Карбюратор для двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1183206 А 4 Е 02 М 17/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Тольяттинский политехнический институт(54) (57) 1. КАРБЮРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с топливной камерой и проточным каналом, имеющим смесительнуюкамеру, диффузор и дроссельную заслонку, главную дозирующую систему с распылителем, топливным жиклером и топливоподающим каналом, подключенным к топливной камере, и систему холостого хода,имеющую вихревую и тороидальную камеры, первая из которых подключена к эмульсионному каналу, а вторая снабжена выходным окном, причем дроссельная заслонка выполнена с радиальными пластинами, жестко связанными с приводным валиком, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и снижения токсичности отработавших газов на дроссельных режимах двигателя, вихревая, тороидальная и смесительные камеры расположены соосно и последовательно относительно друг друга, а смесительная камера выполнена с радиальным окном, с которым сообщен выход диффузора проточного канала, причем дроссельная заслонка расположена в диффузо- а ре, а ее приводной валик размещен параллельно оси смесительной камеры.1183706 2, Карбюратор по п. 1, отличающийся тем, что радиальные пластины дроссельной заслонки в положении перекрытия диффузора образуют с последним проходные каналы, направленные под углом к оси смесительной камеры в направлении, совпадаюшем с направлением закрутки потока в вихревой камере,3. Карбюратор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что тороидальная камера по меньшей мере частично выполнена с криволинейной перегородкой, расположенной внутри смесительной камеры.4. Карбюратор по п. 3, отличающийся тем, что криволинейная перегородка выполнена с отверстиями, сообшаюшими тороидальную и смесительную камеры.5. Карбюратор по п. 1, отличающийся тем, что диффузор выполнен четырехгранной формы с двумя криволинейными гранями, параллельными оси вращения приводного валика дроссельной заслонки и совмешенными с поверхностью смесительной камеры по касательной.6. Карбюратор по п. 5, отличающийся тем, что радиальные пластины дроссельной заслонки выполнены четырехгранной формы и снабжены профилированными элементами, расположенными у корпуса перпендикулярно оси врашения приводного валика и образуюшими две остальные грани диффузора,7. Карбюратор по пп. 1, 5 и 6, отличающийся тем, что по меньшей мере один про 1Изобретение относится к машиностроению и, в частности к карбюраторам для двигателя внутреннего сгорания.Цель изобретения - повышение экономичности и снижение токсичности отработавших газов на дроссельных режимах двигателя.На фиг. 1 изображен предлагаемый карбюратор для двигателя внутреннего сгорания, разрез; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - схематично изображен проточный тракт карбюратора при прикрытой дроссельной заслонке; на фиг. 5 - то же, при приоткрытой дроссельной заслонке; на фиг. 6 - то же, при полностью открытой дроссельной заслонке,Карбюратор для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1 с топливной камерой 2 и проточным каналом 3, имеюшим смесительную камеру 4, диффузор и дроссельную заслонку, выполненную с радиальными пластинами 5 и 6, жестко связанными с приводным валиком 7 (фиг. 2),5 10 15 20 филированный элемент снабжен сальниковым уплотнением, размещенным между дрос. сельной заслонкой и корпусом.8. Карбюратор по п. 1, отличающийся тем, что распылитель главной дозируюшей системы размещен на дроссельной заслонке и имеет выходное окно, обращенное при закрытом положении дроссельной заслонки в додроссельное пространство проточного канала, причем в корпусе выполнена неподвижная ось для приводного валика, а топливоподаюший канал главной дозируюшей системы выполнен в теле неподвижной оси и в последней размешен топливный жиклер.9, Карбюратор по пп. 1 и 8, отличающийся тем, что в теле приводного валика выполнен воздушный канал, соединенный с топливоподаюшим каналом и снабженный воздушным жиклером, расположенным на вконце приводного валика, противоположном размещению в неподвижной оси топливного жиклера.10. Карбюратор по п. 9, отличающийся тем, что приводной валик снабжен регулировочным винтом для воздушного жиклера.11. Карбюратор по пп. 1, 8 - 1 О, отличающийся тем, что топливная камера размешена под диффузором и снабжена двумя вертикальными колодцами, расположенными по обе стороны диффузора, и поплавком, выполненным подковообразным с размещенными в колодцах концевыми элементами. 