Карбуратор

 

№ 50179

Класс 46 с2 56

ЕНТ HA 83ОВ ТЕНЩ» -"

ОПИСЯНИЕ карбуратора.

К патенту ин-ца Арнольда Зейдель (Arnold Seidel), в г. Берлине, Германия, заявленному 9 августа 1933 года (спр. о перв. № 133200).

О выдаче патента опубликовано 31 августа 1936 года.

Действие патента распространяется на 15 лет от 31 августа 1936 года.

Изобретение относится к карЯураторам с пластинчатыми распределителями, состоящими из двух тонких принудительно перемещаемых друг по другу пластин со щелями, взаимное совпадение каковых щелей обеспечивает сквозное протекание горючей смеси из карбуратора в рабочий цилиндр.

Предлагаемый карбуратор имеет целью достижение возможно полного распыления и превращения в туман не только горючего с низкой температурой кипения (как, например, бензин), но и горючего с высокой температурой кипения (тяжелое топливо). Для этой цели в предлагаемом карбураторе пластины щелевого распределителя расположены в наиболее узком месте каналов, перпендикулярных к каналам первичной смеси. Карбуратор снабжен двумя поплавковыми камерами. одной — для бензина и дрчгой — для тяжелого топлива.

На чертеже фиг. 1 изображает вид карбуратора сбоку с частичным разрезом; фиг. 2 — разрез по линии АЛ. на фиг. 1; фиг. 3 — вид сверху щелевого распределителя; фиг. 4 и 5 †в сверху части щелевого распределителя в двух различных рабочих положениях; фиг. б— поперечный разрез видоизмененного карбуратора и фиг. 7 — вид сверху щелевого распределителя в видоизмененном карбураторе, Карбуратор снабжен поплавковой камерой 1 для горючего q высокой температурой кипения (тяжелое топливо) и такой же камерой 2 для горючего с низкой температурой кипения (бензин), каковые камеры обе расположены в одной плоскости. Камера 1 для тяжелого топлива снабжена жиклером 3, сообщающимся с каналом 5 первичной смеси при помощи переключателя 4.

Поплавковая камера 2 для бензина снабжена двумя соплами 6 н 7, из коих сопло 6 заканчивается в канаЛе 8, сообщающемся с каналом 5 первичной смеси через посредство переключателя 4, а сопло 7, служащее для составления бензиновой смеси холостого хода, заканчивается в канале 9 для смеси холостого хода.

В канал 5 первичной смеси поступает, в зависимости от положения переключателя 4, смесь воздуха либо с тяжелым маслом, либо с бензином. Переключатель 4 может, быть устанавливаем и так, чтобы была возможна смешанная работа. В виде общего правила переключатель 4 устанавливается так, как это представлечо на фиг. 2. Устанавливать клапан для работы его только на бензине является целесообразным лишь до тех пор, пока двигатель не нагрелся в достаточной степени.

Канал 5 первичной смеси заканчивается ответвдяющимися от него квналами 10 и 10", примыкающими к инжекторным прорезам 11, 11" главных распылителей 12, 12" ступеней 1 и П карбуратора. Распылители 12, 12" в своих наиболее узких поперечных сечениях снабжены щелевым распределителем 13, 14.

В зависимости от положения переключателя 5 ступени 1 и П через посредство канала 5 первичной смеси и

его ответвлений каналов 10 и 10" обслужива отся жиклером 3 или соплом б.

Жиклер 3 сделан настолько большим, чтобы он мог обслуживать обе ступени 1 и П. Если открыта только ступень 1, то жиклер оказывается слишком большим, так что необходима подходящая компенсация. Для этой цели в ступень I при закрытой ступени П предлагается вводить добавочный воздух в горючую смесь, подаваемую распылителем 12 .

Этот добавочный воздух поступает в ведущее к закрытой ступени II ответвление 10, соединенное с наружным воздухом через инжекторный прорез 11" и верхнюю - часть распылителя 12". Добавочнь и воздух протекает по направлению, указанному стрелкой 15, через верхнюю часть распылителя 12" и через сопло Вентури 16 в ответвлении 10".

Так как движение воздуха происходит по неправильному направлению, воздушный поток сильно тормозится. Если каналы 10 и 10" имеют одинаковое поперечное сечение, то благодаря торможению, обусловливаемому соплом 16, в первичную смесь, текущую в ступень I через канал 10"; попадает не 50N добавочного воздуха, а меньше. Этот процесс торможения, равно как и описанная ниже автоматическая регулировка количества добавочного воздуха служат для компенсации слишком высокой производительности жиклера 3. Количество добавочного воздуха, протекающего через канал 10", определяется давлением, господствующим в инжекторной щели ll".

