сеобразования и в процессе смесеобразования практически не участвуют.
К недостаткам устройства можно отнести ограниченную эффективность смесеобразования, так как за шариками возникают слабые завихрения смеси, а при большом числе шариков значительно сокращается рабочее сечение канала смесеобразования, что ограничивает поступление смеси в цилиндры. Устройство не универсально и требует вертикального размещения смесительной камеры карбюратора, в противном случае шарики скатятся к краю полости между решетками.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство, которое устанавливается внутри всасывающего коллектора ДВС на выходе карбюратора. В нем в качестве дораспылителя горючего используются две решетки, имеющие определенную форму. В качестве решеток используются металлические пластины с большим числом маленьких отверстий, параллельные стержни из проволоки или сетки с количеством ячеек от 10 до 20 на 1мм2. Одна из решеток имеет форму цилиндра с открытыми торцами, а вторая - форму усеченного конуса с отверстием на его вершине. Усеченный конус соосно размещен внутри цилиндра и его основание методом пайки соединено с входным торцом цилиндра. Диаметр цилиндра и диаметр основания конуса равны и соответствуют диаметру смесительной камеры карбюратора. Высота цилиндра выбрана такой, чтобы при установке его во всасывающий коллектор его выходное отверстие на торце цилиндра перекрыеалость плоской стенкой всасывающего коллектора, т.е. имело с ним непосредственный контакт. Высота усеченного конуса выбрана равной половине высоты цилиндра, а площадь отверстия на его вершине берется равной 1:15-1:10 площади отверстия в его основании. Плоская стенка всасывающего коллектора, в которую упирается выходной торец цилиндра, является общей со стенкой канала выхлопа и обогревается выхлопными газами ДВС. Предусматривается, что в отдельных случаях для улучшения регулировочных характеристик ДВС при резких изменениях числа оборотов двигателя, на поверхности цилиндра и конуса могут быть выполнены отверстия площадью 1/4 площади отверстия на вершине конуса.
Устройство имеет ряд недостатков, к которым можно отнести его неуниверсальность по использованию. Устройство не может быть применено на всех ранее выпущенных двигателях внутреннего сгорания из-за особенностей его построения и конструкции всасывающего и выхлопного каналов ДВС, обеспечивающей подогрев смес выхлопными газами. Сомнительна и технологичность изготовления цилиндра и усеченного конуса, например, методом штамповки без дополнительного использования сварки или пайки.
Цель изобретения - повышение эффективности путем улучшения качества смесе0 образования.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для гомогенизации топливо- воздушной смеси ДВС, содержащем два элемента распыления топливовоздушной
5 смеси, размещенные в проточном канале соосно один в другом с общим основанием на входе топливовоздушной смеси, содержится установочная пластина, расположенная по периметру проточного канала,
0 каждый элемент распыления выполнен в виде комплекта ромбовидных лепестков с общем вершиной, причем число лепестков в обоих комплектах и углы между лепестками выполнены равными, а лепестки одного
5 комплекта смещены относительно лепестков другого комплекта на угол, равный половине угла между соседними лепестками одного комплекта. Причем длина малой диагонали ромба лепестка по меньшей мере
0 равна расстоянию между двумя ближайшими вершинами двух соседних ромбовидных лепестков одного комплекта, а свободные концы лепестков обоих комплектов закреплены на установочной пластине через рав5 ные интервалы, причем первый по потоку смеси комплект лепестков выполнен в форме полусферы, а второй - в форме полуэллипсоида, и оба комплекта лепестков образуют по ходу топливовоздушной смеси
0 лабиринт, а на больших осях ромбовидных лепестков симметрично их малых диагоналей у первого по потоку смеси комплекта выполнен ряд отверстий.
На установочной пластине устройства
5 для подсоединения к ней напряжения от первичной обмотки катушки зажигания ДВС имеется присоединительный выступ, а уплотнительные прокладки устройства выполнены из электронепроводящего матерм0 ала.
Устройство устанавливается между выходным фланцем одно- или многокамерного карбюратора и выходным патрубком всасывающего коллектора ДВС. Количество лаби5 ринтов, входящих в устройство, равно числу смесительных камер карбюратора.
Вследствие придания лепесткам комплектов формы ромба, а комплектам формы полусферы и полузллипсоида, имеющих значительно большую омываемую поверхность. резко снижается сопротивление лабиринта проходчщему через него потоку бензовоздушной смеси. Приданием второму по направлению потока смеси комплекту формы полуэллипсоида обеспечивается не- обходимый для работы лабиринта пространственный зазор между вершинами и лепестками комплектов, а взаимным поворотом одного комплекта относительно другого на угол, равный половине угла между соседними лепестками одного комплекта, обеспечивается перекрытие лепестками одного комплекта межлепесткового пространства другого комплекта, чем и обеспечивается лабиринт для проходящей через него смеси. Созданием межлепесткового лабиринта обеспечивается формирование в его пространстве большого числа противоположно направленных, взаимно пересекающихся воздушных потоков (струй), а на выходе лаби- ринта - интенсивного потока макро- и микро- завихрений. Взаимным пересечением потоков смеси и появлением на выходе лабиринта значительных завихрений обеспечиваются условия для интенсивного дробления капель горючего и перемешивания смеси на его выходе.
