Клапан системы питания для двигателя внутреннего сгорания

 

1. КЛАПАН СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержгидий корпус с внутренней цилиндрической камерой и входным и выходным отверстиями, первое из которых снабжено седловой поверхностью, и три размещенных в камере сферических элемента, расположенных в виде набора между отверстиями камеры с зазором относительно стенки последней и выполненных из эластомерного материала с возможностью деформации под действием перепада давления между входным и выходным отверстиями, причем один из сферических элементов выполнен с возможностью контактирования с седловой поверхностью, отличающийся тем, что, с целью улучшения сгорания топлива, один крайний сферический элемент выполнен из полиуретанового эластомерного материала, имеющего твердость 89 единиц по шкале Шора, а другой крайний сферический элемент - из полиуретанового эластомерного матери;ала,имеющего твердость 88,5 единиц по шкале Шора, а промежуто 1ный сферический элемент выполнен из эластомерного материала , имеющего твердость, превышаю щую твердость крайних элементов, нагг пример нейлона или тефлона. а о со

аяэ си э

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЯИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИК

З(51) F 02 М 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фиВ1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2740664/25-06 (22) 23.03,79 (31) 889969 (32) 24.03.78 (33) США (46) 15.12.83. Бюл. ЭЭ 46 (72) Эндрю E. Макквайр (Канада) (71) Дзе Ферри Кап Сет Энд Скру

Компани (CtdA) .(53) 621.43-443.2(088.8) (56.) 1. Патент США Э1 3799132, кл. 123-119, оПублик. 1974. (54)(57) 1. КЛАПАН СИСТЕМН ПИТАНИЯ

ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с внутренней цилиндрической камерой и входным и выходным отверстиями, первое из которых снабжено седловой поверхностью, и три размещенных в камере сферических элемента, расположенных в виде набора между отверстиями камеры с зазором относительно стенки последней и выполненных иэ эластомерного материала с возможностью деформации под действием перепада давления между входным и выходным отверстиями, причем один из сферических элементов выполнен с возможностью контактирования с седловой поверхностью, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения сгорания топлива, один крайний сферический элемент выполнен из полнуретанового эластомерного материала, имеющего твердость 89 единиц по шкале Шора, а другой крайний сферический элемент - иэ полиуретанового эластомерного материала, имеющего твердость 88,5 единиц по шкале I

Шора, а промежуточный сферический элемент выполнен из эластомерного материала, имеющего твердость, превышаю щую твердость крайних элементов, на.ч пример нейлона или тефлона.

1061703

2. Клапан по п. 1 о т л и ч а юшийся тем, что входное отверстие цилиндрической камеры выполнено диаметрои 0,3175 см, выходное отверстие — диаметром 0,518 см, а между входным отверстием и цилиндрической. стенкой камеры выполнен конусный. участок, образующий седловую поверхность, причем при выключенном двигателе один из сферических элементов выполнен с воэможностью контактирования с конусной поверхностью и перекрытия проходного сечения камеры под воздействием остальных сферических элементов.

3. Клапан по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что корпус выполнен из

Корпус выполнен из двух частей, соединенных между собой при помощи

35 резьбы для изменения продольной величины цилиндрической камеры, и одна часть снабжена фланцем, имеющим йродольные наружные пазы, а другаягибкими стопорными выступами, диа41 метрально расположенными и выполненными с возможностью вхождения в паИзобретение относится к машиностроению и, в частности к клапанам системы питания для двигателя внутреннего сгорания.

Известны клапаны системы питания для двигателя внутреннего сгорания„ содержащие корпус с внутренней цилиндрической камерой и входным и выходным отверстиями, первое из которых снабжено седловой поверхностью, и три размещенных в камере сферических элемента, расположенных в виде .набора между отверстиями камеры с зазором относительно стенки последней и выполненных из эластомерного материала с возможностью деформации. под действием перепада давления между входным и выходным отверстиями, причем один иэ сферических элементов выполнен с воэможностью контактиро- вания с седловай поверхностью 1), Однако известные клапаны не обеспечивают требуемое количество пода- ваемого дополнительного воздуха во всем диапазоне режимов работы двигателя, в связи с чем ухудшаются условия сгорания в двигателе топлива, что также приводит к увеличению токсичности отработавших газов.

