Противодетонационное устройство л.в.карсавина для двигателя внутреннего сгорания

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 5 F 02 М 25/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4819740/06 (22) 27.04.90 (46) 15,05,93. Бюл. М 18 (75) Л.B.Êàðñàâèí, С.Л.Карсавин и Г.К.Кузьмин (56) Штода А.В. Автоматика авиационных двигателей. M., издательство ВВИА им.

Н.Е.Жуковского, 1966, с. 440-442, рис. 13.1, 13.2.

Авторское свидетельство СССР

N. 1060803, кл. F 02 М 25/02, опублик. 1990. (54) ПРОТИВОДЕТОНАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО Л.В.КАРСАВИНА ДЛЯ ДВИГА.ТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Назначение: область машиностроения, а именно противодетонационные устройства в двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: противодетонационное устройство содержит воздухозабооник (12)

„„5Q „„1815396 А1 с воздушным фильтром (13), образующим со стенками воздухоэаборника замкнутую полость (11), сообщенную паровоздушным трубопроводом (3), содержащим струйный насос (10), кран (7) и теплообменник (4) со смесительной камерой карбюратора (2) и рубо ро одом (18) с жидкостной стью (17) барботера (16), паровая полость (15) которого сообщена со всасывающим патрубком струйного насоса (10) трубопроводом (14), причем всасывающий патрубок сообщен с жидкостной полостью (17) обводным трубопроводом (19), в котором установлены кран (20) и жиклер с переменным сечением (21). Теплообменник (4) и участок трубопровода (3) между ним и смесительной камерой, в котором выполнены по меньшей мере три взаимно перпендикулярных пережатия, заключены в герметичный кожух (6).

2 з,п. ф-лы, 2 ил.

1815396

Изобретение относится к устройствам для присадки воды или пара в первичный воздух, в основное топливо или в горючую смесь, в частности к системам автоматического регулирования детонации карбюраторных двигателей.

Целью изобретения является повышение эффективности путем расширения функциональных возможностей.

На чертеже показано противодетонационное устройство.

Устройство согласно предлагаемому изобретению содержит карбюратор 1 двигателя, в смесительную камеру 2 которого включен трубопровод 3 (см. фиг, 1), на срезе

"а" включения которого установлено критическое сопла "б", направленное своим выходом в смесительную камеру 2, завихрители потока (см. сечения А-А и Б-Б фиг, 1 и фиг. 2) паровоздушной смеси, выполненные на стенках трубопровода 3 на участке между критическим соплом "б" камеры 2 и теплообменником 4, участок выпускного коллектора 5, с поверхностью которого жестко контактирует теплообменник 4 трубопровода 3, кожух 6, внутри которого с гарантированными кольцевыми и торцовыми зазорами размещен трубопровод 3, причем зазоры заполнены атмосферным воздухом и загерметизированы от окружающей среды, кран 7, установленный в трубопроводе

3 на входе в теплообменник 4, кран 8 обводного канала трубопровода 9, концы которого включены в трубопровод 3 соответственно до крана 7 и после теплообменника 4 (перед завихрителями, закручивающими паровоздушный поток), струйный насос 10, входное сопло которого посредством трубопровода 3 сообщено с замкнутой полостью обьема 11 с давлением воздуха р> воздухозаборника 12, установленного навстречу потоку атмосферного воздуха с давлением ратм 4» р>, воздушный фильтр 13, установленный йа пути атмосферного воздуха в объем.11, при этом во всасывающей камере 2 и трубопроводе 3 устанавливается переменное давление р, причем между давлениями ратм, р и р сохраняется постоянная зависимость, при которой ратм р1 p2 трубопровод 14, концы которого включены соответственно во всасывающий патрубок насоса 10 и испарительную полость 15 дозатора-испарителя

16, заполненного рабочей жидкостью барботируемого объема 17, канал 18, включенный соответственно в замкнутый обьем 11 воздухозаборника 12 и полость 17дозатораиспарителя 16, обводной канал 19, концы которого включены соответственно в полость 17 дозатора-испарителя 16 и трубопровод 14, причем в канале 19 установлен кран 20 и переменный жиклер 21, и переменные сопротивления "в". установленные в каналах 3 и 14 соответственно между воздухозаборником 12 и насосом 10, а также между насосом 10 и дозатором-испарителем 16. При этом рабочий перепад давления на сопротивлениях "в" определяется следу"0 ющим образом: Лр=ратм рг, где ратм=р1или

Л р=р1-р2 (переходом давления на фильтре

13 пренебрегаем). Таким образом, относительное постоянство перепада давления на сопротивлениях "в", определяющее качест15 во регулирования детонации моторных топлив, определяется переменными величинами давлений р и pz, изменяющихся в зависимости от изменения нагрузки карбюраторного двигателя.