Если щелевой распределитель 13, 14 совершенно закрывает ступень П, то в инжекторном прорезе 11" имеет место атмосферное давление, так что добавочный воздух течет через канал 10" в таком количестве, какое допускается тормозящим действием сопла 16. При открывании ступени Il помощью щелевого распределителя 13, 14 мотор может засасывать также и через ступень 11, так что давление у инжекторного прореза 11" постепенно уменьшается. Вследствие этого ослабевает приток добавочного воздуха через канал 10" в канал 5, после чего доступ добавочного воздуха совершенно прекращается, а первичная смесь всасывается мотором также и через канал 10" и сопло распылителя 12" ступени П. Когда ступень 11 оказывается совершенно открытою, то смесь течет равномерно через обе ступени, так как поперечные сечения каналов 10 и 10" одинак9вы.

Как уже было упомянуто, распылители 12, 12" снабжены в наиболее узком поперечном сечении щелевым распределителем 13, 14, состоящим из двух весьма тонких пластинок, свободно скользящих в направляющих 17, 18. Пластинки плотно сидят внутри капсюли и смазываются фитильным смазывателем. Пластинки снабжены отверстиями 19, 20, 21, 22 (фиг. 3, 4, 5), служащими для открывания и закрывания ступеней I и П.

На фиг. 3 щелевой затвор изображен в закрытом состояйии, причем отверстия 19 — 22 стоят так, что ступени I и П совершенно закрыты пластинками раси редел ителя 13, 14. Если ка рбуратор должен быть открыт, то поворачивают рычаг 23, снабженный штангой 24, что влечет за собою поворот вокруг средней оси двуплечего рьяна га 25, свободные концы коего снабжены роликами 26,27, входящими в выемки 28, 29 пластинок распределителя 13, 14, вследствие чего при повороте рычага 25 пластинки перемешаются в своих направляющих.

Так как пластинки распределителя очень тонки, то при холостом ходе они герметически присасываются действием низкого давления, так что воздух не может проникнуть в закрытые ступени 1 и П.

При повороте двуплечего рычага 25 ролик 26 перемещает верхнюю пластинку по направлению стрелки 30, а ролик 27— нижнюю пластинку в противоположном направлении по стрелке 31. Вследствие этих передвижений центры продольных отверстий 19, 20 взаимно приближаются и занимают сперва положение, изображенное на фиг. 4. При таком положении отверстия 19, 20 настолько взаимно перекрываются, что образуется щель 32 в виде эллипса, так что отверстие распылителя 12 освобождается на соответственI ную величину. При дальнейшем перемещении пластинок получается положение, изображенное на фиг. 5, при котором ступень 1является вполне открытою.

Если пластинки передвинуты еще дальше, то отверстия 21 и 22:-- второй ступени перекрываются настолько, что образуется щель, соответствующая щели 32, так что в конце концов оба отверстия являются совпадающими и вторая ступень оканчивается также открытою. Ступень 1 все время остается вполне открытой, так как отверстия 19 — 22выйолнены продолгова, тыми. При обратном повороте рычага 23 описанные процессы протекают в противоположном направлении.

В силу того, что щелевой распределитель 13, 14 расположен в наиболее узком поперечном сечении главных распылителей 12, 12" обеих ступеней, где одновременно находятся также и инжекторные щели 11, 11", из коих выступает первичная горючая смесь, то вследствие горизонтального расположения пластин распределителя 13, 14 непосредственно ниже щели инжектора горючее в первичной смеси течет одновременно со всех сторон в виде тончайшего слоя к краям отверстия щелевого распределителя. Когда отверстие щелевого распределителя является минимальным, например, при пуске в ход, то длина краев (в эллипсе щели 32) по меньшей мере в пять раз больше периферии нормального сопла

) для горючего отверстием в 1 лм. Скорость воздуха у краев является в каждый данный момент максимально" скоростью, наблюдаемой во всасывающей проводке, в отличие от существующих карбураторов, в которых скорость воздуха в главном распылителе является недостаточной вследствие недостаточности отверстия лежащего позади дроссельного клапана.

В обычных карбураторах главное сопло вступает в действие при понижении давления на 3 мм водяного столба, равного 1/3333 атм., вследствие чего капли горючего выступают через сопло настолько медленно; что распыление не происходит. При применении предлагаемого изобретения у краев щелей даже при самом небольшом отверстии происходит максимальное, столь существенное дЛЙ хорошего распыления, понижение давления, равное 0,3 атм. (тогда как существующие карбураторы дают понижение всего лишь в 0,0003 атм.), чем можно достичь весьма высокой степени распыления.

