Устройство для подогрева горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания

(5) 4 Г 02 М 31 04 ЧВ(Ц" ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДОГРЕВА ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГ.О СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить эффективность испарения жидкого топлива. Устройство содержит теплопроводяшую пласти.ЯО 1321886 А 1 ну (П)с отверстием 2 для пропускания горючей смеси и отверстием 3 для выпуска отработавших газов. Часть топлива движется по выпускному трубопроводу 5 в виде пленки, испаряясь с ее поверхности.Топливо, оставшееся в виде пленки на выходе из трубопровода 5, попадает в кольцевое углубление 4, где нагревается и испаряется за счет теплоты, подводимой от П 1. Теплота от отработавших газов передается П 1 при прохождении их через отверстие 3, а также через поверхность контакта с фланцем 13 трубопровода 8. П 1 покрыта слоем 4 теплоизоляции, которая препятствует передаче теплоты от П 1 к выпускному трубопроводу 5, головке 6 блока цилиндров и рассеиванию ее в окружаюшее пространство.з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил, сИзобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для подогрева горючей смеси в лвигателе внутреннего сгорания.Целью изобретения является повышениеэффективности испарения жидкого топлива.На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для подогрева горючей смесив двигателе внутреннего сгорания; нафиг. 2схема движения топливной пленки во впускном трубопроводе; на фиг. 3график зависимости подогрева горючей смеси от диаметра отверстия пластины.Устройство содержит теплопроводящуюпластинус отверстием 2 для пропускания горючей смеси и отверстием 3 для выпуска отработавших, газов. Пластина 1 покрыта слоем 4 теплоизоляции, например, изасбеста, которая препятствует передаче теплоты от пластины 1 с отверстием 2 к впускному трубопроволу 5, головке б блока цилиндров и рассеиванию ее в окружающеепространство. Пластина 1 установлена межлу впускным трубопроводом 5 с впускным каналом 7 и впускным трубопроволом 8 с выиускнь 1 м каналом 9, которые крепятся к головке б блока цилиндров при помощи шпилек О, проходящих через отверстия 11.Впускной трубопровод 5 снабжен фланцем2, а выпускной трубопровод 8 фланцсм 13.Теплопроводяшую пластину 1 изготавливают из материала, имеющего высокийкоэффициент теплоироводности, например измеди или алюминия, Для упрощения и облегчеиия сборки устройства ее изготавливают в виде прокладки.Отверстие 2 пластины 1 совместно с поверхностями головки 6 блока цилиндров ифланцем 12 впускного трубопровода 5 образует кольцевое углубление 14 лля сборатопливной пленки.Ширину углубления 4 определяют толщиной пластины 1, которая находится в иределах 0,60,8 диаметра впускного трубопровода 5, что обеспечивает полный сбор ииспарение топливной пленки.Глубина кольцевого углубления 14 равна1,2 -1,3 диаметра впускного трубопровода 5и способствует испарению топлива и выводаего паров из углубления 14.Нижний предел ширины кольцевого углубления 14 обосновывают исходя из условия полного улавливания топливной пленки,движущейся по стенкам впускного трубопровода 5. Кольцевое углубление 14, образованное поверхностями отверстия пластины 1, фланца 12 впускного трубопровода 5и плоскостью головки 6 блока цилиндров,задерживает топливнуку пленку,Топливная пленка. минуя стенку 15 фланца 12 впускного трубопровода 5, движетсяиол действием силы тяжести, пока не достигнет стенки 16 кольцевого углубления 4.Для того, чтобы топливная пленка не пере 8 =- 7 плф,ь=Я,3 где Я - перемещение пленки в направлении(2) оси Х. м 7 . -- скорость движения пленки по впускному трубопрэволу, м.с;о - время лвижелия пленки от стенки 15до стенки 16 кольцевого углубления 14, с;р -- единичная массовая сила, м.сУчитывая (1), искгпочают время т из (2), имеют.з д+ з - 4)1 пр 5Определяют толщину пластины Л.2 (Ьл + (3 - 4) 1 О"= - 10 Дж(м К) ,Р == 1,18 кГ м; уп -х 83 Кимеют 50 Л Т = 4551 10Результаты расчета ЛТ для граничных значений температуры даны в таблице б, 12 5,77 0,6 8, 15 7,65 летала через кольцевое углубление 14, должны быть выполнены следую 1 ие условия: вертикальное перемещение поверхности пленки под действием силы тяжести должно быть заведомо больше толщины пленки, т.е.8 у - плгде Ьу - перемещение пленки в направленииоси У, м;о . - толщина пленки топлива, движущейся по впускному трубопрово лу м1.олагают, что5 у =- опл +3 - 4):0, (1)где (34) 10 в . расстояние от поверхностивпускного трубопровода го ловки 6 блока цилиндрало линии боковой стенки 16 кольцевого углубления 14, в которую попадает свободная поверхность топливной пленки, гарантирующее не перехлестывание топливаза пределы кольцевого углубления, м.