Карбюратор с системой пуска и прогрева Советский патент 1982 года по МПК F02M1/00 

(54) КАРБЮРАТОР С СИСТЕМОЙ ПУСКА И ПРОГРЕВА

1

Изобретение относится к двигателестроению, а более конкретно - к системам топливоподачи для двигателя внутреннего сгорания.

Известен карбюратор с системой пуска и прогрева для двигателя внутреннего сгорания, содержащий эмульсионный и воздушный каналы, последний из которых соединяет задроссельное пространство с атмосферой и в котором расположены втулка с отверстиями и клапан с приводом, соединенный с подвижной перегородкой пневмосервомеханизма, имеюшеего рабочую полость и управляемого датчиком теплового состояния двигателя 1.

В известном карбюраторе не обеспечивается качественное распыливание топлива и перемешивание его с воздухом, поскольку подача топливной эмульсии осуществляется в канал, где воздух движется с низкими скоростями. В этом карбюраторе отсутствует возможность резкого обеднения смеси при температурах жидкости в системе охлаждения более 30-35°С, что не позволяет получить оптимальную характеристику состава топливо-воздушной смеси в зависимости от теплового состояния двигателя.

Кроме того, в конструкции известного карбюратора не предусмотрено отключение подачи тепливо-воздушной смеси на режиме принудительного холостого хода, что приводит к излишнему перерасходу топлива и повышенному выбросу токсичных веществ на указанных режимах.

Целью изобретения является улучшение процесса смесеобразования и повышение точности дозирования топлива на режимах пуска и прогрева двигателя.

Эта цель достигается тем, что клапан расположен во втулке и образует с ней диффузор, а эмульсионный канал через отверс5 тия втулки соединен с диффузором и через воздушный затвор, управляемый датчиком теплового состояния двигателя - с атмосферой, кроме того, привод клапана выполнен в виде кулачка с конической рабочей

