Устройство для приготовления водотопливно-воздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02M17/24 

Изобретение относится к двигэтелест роению, в частности к системам питания двигате/ .

Цель изобретения повышение точности дозирования и улучшение гомо(енности смеси.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В -В на фиг. 3; на фиг. 5 - узел I на фиг. 3, положение жиклера в момент запуска двигателя и холостом ходу; на фиг. 6 - то же, при экономичном режиме работы; на фиг. 7 - то же, в момент мощностного режима работы двигателя.

Устройство для приготовления водотоп- ливно-воздушной смеси содержит смесительную камеру, включающую в себя диффузор 2, вставляемый внутрь нее. Камера 1 установлена в отверстие, выполненное по центру испарительно-топливной камеры 3. Внутри испарительно-топливной камеры 3 закреплен блок 4, состоящий из капиллярных элементов 5, разделенных между собой кольцами 6, являющимся, кроме того, саморегулирующими нагревателями 7, подключенными к аккумулятору автомобиля.

Кольца б разделяют испарительно-топ- ливную камеру 3 на испарительную камеру 8 и топливную ванну 9, соединенную трубкой 10 с поплавковой камерой 11. Испари- тельно-топливная камера 3 имеет форму кольцевого тора и закрывается герметично крышкой 12, имеющей по центру втулку 13 и буртик 14. Втулка 13 крышки 12 имеет в нижней части выступ 15 с конусом 16 для фиксации блока 4 выступом 17, выполненным внутри внутренней стенки 18. и выступов 19 внешней стенки 20 испарительно-топливной камеры 3, выступ 15 с конусом 16 является запорным замком.

На буртике 14 крышки 12 смонтировано уплотнительное кольцо 21, обеспечивающее герметизацию и подвижность регулятора 22 с отверстиями 23 подачи газообразной топ ливно-воздушной смеси, взаимодействующими с отверстиями 24, выполненными на внутренней стенке 18 камеры 3, и отверстиями 25, выполненными в стенке смесительной камеры 1, а также отверстиями 26 жиклеров 27 подачи топливно-воздушной смеси, ввинчиваемых в стенку диффузора 2. Жиклеры 27, установленные по касательной относительно стенок смесительной камеры и диффузора, расположены отверстиями 26 один к другому в диаметрально противоположных сторонах и обеспечивают завихрение топливно-воздушной смеси в диффузоре 2. В верхней части горловины смесительной камеры 1 установлена кольцевая выточка

раструб 28 диффузора 2, разделяющий горловину на две полости: полость 29 для подачи потока воздуха в испарительную камеру и полость 30 для подачи потока воздуха из

воздухоочистителя непосредственно в смесительную камеру 1. В стенках смесительной камеры 1 и установочно-крепежной гайки 31 выполнены отверстия 32, в которых закреплены торцы трубопровода 33 подачи

0 потока воздуха в кольцевой распределитель 34. В полости 30 шарнирноустановлена воздушная заслонка 35 с подпружиненным клапаном 36 запуска двигателя и холостого хода и с рычагом 37 управления, соединен5 ным тягами с рычагами управления вентиля 38 для регулирования подачи потока воздуха в кольцевой распределитель 34 через отверстия 39, выполненные на внешней стенке 20 испарительно-топливной камеры 3 ;:ля обду0 ва капиллярных элементов 5 блока 4. Капиллярные элементы из материла, имеющего капиллярно-гидрофильную структуру, имеют форму полых усеченных конусов. На капиллярных элементах 5 выполнены ряды отвер5 стий. Нижняя часть элементов расположена в топливной ванне 9 и выполняет функцию микронасосов и фильтров, а их верхняя часть расположена в испарительной камере 8, выполняет функцию испарителей, благо0 даря обширной площади они значительно увеличивают подачу и испарение топлива. Под установочно-крепежной гайкой 31 закреплена кольцевая полость 40 с трубопроводом 41 подачи в нее теплоносителя и

5 трубопроводом 42 для вывода теплоносителя из полости. В полости 40 на ее внутренней стенке изготовлены отверстия 43 для прохождения теплоносителя в полость 44, образованную трапециевидной выточкой в

0 диффузоре 2. Отверстие 43 установлено напротив отверстия 45, выполненного на стенке смесительной камеры 1 для прохождения теплоносителя в полость 44 рубашки подвода теплоносителя для увеличения площади

5 нагрева потока воздуха, подаваемого в полость 30 и регулируемого воздушной заслонкой 35, а выход теплоносителя предусмотрен через отверстие 46, взаимодействующее с отверстием 45, изготовленным в стенке сме0 сительной камеры, и закрепленный на ней

трубопровод 42 для аыводэ теплоносителя.

