Способ гомогенизации горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК F02M29/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности ,к карбюраторам, в которых используется способ гомогенизации горючей смеси и устройство для осуществления этого способа.

Целью изобретения является повышение интенсивности процесса смесеобразования и степени гомогенности горючей смеси.IQ

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для гомогенизации, горючей смеси; на фиг. 2 - конструктивное выполнение трубки, вид А на фиг. 1.15

Устройство для Гомогенизации горючей смеси содержит карбюратор с корпусом 1, смесительную камеру 2 и впускной трубопровод 3 с размещенной в нем трубкой 4, навитой в форме КОНИ-IQ ческой спирали 5, усеченная вершина которой направлена по ходу движения г орючей смеси. Входной конец трубки 4 .снабжен впускным коллектором 6 и искровым электрическим разрядником, 25 содержащим кожух 7; выполненный в ви,-о да тела вращения с открытой полостью с рефлекторной поверхностью в форме параболоида вращения, в котором разжидкого теплоносителя с возможностью циркуляции./

Впускной конец трубки 4 подключен к системе охлаждения двигателя через впускной коллектор 6 с возможностью заполнения жидким теплоносителем полости коллектора и кожуха 7 разрядника.

Устройство содержит корпус 1 карбюратора со смесительной камерой 2. Трубка 4 диаметром 0,8 см выполнена из бронзы в форме конической спирали 5, шесть витков которой навиты с зa- зором друг к другу равным 0,5 см, а общая площадь зазора между витками в два раза превышает площадь поперечного сечения выходного отверстия смесительной камеры 2.

Спираль 5 размещена во всасьшаю- щем трубопроводе 3, усеченная вершина ее направлена по ходу движения горючей смеси, а оба конца трубки выведены из трубопровода 3 в одной плоскости широкого витка спирали, расположенного на входе в трубопровод 3, и подключены шлангами к системе охлаждения двигателя.

Входной конец трубки 4 снабжен

Изобретение относится к машиностроению, в частности к карбюраторам, позволяет интенсифировать процесс смесеобразования, повысить его качество и степень гомогенности горючей смеси. Горючую топливовоздушную смесь направляют на испарительные теплооб- менные поверхности(ИТП) трубки 4, навитой в форме конической спирали 5 и размещенной во впускном трубопроводе 3. Витки спирали навиты с зазором один к другому 0,3-0,8 диаметра трубки, наружная поверхность к-рой покрыта гигроскопическим материалом. В поО, токе жидкого теплоносителя с помощью электрического разрядника генерирует искровые эл. разряды с образованием ударных волн (УВ). Кожух 7 разрядника выполнен с рефлекторной поверхностью (РП), на к-рой УВ преобразуются в плоские и направляются в виде пучков на ИТП по ходу движения теплоносителя. РП вьшолнена открытой в форме параболоида вращения и в ее фокусе размещены с межэлектродным .зазором электроды 8, соединенные с источником 9 импульсного эл. питания с блоком коммутации системы зажига.ния двигателя. Кожух 7 сочленен и сообщен с впускным коллектором 6 открытым срезом РП соос- но с входным отверстием трубки 4. Испарение топлива осуществляют в режиме ударной вибрации как на ИТП, так и в объеме потока горючей смеси. Волноводом для УВ является трубка 4. Гигро-. скопическре покрытие способствует удержанию жидкой фракции топлива на поверхностях спирали и испарению его под действием тепла и ударной вибрации. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил. А | «ч

мещены два электрода 8 с межэлектрод- Q впускным коллектором 6 и искровым

.- 35

40

ным зазором в фокусе рефлекторной поверхности и электрически соединены с источником 9 импульсного электрического питания с блоком коммутации системы зажигания двигателя.

Кожух 7 разрядника соединен и сообщен с коллектором 6 открытым, срезом рефлекторной поверхности соосно с входным отверстием трубки 4.

Витки спирали 5 трубки 4 навиты с рабочим зазором друг к другу равным 0,3-0,8 диаметра трубки 4, а общая площадь зазоров между витками спирали в два-три раза превышает-.-площадь по - перечног.0 сечения выходного отверстия , смесительной камеры 2 и обеспечивает пропуск горючей смеси между витками спирали 5.

Трубка 4 вьшолнена из теплопроводного материала, например из бронзы диаметром 0,8-1,5 см, и покрыта снаружи гигроскопическим материалом толщиной О, 1-0,5 мм, например путем плазменного напыливания. Оба конца трубки 4 вьгоедены из всасьшающего трубопровода 3 в одной, плоскости большого витка -.i спирали 5 и подключены к системе охлаждения двигателя посредством шлангов (не показаны) с помощью трубки

45

55

электрическим разрядником, содержа кожух 7, вьтолненный из стали в в тела вращения с открытой полостью форме параболоида вращения, в кото размещены два стержневых электрода с электрической изоляцией, с межэл тродным зазором равным 0,5 см в фо се рефлекторной поверхности.

