Устройство гомогенизации горючей смеси

 

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: канал впускного коллектора от оси дроссельной заслонки карбюратора до плоскости, перпендикулярной оси движения горючей смеси, выполнен длиной, определяемой по уравнению , где L - длина канала, мм; С - константа, С=0,2 - 0,3; d_ц - диаметр цилиндра двигателя, мм; d_д - диаметр проточного канала дроссельной заслонки, мм. Диаметр его увеличен, в сравнении с диаметром проточного канала дроссельной заслонки, не менее чем на 7% от своей длины. Он может быть выполнен в виде конуса, ступенчатым или другими известными методами с расширением по ходу движения горючей смеси. Кромка дроссельной заслонки, перемещающаяся вниз, выполнена в поперечном сечении скругленной, верхняя имеет фаску под углом 20 - 40^o к плоскости заслонки, а нижняя кромка канала карбюратора имеет острую кромку. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и непосредственно к двигателям внутреннего сгорания с искровым зажиганием.

Известно устройство для распыла и перемешивания топлива с воздухом (Авт. св. СССР N 3722841, кл. F 02 M 29/00, 1968 г.), где применяется сбор неиспарившегося топлива в специальной емкости и подача его в сопло дополнительного диффузора вторичного распыла, устанавливаемого в канале впускного коллектора перед клапаном. Вторичный распыл имеет те же недостатки, что и первичный, а следовательно, попадание топлива в жидком состоянии в цилиндры двигателя уменьшается в незначительной степени. Кроме того, дополнительная циркуляция его увеличивает инерционность системы дозирования.

Более совершенным примером и прототипом может служить устройство (Авт. св. СССР N 1430577, кл. F 02 M 29/06, 1988 г.), у которого улучшение приготовления горючей смеси достигается применением статических турбин с направлением потоков в большом и малом диффузорах в противоположные стороны.

Недостатком является то, что вращающийся поток отбрасывает на периферию неиспарившиеся капли топлива с образованием на стенках канала пленки. Поверхность испарения топлива уменьшается, и оно в жидком виде попадает в цилиндр, ухудшая процесс сгорания.

Техническим результатом изобретения является улучшение перемешивания и испарения топлива и его сгорания с соответствующим повышением экономичности работы двигателя на основных в эксплуатации промежуточных режимах.

На фиг.1 и 2 изображено предлагаемое устройство.

Устройство гомогенизации горючей смеси состоит из карбюратора 1 и впускного коллектора 2, в котором выполнен вертикальный впускной канал 3, переходящий в горизонтальные выпускные каналы подвода воздуха по цилиндрам, канала от оси 4 дроссельной заслонки 5 до плоскости 6, ограничивающей выпускные каналы снизу и перпендикулярной оси потока горючей смеси, длиной, определяемой из условия движения свободных газовых струй, по следующему упрощенному уравнению где L длина канала, мм; C константа, С=0,2 0,3; d_ц диаметр цилиндра, мм; d_д диаметр проточного канала дроссельной заслонки, мм.

У существующих двигателей C=0,12 0,18, а длина канала меньше предлагаемой величины на 15 45 мм.

Диаметр канала от проточного канала дроссельной заслонки до плоскости 6 выполняется увеличенным, в сравнении с диаметром проточного канала, на величину не менее 7% длины его; оптимум равен 17 20% Он может быть выполнен в виде цилиндра или расширяющегося конуса. Возможно ступенчатое расширение или расширение любым известным способом, но с обязательным увеличением площади сечения вдоль движения потока.

Дополнительно для улучшения распыла бензина на промежуточных положениях дроссельной заслонки нижняя кромка канала карбюратора выполняется острой, а не в виде фаски, как это делается у существующих карбюраторов.

Для того, чтобы улучшить перемешивание топлива с воздухом, поступающим в щель 7, применена плоская фаска 8, расположенная под углом 20 40^o к плоскости заслонки. Поток воздуха, попадая на эту фаску, примет горизонтальное направление движения, препятствуя проходу вертикального потока. Эффективное сечение щели в зависимости от положения заслонки уменьшается на 20 80% При открытии заслонки более чем на 30^o влияние фаски отсутствует.

С противоположной стороны заслонки кромка 9 выполняется скругленной, что увеличивает проход воздуха, при повороте заслонки до 30^o, на 20 80% Меньшая величина относится к большему открытию заслонки. При больших углах открытия влияние скругления кромки отсутствует. Увеличение прохода воздуха приводит к уменьшению переобогащения смеси, возникающего из-за наклонного положения дроссельной заслонки по отношению к неиспарившимся каплям бензина в пространстве от распылителя до заслонки.

Все это позволяет улучшить распыл топлива за дроссельной заслонкой, создать лучшие условия его перемешивания с воздухом, ликвидировать касание смеси о стенки канала и обеспечить свободный пробег струи за большее время, необходимое для испарения капель. Последнее связано с уменьшением скорости движения струи за счет увеличения площади сечения канала. Осаждение топлива на поверхностях предлагаемого канала отсутствует, так как струя не касается их. Провала оборотов двигателя на переходных процессах нет.

Предложенные изменения конструкции бензиновых двигателей были проверены на автомашинах ГАЗ-53, ГАЗ-24, ЗАЗ и Москвич 412. Снижение расхода топлива составляло 10 30% Последняя величина относится к ГАЗ-53, так как у этой автомашины канала пришлось увеличить по длине на 40 мм при соответствующем увеличении диаметра.

Результатом участия в соревнованиях по экономичности (ЭКО-РАЛЛИ СССР) на автомобиле ГАЗ-24 в 1989 и 1991 гг. явилось присуждение, в первом случае третьего места, во втором первого (чемпионы СССР). Кроме предлагаемых изменений конструкции, других мероприятий не проводилось.

Формула изобретения

1. Устройство гомогенизации горючей смеси, содержащее L-образный коллектор с вертикальным впускным и горизонтальным выпускным каналами, установленный на коллекторе карбюратор с дроссельной заслонкой, размещенной в проточном канале, отличающееся тем, что впускной канал от оси дроссельной заслонки до плоскости, ограничивающей выпускные каналы снизу, выполнен длиной, определяемой из уравнения где L длина канала, мм; С константа, равная 0,2 0,3;
d_ц диаметр цилиндра двигателя, мм;
d_д диаметр проточного канала,
и увеличивающимся на участке от нижнего конца проточного канала, и в сравнении с ним, диаметром не менее чем на 7% своей длины.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что впускной канал выполнен плавно или ступенчато увеличивающимся диаметром.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что выходная кромка проточного канала выполнена острой.

4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что верхняя часть кромки дроссельной заслонки, поднимающаяся вверх, имеет фаску под углом 20 40^o к плоскости заслонки, а опускающаяся вниз скругление верхней части.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2