Каналы 33, 33" ступеней I и П заканчиваются в Т-образном ответвлении 34, к которому присоединены также и всасывающие проводки 35, ведущие к клапанным коробкам. Вся газопроводка от распылителя 12 до клапанной коробки имеет весьма малое поперечное сечение, вследствие чего достигается весьма высокая скорость движения газа. а вместе с тем безусловное превращение горючего в туман. На пути карбурированной смеси расположены несколько распыляющих насадков 36, 37, 38 в виде сопел

Вентури, сужающих поперечное сечение до 64%, что также приводит к повышению скорости и к более совершенному превращению горючего в туман.

Последний из насадков 38 расположен у конца всасывающей проводки при входе в клапанную коробку.

Насадки способствуют, между прочим, открыванию конденсата горючего, случайно осевшего на стенках проводки.

Для достижения этой цели вокруг насадков (за исключением насадка 36) устроены узкие кольцевые пространства, заканчивающиеся инжекторными щелями 40 в наиболее узкой части насадка.

Благодаря этому в инжекторных прорезах возникают поперечно направленные струи воздуха, отрывающие конденсат от стенок и вводящие его снова в поток смеси. Выполнение насадков в виде сопел Вентури преследует также и ту цель, чтобы колебания и движения газового столба, выходящего из клапанной коробки после закрытия впускных клапанов мотора, заглушались. Насадки служат также калибром для количества протекающей газовой смеси.

Поперечное сечение канала 33 ступени 1 равно 18% поперечного сечения всасывающей проводки современного быстроходного мотора мощностью в 20 л. с.

Этого незначительного 18%-го сечения достаточно для обеспечения современному американскому пассажирскому автомобилю скорости в 60 км/час (по ровной дороге). Предлагаемая аппаратура имеет целью достигнуть, по сравнению с широкими всасывающими проводками американских автомобилей, скорости газа в первой ступени (канал 33 ), в пять раз ббльшей, а в добавочном сопле 36 канала 33 — в восемь с половиной раз ббльшей, чем в известных.

Так как распыляющая энергия воздушного потока растет пропорционально квадрату скорости, то при предельной скорости в 60 км/час должна получиться энергия, в 75 раз превышающая таковую, получаемую в обычных моторах.

В тех местах, где находятся сопла 37, 38 с кольцевым пазом 39, всасывающий канал соответственно расширен, во избежание ненужного сопротивления. Всасывающий канал заходит на некоторое расстояние в клапанную коробку и конически расширяется у конца с целью уменьшения сопротивления, встречаемого потоком. Кроме того, предусмотрен прорез 38а или несколько отверстий для того, чтобы конденсат, осевший на дне клапанных коробок, отрывался при обратном толчке газового столба и попадал обратно во всасывающую проводку и в распылитель.

Существенную роль играют распылительные сопла 37, расположенные непосредственно позади ответвления. Если мотор всасывает через другую ветвь всасывающей проводки, то колебания газового столба заглушаются в этом мертвом ответвлении, так как газ должен пройти через сопло Вентури в обратном направлении, что препятствует возникновению критических колебаний газового столба. Распылители 37 имеют для распыления возможных конденсатов горючего большее значение, нежели конечный распылитель 38, так как для превращения горючего в туман недостаточно того, чтобы оно было просто увлечено воздушным потоком; размельчение капель горючего и превращение их в туман достигается лишь постепенно вдоль длинного пути, лежащего за соплами 37.

С целью лучшего превращения топлива в туман всасывающая проводка вплоть до клапанной коробки делается достаточно длинно". Длина ответвления 34 до T-образного разделения почти равна длине проводки 35 позади этого Т-образного разветвления.

Поплавковая камера 2 для бензина снабжена, как уже было сказано выше, соплом 7, служащим для подготовки смеси для холостого хода. Эта смесь попадает в аппаратуру при закрытой или почти закрытой щели распределителя 13, 14, причем соотношение горючего и воздуха точно дозировано. К каналу 9 присоединены каналы 42, 42", лежащие ниже плоскости канала 5 для первичной смеси; эти каналы заканчиваются несколько ниже щели распределителя 13; 14 в каналах ступеней I и 11 через посредство отверстий 43, 43".

Каналы 42, 42" и отверстия 43, 43" соразмерены так, чтобы в ступень 1 попадала одна треть, а в ступень 11— две трети смеси для холостого хода.