Коллектор 6 выполнен с цилиндри кой полостью диаметром 3 см, с впу ным патрубком по периметру полости соединен и сообщен соосно с входн концом трубки 4.

Подключение входного конца- труб 4 к системе охлаждения двигателя о ществлено через коллектор 6 с обес чением заполнения коллектора 6, по лости кожуха 7 разрядника и трубки жидким теплоносителем и циркуляции последнего через коллектор и трубк

Наружная поверхность трубки 4 п крыта снаружи гигроскопичным матер лом толщиной 0,2 мм, например путе плазменного наливания.

Электроды 8 подключают к источн ку 9 импульсного электрического пи ния в системе зажигания двигателя частотой подключений равной частот зажигания горючей смеси в цилиндре

35

40

,

45

55

электрическим разрядником, содержащим кожух 7, вьтолненный из стали в виде тела вращения с открытой полостью в форме параболоида вращения, в котором размещены два стержневых электрода 8 с электрической изоляцией, с межэлектродным зазором равным 0,5 см в фокусе рефлекторной поверхности.

Коллектор 6 выполнен с цилиндрической полостью диаметром 3 см, с впускным патрубком по периметру полости, соединен и сообщен соосно с входным концом трубки 4.

Подключение входного конца- трубки 4 к системе охлаждения двигателя осуществлено через коллектор 6 с обеспечением заполнения коллектора 6, полости кожуха 7 разрядника и трубки 4 жидким теплоносителем и циркуляции последнего через коллектор и трубку.

Наружная поверхность трубки 4 покрыта снаружи гигроскопичным материалом толщиной 0,2 мм, например путем плазменного наливания.

Электроды 8 подключают к источнику 9 импульсного электрического питания в системе зажигания двигателя с частотой подключений равной частоте зажигания горючей смеси в цилиндре

двигателя (например, 10-20 подключений в секунду).

За время каждого подключения электродов 8 к источнику 9 в межэлектродном зазоре происходит искровой электрический разряд в жидком теплоносителе, находящемся в полости кожуха 7 разрядника.

Искровой разряд мощностью с энергией равной .- tp воз бужда- ет в жидком теплоносителе гидродинамическую волну звукового диапазона частот, преимущественно 20 кГц, мощностью ,8Wp с энергией ,8Qp в волне, где 1р - сила разрядного тока в искре, tp - время искрового разряда, .Y - напряжение на клеммах, Qg энергия волны, Wp - мощность электрического разряда.

Гидродинамическая ударная волна разряда преобразуется на рефлекторно поверхности кожуха 7 разрядника и в виде пучка плоских волн направляется во входное отверстие трубки 4 в ст рону движения жидкого теплоноснтеля в трубке.

Ударная волна со скоростью ,5 распространяется по каналу трубки 4, многократно отражается от ее поверхности и уходит в теплообмен Hjno рубашку двигателя через выходное отверстие трубки. Трубка 4 с жидким теплоносителем является волноводом для ударных гидродинамических волн, в котором каждая волна передает част своей энергии стенке трубки, поэтому последняя совершает ударную вибрацию с частотами порядка 20 кГц и повторением 10-20 волн в секунду.

Под действием ударных .волн, передаваемых на теплообменные и испарительные п-оверхности спирали 5, значительно интенсифицируется процесс теплопередачи через стенки трубки 4 и косвенного испарения жидкой фракции топлива как на испарительных поверхностях спирали 5, так и в объеме потка горючей смеси, которая проходит между витками спирали, обтекает их .и направляется в цилиндры двигателя.

Гигроскопическое покрытие испарительных поверхностей спирали 5 способствует удержанию жидкой фракции топлива на поверхностях спирали и бурному испарению его под действием тепла и ударной вибрации.

Гидродинамические ударные волны, направленные попутно с движением лонщ

0

5

0

25

0

0

кого теплоносителя в трубке 4, значительно ускоряют циркуляцию теплоносителя через трубку, а выходя в тепло- обменную рубашку двигателя интенсифицируют отвод тепла от двигателя и препятствуют образованию накипи в системе охлаждения двигателя.

Гомогенизация горючей смеси осуществляется следующим образом..

Смесь топлива с воздухом из смесительной камеры 2 направляют во впускной трубопровод 3, через зазоры между витками спирали подают ее в цилиндры двигателя. Жидкий теплоноситель { системы охлаждения двигателя с температурой равной 70-90 С пропускают через впускной коллектор 6 и трубку 4, и через выпускной конец трубки 4 возвращают в теплообменную рубашку двигателя.

Электроды 8 подключают к вибрационной катушке системы зажигания двигателя, запитьгоаемой от электрогенератора с напряжением на клеммах равным ,210 В. Подключение электродов 8 осуществляют с частотой зажигания одного из цилиндров двигателя, например 20 подключений, в секунду.