20 поверхностью, который через зубчатую передачу соединен с датчиком теплового состояния двигателя, причем рабочая полость пневмосервомеханизма через дроссельное отверстие сообщена с атмосферой и через первый электромагнитный клапан - с задроссельным пространством, и в топливно.м канале карбюратора установлен второй электромагнитный клапан для дополнительного обогащения смеси в начальный момент пуска, а в цепь питания второго электромагнитного клапана включен термовыключатель. На фиг. изображен карбюратор, в котором системы холостого хода и пуска и прогрева выполнены независимо одна от другой, а привод клапана осуществляется непосредственно от датчика теплового состояния двигателя, продольный разрез; на фиг. 2 - карбюратор, в котором указанные системы совмещены, а привод клапана выполнен в виде кулачка, связанного через зубчатую передачу с датчиком теплового состояния двигателя, продольный разрез; на фиг. 3 - привод датчика, разрез. Карбюратор (фиг. 1} содержит эмульсионный канал 1 с регулировочным винтом 2 и воздушный канал 3, сообщающий через отверстие 4 задросельное пространство 5 двигателя с атмосферой. В задроссельном пространстве 5 расположены втулка 6 и клапан 7, управляемый непосредственно датчиком 8 теплового состояния двигателя. Клапан 7 с втулкой 6 образуют диффузор 9. Эмульсионный канал 1 через отверстия 10, выполненные во втулке 6, соединены с.диффузором 9. Через воздушный затвор И, управляемый датчиком 8 теплового состояния двигателя, и обводной канал 12 с регулировочным винтом 13 эмульсионный канал связан с воздушным канало.м 8 и атмосферой. Карбюратор снабжен также каналом 14 системы холостого хода, выполненной независимо от системы пуска и прогрева. При совмещении системы холостого хода с системой пуска и прогрева (фиг. 2 и 3) привод клапана 7 выполнен в виде кулачка 15 с конической рабочей поверхностью 16, контактирующей со щтоком 17 клапана 7, связанным через зубчатую передачу 18 с датчиком 8 теплового состояния двигателя. Кулачок 5 установлен на подвижном в осевом направлении стержне 19. Зубчатая передача 18 выполнена в виде зубчатой рейки 20, связанной с датчиком 8 теплового состояния двигателя, и шестерни 21, выполненной заодно с кулачком 15. Рейка нагружена пружиной 22. Клапан 7 соединен с подвижной перегородкой 23 пневмосервомеханизма, рабочая полость 24 которого сообщена с атмосферой через дроссельное отверстие 25 и соединена с задроссельным пространством 5 двигателя через первый электромагнитный клапан 26, связанный с блоком 27 управления, например, на режиме принудительного холостого хода. Карбюратор снабжен перекрываемым с помощью второго электромагнитного клапана 28 топливным каналом 29 (фиг. 1), который соединен через отверстия 10 во втулке 6 с диффузором 9. Второй электромагнитный клапан 28 подключен к электрической цепи 30 питаиня стартера 31 через термовыключатель 32, выполненный в виде биметаллической пластины с контактами, установленной в нодкапотном пространстве. Карбюратор на режимах пуска и прогрева работает следующим образом. При включении электрической цепи 30 питания стартера 31 при низкой температуре окружающего воздуха датчик 8 теплового состояния двигателя обеспечивает максимальное открытие отверстия 4, а второй электромагнитный клапан 28 открывает топливный канал 29, через отверстия 10 в диффузор 9 по эмульсионному каналу 1 поступает топливо, которое, смешиваясь с воздухом, подаваемым по воздушному каналу .3, обеспечивает поступление в задроссельное пространство 5 и далее в цилиндры двигателя переобогащенной топливо-воздущной смеси с « 0,4-0,6, необходимой для холодного запуска двигателя. Высокое качество смесеобразования обеспечивается распылом эмульсии и топливом в диффузоре 9, где воздух проходит со скоростя.ми, близкими к звуковым. После спуска двигателя и выключения цепи питания стартера электромагнитный клапан 28 перекрывает канал 29 и прекращает подачу дополнительного топлива в диффузор 9. В диффузор 9 продолжает подаваться топливо-воздушная эмульсия через эмульсионный канал 1, обеспечивая поступление в цилиндры топливо-воздушной смеси с ot 0,8-0,9. Начальная регулировка состава смеси произВОДИТСЯ винтом 2. По .мере прогрева двигателя датчик 8 теплового состояния через зубчатую передачу 18 и кулачок 15, имеющий коническую рабочую поверхность 16, воздействует на клапан 7, вызывает его перемеи;ение в сторону прикрытия отверстия 4. При достижении температуры охлаждающей жидкости 30-35°С датчик 8 теплового состояния двигателя обеспечивает открытие воздушного затвора 11, и за счет соединения эмульсионного канала 1 через воздушный затвор с ат.мосферой происходит обеднение топливо-во.здущной смеси до л 1,0- 1,1. Регулировка состава смеси при открытом воздущном затворе обеспечивается винтом 13. По мере дальнейшего прогрева двигателя датчик 8 теплового состояния постепенно прикрывает клапан 7, обеспечивая подачу в задрос сельное пространство 5 ТОПЛИВО-ВОЗДУШНОЙ смеси обедненного состава и при полностью прогретом двигателе закрывает диффузор 9 (фиг. 1). При этом подача топлива в двигатель обеспечивается только через систему холостого хода. В случае пуска прогретого двигателя при температурах в подкапотном пространстве выше 40-50°С термовыключатель 32 отключает цепь питания электромагнитного клапана 28. Таки.