На фиг. 1 показано место сочленения устройства со смесительной камерой карбюратора и всасывающим коллектором Д8С, общий вид; на фиг. 2 - устройства в сборе, общий вид; на фиг. 3 - развертка лепестков одного из комплектов устройства без привязки их к размерам и форме комплекта; на фиг. А - поэлементное размещение и последовательность сборки составных частей лабиринта устройства применительно к однокамерному карбюратору.
На фиг. 1 изображено устройство 1, карбюратор 2, всасывающий коллектор ЗДВС. В лабиринт устройства 1 входят; полусферический комплект 4, комплект 5 в форме полуэллипсоида, установочная пластина б для крепления лепестков комплектов 4 и 5. а также уплотнительные прокладки 7 и 8. Ле- пестки комплексов обозначены цифрой 9.
Комплекты 4 и 5 отформованы из корро- зионно-стс -ого материала, нейтрального к воздействию бензина и других фракций нефти, например, из металлической пласти- ны - латуни, бронзы, нержавеющей стали и т.д., но могут быть отформованы и из пластмассы, отвечающей тем же требованиям. Толщина пластины, используемой для изготовления комплектов 4 и 5 0,15-0,3 мм. Каж- дый комплект 4 и 5 имеет равное число лепестков от 3 до 6 (оптимум 5 шт.), которым придана форма ромба, а в последующем, методом формования, вид полусферы - комплект 4, или полуэллипсоида - комплект 5.
Диаметры оснований комплектов 4 и 5 равны диаметру выходного отверстия смесительной камеры карбюратора. Отношение полуосей полуэллипсоида комплекта 5 выбрано равным 1,15-1,25 (большей к меньшей), чем и обеспечивается необходимый воздушный зазор между вершинами и лепестками комплектов 4 и 5 в составе лабиринта (0,25-0,45 радиуса оснований комплектов).
Указанный зазор между вершинами комплектов может быть обеспечен и при изготовлении комплекта 5 в виде полусферы, т.е. аналогично комплекту 4. В этом случае каждый лепесток комплекта 5 должен иметь удлинение - подставку длиной 0,25- 0,45 радиуса основания комплекта. Кроме того, толщина уплотнительной прокладки 8 должна быть увеличена на величину удлинения лепестков.
На вершине комплектов 4 и 5 лепестки своими внутренними концами сходятся и образуют технологическую площадку, диаметр которой не должен превышать 2-3 мм. Для создания лепесткового лабиринта лепестками комплектов 4 и 5 своими свободными концами закрепляются на установочной пластине 6, представляющей металлический лист толщиной 0.3-0,5 мм с отверстиями для прохода смеси, количество и размер которых соответствует количеству и размеру выходных отверстиях смесительных камер на фланце карбюратора. Для возможности крепления комплектов лабиринта к пластине 6 на каждом лепестке комплектов 4 и 5 имеется крепежный ус, являющийся продолжением лепестка. Длина усов 4-5 мм, Крепление комплектов 4 и 5 к пластине 6 осуществляется методом пайки, сварки или путем закрепления усов в дополнительных технологических отверстиях, размещенных по периметру основного отверстия на пластине 6. При креплении лепестков по периметру отверстия на пластине 6, комплект 5 своими лепестками устанавливается относительно комплекта 4 с угловым сдвигом на половину центрального угла, заключенного между двумя его соседними лепестками, т.е. на угол, равный
180°
, где п - число лепестков в комплекте.
Для возможности подключения к установочной пластине 6 низковольтного напряжения от вь вода первичной обмотки катушки зажигания на пластине 6 имеется выступ 10 для подключения напряжения.
Для создания лабиринта проходящему потоку смеси лепестки комплекта 5 должны
перекрывать межлепестковое пространство комплекта 4 в пределах малая диагональ ромба лепестков - вершина комплекта. Это обеспечивается, если длина малых диагоналей лепестков комплектов 4 и 5 равна или несколько больше стороны правильного, вписанного в окружность многоугольника, число сторон которого равно удвоенному числу лепестков комплекта, а описывающая окружность лежит в плоскости их размещения. Для комплекта 4, имеющего форму полусферы, диаметр такой окружности равен 0,707 диаметра основания комплекта (косинус 45, а для комплекта 5 - 0,65-0,7 диаметра его основания.
Для уплотнения мест соединения устройства 1 с фланцем карбюратора 2 и патрубком всасывающего коллектора 3 используются уплотнительные прокладки 7 и 8. Прокладки изготовлены из электронепроводящего материала, например из паро- нита, толщиной 1-2 мм. Прокладки после сборки склеиваются.
Устройство работает следующим образом.
