продольной оси на угол (45-60) град. , причем все лопатки повернуты в одну и ту же сторону; лопатки же, закрепленные по одному из краев цилиндрического металлического кольца, расположены относительно лопаток, закрепленных по другому краю этого же кольца, таким образом, чтобы средняя линия этих лопаток находилась на той образующей цилиндрического металлического кольца, которая проходит через середину промежутка между лопатками, закрепленных по другому краю указанного цилиндрического металлического кольца; кроме того, по одному из краев цилиндрического металлического кольца со стороны его внешней поверхности выполнены выступающие закрайки или буртик.

Цилиндрическое металлическое кольцо может быть разрезанным вдоль образующей, при этом часть его боковой стороны может быть убрана. Это дает определенные удобства при установке гомогенизирующего устройства для карбюраторных двигателей через штатную прокладку впускного коллектора двигателя.

Заявляемая конструкция в результате взаимодействия проходящей через нее бензиновоздушной смеси создает вихревое движение потока этой смеси. В результате этого происходит интенсивное перемешивание бензиновоздушной смеси с воздухом, а сам поток приобретает при этом форму вихря и становится устойчивым в поперечном сечении. Таким образом, в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания доставляется хорошо перемешанная не распыленная по стенкам и по пристеночному пространству бензиновоздушная смесь.

На фиг. 1 показан общий вид гомогенизирующего устройства для карбюраторных двигателей с разрезом по А-А.

На фиг. 2 показан фрагмент гомогенизирующего устройства для карбюраторных двигателей, вид изнутри с фронта.

На фиг. 3 показано расположение гомогенизирующего устройства для карбюраторных двигателей во впускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания.

Гомогенизирующее устройство для карбюраторных двигателей (фиг. 1) представляет собой полое цилиндрическое металлическое кольцо 1 с тонкими стенками и с торцевыми краями, расположенными в плоскостях, ортогональных оси этого цилиндрического металлического кольца. Его высота 7-15 мм. По обеим торцевым краям этого цилиндрического металлического кольца 1 установлены лопатки 2 и 3. Лопатки 2 и 3 жестко прикреплены одним своим краем к торцевому краю цилиндрического металлического кольца 1, а их направление совпадает с радиусом торцевого края цилиндрического металлического кольца. Все лопатки имеют одинаковую ширину, равную 4,5-5,0 мм. Длина этих лопаток 2 и 3 определяется из соотношения L=(0,5-0,75)•R_гу, где L - длина лопатки 2 или 3, a R_гу - радиус гомогенизирующего устройства. Все лопатки 2 и 3 повернуты в одну и ту же сторону вокруг своей продольной оси на угол (45-60) град. Лопатки 2, прикрепленные к верхнему краю цилиндрического металлического кольца 1, смещены относительно лопаток 3, прикрепленных к нижнему краю цилиндрического металлического кольца 1, таким образом, чтобы продольная ось лопаток 2 совпадала с серединой промежутка между лопатками 3.

Вдоль одного из торцевых краев цилиндрического металлического кольца 1, в данном примере - по верхнему краю, выполнен тонкостенный буртик 4, который может быть сплошным, как в данном примере, или в виде ушек.

Гомогенизирующее устройство для карбюраторных двигателей (ГУ) устанавливается на впускной коллектор 5 двигателя внутреннего сгорания 6 так, чтобы его буртик 4 ложился на край коллектора 5 (см. фиг. 3). При этом гомогенизирующее устройство (ГУ) для карбюраторных двигателей желательно устанавливать на прокладку.

Гомогенизирующее устройство для карбюраторных двигателей работает следующим образом.

