КОЛЛЕКТОР ВПУСКНОЙ Российский патент 2004 года по МПК F02M35/10 F02M29/14 

Изобретение относится к области двигателестроения, а конкретно к впускному коллектору в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием.

Известно, что процесс образования смеси в двигателях с внешним смесеобразованием начинается в карбюраторе и заканчивается в цилиндрах двигателя. Впускной коллектор является промежуточным устройством и выполняет функции испарения и распределения рабочей смеси по цилиндрам. Вследствие конструктивных особенностей распределительные и испарительные функции коллектора не отвечают требованиям равномерного распределения по качеству и составу топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя (Луканин В.Н. и др. Двигатели внутреннего сгорания. Теория рабочих процессов. Учебник под ред. В.Н.Луканина. - М.: Высшая школа, 1995, с.84, 118-124. Андреев В.Н. и др. Распределение смеси в карбюраторном двигателе. - М.: Машиностроение, 1966).

Основной задачей является максимальное дробление жидкой фракции топлива, интенсивное перемешивание с воздухом и повышение эффективности испарения пленки со стенок коллектора.

Известна конструкция коллектора, котором впускной канал пересекается с ветвями, переходящими в патрубки. Место пересечения представляет собой внутреннюю полость прямоугольной формы, плавно переходящую в ветви коллектора (RU №1796043 A3, МКИ F 02 М 35/10, 1993).

Недостатком конструкции впускного коллектора является прямоугольная часть полости и ее наклонные стенки. Топливо, оседая на стенках канала, стекает на дно полости, что способствует образованию топливной пленки. Масса жидкого топлива в процессе движения испаряется медленно.

Известна конструкция впускного коллектора, содержащая впускной канал, разделительные ветви и патрубки. В конце разделительной ветви на ее внутренней поверхности выполнены заостренные выступы, расположенные равномерно по окружности канала. Пристеночная топливная пленка рассекается под действием потока воздуха и капли топлива распыливаются в поток смеси (JP №63306268, МКИ F 02 М 35/10, F 02 М 29/00, 1988).

К недостаткам конструкции можно отнести возможность срыва топливной пленки в промежутки между выступами. Место пересечения впускного канала с ветвями коллектора представляет условную полость, при этом недостаточно используется кинетическая энергия потока для дробления жидкой фракции топлива.

Известна конструкция для разрушения топливной пленки, которая может быть расположена во впуском трубопроводе (RU №12191 U1, МКИ F 02 М 35/10, 1999).

Недостатком конструкции является то, что она расположена в конце разделительных ветвей трубопровода. В связи с тем, что большая часть жидкого топлива испаряется с поверхности трубопровода, разрушение топливной пленки необходимо производить во впускном канале и далее по ходу потока.

Наиболее близким к решению поставленной задачи является устройство, содержащее впускной канал, центральную камеру, от которой отходят два патрубка. В патрубках расположены диффузоры, выполненные в виде сопла Вентури, которые предназначены для улучшения перемешивания смеси и испарения находящихся в ней капель жидкого топлива (RU 98112082 А1, МКИ F 02 М 35/10).

Применение сопла Вентури в коллекторе технически сложно, а нормальные сопла дают относительно большое падение давления, что сказывается на процессе карбюрации топлива.

Предлагаемое изобретение направлено на улучшение процесса образования топливовоздушной смеси и равномерного ее распределения по цилиндрам двигателя за счет дробления капель и топливной пленки.

Это достигается тем, что впускной коллектор в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием содержит впускной канал, центральную камеру, патрубки, в нем внутренняя полость выполнена в виде сферической камеры бочкообразной формы и содержит по переферии остроконечные выступы. Впускной канал на границе раздела поверхностей канала и камеры имеет аналогичные выступы. В конце патрубков имеются остроконечные выступы.

Пленка, не испарившаяся на стенках канала, попадает на выступы и в виде капель направляется в камеру.

Сферическая часть камеры не имеет зоны разделения по ветвям и это позволяет использовать кинетическую энергию потока для активного перемешивания смеси и испарения топлива. На выходе из камеры расположены выступы, направленные по ходу потока смеси для дробления пленки и турбулизации потока смеси.

Выступы, расположенные в конце патрубков, разрушают находящуюся на стенках пленку. С потоком смеси капли топлива попадают на нагретые поверхности впускных клапанов и интенсивно испаряются.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где схематично изображен впускной коллектор, на котором совмещен вид с разрезом, а также показан разрез камеры. Позиции на чертеже обозначают: впускной канал 1, выступы остроконечные 2, камера сферическая 3, патрубки 4, 5.

Устройство работает следующим образом. Под действием разрежения, создаваемого на такте впуска, рабочая смесь со скоростью входит во впускной канал 1 коллектора. Топливная смесь в потоке состоит из испаренного топлива и капель различного диаметра, которые, оседая на стенках впускного канала 1, образуют топливную пленку. В процессе движения топливовоздушной смеси и топливной пленки происходит испарение жидкой фракции топлива, которое зависит от режима работы двигателя. По ходу движения топливная пленка измельчается на остроконечных выступах 2, расположенных во впускном канале 1, и в виде капель направляется в поток смеси.

В камере 3 происходит разделение потока топливовоздушной смеси. Испаренное топливо направляется в каналы патрубков 4, 5. Часть потока с каплями, обладая большей инерцией чем испаренное топливо, встречается с поверхностью камеры 3 и дополнительно измельчается. При этом мелкие капли уносятся потоком смеси, а остальные образуют топливную пленку на стенках камеры 3. Под действием потока топливная пленка смещается к периферии камеры 3, дробится о выступы 2 и капли направляются в поток смеси, осевшие испаряются с поверхности стенок патрубков 4, 5.

Неиспарившаяся пленка при движении по патрубкам 4, 5 разрушается остроконечными выступами 2 и с потоком смеси капли топлива попадают на нагретые поверхности впускных клапанов, где интенсивно испаряются.

Неоднократное дробление жидкой фракции топлива улучшает процесс смесеобразования, повышает гомогенность топливовоздушной смеси и равномерность ее распределения по цилиндрам.

Изобретение относится к двигателестроению, а конкретно к конструкциям впускных коллекторов двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Коллектор впускной в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием содержит впускной канал, центральную камеру, патрубки, при этом внутренняя полость выполнена в виде сферической камеры бочкообразной формы и содержит по периферии остроконечные выступы. Впускной канал на границе раздела поверхностей канала и камеры имеет аналогичные выступы. В конце патрубков имеются остроконечные выступы. Изобретение обеспечивает повышение качества образования топливовоздушной смеси и равномерного ее распределения по цилиндрам двигателя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Коллектор впускной в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием, содержащий впускной канал, центральную камеру, патрубки, отличающийся тем, что внутренняя полость выполнена в виде сферической камеры бочкообразной формы и содержит по периферии остроконечные выступы.2. Коллектор впускной по п.1, отличающийся тем, что впускной канал на границе раздела поверхностей канала и камеры имеет аналогичные выступы.3. Коллектор впускной по п.1, отличающийся тем, что в конце патрубков имеются остроконечные выступы.