Карбюратор Советский патент 1990 года по МПК F02M1/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам пита- ния двигателей внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием.

Цель изобретения - улучшение распыла топлива на режиме холостого хода при одновременном упрощении конструкции.

На фиг.1 изображена схема карбюратора; на фиг, 2 - перемычка поворотного золотника, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг.4 сечение А-А на фиг.2; на фиг. 5 - сечение перемычки при ее симметричном расположении; на фиг, 6 - расположение распылителей и перемычки на режиме малых оборотов холостого хода; на фиг. 7 - расположение распылителей и перемычки при полном открытии золотника; на фиг0 8 - расположение распылителей и перемычки на режиме принудительного холостого хода при отпущенном приводе газа; на фиг.9 - перемычка; на фиг. 10 - узел дросселирования; на фиг. И - узел дросселирования с регулируемым по положению дроссельным распылителем; на фиг, 12 - вариант выполнения распылителей с регулируемыми сечениями; на фиг, 13 - карбюратор с двухпозицион- ным упором малых оборотов холостого

хода.

Карбюратор (фиг.1) включает в сво состав корпус 1, в котором выполнен основной проточный канал 2 с установленной на нем на поворотной оси дрос

5

сельной заслонкой 3. В диффузор над- дроссельного пространства основного проточного канала 2 выходит распылитель 4 главной дозирующей системы обычного типа, включающей в свой состав главные топливный 5 и воздушный 6 жиклеры К основному проточному каналу 2 подключен обводной канал автономной системы холостого хода,состоящий из входного (додроссельного) участка 7 и выходного (задроссельного) участка 8, которые разделены между собой управляемым средством для дросселирования потока в виде поворотного золотника 9 с перемычкой 10,образованной лысками на теле золотника. Поворотный золотник 9 размещен на прямолинейном участке обводного канала в отверстии, диаметр которого превышает диаметр обводного канала,причем это отверстие выполнено под углом к отверстию последнего (угол между осями отверстий составляет 90 ). Перемычка 10 размещена в зоне пересечения отверстия обводного канала с отверстием под золотник 9, а ширина ее в направлении оск золотника 9 равна или несколько больше диаметра обводного канала. К зоне пересечения выведены распылители 11 и 12 автономной системы холостого хода, причем они подключены к противоположным стенкам обводного канала. Распылитель 11 размещен по потоку воздуха (в прикрытом состоянии золотника 9) над перемычкой 10, т.е. в наддроссельном

пространстве, а распылитель 12 - под ней, т.е. в задроссельном пространстве. Распылители 1 и 12 эмульсионными каналами 13 и 14 подключены к раздельным дозирующим системам 15 и

16холостого хода любой из известных конструкций (например,включающими в свой состав топливный и воздушный жиклеры и эмульсионную трубку)„ Топливные жиклеры дозирующих систем

15 и 16 сообщены топливным каналом

17с пространством за главным топливным жиклером 5 либо могут быть сообщены непосредственно с поплавковой камерой 18, Перемычка 10, непосредственно выполняющая функцию средства для управляемого дросселирования потока в обводном канале,образована по крайней мере двумя поверхностями (в наиболее простом конструктивном варианте - плоскими лысками) и запорными поясками 19 и 20 на цилиндрической поверхности поворотного золотника 9 (фиг.2 - 4). Взаимное расположение перемычки 10, ее центральное (фиг,5) или смещенное эксцентричное (фиг.4) размещение в обводном канале 9 относительно распылителей 11 и 12, а также гаирина запорных поясков 19 и 20 выбраны таким образом, что при прикрытых положениях поворотного золотника 9 (например, на режиме малой частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу) входной 7 и выходной 8 участки обводного канала сообщены между собой открытым сечением 21 (фиг,6)

для прохода смеси со стороны додрос- сельного распылителя 11, а задрос- сельный распылитель 12 находится в тени перемычки 10, т.е. непосредственно у него поток воздуха при прикрытых положениях золотника 9 от0

0

лотника 9 и открытие полного сечения обводного канала, а лишь затем движение рычага 24 и поворот основной дроссельной заслонки 3. Для настройки и фиксации малой частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу привод золотника 9 снабжается упором 25 малых оборотов холостого хода с регулировочным винтом 26 количества смеси (фиг,13).