Вследствие более высокой доли бензина в этой смеси в ступени 1 достигается лучшее распыление горючего при минимальном отверстии дроссельного органа, например, при пуске мотора в ход, так как непосредственно позади дроссельного органа происходит интенсивное перемешивание тяжелого масла с содержащей бензин смесью.

Бензиновая смесь поступает в ступени 1 и Il в точно дозированном количестве также и тогда, когда обе ступени открыты. В этом случае бензиновая смесь для холостого хода интенсивно перемешивается с поступающею смесью тяжелого топлива, что благоприятно влияет на превращение горючего в туман в ступени I и что облегчает переход от ступени 1 к ступени П, так как часть бензиновой смеси попадает также и в ступень О. Участие бензиновой смести может иметь место и при любом положении дроссельного органа, например, при вполне открытом отверстии. В этом последнем случае через канал 44 . вводится добавочное количество воздуха, соответствующее количеству горючего в бензиновой смеси, каковой канал является дополнительным и открывается по мере увеличения щели в щелевом распределителе или же лишь к концу процесса. В отличие от каналов 33, 33" канал 44 подает исключительно добавочный воздух и его поперечное сечение равно 15 — 20% общего всасывающего сечения. Такое устройство имеет целью достичь минимального расхода горючего при вполне открытом положении дроссельного органа и более благоприятного наполнения мотора при сравнительно узком пбперечном сечении ступеней и II.

Сумма поперечных сечений подобрана так, чтобы получалось желаемое дроссельное сечение, например в 43%.

Распределение в ступени III достигается опять же при помощи щейевого затвора 13, 14. Канал 44 разветвляется на два канала 44а, 44b, управляемые помощью отверстий 45а, 4ба, 45b, 46b в щелевом затворе. Эти отверстия 45,46 так рассчитаны, чтобы ступень III от- крывалась тогда, когда заканчивается открывание щелевого затвора.

При конструкции согласно фиг. б и 7 имеются лишь две ступени 1 и П. По мере того, как щелевой затвор открывается, происходит постепенное разбавление и отключение бензиновой смеси, притом так, что каналы 42, 42" сообщаются с каналами 47,47", соединенными с наружным воздухом; когда щелевой затвор заканчивает свое открывающее движение, вышеназванные каналы освобождаются при помощи отверстий 48, 49, а также и 50, 51.

У нижнего конца Т-образной части 34 находится регулировочный винт 52.

Если бы оказалось, что игольчатый клапан у сопла 3 почему-либо не функционирует, то через отверстие этого винта можно выпустить масло. Отверстие, закрываемое винтом 52, служит также для регулирования добавочного воздуха, предназначенного для бензиновой смеси холостого хода.

При нормальной работе, т. е. когда мотор нагрелся и установилась нормальная температура, можно прекратить подачу бензиновой смеси, для чего служит изображенный на чертеже кран, обслуживаемый шофером с места сидения.

В этом случае можно воспользоваться переключательным клапаном 4 для установления режима минимального расхода

/ горючего при любой нагрузке мотора.

Так как главное бензиновое сопло 6 свободно от горючего, то можно при незначительной перестановке переключательного клапана 4 пользоваться каналом 8 исключительно для подачи добавочного воздуха, что дает возможность точно учитывать атмосферные условия, как-то: плотность и температуру воздуха.

Предмет изобретения.

1. Карбуратор с пластинчатыми распределителями, состоящими из двух тонких принудительно перемещаемых друг по другу пластин со щелями, взаимное совпадение каковых щелей обеспечивает сквозное протекание горючей смеси из карбуратора в рабочий цилиндр, OTJtHчающийся тем, что щелевой распределитель 13, 14 расположен в наиболее узком месте смежных каналов 33, 33, перпендикулярных к каналам 10, 10" первичной смеси (ответвленным от об- щего канала 5, питаемого горючим из жиклера 3 поплавковой камеры 1), примыкающим к воздушным каналам через инжекторные прорези 1! и ll".

2. Применение в карбураторе по п.1 насадки 16 Вентури в канале 10" для торможения добавочного воздуха или первичной смеси.

3. Применение в карбураторе по и. 1, кроме поплавковой камеры 2 для бензина, еще поплавковой камеры 1 тяжелого топлива, с применением переключателя 4 для работы только на легком или только на тяжелом топливе, или одновременно на том и другом топливе.

4. Применение в карбураторе по и. 1 длинных и узких каналов 33, 33", длина которых превышает половину общей длины, а площадь сечения не достигает половины площади сечения всасывающего трубопровода обычного типа.

5. Применение в .карбураторе по и. 2 насадков Зб, 36, 37, 37, 38, 38 на пути карбурированной смеси, из коих последние насадки 38, 38 расположены в конце газопровода.