Система впуска двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: системы питания двигателей с внешним смесеобразованием. Сущность изобретения: вихревая камера 1, состоящая из верхнего 2 и нижнего 3 днищ, теплоизолированных прокладкой 4, имеет отверстие 5 для входа горючей смеси в камеру из карбюратора 6 с дроссельной заслонкой 7 и отверстие 8 для выхода смеси во впускной трубопровод 9. Кольцевая мембрана 10 отделяет от объема камеры испарительную полость 11, сообщающуюся с ним через зазоры 12 и 13 На нижнем днище установлен нагреватель 14 В установленной между карбюратором 6 и-впускным трубопроводом 9 вихревой камере 1 входное отверстие 5 несоосно с нею и расположено так. что дроссельная заслонка 7 используется для получения вращения горючей смеси в этой камере только на режиме частичных нагрузок двигателя, благодаря чему смесь проходит через испарительную полость 11, где нагревается и гомогенизируется (для повышения КПД). При полных нагрузках двигателя смесь не вращается и не подогревается (для снижения потерь мощности ) 1 ил to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))s f 02 М 29/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ ности). 1 ил. (л

C)

С

@ (21) 4808810/Об (22) 11,03,90 (46) 07.11,92. Бюл. N. 41 (76) П,Л. Петров (56) 1. Патент США ¹ 4212274, кл. 123/548, 1980, 2. Заявка ФРГ N 2545175, кл. f 02 М 29/06, 1976, (54) СИСТЕМА ВПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование; системы питания двигателей с внешним смесеобразованием. Сущность изобретения: вихревая камера 1, состоящая из верхнего 2 и нижнего 3 днищ, теплоизолированных прокладкой 4, имеет отверстие 5 для входа горючей смеси в камеру из карбюратора б с дроссельной заслонкой 7 и отверстие 8 для выхода смеси Ы<» 1775004А3 во впускной трубоп ро вод 9. Кол ьцевая мембрака 10 отделяет от объема камеры испарительную полость 11, сообщающуюся с ним через зазоры 12 и 13. На нижнем днище установлен нагреватель 14. В установленной между карбюратором 6 и впускным трубопроводом 9 вихревой камере 1 входное отверстие 5 несоосно с нею и расположено так, что дроссельная заслонка 7 используется для получения вращения горючей смеси в этой камере только на режиме частичных нагрузок двигателя, благодаря чему смесь проходит через испарительную полость 11, где нагревается и гомогенизируется (для повышения КПД). При полных нагрузках двигателя смесь не вращается и не подогревается (для снижения потерь мощ1775004

Изобретение может применяться в системам впуска ДВС как вновь проектируемых, так и при модернизации существующих для повышения экономичности двигателя и снижения токсичности отработавших газон.

Известны аналогичные технические решения (1), (2), (3), содержащие вихревую камеру, н которой выходящая из карбюратора горючая смесь закручивается (с помощью направляющего аппарата различных конструкций), а отсепарировавшиеся центробежной силой из вращающегося потока капли топлива, попадая на обогреваемые стенки этой камеры, испаряются и н виде пара вместе с основным потоком поступают во впускной трубопровод. Органическим недостатком этих решений является постоянство вращения и подогрева горючей смеси в вихревой камере на всех режимах работы двигателя, из-за чего на режиме полной мощности снижается наполнение цилиндров и, следовательно, мощность по причине повышенной температуры смеси и аэродинамического сопротивления вращающемуся потоку смеси со стороны направляющего аппарата и стенок камеры, В результате этого также увеличивается содержание окислов азота н отработавших газах и повышается потребность в высокооктановом топливе (повышение температуры смеси на 10 требует увеличения октанового числа бензина на 2 единицы (4) и понижает мощность на 2,25% (5)), Для уменьшения отмеченного недостатка в этих аналогах необходимо ограничение подогрева горючей смеси, что, снижая возврат тепла в термодинамический цикл, понижает экономичность двигателя на частичных нагрузках, Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство(2, фиг, 1), содержащее карбюратор, впускной трубопровод и вихревую камеру, установленную между карбюратором и впускнымтрубопроводом, выполненную в виде тела вращения с верхним и нижним днищами, имеющими в верхнем днище входное отверстие для горючей смеси после карбюратора, а в нижнем — выходное отверстие, причем в камере . размещены нагреватель и направляющий аппарат. Основной недостаток этого прототипа, общий для всех упомянутых аналогов, был отмечен выше.