Целью изобретения является улучшение сгорания топлива.

Поставленная цель достигается тем, что в клапане системы питания для двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней цилиндрической камерой и входным и выход-. ным отверстиями, первое из которых снабжено седловой поверхностью, и три размещенных в камере сферичес Ъх элемента, расположенных. в виде набора между отверстиями камеры с зазором относительно стенки последдвух частей, ес" иненных между собой при помощи резьбы для изменения про" дольной величины цилиндрической камеры, и одна часть снабжена фланцем, имеющим продольные наружные пазы, а другая - гибкими стопорными выступами, диаметрально расположенными и выполненными с воэможностью вхождения s пазы другой части для обеспечения

Фиксации от самопроизвольного развинчивания,частей.

4, Клапан по пп. 1-3, о т л и ч а ю шийся тем, что на корпусе установлен прйводной вентилятор, расположенный перед входным отверстием для обеспечения повышения давления. него и выполненных из эластомерного материала с возможностью деформации под действием перепада давления между входным и выходным отверстиями, 5 причем один из сферических элементов выполнен с возможностью контактирования с седловой поверхностью, один крайний сферический элемент выполнен из полиуретанового эластомерно1g го материала, имеющего твердость

89 единиц по шкале Шора, а другой крайний сферический элемент - из полиуретаноного эластомерного материа- ла, имеющего твердость 88,5 единиц

;с по шкале Кора, а промежуточный сфе1. рический элемент выполнен из эластомерного материала, имеющего твердость, превышающую твердость крайних элементов, например нейлона или тефлона.

Входное отверстие цилиндрической

2О камеры выполнено диаметром 0,3175 см, выходное отверстие - диаметром

0,518 см, а между входным отверстием и цилиндрической стенкой камеры выполнен конусный участок, образующий

2 седловую поверхность, причем при выключенном двигателе один из сферических элементов выполнен с возможностью контактирования с конусной поверхностью и перекрытия проходноЗО го сечения камеры под воздействием

:остальных сферических элементов.

1061703 зы другой части для обеспечения фиксации от самопроизвольного развинчивания частей.

На корпусе установлен приводной вентилятор, расположенный перед входным отверстием для обеспечения повышения давления.

На фиг. 1 схематически изображены в аксонометрии клапан и система питания для двигателя внутреннего cro"" рания; на фиг. 2 - клапан системы ци- !О тания при выключенном двигателе, разрез„ на фиг. 3 - часть клапана по фиг. 2 при работающем двигателе; на

4 лейа усеченно-коническая зубчатая прокладка 22, которая обеспечивает поджатие сферических элементов 7-9 при изменении длины камеры 4 посредством вращения частей 2 и 3 относительно друг друга и смещения по резьбе.

Прокладка 22-имеет центральное отверстие и выполненные по периферии зубцы. Вращение части 3 осуществляют при- ложением усилия к фланцу 17 при отогнутых выступах 19, один из которых снабжен ограничителем 23 перемещения, чтобы при регулировке корпуса части 2 и 3 последнего всегда находились фиг. 4 — часть клапана по Фиг. 2 при работе двигателя в режиме торможения; на фиг. 5 - часть карбюратора, системы питания, разрез: на фиг. б разрез A-A на фиг. 5; На фиг. 7 вариант выполнения системы питания предложенным клапаном; на фиг. 8 вариант. выполнения клапана системы питания.