Для регулировки состава смеси на малых и повышенных оборотах холостого хода додроссельный распылитель 11 5 и задроссельный распылитель 12 могут быть также снабжены винтами 27 и 28 качества смеси (фиг.12), изменяющими площадь распыливающих отверстий, а следовательно, разрежения в эмульсионных каналах 13 и 14. Для регулировки состава смеси на малых оборотах холостого хода и компенсации погрешностей изготовления дроссельный распылитель 11 может быть выпол5 нен в виде регулировочного винта 29 со стопорной пружиной 30 (фиг,11),установленного с возможностью перемещения его распыливающего отверстия относительно перемычки 10 (т.е. относительно дросселирующего сечения 21)„ Для реализации возможности отключения подачи топлива на режимах принудительного холостого хода при отпущенной педали газа может быть использован карбюратор с двухпозицион- ным упором малых оборотов холостого хода (фиг„13). Тогда привод 22 в виде рычага, свободно сидящего на оси золотника 9 и снабженного возвратной

Q пружиной 31, контактирует своим выступом 32 при повороте с выступом рычага. 23 золотника 9, на котором установлен винт 26 регулировки величины малых оборотов холостого хода. Винт

0

5

Изобретение позволяет улучшить распыл топлива на режиме холостого хода (ХХ) и упростить конструкцию карбюратора. В корпусе 1 карбюратора выполнен основной проточный канал 2 с дроссельной заслонкой 3. К каналу 2 подключен обводной канал системы ХХ, состоящий из двух участков 7 и 8, которые разделены поворотным золотником 9 с перемычкой 10, образованной лысками на теле золотника. Последний размещен на прямолинейном участке обводного канала в отверстии, диаметр которого превышает диаметр обвоодного канала, причем это отверстие выполнено под углом к отверстию последнего. Перемычка 10 размещена в зоне пересечения отверстия обводного канала с отверстием под золотник 9, а ширина ее в направлении от золотника 9 равна или несколько больше диаметра обводного канала. К зоне пересечения выведены распылители 11 и 12 автономной системы ХХ, причем они подключены к противоположным стенкам обводного канала. Распылитель 11 размещен по потоку воздуха над перемычкой 10, а распылитель 12 - под ней. Распылители 11 и 12 каналами 13 и 14 подключены к раздельным дозирующим системам 15 и 16 ХХ. Перемычка 10 выполняет функцию средства для управляемого дросселирования потока в обводном канале. Взаимное положение перемычки 10 в обводном канале относительно распылителей 11 и 12, а также ширина запорных поясков выбраны таким образом, что при прикрытых положениях поворотного золотника 9 на режиме малой частоты вращения коленчатого вала двигателя на ХХ входной 7 и выходной участки 8 обводного канала сообщена между собой открытым сечением для прохода смеси со стороны распылителя 11. 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

сутствует. Ширина лысок по оси золот- 26 опирается на шток пневмопривода ника 9 выбирается равной или несколь- 33 (выполняющий функцию упора 25 мако большей, чем диаметр прямолинейного участка обводного канала.