Топливовоздушная смесь из смесительной камеры карбюратора 2 поступает на многолепестковые комплекты 4 и 5 лабиринта. При встрече с лепестками компдлекта, имеющего сферичность, за счет разного сопротивления потоку смеси в поперечном се- чении полусферы поток смеси расслаивается по скорости и искривляется. Из-за различия масс капель горючего и воздуха увеличивается относительная скорость воздуха относительно поверхности капель, что приводит к их частичному разрушению.
Частички горючего, летящие с большой скоростью (80-160 м/с) вдоль оси смесительной камеры карбюратора, встречаясь под большим углом к направлению потока с лепестками комплектов 4 и 5, при ударе дробятся на более мелкие частицы, которые и подхватываются воздушными потоками, возникающими в лабиринте. Дальнейшее повышение качества смесеобразования осуществляется в межкомплектном пространстве лабиринта и на его выходе, где формируются пересекающиеся потока смеси и мощные макро- и микрозавихрения. По закону Бернулли на внешней выпуклой стороне лепестка увеличивается скорость воздушного потока и появляется область пониженного давления, часть основного потока смеси отклоняется к центру комплекта. За линией малой диагонали лепестка воз- душный поток срывается из-за большого угла встречи, и за лепестком образуется поток завихрений, направленный к центру комплекта. Кроме того, в пределах лабиринта осевой поток смеси, встечаясь с лепестками комплектов 4 и 5, разделяется на ряд струй, каждая из которых лабиринтом искривляет- ся и, перемещаясь под большим углом к основному потоку в виде турбулентных образований, пересекает осевые потоки смеси, проходящие через междулепестковое пространство. На выходе из лабиринта устройства возникают дополнительные интенсивные пересекающиеся турбулентные потоки, которые окончательно дробят и перемешивают топливовоздушную смесь, превращая ее в мелкодисперсный туман.
Перемешиванию потока способствуют и отверстия на лепестках комплекта 4, струя из которых направлена под углом к основному потоку смеси.
Кроме того, при прохождении потока
через лабиринт устройства, смесь и комплекты 4 и 5 электризуются. Электризация комплектов и смеси становится возможной, так как уплотнительные прокладки 7 и 8 выполняются из электронепроводящего материала и изолируют устройство от корпуса карбюратора и ДВС. Как известно, одновременно заряженные частицы смеси взаимно отталкиваются, а это будет препятствовать их укрупнению при пролете через канал всасывающего коллектора 3 ДВС. Это также улучшает качество смеси на входе цилиндров ДВС, Появление искрообразования в районе размещения лабиринта исключается, Емкость установочной пластины б и комплектов 4 и 5 относительно корпуса карбюратора мала и отсутствуют условия накопления значительного заряда на их поверхности. Кроме того, материал прокладок 7 и 8 не является идеальным изолятором
(паронит) и в условиях работы карбюратора заряд будет частично стекать, что исключает появлению больших напряжений. Для лучшего запуска двигателя и электризации смеси вначале движения автомобиля на
установочную пластину б может быть подано напряжение непосредственно с первичной обмотки катушки зажигания ДВС Напряжение подключается k выступу 10 установочной пластины 6 через диод и
развязывающий резистор 10-20 КОм. Диод препятствует стеканию заряда и должен иметь обратное рабочее напряжение не менее 400 В. Мощность резистора 0,25-0,5 В (напряжение на первичной обмотке катушки
зажигания может достигать 300 В, Электризация комплектов 4 и 5 улучшает смесеобразование, но не является определяющей. При необходимости свободный выступ 10 на пластине б может быть заземлен.
Формула изобретен.ия
1, Устройство для гомогенизации топли- вовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, содержащее два элемента распыления топливовоздушной смеси, размещенные в проточном канале соосно один в другом с общим основанием на входе топливовоздушной смеси, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения качества смесеобразования, устройство содержит установочную пластину, расположенную по периметру проточного канала, каждый элемент распыления выполнен в виде комплекта ромбовидных лепестков с общей вершиной, причем число лепестков в обоих комплектов и углы между лепестками выполнены равными, а лепестки одного комплекта смещены относительно лепестков другого комплекта на угол, равный половине угла между соседними лепестками одного комплекта, причем длина малой диагонали ромба лепестка по меньшей мере равна расстоянию между двумя ближайшими вершинами двух соседних ромбовидных лепестков одного комплекта, а свободные концы лепестков обоих комплектов закреплены на установочной пластине через разный интервалы, причем первый по потоку смеси комплект лепестков выполнен в форме полусферу, а второй - в форме полуэллипсоида, и оба комплекта лепестков образуют по ходу топливовоздушной смеси лабиринт.
2.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что на больших осях ромовидных лепестков симметрично их малых диагоналей у первого по потоку смеси комплекта выполнен ряд отверстий.
3.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что оно снабжено двумя уплотни- тельными прокладками, расположенными по обе стороны установочной пластины, выполненными из электроизоляционного материала, причем утановочная пластина снабжена с внешней стороны выступом,
4.Устройство по п. 3, отличающее- с я тем, что в качестве электроизоляционного материала уплотнительных прокладок использован паронит.
Фиъ.1
ФиЈ.2