2главную дозируюшую систему, имеющую распылитель 8, топливный жиклер 9 и топливоподаюший канал 10, подключенный к топливной камере 2, и систему холостого хода, имеюшую вихревую 11 и тороидальную 12 камеры, первая из которых подключена к эмульсионному каналу 13, а вторая снабжена выходным окном 14. Вихревая 11, тороидальная 12 и смесительная 4 камеры расположены соосно и последовательно от. носительно одна другой, а смесительная камера 4 выпол нена с радиальным окном 15, с которым сообшен выход диффузора проточного канала, причем диффузор выполнен четырехгранной формы с двумя криволинейными гранями 16 и 17, параллельными оси вращения приводного валика 7 и совмещенными с поверхностью 18 смеси- тельной камеры 4 по касательной, а две другие грани 19 и 20 диффузора образованы наружной поверхностью профилированных элементов 21 и 22, выполненных на радиальных пластинах 5 и 6 дроссельной заслонки и расположенных у корпуса 1,3Дроссельная заслонка расположена в диффузоре, а ее приводной валик 7 размещен параллельно оси смесительной камеры 4 и имеет неподвижную ось 23, выполненную в корпусе 1, причем радиальные пластины 5 и 6 выполнены четырехгранной формы и в положении перекрытия диффузора дроссельной заслонкой образуют с криволинейными гранями 16 и 17 проходные каналы 24 и 25(фиг. 4), направленные под углом к оси смесительной камеры 4 в направлении, совпадающем с направлением закрутки потока в вихревой камере 11. Последняя снабжена воздушными тангенциальными каналами 26, в одном из которых установлен регулировочный винт 27, а эмульсионный канал 13соединен с тангенциальным каналом 28, который снабжен регулировочным винтом 29для изменения расхода топлива на режиме холостого хода. Тороидальная камера 12частично выполнена с криволинейной перегородкой 30, расположенной внутри смеси- тельной камеры 4 и выполненной с отвер. стиями 31, сообщающими тороидальную 13 1 О1520 25 ЗО 35 40 45 50 55 и смесительную 4 камеры,Топливоподающий канал 10 главной дозирующей системы выполнен в теле неподвижной оси 23, в которой установлен топливный жиклер 9, и в теле приводного валика 7 выполнен воздушный канал 32, сообщенный с топливоподающим каналом 10 и снабженный воздушным жиклером 33, расположенным на конце приводного валика 7, противоположном размещению в неподвижной оси 23 топливного жиклера 9. Приводной валик 7 снабжен регулировочным винтом 34 для воздушного жиклера 33 и приводным рычагом 35, кинематически связанным с управляющим органом, например педалью акселерата (не изображена). Профилированный элемент 22 снабжен сальниковым уплотнением 36, размещенным между дроссельной заслонкой и корпусом 1 и обеспечивающим снижение перетечек воздуха в поперечном направлении относительно смесительной камеры 4. Распылитель 8 главной дозирующей системы размещен на дроссельной заслонке и имеет выходное окно 37, обращенное при закрытом положении дроссельной заслонки в додроссельное пространство проточного канала 3, причем распылитель 8 соединен с топливоподающим каналом 10 при помощи отверстия 38, выполненного в теле радиальной пластины 5.Кроме распылителя 8, в додроссельном пространстве проточного канала размещен второй распылитель 39 главной дозирующей системы, сообщенный с топливоподающим каналом 40, соединенный с топливной камерой 2 и снабженный топливным жиклером 41, и распылитель 42 переходной системы, сообщенный с топливоподающим каналом 43, соединенный с топливной камерой 2 и снабженный топливным жиклером 44. 