Устройство работает следующим образом. При этом работу устройства следует рассматривать поэтапно.

1. Пуск холодного двигателя. Краны 7, 8 и 20 закрыты. Производится пуск и прогревание двигателя в режиме "холостой ход".

2. Включение устройства в работу. Открывается кран 7 и включается система, вырабатывающая паровоздушную смесь (добавку), При этом давление р вакуума в

30 трубопроводе 3 создает перепад давления на сопротивлениях "в" трубопровода 3 и 14, т.е. Л р=р -рг, который обеспечивает дальнейшее движение потока испаряемой воды из полости 15 барботируемой жидкости 17

35 дозатора-испарителя 16 и воздуха из объема 11 воздухозаборника 12 s струйный насос 10, где они активно смешиваются, ускоряются и через диффузор насоса 10 поступают в теплообменник 4, При этом доза40 тор-испаритель нагружается давлением р1 через канал 18. Теплообменник 4 превращает холодную смесь в парообразную и направляет ее по трубопроводу 3 в направлении смесительной камеры 2 кар45 бюратора 1. При этом паровоздушный поток закручивается завихрителями трубопровода 3 (см, сечения А-А и Б-Б фиг, 1 и 2), уравнивая скорость частиц паровоздушного потока по всем слоям сечения, обеспечивая постоянную плотность и исключая возможность каплеобразования. После этого паровоздушный поток поступает в узкую часть критического сопла "б", установленного на срезе "а" трубопровода 3, где скорость резко возрастает, а давление потока падает, приближая режим потока паровоздушной смеси к кавитационному. При этом закрутка потока, уплотняющая его при движении, не дает ей проявиться полностью, так как в

1815396 закрученном потоке отсутствуют пустоты, обусловливающие кавитацию. На выходе из критического сопла (диффу.зорного насадка "б"), закрученный и ускоренный паровоздушный поток- резко расширяется с образованием факельного впрыска паровоздушной добавки в горючую смесь, выработанную карбюратором двигателя.

Образуется качественная горючая смесь, содержащая мелкораспыленную паровоздушную добавку, придающую ей высокие антидетонаторные свойства. При этом наблюдается рост плотности заряда горючей смеси и коэффициента наполнения двигателя на 3 — 5 с одновременным повышением экономичности и мощности двигателя. Одновременно следует упомянуть о том, что известно устройство, в котором дозировка паровоздушной добавки в горючую смесь регулируется устройством, управляемым от давления pz во всасывающей камере 2 карбюратора 1 (см. ИР М 4, 1987, с, 27 и фиг. 1 заявки). 8 известном доваторе осуществлена сложная схема косвенного управления расходом паровоздушной смеси, в которой изменение давления рг воздействует на перемещение дроссельного элемента, регулирующего расход. При этом наличие трущихся элементов в кинематической схеме управления и регулирования (дроссельный элемент, чувствительный элемент и т.д.) обусловливают гистерезис трения и значительную инерционность, снижающих точность регулирования и экономическую эффективность устройства.

3 этап. Регулируемыми сопротивлениями "в" определяется оптимальный расход паровоздушной добавки в горючую смесь на режиме работы двигателя "холостой ход", при котором достигнут антидетонаторный эффект и содержание СО в отработанных газах не превышает норму. После этого сечения сопротивлений "в" фиксируются.

4 этап. Работа регулятора на режимах увеличения нагрузки (скорости движения транспортного средства), При этом скоростной напор воздуха с давлением ратм увеличивается пропорционально нарастанию скорости. Давление р1 в замкнутом объеме 11 воздухозаборника 12 увеличивается.

На сопротивлениях "B" каналов 3 и 14 образуется переменный перепад давления

Л р=р -pz, при котором давление р растет пропорционально скорости, а давление pz уменьшается пропорционально падению вакуума в смесительной камере 2 карбюратора при увеличении нагрузки двигателя.