м образом, подача топлива по каналу 29 отсутствует, что улучшает запуск прогретого двигателя и исключает при этом излишний расход топлива. При совмещенном выполнении системы пуска и прогрева и системы холостого хода (фиг. 2 и 3) по мере прогрева двигателя .датчик 8 теплового состояния воздействует на шток 17 клапана 7 через зубчатую передачу 18 и кулачок 15 с конической рабочей поверхностью 16. Профиль кулачка 18 подбирается из условия обеспечения заданного закона перемещения клапана 7 в зависимости от теплового состояния двигателя. Для сохранения постоянного положения клапана 7 при работе прогретого двигателя на режиме холостого хода последняя часть профиля кулачка-15 выполнена с постоянным радиусом. Таким образом, при работе прогретого, двигателя усилие от рейки 20 воспринимается пружиной 22 и на клапан 7 не передается. Регулирование частоты вращения коленчатого вала двигателя на режиме холостого хода осуществляется изменением конечного положения кулачка 15 путем перемещения стержня 19 в осевом направлении (фиг. 2). На режиме принудительного холостого хода блок 27 управления отключает цепь питания электромагнитного клапана 26, разъединяя рабочую полость 24 пневмосервомеханизма от задроссельного пространства 5 двигателя. При этом за счет соединения рабочей полости 24 с атмосферой через дроссельное отверстие 25 давление в ней падает, и клапан 7 под воздействием усилия от перепада давлений на подвижную перегородку 23. закрывается, прекращая подачу топливо-воздушной смеси в двигатель. Образованное клапаном 7 и втулкой 6 соединение через отверстия 10 втулки 6 с диффузором 9 и через воздушный затвор II, управляемый датчиком 8 теплового состояния двигателя, с атмосферой позволяет улучшить дробление, испарение и перемешивание топлива и воздуха и обеспечить требуемые составы смеси в различные периоды пуска и прогрева двигателя. Выполнение привода клапана 7 в виде кулачка 15 с конической рабочей поверхностью 16, который через зубчатую передачу 18 соединен с датчиком 8 теплового состояния двигателя, обеспечивает независимое от датчика 8 теплового состояния регулирование положения клапана 7 на режиме холостого хода, а также дает возможность подбором профиля кулачка получить требуемый закон изменения состава смеси в зависимости от теплового состояния двигателя. Соединение рабочей полости пневмосервомеханизма через дроссельное отверстие 25 с атмосферой и через первый электромагнитный клапан 26 с задроссельным пространством 5 обеспечивает полное отключение подачи топливо-воздущной смеси, например. на режиме принудительного холостого хода. и, как следствие, снижает расход топлива и токсичность отработавших газов. Наличие в карбюраторе второго электромагнитного клапана 28 для дополнительного обогащения смеси в начальный момент пуска обеспечивает дополнительную подачу топлива в условиях пуска двигателя при низких температурах окружающего воздуха. Наличие в цепи питания второго электромагнитного клапана 28 термовыключателя 32 позволяет исключить чрезмерное переобогащение смеси в начальный момент при пуске прогретого двигателя. Испытания опытных образцов карбюраторов К-150 с предлагаемой системой пуска и прогрева показали, что она позволяет снизить выброс СО и СИ на 10-30% при испытаниях по ездовому циклу Правил 15 ЕЭК ООН и уменьшить расход топлива 2-3y|J в период прогрева холодного двигателя. Формула изобретениия 1. Карбюратор с системой пуска и прогрева для двигателя внутреннего сгорания, содержащий эмульсионный и воздушный каналы, последний из которых соединяет задроссельное пространство с атмосферой и в котором расположены втулка с отверстиями и клапан с приводом, соединенный с подвижной перегородкой пневмосервомеханизма, имеющего рабочую полость и управляемого датчиком теплового состояния двигателя, отличающийся тем, что, с целью улучшения процесса смесеобразования и точности дозирования топлива на режимах пуска и прогрева двигателя, клапан расположен во втулке и образует с ней диффузор, а эмульсионный канал через отверстия втулки соединен с диффузором и через воздушный затвор, управляемый датчиком теплового состояния двигателя, - с атмосферой. 2.Карбюратор по п. 1, отличающийся тем, что привод клапана выполнен в виде кулачка с конической рабочей поверхностью, который через зубчатую передачу соединен с датчиком теплового состояния двигателя. 3.Карбюратор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что рабочая полость г невмосервомеханизма через дроссельное отверстие сообщена с атмосферой, и через первый электромагнитный клапан - с задроссельным пространством. 4.Карбюратор по пп. I -3, отличающийся тем, что в его топливном канале установлен второй электромагнитный клапан для дополнительного обогащения смеси в начальный момент пуска. 5.Карбюратор по п. 4, отличающийся тем, что в цепь питания второго электромагнитного клапана включен термовыключатель Источники информации, йринятые во вни.мание при экспертизе 1. Патент Франции № 2214048, кл. F 02 М 1/00, 1974.

/7

Фиг.д

W