4Топливная камера 2 размещена под диффузором и снабжена двумя вертикальными равновеликими колодцами 45, расположенными по обе стороны диффузора, и поплавком 46, выполненным подковообразным и имеющим концевые элементы 47, размещенные в колодцах 45, причем такое выполнение топливной камеры 2 способствует стабилизации уровня топлива (относительно распылителей 8, 39 и 42) при кренах,дифферентах транспортного средства и инерционных воздействиях на топливо в топливной камере 2, а также уменьшает зеркало топлива для его испарения.Корпус 1 снабжен фланцем 48, выполненным с каналом 49 для подачи смеси в двигатель и служащим для крепления карбюратора на впускном трубопроводе.Вертикальные колодцы 45 снабжены вентиляционными окнами 50, а на корпусе 1 выполнена бобышка 5.1, в которой установлен регулировочный винт 52 степени приоткрытия дроссельной заслоки.Карбюратор работает следующим образом.При пуске двигателя и на режиме холостого хода, когда дроссельная заслонка находится в положении закрытия, препятствуя проходу воздуха и топлива через диффузор (за исключением перетечек воздуха через технологические зазоры между радиальными пластинами 5 и 6 и стенками диффузора), основные топливо и воздух, поступают в вихревую камеру 11 системы холостого хода под действием разрежения, создаваемого двигателем в его впускном трубопроводе и смесительной камере 4. В вихревую камеру 11 воздух поступает через тангенциальные каналы 26, а топливо из топливной камеры 2 через эмульсионный канал 13 и тангенциальный канал 28, причем изменения расходов воздуха и топлива осуществляют регулировочными винтами 27 и 29, обеспечивая регулирование количества и качества смеси на режиме холостого хода (с учетом перетечек воздуха через технологические зазоры)Отдозированные воздух и топливо интенсивно перемешиваются в закрученном потоке вихревой камеры 1 (с тангенциальными скоростями, превышающими скорость звука), образуя топливовоздушную смесь, которая подается в тороидальную камеру 12 системы холостого хода, где п роисходит дополнительная эффективная гомогенизация смеси в вихревом потоке тора, после чего смесь отводится через центральное выходное окно 14 в смесительную камеру 4. При этом трудноиспаримые пленочные фракции топлива оседают на стенке тороидальной камеры 12 и механически диспергируются под действием центробежных сил через отверстия 31 в смесительную камеру 4, равномерно распределяясь по всему ее сечению.50 55 В смесительной камере 4 образуется свой закрученный поток энергией, передаваемой вращающимся потоком смеси, выходящим через выходное окно 14, и энергией потока воздуха, проходящего через проходные каналы 24 и 25, направление которых совпадает с направлением закрутки потока в вихревой камере 11 (фиг. 4).Тангенциальный поток воздуха, проходящего через проходные каналы 24 и 25, организуется выходными гранями радиальных пластин 5 и 6, в то время, как перетечки воздуха, идущего через технологические зазоры, ограничиваются профилированными элементами 21 и 22 и сальниковым уплотнением 36. Таким образом, топливовоздушная смесь, выходящая из системы холостого хода, снова перемешивается в вихревом, закрученном потоке воздуха, созданном в смесительной камере 4, с диспергированными трудноиспаримыми фракциями топлива, с газами обратного выхлопа и паров топлива, поступающих через диффузор, после чего в качестве готовой рабочей смеси отводится через канал 49 и впускной трубопровод в ка. меры сгорания двигателя.