Клапан системы питания для двигателя 1 внутреннего сгорания содержит

20 корпус, выполненный из двух частей 2 и 3, изготовленных из пластмассы и образующИх внутреннюю цилиндрическую камеру 4 с входчым и выходным . отверстиями 5 .и б, и три размещенных в камере 4 сферические элемент

7-9, расположенных в виде набора между отверстиями 5 и б камеры 4 с зазором относительно стенок последней, причем крайний сферический элемент 7 выполнен из полиуретанового эластомерного материала, имеющего 35 твердость 89 единиц по шкале Шора, другой крайний сферический элемент 9 выполнен из.полиуретанового полимерного материала, имеющего твердость

88,5 единиц по шкале Жора, а проме40 жуточный сферический элемент 8 выполнен из эластомерного материала, имеющего твердость, превышающую твердость крайних элементов 7 и, 9, например нейлона или тефлона. 45

Часть 2 корпуса выполнена Т-образной и имеет выполненные снизу трубчатые патрубки 10 и 11. Часть 2 снабжена резьбой 12, при помощи которой соединяется с частью 3 корпуса, причем стык между частями 2 и 3 уплот»

50 нен кольцом 13. Между цилиндрической стенкой камеры 4 и входным отверстием 5 выполнен конусный участок 14 имеющие зубцы 20, входящие в пази 18., и охлаждающие ребра 21, расположенные снаружи. В цилиндрической каме ре 4 у выходного отверстия 6 установ-65

l образующий седловую поверхность для контактирования со сферическим элементом 7. Часть 3 корпуса снабжена входной горловиной 15, в которой . установлен Фильтр 16. Горловина,15 имеет фланец 17, на котором выполне-, ны продольные пазы 18, а часть 2 60 имеет гибкие стопорные выступы 19 в соединении, В трубчатых патрубках 10 и 11 выполнен канал 24, сообщенный с выходным отверстием б. В патрубке 11 вы- полнена вихревая камера 25, сообщенная с каналом 24 и закрытая пробкой 26, установленной на внешнем конце патрубка 11. другой патрубок 1(} соединен с трубопроводом 27,.подключенным к карбюратору 28, установленному на двигателе 1. Входное отверстие 5 цилиндрической камеры 4 выполнено диаметром 0,3175 см, а выходное отверстие - диаметром 0,518.

Работа клапана происходит следующим образом.

Когда двигатель не работает, сферический элемент 7 под действием прокладки 22 и сферических элементов 8 и 9 прижат к конусному участку 14 и обеспечивает перекрытие проходного сечения камеры 4, как показано на фиг. 2. Поэтому, когда двигатель запускается, карбюратор 28 обеспечивает приготовление топливо-воз," дУшной смеси, которая является обогащенной, так как через клапан не подается в это время воздух. Этим достигается надежный пуск двигате.-.:. ля 1. Как только двигатель эапуска тся, во впускном тракте образуется разрежение, которое по трубопроводу 27 передается в камеру 4, под действием перепада давления между входным и выходным отверстиями 5 и б сферические элементы 7, 8 и 9 смеща ются вниз, сферический элемент 7 отходит от конусного участка 14 и открывает проход для воздуха через клапан, как показано на фиг, 2. Поступающий через клапан воздух обеспечивает обе} некие поступающей в двигатель топливо-воздушной смеси. Причем в процессе запуска вихревая камера 25 обеспечивает замедление открытия клапана для прохода воздуха, Как только воздух начинает поступать через клапан, сферические элементы

7-9 начинают вибрировать в резонансе с частотой колебаний примерно 520 колебаний в секунду при малых скоростях потока воздуха иа режиме холостого хода и торможении и до 1500 коле-, баний в секунду при высоких скорос1061703 тях потока. Этим обеспечивается, по существу, одинаковая подача воздуха на всех режимах работы двигателя за исключением сильного торможения. Колебания сферических элементов 7-9 вы5 зывают ударные волны в воздушном потоке, проходящем через клапаны. Подача пульсирующего воздуха э карбюратор 28 и во впускной тракт увеличивает турбулентность топливо-воздушной смеси.и обеспечивает ее гомогениза -" 1Î цию, в связи с чем улучшается сгорание топлива в двигателе. Одновременно с пульсацией достигается эавихре" ние воздуха при номощи прокладки 22 и вихревой камеры 25. Соединение вы- 15 ходного отверстия 6 с каналом 24 под прямым углом способствует резонированию сферических элементов в широком диапазоне работы.