Кинематика взаимосвязи дроеселилых оборотов холостого хода). Надди- афрагменная полость пневмопривода 33 отверстием 34 сообщена с атмосферуюпщх органов карбюратора (поворот- JQ рой, а поддиафрагменная штуцером 35

ного золотника 9 и дроссельной заслонки 3) с приводом газа 22 (фиг.1) выполняется аналогично известному карбюратору. Рычаг 23 привода золотника 9 и рычаг 24 привода дроссельной заслонки 3 соединяются по отношению к приводу педали газа последовательно, т.е. при нажатии на педаль газа вначале происходит поворот зосоединена с системой управления,полностью аналогичной известным системам управления клапаном экономайзера принудительного холостого хода гс (например, для карбюратора ДААЗ-2105 автомобиля ВАЗ-2105). Диафрагма пнев мопривода снабжена пружиной 36. Рыча 23 привода золотника 9, жестко с ним связанный, снабжен возвратной пружилых оборотов холостого хода). Надди- афрагменная полость пневмопривода 33 отверстием 34 сообщена с атмосфесоединена с системой управления,полностью аналогичной известным системам управления клапаном экономайзера принудительного холостого хода (например, для карбюратора ДААЗ-2105 автомобиля ВАЗ-2105). Диафрагма пневмопривода снабжена пружиной 36. Рычаг 23 привода золотника 9, жестко с ним связанный, снабжен возвратной пружиной 37 и выступом 38, контактирующим с упором 39 принудительного холостого хода и определяющим положение полного перекрытия.обводного канала запорными поясками 19 и 20 перемычки 10 (фиг08). Жесткость пружин 36 и 37 и плечи их действия выбраны таким образом, что при отсутствии перепада давлений на диафрагме пневмопривода 33 момент силы на оси золотника 9 от действия пружины 37 значительно меньше, чем момент .от действия силы пружины 36, что определяет четкое положение.золотника на малых оборо- тах холостого хода

Карбюратор работает следующим образом.

На малых оборотах холостого хода дроссельная заслонка 3 полностью закрыта, а поворотный золотник приоткрыт для обеспечения наполнения двигателя на данном режиме работы. Поток воздуха проходит через основной проточньй канал 2 мимо распыли- теля 4 во входной участок 7 обводного канала и далее - через его узел дросселирования с перемычкой 10 в выходной участок 8. На данном режиме перемычка 10 устанавливается таким образом, что распылитель 12 прикрыт запорным пояском 20 и воздух с этой стороны перемычки не поступает,Требуемое сечение 21 открыто со сторо- ,яы дроссельного распылителя 11 и весь поток воздуха проходит мимо его выходного отверстия0 Таким образом, выходное отверстие распылителя 12 находится в зоне заторможенного потока и разрежение у его выходного отверс- тия превышает разрежение в выходном участке 8 обводного канала. Поскольку это разрежение относительно высоко (500 мм рт.ст, и более), перепад давлений на распылителе I2 превыша- ет критическое значение, что позволяет получить достаточно высокие разрежения в эмульсионном канале 14, а следовательно, устойчивое эмульсирование в дозирующей системе 16 и относительно высокие скорости движения эмульсии по эмульсионному каналу 14 (что в конечном итоге определяет устойчивую и равномерную подачу топлива в выходной участок 8 обвод- ного канала), В то же время локализация воздушного потока на малых оборотах холостого хода со стороны до- дроссельного распылителя 11 позволяет получить у его выходного отверстия достаточно высокие значения разрежения, чтобы обеспечить устойчивую работу дозирующей системы 16 и относительно высокие скорости движения эмульсии по эмульсионному каналу 13. В результате этого равномерность выхода эмульсии из данного распылителя в воздушный поток обводного канала существенно улучшается. Чем ближе распылитель 11 расположен к дросселирующему сечению 21 , тем более высокие разрежения можно получить в эмульсионном канале 13. Поскольку дросселирующее сечение 21 находится на близком расстоянии от среза распылителя 11, а воздух в зоне поворота золотника 9 движется с возрастающей скоростью (вплоть до скорости звука в дросселирующем сечении 21), топливо после выхода из распылителя 11 практически не может задержаться на этом участке, что также улучшает равномерность его подачи во впускной тракт двигателя.Поступая в дросселирующее сечение 21, оно тонко распыливается при перепадах давлений, превышающих критическое значение и далее, смешиваясь с потоком топлива из распылителя 12, проходит в выходной участок 8 обводного канала и впускную трубу двигателя. В результате организации равномерной топливоподачи на режиме малых оборотов холостого хода неравномерность частоты вращения коленчатого вала уменьшается и резко (примерно в два раза) сокращаются концентрации углеводородов в отработавших газах в сравнении с известным,