На трубопроводе 41 установлен вентиль

47 регулировки подачи теплоносителя в

кольцевую полость 40 и полость 44. На тру

5 бопроводах 33 подачи воздуха, подаваемого в испарительную камеру 8 из кольцевого распределителя 34. установлены кожухи 48 с патрубками 49 подачи теплоносителя 9 1 v-ожухи 48 для нагрева потока воздуха, по0. дэвагмого в испарительную камеру 8. и патрубком 50 для вывода теплоносителя из кожуха. На патрубках 49 также установлены вентили регулировки подачи теплоносителя (не показаны).

В нижней части смесительной камеры 1 под испарительно-топливной камерой 3 закреплена водоиспарительная кольцевая камера 51, опирающаяся на фланец 52 и имеющая отверстия 53 для подачи воды, выполненные нижеосидроссельнойзаслонки54 с рычагом управления для регулировки подачи объема горючей смеси в цилиндры двигателя. Вода в кольцевую камеру 51 подается через трубку 55 из бачка с поплавковым устройством (не показаны) для регулировки подачи воды в паропитатель. Отверстия 53 выполнен на 7-15 мм выше уровня воды в камере 51. На смесительной камере 1 выполнены выступы 56 с резьбой для крепления на ней испарительно-топливной камеры 3 с последующей установкой крышки 12 с прокладкой 57 и ее креплением болтами к корпусу испарительно-топливной камеры, а также установкой подпружиненного регулятора 22 и его выверкой и проверкой.

Устройство работает следующим образом.

Топливным насосом в поплавковую камеру 11, соединенную трубкой 10 с топливной ванной 9, подается топливо, которое впитывается капиллярными элементами 5 блока 4. Включают саморегулирующие нагреватели - кольца 6 - от аккумулятора Открывают вентили 38 подачи воздуха в кольцевой распределитель 34 и вентили на патрубках 49 подачи теплоносителя в кожухи 48 для нагрева потока воздуха, подаваемого в трубопроводы 23 для обдува им площадей верхней части испарителей капиллярных элементов 5. При этом происходит приготовление газообразная топливно-воздушная смесь. Воздушная заслонка 35 закрыта, и воздух подается через подпружиненный клапан 36 в смесительную камеру.

Регулятором 22 подачи топливно-воз- душной смеси из испарительной камеры 8 с помощью рычага устанавливают зазор проходного сечения отверстий 23--26, взаимодействующих между собой, на необходимый режим работы двигателя. Топлизно-воздушная смесь из испарительной камеры 8 подается через отверстия 26 жиклеров 27 подачи смеси в смесительную камеру 1. а именно в горловину диффузора 2, где происходит приготовление горючей смеси необходимого качества и состава. Приготовленная смесь регулируется дроссельной заслонкой 54. подается в цилиндры двигателя и происходит запуск двигателя. По мере прогревания двигателя и, следовательно, повышения температуры

отработанных газов, выполняющих функцию теплоносителя, нажимают посредством педали на рычаг 37 управления, соединенный тягами и рычагами управления с вентилями 5 38 для подачи и регулировки потоков воздуха и вентилями 47 подачи теплоносителя в кожухи 48 для нагрева воздуха, подаваемого в испарительную камеру 8 через отверстия кольцевого распределителя 34, и обдувают

0 воздухом всю поверхность капиллярных элементов 5 через отверстия, выполненные в шахматном порядке для интенсивного испарения топлива. Увеличение или уменьшение объема топливно-воздушной смеси обеспечи5 вают путем увеличения или уменьшения подачи объема теплоносителя, регулируя таким образом температурный режим, а также путем увеличения или уменьшения сечения трубопровода подачи воздуха вентилем, что

0 также способствует регулировке температурного и испарительного режима, кроме того, при этом достигается регулировка не только объема топливно-воздушной смеси, но и ее качественного состава изменением

5 в нем соотношения воздуха и газообразного топлива.

При стабильной работе двигателя вода в кольцевой камере 51 закипает, так как отбирает тепло от стенок блока двигателя и

0 нижней части карбюратора, и пары воды выходят через отверстия 53, смешиваясь с газообразной топливно-воздушной смесью и образуя гомогенную газообразную топ- ливно-воздушно-водную горючую смесь. В

5 зависимости от режимов работы двигателя регулируют воздушной заслонкой 35 подачу воздуха в смесительную камеру, который также нагревается теплоносителем, подаваемым в кольцевую полость 40 трубопрово0 дом 41. Через отверстия 43 теплоноситель проходит в полость 44, что значительно увеличивает площадь нагрева потока воздуха, подаваемого в смесительную камеру 1. Теплоноситель, отдавший тепло, выводится из

5 полости 44 через отверстие и трубопровод 42 в выхлопную трубу, что позволяет, помимо экономии топлива, увеличить срок службы выхлопной трубы, снижая температуру выхлопных газов. При помощи воздушной

0 заслонки и регулятора 22 обеспечивают регулировку качества и состава горючей смеси путем приоткрывания или закрывания воздушной заслонки и регупятора 22 подачи газообразной топливно-воздушной смеси, а

5 также ее завихрение путем определенной установки жиклеров 27. В диффузоре 2 происходит окончательное приготовление гомогенной горючей смеси, качественного состава, а приготовление газообразной гопливно-воздуш- но-водной горючей смеси происходит перед

дроссельной заслонкой 54; осуществляется регулировка по объему и подача готовой горючей сиеси в цилиндры.