Основной резонирующий эффект дос- 7П тигается на сферическом элементе 7, что делает его более реагирующим на малое разрежение в двигателе, и обеспечивается увеличение резонирования на всех режимах работы, Это достигается указанной твердостью, которая также способствует более плотному перекрытию при неработающем двигателе.

Более низкая твердость сферического элемента 9 обеспечивает при высоких величинах разрежения увеличение его деформации в боковом направлении в большей степени, чем двух других сферических элементов, как .показано на фиг 4 Это обеспечивает ограниче° °

35 ние подачи дополнительного воздуха на, режиме торможения или замедления, Когда разрежение снижается, то де формация сферического элемента 9 в сторону достижения первоначальной формы через средний сферический эле- 40 мент 8 приводит к смещению сферического элемента 7 и уменьшению проходного сечения для воздуха, Средний сферический элемент 8, более твердый чем оба крайних, действует как 45 поршень между ними, что обеспечивае

I т мгновенное реагирование между двумя элементами и способствует высокой частоте пульсаций, входное и выходное отверстия 5 и 6 увеличивают скорость пульсаций таким образом, что волна сжатия, генерированная сферическими элементами 7-9,не затухйет, когда воздух выходит из клапана в трубопровод 27:. Скорость воздушных пульсаций увеличивается с уменьшением длины трубопровода 27, Как видно из фиг. 5 и 6, штуцер 29 трубопровода 27 соединен с

Карбюратором Й8 в зоне выходных окон 30 системы холостого хода под дроссельной заслонкой 31. Этим достигается воздействие пульсации подаваемого через клапан воздуха не только в самом карбюраторе 28, а также во всем задроЧсельном пространстве впускного тракта и в рабочих объемах цилиндров двигателя. Хотя распылители главной и других дозирующих систем карбюратора, кроме системы холостого хода, расположены выше дроссельной заслонки 31, однако истекающее иэ них топливо попадает в зону воздействия пульсаций, в связи с чем достигается перемешивание этого топлива с проходящим в двигатель воздуха.

Одновременно подача воздуха от клапана в задроссельное пространство способствует ликвидации любых зон пониженного давления, возникающих при неполностью открытой дроссельной заслонке 31.

Клапан регулируют таким образом, чтобы топливо-воздушная смесь, подаваемая в двигатель, имела соотношение воздуха к топливу в пределах

14,6:1 с отклонением не более 0,1Ъ на всех режимах работы. Причем клапан регулируется на заданный расход в зависимости от типа размера двигателя, На фиг, 7 изображен вариант уста новки клапана, когда трубопровод 27 имеет минимальные размеры, а горловина снабжена воздухозаборным иатрубком 32, который обеспечивает подвод более холодного воздуха по сравнению с воздухом, окружающим карбюратор, Тацкое выполнение клапана позволяет предотвратить снижение пульсаций воздушного потока от клапана до впускного тракта, однозременно обеспечивает также повышение чувствительности к изменению барометрического давле.ния и температуры окружающего воздуха.

На фиг. 8 изображен второй вариант выполнения клапана, в котором к горловине 15 примыкают конусно-цилинд рический патрубок 33 и размещенный в последнем приводной вентилятор 34.

Так как последний расположен перед входным отверстием 5 и при своей работе обеспечивает перед ним повышение давления, то повышается чувствительность клапана к разрежению в эадроссельном пространстве, что приводит к увеличению мощности двигателя и повышению экономичности работы, В частности, такое выполнение клапана улучшает характеристики двигателя в условиях движения, в гору и в высокогорных условиях.

Таким образом, изобретение обеспечивает создание пульсаций в потоке воздуха, подаваемого во впускной тракт двигателя и поддерживает подачу воздуха в диапазоне, обеспечивающем постоянный состав смеси, что приводит к улучшению перемешивания топлива и воздуха и, следовательно, к улучшению сгорания топлива.

1061703

1061703

32

Составитель Л. Синай

Редактор С.Тимохина Техред М,Надь КорректорС.шекмар

Заказ 10070/60 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретейий и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ю»»»

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4