На частичных нагрузках работы двигателя при приоткрытии дроссельной заслонки в поток воздуха, проходящего через каналы, образованные радиальными плас тинами 5 и 6 и криволинейными гранями 16 и 17 диффузора (фиг. 5), последовательно начинает поступать топливо из распылителя 42 переходной системы и из второго распылителя 39 главной дозирующей системы (причем дозирование топлива, его эмульгирование и распыление на частичных нагрузках осуществляется как в обыч ных карбюраторах). При этом поступающая в смесительную камеру 4 из диффузора топливовоздушная смесь на частичных нагрузках имеет вихревое движение, так как обтекает установленную под некоторым углом дроссельную заслонку, причем направление вращения потока смеси сохраняется таким же, как и на холостом ходу, Все это обеспечивает эффективную гомогенизацию смесей, поступающих в смесительную камеру из всех дозирующих систем карбюратора. К тому же достигается равномерное распределение фракционного состава топлива и самой рабочей смеси между отдельными патрубками впускного трубопровода и, следовательно, между камерами сгорания многоцилиндрового двигателя, центробежными силами потока, выходящего через канал 49, и вследствие выравнивания окружных скоростей в этом канале 49. Одновременно вихревой поток в смесительной камере 4 поглощает и сглаживает осевые цикловые пульсации, возникающие во впуск ном трубопроводе при работе двигателя, это повышает точность дозирования подачи топлива и качество распыла последнего 5 10 15 20 25 зо 35 40 45 распь 1 лителя дозируюгдих систем карбюратора. Все это приводит к повышению экономичности и снижению токсичности отработавших газов на дроссельных режимах д ви гател я.На максимальных нагрузках дроссельная заслонка полностью открывается (фиг. 6), так что ее радиальные пластины 5 и 6 лежат в плоскости, проходящей через ось смесительной камеры 4, Поток воздуха свободно обтекает дроссельнук заслонку и захватывает эмульсию топлива, выходящую из распылителя 8 главной дозирующей системы, и поступает в смесительную камеру 4, где турбулизируется, образуя рабочую смесь, которая направляется через впускной трубопровод в камеры сгорания двигателя, При этом сопротивление проточного тракта карбюратора на этом режиме минимально, что обеспечивает хорошее наполнение цилиндров двигателя. Снижению гидравлического сопротивления способствует также совмещение криволинейных граней 16 и 17 по касательным со стенкой 18 смесительной камеры 4. Причем дозирование топлива через главную дозирующую систему отрегулировано на экономичный состав смеси, приготавливаемой на малых, средних и близких к номинальной нагрузках двигателя. При этих режимах через распылитель 8 не поступает топливо, так как выходное окно 37 расположено в додроссельном пространстве в зоне малых разрежений диффузора, и при таком расположении поток воздуха, проходящий по диффузору, сдерживает своим скоростным напором истечение топлива из распылителя 8.При полностью открытой дроссельной заслонке выходное окно 37 распылителя 8 располагается нормально относительно потока воздуха, а разрежение в диффузоре на этом режиме достаточно велико, так что приготавливаемая карбюратором смесь обогащается топливом, вытекающим из распылителя 8, до мощностного состава обеспечивающего режим работы двигателя при максимальных нагрузках. Причем подача топ. лива из топливной камеры 2 осуществляется через топливоподающий канал 1 О, выполненный в теле оси 23. эмульгирование топлива - через воздушный канал 32,выполненный в теле приводного валика 7, а степень обогащения смеси на этих нагрузках изменяется регулировочным вин. том 34. На всех режимах работы двигателя в топливной камере 2 поддерживается постоянный уровень топлива, так как при различных изменениях положения карбюратора (вместе с транспортным средством) и инерционных нагрузках топливо свободно перетекает из одного вертикального колодца 45 в другой, причем выталкивающая сила поплавка 46 практически оста.ется постоянной, так как при погружении одного из концевых элементов 47 второй из них оголяется, в связи с чем усилие 8на клапан топливной камеры 2 практическине изменяется, обеспечивая заданный составсмеси, приготавливаемой карбюратором.1183706 фиг. ель Л Верес иа ктная,Редактор Н. БобковаЗаказ 6248/35ВНИИП 113035, Милиад ППП Составит Техред И. Тираж 537 Государственного елам изобретений сква, Ж - 35, Рау Патент, г. Ужго