Цель изобретения состоит в повышении мощности и экономичности путем снижения аэродинамических потерь и оптимизации подогрева горючей смеси, Цель достигается тем, что в системе впуска ДВС, содержащей карбюратор, впускной трубопровод и вихревую камеру, 20

30 впускной трубопровод 9 двигателя. Кольцевая мембрана 10 отделяет от объема камеры полость 11, сообщающуюся с ним через за35

40 Движение потока горючей смеси и ее гомогенизация на различных режимах рабо45 дроссельная заслонка открыта не полно50

10 установленную между карбюратором и впускным трубопроводом, выполненную в виде тела вращения с верхним и нижним днищами, имеющими в верхнем днище входное отверстие для горючей смеси после карбюратора, а в нижнем — выходное отверстие, причем в камере размещены нагреватель и направляющий аппарат, — произведены следующие изменения: вихревая камера дополнительно снабжена кольцевой мембраной, установленной у нижнего днища и отделяющей от объема камеры полость, сообщающуюся с последним через зазоры между наружным и внутренним контурами мембраны и стенками вихревой камеры, причем в качестве направляющего аппарата используется дроссельная заслонка карбюратора, входное отверстие выполнено несоосным вихревой камере, а нагреватель установлен на нижнем днище

На чертеже представлена предлагаемая система, сечение по оси вихревой камеры.

Вихревая камера 1, состоящая иэ верхнего 2 и нижнего 3 днищ, теплоизолированных одно от другого прокладкой 4, имеет отверстие 5 для входа горючей смеси в камеру из установленного на верхнем днище карбюратора 6 с дроссельной заслонкой 7 и отверстие 8 для выхода горючей смеси во зоры 12и 13. На нижнем днище 3 установлен нагреватель 14, которым, например, может быть шина из высокотеплопроводного материала или тепловая труба, передающие тепло от выпускного трубопровода двигателя (однако, возможен и обогрев днища жидкостью из системы охлаждения), ты двигателя происходит следующим образом. На режиме частичных нагрузок, то есть дросселирования, когда хотя быть одна стью, поток горючей смеси, поступающий из карбюратора и отклоняемый дроссельной заслонкой, вращается в вихревой камере 1 относительно ее оси. Из-за разности давлений на периферии камеры и в ее приосевой зоне (что всегда имеет место в вихревом течении) существует переток горючей смеси через зазор 12, полость 11 и зазор 13 во впускной трубопровод 9. В полости 11 происходит осаждение и испарение капель топлива на горячей поверхности нижнего днища 3, а также нагревание горючей смеси, чему способствует относительно небольшая высота этой полости. Для повышения приемистости двигателя температура ниж1775004

Составитель П.Петров

Редактор С,Кулакова Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Л.Лукач

Заказ 3946 Тираж Подписное

ВХИИПИ Государственного комитета по изобретениям.и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 него днища должна превышать температуру кипения всех фракций топлива (205 С для бензина). На режиме полной мощности, когда дроссельные заслонки полностью открыты, поток горючей смеси в вихревой камере не вращается и поэтому в полость 11 не поступает, а, растекаясь по необогреваемой мембране 10, устремляется через выходное отверстие 8 во впускной трубопровод, сдувая образующуюся на мембране 10 пленку топлива через зазоры 12 и 13 в полость 11.

Таким образом, данная конструкция при надлежащем (теоретически и экспериментально обоснованном) выборе высоты вихревой камеры позволяет на режимах работы двигателя с полной нагрузкой получить минимальное аэродинамическое сопротивление в вихревой камере при отсутствии подогрева горючей смеси, а на режимах частичных нагрузок, когда сопротивление не имеет значения, получить подогретую и гомогенизированную горючую смесь, равномерно распределяемую по периметру выходного отверстия 8 вихревой камеры, а, следовательно, и по цилиндрам двигателя. В связи с этим технико-экономические преимущества изобретения перед рассмотренными аналогами заключаются в следующем: а) повышение мощности двигателя на режимах полных нагрузок; б) повышение экономичности двигателя на режимах частичных нагрузок; в) уменьшение вредных выбросов с отработавшими газами (окиси углерода и угловодородов — на частичных режимах и двуокиси азота — на полных).

5 Формула изобретения

Система впуска двигателя внутреннего сгорания, содержащая карбюратор, впускной трубопровод и вихревую камеру, установлен ную между карбюратором и

10 впускным трубопроводом, выполненную в виде тела вращения с верхним и нижнем днищами, в верхнем днище выполнено входное отверстие для горючей смеси после карбюратора, а в нижнем — выходное отвер15 стив, причем в полости камеры размещены нагреватель и направляющий аппарат, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения мощности и экономичности путем снижения аэродинамических потерь и

20 улучшения испарения топлива, вихревая камера дополнительно снабжена кольцевой мембраной, установленной у нижнего днища и отделяющей от обьема камеры полость, сообщающуюся с последним через

25 зазоры между наружным и внутренним контурами мембраны и стенками вихревой камеры, причем в качестве направляющего аппарата используется дроссельная заслонка карбюратора, входное отверстие выпол30 нено несоосно оси вихревой камеры, а нагреватель контактирует с нижним днищем.