При каждом подключении электродов И к источнику электрического питания (вибрационной катушке) 9 в межэлектродном зазоре происходит искровой электрический разряд мощностью Wp YIp I,2, Вт с энергией в разряде Дж, где А - сила разрядного тока в искре; .-10 c - продолжительность искрового разряда; - число разрядов в секунду.

35 Р

Каждый искровой электрический разряд возбуждает в жидком теплоносителе гидродинамическую ударную волну с g частотой преимущественно 20 кГц, мощностью ,8 ,8-10 Вт, с энергией в волне , Дж.

Ударная волна разряда преобразуется на рефлекторной поверхности кожуха 7 в плоскую волну в виде пучка плоских волн и направляется во входное отверстие трубки 4 в сторону движения жидкого теплоносителя в трубке. Ударная волна со скоростью 1,510 м/с распространяется по виткам спирали 5, многократно отражаясь от стенки трубки 4, и уходит через выходное отверстие трубки и соединительный шланг в теплообменную рубашку двигателя.

0

5

U04676

теплоносителем ля ударных гидКаждая волна пеханической энер

ударные волны, с движением жидтрубку 4, значиныто

щ ле -ря те

тельно ускоряют циркуляцию теплоноси- п движения теплоносителя.

теля в трубке 4, а выходя в теплооб- менную рубашку двигателя она интенсифицирует отвод тепла от двигателя и препятствует образованию накипи в теп- лообменной рубапже двигателя.

(5

Работу искрового разрядника обеспечивает вибрационная катушка с запитывающим электрогенератором мощностью

«IT j . I r С 1

-WpCp

W..Wpt. . Вт. r к

Предложенный способ и устройство обеспечивают повышение интенсивности и степени гомогенизации горючей смеси за счет воздействия на испарительные поверхности и весь поток горючей сме

си ударными волнами звукового диапазона частот, а также улучшения гидродинамических условий обтекания горючей смесью испарительных поверхностей.

Формула изобретения

30

35

40

с усеченной вершиной, направленной по ходу движения горючей смеси, концы которой выведены из впускного трубопровода и подключены к контуру охлаждения двигателя, карбюратор, размещен ный на впускном трубопроводе и снабженный смесительной камерой, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества смесеобразования и повышения степени гомогенности горю чей смеси, устройство дополнительно снабжено впускным коллектором, подклю ченным к одному из концов трубки, и электрическим разрядником, снабженным кожухом с размещенными в нем элек тродами, подсоединенными к источнику импульсного электрического питания и блоку коммутации, причем кожух раз рядника вьтолнен с рефлекторной поверхностью и сообщен с впускным коллектором с возможностью генерирования искровых разрядов в жидком теплоносителе и направления ударных волн разр дов во входное отверстие трубки, вит ки спирали которой навиты с зазором по отношению друг к другу от 0,3 до 0,8 диаметра трубки.

сеобразования и степени гомогенности горючей смеси, в потоке теплоносителя генерируют искровые электрические разряды с образованием ударных волн, последние преобразуют в плоские и 50 направляют их на теплообменные поверхности в виде пучков, причем горючую смесь топлива с воздухом направляют с возможностью контакта ее со всей

вращения, а электроды размещены с межэлектродным зазором в фокусе реф- лекторной поверхности и подсоединены к системе зажигания двигателя, причем кожух сочленен и сообщен с впускным коллектором открытым срезом рефлекторной поверхности соосно с входным отверстием трубки.

ных поверхностях, так и в объеме потока горючей смеси.,

п движения теплоносителя.

5

„0

5

0

5

0

с усеченной вершиной, направленной по ходу движения горючей смеси, концы которой выведены из впускного трубопровода и подключены к контуру охлаждения двигателя, карбюратор, размещенный на впускном трубопроводе и снабженный смесительной камерой, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества смесеобразования и повышения степени гомогенности горючей смеси, устройство дополнительно снабжено впускным коллектором, подключенным к одному из концов трубки, и электрическим разрядником, снабженным кожухом с размещенными в нем электродами, подсоединенными к источнику импульсного электрического питания и блоку коммутации, причем кожух разрядника вьтолнен с рефлекторной поверхностью и сообщен с впускным коллектором с возможностью генерирования искровых разрядов в жидком теплоносителе и направления ударных волн разрядов во входное отверстие трубки, витки спирали которой навиты с зазором по отношению друг к другу от 0,3 до 0,8 диаметра трубки.

вращения, а электроды размещены с межэлектродным зазором в фокусе реф- лекторной поверхности и подсоединены к системе зажигания двигателя, причем кожух сочленен и сообщен с впускным коллектором открытым срезом рефлекторной поверхности соосно с входным отверстием трубки.

ВиЗА

Фи&2