Таким образом, перепад давления Л р на сопротивлениях "в" изменяется пропорционально изменению скорости движения транспортного средства и нагрузки двигателя, т.е. Л p=f(N; Ч), гдето — нагрузка двигателя, Ч вЂ” скорость движения транспортного средства. Следовательно, расход паровоздушного потока (добавки) регулируется величиной перепада давления Л р при постоянных сечениях сопротивлений "в", отрегулированных в режиме работы двигателя "холостой ход", при котором V=O. При этом осуществляется принцип прямого регулирования, осуществляемого простыми техническими средствами. Количество жидкости, поступающей в трубопровод 14 из барботажного съема 16 может регулироваться через дополнительный (обводной) канал 19 путем открытия крана 20 и дозирования расхода жидкости посредством жиклера 21 переменного сечения, что расширяет функциональные возможности дозатора-испарителя 16, например при исходном регулировании и т.п.

5. Работа регулятора с использованием антидетонаторных присадок, высокооктановых топлив или дизельных жидкостей. Емкость дозатора-испарителя заполняется одной из перечисленных жидкостей. Перекрывается кран 7 трубопровода 3, отключая теплообменник 4. Открывается кран 8 обводного трубопровода 9, сообщая трубопровод 3 со смесительной камерой 2 карбюратора 1. Далее процесс добавки протекает так же, как это сказано ранее. При этом мелкораспыленная добавка медленно горящих жидкостей факельно впрыскивается в низкооктановую горючую смесь и оказывает на нее антидетонаторное воздействие. Отключение теплообменника

4 исключает самовоспламенение топливной добавки и образование смол и коксообразных частиц в канале 3 теплообменника 4 при работе регулятора на топливных жидкостях.

При этом задача кожуха 6 (см. фиг. 1 и 2) состоит в том, чтобы обеспечить надежную теплоизоляцию системы регулирования от воздействия окружающей среды (см. с, 4 описания статики).

Таким образом, предложенное противодетонационное устройство обеспечивает непрерывный процесс прямого регулирования простым и надежным способом, повышающим экономические характеристики системы и ее надежность. Это достигнуто путем резкого повышения качества паровоздушного потока и его активного перемешивания с горючей смесью при факельном впрыскивании в смесительную камеру кар1815396

Составитель Л. Карсавин

Редактор С. Кулакова Техред М,Моргентал Корректор А. Козориз

Заказ 1624 Тираж Подписное

ВНИИПИ 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 бюраторного двигателя. Надежность регулирования обеспечена путем отказа от управляемого дроссельного регулирования, изменяющего сечение канала при "постоянном перепаде" давления и его замену на регулирование при постоянных сечениях дроссельных каналов путем применения

"переменного перепада давления", изменяющегося в результате прямого воздействия нэ систему режима нагрузки двигателя и скорости движения транспортного средства.

Кроме того, система регулирования

"всеядна" к практически любым видам антидетонаторных жидкостей, что значительно расширяет возможности ее использования и удобство применения.

Формула изобретения

1. Противодетонационное устройство . для двигателя внутреннего сгорания, содержащее карбюратор со смесительной камерой, барботер с жидкостной и паровой полостями, теплообменник, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности путем расширения функциональных возможностей, устройство снабжено установленным навстречу потоку воздухозаборником с воздушным фильтром, образующим с его стенками замкнутую полость, струйным насосом с всасывающим патрубком, причем замкнутая полость сообщена паровоздушным трубопроводом через последовательноустановленные воздухОзаборник, струйный насос и теплообмен ник со смесительной камерой карбюратора и другим трубопроводом с жидкостной полостью барботера, паровая полость последнего сообщена трубопроводом с всасывающим

5 патрубком струйного насоса, причем в паровоздушном трубопроводе перед струйным насосом и у всасывающего патрубка последнего установлены регулируемые гидравлические сопротивления, а жидкостная

10 полость барботера сообщена с всасывающим патрубком струйного насоса при помощи обводного трубопровода с краном и жиклером переменного сечения, причем участок паровоздушного трубопровода

15 между теплообменником и смесительной камерой выполнен по меньшей мере стремя взаимно перпендикулярными, локальными пережэтиями, а на выходе трубопровода установлено сопло с критическим сечением, 20 направленное в смесительную камеру.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено установленным на входе в теплообменник краном и байпасным каналом, вход которого связан с паро25. воздушным трубопроводом перед краном, а выход — с выходом теплообменника, причем . в канале установлен второй кран.

3. Устрсйство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что теплообменник с участком па30 ровоздушного трубопровода до смесительной камеры заключены в герметический кожух с образованием гарантированных зазоров, заполненных атмосферным воздухом,