Устройство для смесеобразования в бензиновом двигателе внутреннего сгорания

 

Использование: в двигателестроении для улучшения смесеобразования в бензиновом двигателе как с карбюраторной системой топливоподачи, так и с системой моновпрыска топлива. Целью изобретения является увеличение экономии топлива и снижение токсичности отработавших газов бензинового двигателя путем повышения степени гомогенизации топливовоздушной смеси. В устройстве, включающем топливодозирующий узел, смесительную камеру 2 с подводом воздуха через тангенциальные каналы 3, выполненные в стенке камеры 2, поворотные элементы 4 для дросселирования тангенциальных каналов, установленные соосно со смесительной камерой 2, последняя выполнена в форме овоида, при этом тангенциальные каналы 3 расположены в широкой части овоида, а выходной канал - в его узкой части, причем поворотные дросселирующие элементы 4 установлены снаружи камеры 2. Предлагаемое устройство отличается эффективностью, простотой, компактностью. Оно повышает степень гомогенизации и улучшает распределение топливовоздушной смеси по цилиндрам двигателя, что улучшает топливную экономичность и снижает токсичность отработавших газов двигателя. 2 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для улучшения смесеобразования в бензиновом двигателе как с карбюраторной системой топливоподачи, так и с системой моновпрыска топлива.

Известны системы топливоподачи (карбюраторные и с моновпрыском топлива) для бензиновых двигателей внутреннего сгорания, в которых для улучшения внешнего смесеобразования применяют различные устройства, обеспечивающие вихреобразование в смесительной камере системы (авт.св. СССР N 1183706, 1146480, 559031, 989121, пат. США N 4526729, пат. ПНР N 134110 и др.).

Основными недостатками таких устройств являются либо конструктивная и технологическая сложность, либо низкая турбулизация потока в зоне смесеобразования. Указанные недостатки не позволяют значительно улучшить смесеобразование, повысить топливную экономичность двигателя и снизить токсичность его отработавших газов.

Известно устройство для смесеобразования в бензиновом двигателе, содержащее топливодозирующий узел, цилиндрическую смесительную камеру с подводом воздуха через тангенциальные каналы, выполненные в стенке камеры, поворотные дросселирующие элементы, установленные коаксиально на внутренней стенке смесительной камеры (авт.св. СССР N 905505, кл. F 02 М 17/00).

Однако такая конструкция устройства не позволяет значительно повысить топливную экономичность двигателя и снизить токсичность его отработавших газов, так как не обеспечивает существенного повышения гомогенизации топливовоздушной смеси из-за недостаточного вихреобразования потока и возможности выпадения частиц топлива во впускной трубопровод вследствие принятой цилиндрической формы смесительной камеры.

Цель изобретения - повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов бензинового двигателя путем повышения степени гомогенизации топливовоздушной смеси.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для смесеобразования в бензиновом двигателе внутреннего сгорания, включающем топливодозирующий узел, смесительную камеру с подводом воздуха через тангенциальные каналы, выполненные в станке камеры, поворотные элементы для дросселирования тангенциальных каналов, установленные соосно со смесительной камерой, последняя выполнена в форме овоида, при этом тангенциальные каналы расположены в широкой части овоида, а выходной канал - в его узкой части, причем поворотные дросселирующие элементы установлены снаружи смесительной камеры.

Анализ патентной и научно-технической литературы показал, что такое усовершенствование устройства для образования топливовоздушной смеси в бензиновом двигателе не известно. Предлагаемое техническое решение позволяет создать интенсивное вихревое движение потока воздуха и уменьшить выпадение частиц топлива во впускной трубопровод благодаря предлагаемой форме смесительной камеры. Это обеспечивает повышение гомогенизации и улучшение распределения топливовоздушной смеси по цилиндрам двигателя, что улучшает топливную экономичность и снижает токсичность отработавших газов двигателя.

На фиг.1 показана конструкция предлагаемого устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство состоит из корпуса 1, в центральной части которого находится смесительная камера 2, выполненная в форме овоида. В широкой части камеры расположены тангенциальные каналы 3 для подвода воздуха. Для регулирования наполнения двигателя снаружи смесительной камеры установлен дросселирующий элемент 4 в виде цилиндрического стакана с продольными пазами (окнами) 5, выполненными в местах расположения тангенциальных каналов 3. Дросселирующий элемент 4 установлен с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, для чего в его верхней части имеется зубчатый сектор 6, связанный с зубчатой рейкой 7, один конец которой соединен с корпусом 1 через пружину 8 растяжения, а другой - с тягой педали водителя (не показана). Для фиксации в вертикальном направлении дросселирующего элемента 4 предусмотрена пружина 9. Электромагнитная форсунка 10 установлена в специальном гнезде с уплотнениями выше смесительной камеры и фиксируется крышкой 11. Для установки воздушного фильтра (не показан) на верхнем фланце устройства имеются шпильки 12.

Устройство работает следующим образом.

Поток воздуха, пройдя воздухоочиститель (не показан), поступает в корпус 1 и далее, двигаясь через окна 5 дросселирующего элемента 4 и тангенциальные каналы 3, входит в смесительную камеру 2. Вследствие тангенциального расположения каналов 3 поток воздуха интенсивно закручивается в смесительной камере 2, обеспечивая образование гомогенной смеси воздуха с топливом, поступающим от форсунки 10. При этом попадание частиц топлива во впускной трубопровод минимально, поскольку за счет центробежных сил закрученного потока воздуха частицы топлива отбрасывают на стенку смесительной камеры 2, где испаряются в процессе взаимодействия с закрученным потоком воздуха. Овоидальная форма смесительной камеры 2 с широким сечением на входе потока и сужением по ходу его винтообразного движения создает благоприятные условия для пленочного смесеобразования.

Интенсивная закрутка потока в сочетании с овоидальной формой смесительной камеры позволяет повысить гомогенизации и улучшить распределение топливовоздушной смеси по цилиндрам. Это позволяет повысить топливную экономичность двигателя, а также несколько обеднить состав смеси, что дополнительно ведет к снижению токсичности отработавших газов.

Предлагаемая овоидальная форма смесительной камеры по сравнению с цилиндрической камерой позволяет лучше удерживать топливную пленку на стенке, а по сравнению с камерой, например, овальной формы имеет меньшие габариты (в направлении продольной оси).

Предлагаемое устройство может быть использовано не только в системе моновпрыска бензина, но и в карбюраторной системе топливоподачи. В последнем случае распылитель топлива должен быть выведен в центральную зону смесительной камеры, где создается разрежение при закрутке потока.

В целом предлагаемое устройство для смесеобразования в бензиновом двигателе отличается эффективностью, простотой, компактностью.

В настоящее время данное устройство изготавливается и будет испытано с системой моновпрыска бензина на двигателе МеМ3-245.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ В БЕНЗИНОВОМ ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее топливодозирующий узел, смесительную камеру с тангенциальными каналами для подвода возудха, выполненными в стенке смесительной камеры, поворотные элементы для дросселирования тангенциальных каналов, установленные соосно со смесительной камерой, отличающееся тем, что, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов, смесительная камера выполнена в форме овоида, причем тангенциальные каналы расположены в широкой части овоида, а в его узкой части выполнен выходной канал и поворотные дросселирующие элементы установлены снаружи смесительной камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2