Работа двигателя на среднем (экономичном) режиме осуществляется при установке всех вентилей подачи воздуха теплоносителя, топлива, а также воздушной и дроссельной заслонок в среднее положение.

Мощностной режим работы двигателя осуществляется при следующих условиях: воздушная заслонка 35 закрывается, оставляя минимальный проходдля воздуха, аотвер- стия, в жиклерах 27 открываются с помощью регулятора 22 на полное сечение; таким образом подается из испарительной камеры 8 обогащенная топливно-воздушная смесь, при этом вентили подачи теплоносителя открыты полностью, обеспечивая максимальный нагрев воздуха, а следовательно, увеличивая испарение топлива в испарительной камере.

Работа двигателя на холостом ходу происходит при полностью открытой воздушной заслонке, а жиклеры 27 подачи топливно- воздушной смеси закрыты до минимального зазора.

При необходимости остановки двигателя перекрывают подачу топлива, также закрывают подачу теплоносителя и воздуха, отключают зажигание. Воздух перекрывают с таким условием, чтобы оставшаяся горючая смесь была выработана. Все вентили устанавливают в положение Закрыто.

Формула изобретения

1. Устройство для приготовления водо- топливно-воздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с главным проточным воздушным каналом и последовательно расположенными в нем воздушной заслонкой, диффузором и дроссельной заслонкой, поплавковую камеру, ис- парительно-топливную камеру с топливной

ванной и подогревателем, сообщенную с диффузором, а также канал подвода воздуха в испарительно-топливную камеру, отличающееся тем, что, с целью повышения

точности дозирования и улучшения гомогенности смеси, испарительно-топливная камера снабжена блоком капиллярных кольцевых элементов с радиальными отверстиями, концентрично установленных с зазором

и изготовленных из капиллярно-гидрофильного материала, а устройство снабжено во- доиспарительной кольцевой камерой, сообщенной с главным проточным каналом, выполненными по его периметру по меньшей мере двумя рядами отверстий, один из которых размещен с возможностью его перекрытия ребром дроссельной заслонки, при этом подогреватель выполнен в виде кольцевых саморегулирующихся электрических нагревателей, установленных в зазорах между капиллярными элементами, погруженными нижней своей частью в топливную ванну, причем в канале подвода воздуха установлен управляемый вентиль, а

испарительно-топливная камера сообщена с диффузором тангенциальными каналами.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что капиллярные кольцевые элементы выполнены с коническими внутренней и

наружной боковыми поверхностями, а радиальные отверстия расположены на них в шахматном порядке.

3.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что канал подвода воздуха в испарительную камеру и диффузор снабжены рубашкой подвода теплоносителя.

4.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что оно снабжено дополнительным дозатором топливовоздушной смеси, уста0 новлемным с возможностью изменения проходного сечения тангенциальных каналов.

/7 - /4 повернуто 6

11

Изобретение относится к системам питания двигателя и позволяет повысить точность дозирования и улучшить гомогенность смеси. Устройство содержит смесительную камеру 1 с диффузором 2 и сообщенную с ними испарительно-топливную камеру 3 с блоком 4 капиллярных кольцевых элементов 5, разделенных саморегулирующимися нагревателями 7 на испарительную камеру 8 и топливную ванну 9. Устройство снабжено водоиспарительной кольцевой камерой, сообщенной отверстиями с главным проточным каналом. Топливо испаряется в камере 3, первоначально воздушная заслонка закрыта, и воздух подается через клапан. Регулятор устанавливают на необходимый режим работы двигателя и в зависимости от режимов работы двигателя регулируют воздушной заслонкой подачу воздуха. При стабильной работе двигателя вода в кольцевой камере закипает и ее пары, смешиваясь с топливовоздушной смесью, поступают в двигатель. При холостом ходе воздушная заслонка полностью открыта, а жиклеры закрыты до минимального зазора. 3 з.п.ф-лы, 7 ил.

Фиг 2

CM

to

о r

UD

№ & 61 81 0Ј9Ј WK. & Ј1 № W tf QfJ

9-9

ZG

GS