Рабочая крупнодисперсная горючая смесь, создаваемая в карбюраторе двигателя 6, засасывается внутрь впускного коллектора двигателя 6 и при этом проходит через гомогенизирующее устройство для карбюраторных двигателей (ГУ). При этом горючая смесь попадает на первый ряд лопаток 2. Этот ряд лопаток 2 взаимодействует, во-первых, с каплями горючего и увеличивает, таким образом, их поверхность испарения. Во-вторых, лопатки в ряду 2, в силу того, что они повернуты вокруг своей продольной оси, придают вращательное движение проходящему через них потоку бензиновоздушной смеси.

Все вышеуказанные эффекты при прохождении через другой ряд лопаток 3 еще больше усиливаются, чему сильно способствует смещение расположения лопаток ряда 2 относительно лопаток ряда 3.

Таким образом, из гомогенизирующего устройства для карбюраторных двигателей поток бензиновоздушной смеси выходит сильно перемешанным и, практически, с полностью испарившимися каплями бензина. Кроме того, поскольку потоку было придано вращательное движение, то он приобретает свойства вихря и стремится сохранить свои поперечные размеры в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания и после выхода из гомогенизирующего устройства для карбюраторных двигателей, продолжая интенсивно перемешиваться. Тем самым создаются условия для быстрого, полного и равномерного горения бензиновоздушной смеси в цилиндре двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение предназначено для перемешивания бензиновоздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания карбюраторного типа. Технический результат заключается в улучшении режима работы двигателя. Гомогенизирующее устройство выполнено в виде тонкостенного цилиндрического металлического кольца, диаметр которого равен диаметру входного отверстия первичной смесительной камеры карбюраторного двигателя. По обоим краям этого цилиндрического металлического кольца установлены одинаковые металлические лопатки, жестко прикрепленные одним своим краем к краю цилиндрического металлического кольца, и каждая из этих лопаток направлена по радиусу цилиндрического металлического кольца к его центру. При этом все лопатки повернуты в одну и ту же сторону. Лопатки же, закрепленные по одному из краев цилиндрического металлического кольца, расположены относительно лопаток, закрепленных по другому краю этого же кольца, таким образом, чтобы средняя линия этих лопаток находилась на той образующей цилиндрического металлического кольца, которая проходит через середину промежутка между лопатками, закрепленных по другому краю указанного кольца. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гомогенизирующее устройство для карбюраторных двигателей, содержащее тонкостенное цилиндрическое металлическое кольцо, диаметр которого равен диаметру первичной смесительной камеры карбюраторного двигателя, отличающееся тем, что в нем по обоим краям цилиндрического металлического кольца установлены одинаковые металлические лопатки, жестко прикрепленные одним своим краем к краю цилиндрического металлического кольца, и каждая из этих лопаток направлена по радиусу цилиндрического металлического кольца к его центру, при этом высота цилиндрического металлического кольца равна 7 - 15 мм, длина лопаток равна (0,5 - 0,75) • R_гy, где R_гy - радиус цилиндрического металлического кольца, а расстояние между лопатками, расположенными по одному и тому же краю цилиндрического металлического кольца, равно 4 - 5 мм, кроме того, каждая лопатка повернута вокруг своей продольной оси на угол 45 - 60^o, причем все лопатки повернуты в одну и ту же сторону, лопатки же, закрепленные по одному из краев цилиндрического металлического кольца, расположены относительно лопаток, закрепленных по другому краю этого же кольца, таким образом, чтобы средняя линия этих лопаток находилась на той образующей цилиндрического металлического кольца, которая проходит через середину промежутка между лопатками, закрепленными по другому краю указанного цилиндрического металлического кольца, кроме того, по одному из краев цилиндрического металлического кольца со стороны его внешней поверхности выполнены выступающие закрайки или буртик. 2. Гомогенизирующее устройство для карбюраторных двигателей по п.1, отличающееся тем, что цилиндрическое металлическое кольцо разрезано вдоль образующей. 3. Гомогенизирующее устройство для карбюраторных двигателей по п.2, отличающееся тем, что часть боковой стороны цилиндрического металлического кольца, расположенная вдоль разреза, убрана.