Из известных формул движения под действием силы тяжести с начальной скоростью в горизонтальном направлении составляют систему двух уравненийФорлула изобретения 50 55 ос =0,02 Такое изменение температуры воздуха влечет за собой изменение коэффициента наполнения двигателя с предлагаемым устройством Чв сравнении с коэффициентом наполнения двигателя без устройства Ч, при- чем или в процентном выражении На фиг. 3 даны графики снижения коэффициента наполнения с увеличением размеров кольцевого углубления 14. Кривые показывают, что при увеличении ширины кольцевого углубления 14 выше 0,8 д и его глубины выше 1,3 д коэффициент наполнения двигателя с устройством снижается интенсивнее.Величина скорости движения пленки топлива и ее толщина равны Чоо = 0,6 м/с и Ьо = 110 м, предел толщины пластины;Д: 2010 м.При увеличении толщины пластины 1 увеличивается ее поверхность теплоотдачи в кольцевом углублении 14, что облегчает парообразование и вывод паров топлива из топливосборника. Однако верхний предел предлагаемого диапазона, равный 0,8 диаметра впускного коллектора, ограничивается увеличением веса и стоимости двигателя.В первом приближении значение коэффициента теплоотдачи можно принять равным его значению для случая течения в круговой трубе.Для критерия Рейнольдса: Яе= -Чвгде а - скорость движения воздуха, м.с";с( - диаметр канала, м;Чв - кинематическая вязкость воздуха,мс.Для значения а = 30 м/с, д = 0,03 м,Чв = 1 О м с 1, Ко = 90000.Критериальное уравнение примет вид1 хо = 0,02 Ке,Отсюдах.=о,оо(о)о;и коэффициент теплоотдачи где Хо - коэффициент теплопроводности воздуха, Дж (м К) ,Учитывая, что Г=%Ы; гп, =Р;( где ро - плотность воздуха, кг м,Чв - расход воздуха, м с; получают5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 Т 002 Ъв Ко 6 (Т Т )в" Свв ЧвТеплоизоляция пластины 1 с отверстиями 2 приводит к повышению температуры поверхности пластины 1, соприкасающейся с жидким топливом, путем создания направленного теплового потока, распространяющегося вдоль пластины 1 от ее выпускного отверстия 3 к впускному отверстию 2 и, вместе с тем, препятствует передаче теплоты впускному трубопроводу 5 и движущейся внутри него тепловоздушной смеси. В результате увеличивается интенсивность испарения топлива, собранного в кольцевом углублении 14, и сохраняется величина наполнения цилиндров двигагеля свежей топливо-воздушной смесью.Размещение теплопроводящей пластины 1 с отверстием 2 между впускным трубопроводом 5 и головкой 6 блока цилиндров позволяет удлинить путь, проходимый пленкой до топливосборника, вследствие чего увеличивается время, в течение которого происходит предварительное испарение топливной пленки с поверхности впускного трубопровода без дополнительного подвода теплоты. Устройство работает следующим образом.При работе ДВС (фиг. 1) часть топлива, поступающего в цилиндр двигателя, движется по впускному трубопроводу 5 в виде пленки и испаряется с ее поверхности. Топливо, оставшееся в виде пленки на выходе из впускного трубопровода 5, попадает в кольцевое углубление 14, где нагревается и испаряется за счет теплоты, подводимой от поверхности пластины 1. Теплота от отработавших газов передается пластине 1 при прохождении иъ через отверстие 3, а также через поверхность контакта с фланцем 13 выпускного трубопровода 8.В результате того, что пластина 1 покрыта слоем 4 тепловой изоляции, теплота, воспринятая пластиной 1 от отработавших газов, распространяется в направлении наименьшего термического сопротивления, т.е. вдоль пластиныот выпускных отверстий 3 к впускным отверстиям 2,Такое конструктивное выполнение усз ройства обеспечивает повышение эффективности испарения жидкого топлива. 1. Устройство для подогрева горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания, содержащее впускной и выпускной трубопроводы с фланцами, головку блока цилиндров и испаритель жидкого топлива, отлинаюи(ееся тем, что, с целью повышения эффективности испарения жидкого топлива, испаритель выполнен в виде пластины толщиной 0,6 - 0,8 диаметра впускного трубопровода и с отверстиями под впускной и выпуск1321886 ной трубопроводы, причем пластина установлена между головкой блока цилиндров и фланцами трубопроводов, а диаметр отверстия пластины подвпускной трубопровод равен 1,2 - 1,3 его диаметра. г.2 1- -Ю% 1 к аоель В. ЕроховересП Составит Техред И. В Тираж 503 комитета ССС а,Ж - 35, Р цеское предпррректор М. Демчикдписное Редактор А. ШандорЗаказ 273526ВНИИПИ Государственного113035, МоскГроизводственно.полиграф 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пластина имеет непосредственный контакт с фланцем выпускного трубопровода, а все остальные ее поверхности теплоизо. лированы. по делам изобретении и открытииушская наб., д. 4/5ятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4