При нажатии на педаль газа привод 22 перемещает рычаг 23 привода золотника 9 и последний начинает увеличивать площадь дросселирующего сечения 210 Рычаг 24 привода дроссельной заслонки 3 при этом остается непод вижным и весь поток воздуха направляется в двигатель через обводной канал. Поскольку поясок 20 на некотором угле поворота золотника 9 продолжает перекрывать сечение со стороны задроссельного распылителя 12 (что определяется разницей в диаметрах отверстия под поворотный золотник 9 и входного участка 7 обводного канала), поток воздуха с увеличенным за счет увеличения площади дросселирующего сечения 21 расходом

продолжает проходить только у распылителя 11. При этом разрежение у данного распылителя 11 по мере роста расхода воздуха постепенно нарастает, что приводит к увеличению перепада давлений между выходным срезом распылителя 11 и эмульсионным каналом 13 и увеличению расхода эмульсии (и соответственно топлива) через него. Распылитель 12, сечение которого продолжает находиться под критическим перепадом давлений,продолжает подавать постоянное количество топлива. В результате совместной работы обеих дозирующих систем 14 и 16 и распылителей 11 и 12 формируется требуемая характеристика топливоподачи

Поскольку на любом режиме работы весь поток воздуха проходит через основной проточный канал 2, по мере дальнейшего перемещения привода 22 и увеличения расхода воздуха разрежение у распылителя 4 главной дозирующей системы возрастает настолько (еще до реализации полного сечения обводного канала в его узле дросселирования), что топливо из него начинает поступать в воздушный поток,Однако, так как основная дроссельная заслонка 3 еще остается закрытой,это топливо в воздушном потоке проходит во входной участок 7 обводного канала и узел дросселирования, где дополнительно распыливается за счет взаимодействия с потоками из распылителей 11 и 12. При движении топлива по длинному обводному каналу происходит некоторое сглаживание неравномерности топливоподачи, характерной для начала вступления в работу главной дозирующей системы.

При полном открытии золотника 9 воздушный поток проходит как с одной, так и с другой стороны перемычки 10 (фиг,8), что несколько уменьшает разрежение у распылителя 12 и несколько деформирует характепнсти- ку топливоподачи. Конкретная форма дроссельной характеристики (зависимости расхода топлива от расхода воздуха) обводного канала, потребная для той или иной модели двигателя, определяется сочетанием элементов геометрии его узла дросселирования, размещением распылителей и 12 относительно перемычки I0 и их гидравлическими характеристиками, регули

10

15

20

25

548494 10

ровкой дозирующих систем 15 н 16 (их топливных и воздушных жиклеров и т.п.)

И Т,Д0

Несколько ранее, чем золотник 9 будет открыт полностью, привод 12 начинает открывать дроссельную заслонку 3, поворачивая рычаг 24, и карбюратор далее работает по обычной схеме. При отпускании привода 22 дросселирующие элементы (дроссельная заслонка 3 и золотник 9) возвращаются в исходное положение на упор 25 малых оборотов холостого хода,величина которых может регулироваться винтом 26 количества смеси, положение которого определяет величину площади дросселирующего сечения 21 в обводном канале.

Возможны варианты выполнения карбюратора, позволяющие формировать дроссельные характеристики под конкретный тип двигателя, а также расширяющие эффективность его работы.Форма перемычки 10 определяет характер потока воздуха в зоне распылителей 12 и 11 за счет изменения расстояния до зоны дросселирования 21 от среза распылителя 11 и изменения площади сечения в потоке воздуха на уровне последнего. В этом варианте,например, лыски перемычки 10 могут быть образованы плоскостями (что является наиболее технологичным вариантом) и перемычка может располагаться эксцентрично (фиг,4) или симметрично (фиг.5) относительно оси золотника 9. В последнем варианте распылители 11 и 12 также располагаются несколько выше данной оси. Формирование требуемой дроссельной характеристики может быть также достигнуто в варианте (фиг.9), когда перемычка 10 образуется тремя лысками (сечение перемычки 10 в форме 45 трехгранника), что позволяет сжать поток воздуха в зоне установки дс- дроссельного распылителя 11 и при прочих равных условиях обогатить состав смеси по дроссельной характеристике „ Ось обводного канала может быть смещена относительно оси золотника 9 (фиг,10), Входной 7 и выходной 8 участки обводного канала могут быть выполнены разного диаметра (не показан) и оси их могут быть выполнены под углом, отличным от 90Р (относительно оси золотника 9) и т.п.

Работа карбюратора с двухпозицион- ным упором осуществляется следующим

30

35

40

50

55

образом. На режиме малых оборотов холостого хода (т.е. при отпущенном приводе 22) рычаг последнего выступом 32 опирается на корпус карбюратора 1 так, что между последним и выступом рычага 23 образуется угловой зазор, поскольку винт 26 опирается на выдвинутый шток 25, нагруженный пружиной, создающий момент, значительно болыций, чем момент от пружины 37о Яри возникновении режима принудительного холостого хода в под- диафрагменную полость пневмопривода 33 через штуцер 35 подается разрежение задроссельного пространства. Под действием перепада давлений диафрагма с упором 25 опускается,сжимая пружину 36. Под действием пружины 37 золотник 9 поворачивается до упора выступа 38 в упор 39, вследствие чего перемычка 10 золотника своими запорными поясками Ь9 и 20 перекрывает обводной канал. Поскольку при этом ее положении оба распылителя 11 и 12 оказываются выше, подача топлива из них полностью прекращается. По окончании режима принудительного холостого хода работа устройства осуществляется в обратном порядке и золотник 9 устанавливается в положение малых оборотов холостого хода.

Формула изобретения

1 Карбюратор, содержащий основной проточный канал с установленной в нем дроссельной заслонкой, поплавковую камеру, главную дозирующую систему, автономную систему холостого хода с обводным каналом, имеющим входной и выходной участки, подключенные к основному каналу до и после дроссельной заслонки, и установленный в обводном канале дроссельный золотник с вырезом и упором малых оборотов холостого хода, а также распылители топливодозирующей системы, выполненные в виде калиброванных отверстий и расположенные один в дроссельном участке обводного канала, другой - в задроссельном, при этом дроссельный золотник установлен в отверстии, ось которого перпендикулярна оси обводного канала, и кине;матически связан с заслонкой с возможностью их последовательного открытия, отличающийся тем, что, с целью улучшения распыла топлива на режиме холостого хода при одновременном упрощении конструкции, отверстие дроссельного золотника расположено таким образом, что дно

пересекает обводной канал на его прямолинейном участке, причем диаметр отверстия больше диаметра обводного канала, а вырез золотника выполнен в виде по меньшей мере двух лысок,

$ расположенных в зоне пересечения обводного канала с отверстием под золотнику образованием перемычки, а рас- рьшители топливодозирующей системы расположены на противоположных стоQ ронах обводного канала в отверстии золотника так, что при взаимодействии золотника с упором малых оборотов холостого хода входной и выходной участки обводного канала сообще5 ны между собой со стороны распылителя, расположенного в дроссельном участке обводного канала.

Q золотника,

распиливающего отверстия относитель-j но перемычки золотника,

л малых оборотов холостого хода выполнен двухпозиционным,

5 дозирующим системам.

«о

Я: «

К

.

«м

г

IV

л

- со ю г

F

Я

11

10

в

Фаг 8

Фиг.Ю

10

Фиг.9

Фиг. И

11 фиг. 12 8 W

П

31

to. 18

AA)WWVWH

К системедпрсВле- -ния