Карбюратор для двигателя внутреннего сгорания

ЗОБРКТЕ П ПАТЕ 606 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(76) Луковников Геннадий Степанович(54) КАРБКИ АтОР ДЛЯ ДЕИГАтЕЛЯ ВНутРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Использование: двигателестроение, карбюраторы Сущность изобретения: карбюратор содер-жит корпус 1 с поточным каналом 2, воздушную идроссельную зааюнки 4 и 26, диффузоры 17 и 25,топливную камеру 3, корректорно-дозаторное устройство с исполнительным органом 22 и обтекаемым элементом 6, установленным в рабочей камере5 канала 2 на поворотных полуосях, выполненные вполуосях воздушный и топливный каналы 14 и 15,воздушвую и топливную магистрали 9 и 10 в телеэлемента 6, распыливающее окно 12 на одной изповерхностей элемента 6, выходное окно 11 мав) ЮУ (и) 2002090 С51) 5 Р 02 М 17 00 гистрали 9, расположенное на поверхности элемента, противоположной поверхности с окном 12. Канал 14 сообщен с надтопливным пространством камеры 3. Шток 21 корректорно-дозаторного устройства связан с двуплечим рычагом 19, жестко соединенным с полуосью. Исполнительный орган 22 имеет мембранный разделитель и полости, одна из которых сообщена с горловиной 24 диффузора 25, а другая - с атмосферой. Элемент 6 имеет форму крыла самолета с симметричным профилем, с выходной кромкой, параллельной входной кромке носка крыла, и с закругленными боковыми сторонами. Продольная ось симметрии полуосей параллельна входной кромке и расположена на расстоянии от кромки, равном 025 длины хорды крыла. Камера 5 выполнена в виде аэродинамической трубы прямого действия. 4 зп.ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к двигателестроению, в частности к карбюраторам с дополнительными устройствами.Известен карбюратор для двигателявнутреннего сгорания, содержащий корпусс проточным каналом, расположенные в канале воздушную и дроссельную заслонки идиффузор, топливную камеру, системы пуска и холостого хода, ускорительный насос,корректорно-дозаторное устройство, имеющее обтекаемый элемент, установленный врабочей камере проточного канала на поворотных полуосях. выполненные в полуосяхвоздушный и топливный каналы, причемтопливный канал полуоси сообщен с однойстороны с топливным пространством топливной камеры, а с другой с топливной магистралью в теле обтекаемого элемента,выполненной с распыливающим окном наодной из поверхностей элемента, и исполнительный орган корректорно-дозаторногоустройства, выходной шток которого связанс рычагом, жестко соединенным с полуосьюЯНедостатком такого карбюратора является то, что ан не обеспечивает приготовления топливоваздушной смеси. близкой ктеоретической, при изменениях атмосферных условий и других внешних условий, влияющих на нагрузку двигателя, что ведет кперерасходу топлива карбюраторными двигателями внутреннего сгорания.Цель изобретения - повышение точности дозирования топливовоздушной смесии уменьшение эксплуатационного расходатоплива,Поставленная цель достигается тем, чтов карбюраторе для двигателя внутренногосгорания, содержащем корпус с проточнымканалом, расположенные в канале воздушную и дроссельную заслонки и диффузор,топливную камеру, системы пуска и холостого хода, ускорительный насос, корректорно-дозаторное устройство, имеющееобтекаемый элемент, установленный в рабочей камере проточного канала на поворотных полуосях, выполненные в полуосяхвоздушный и топливный каналы, причемтопливный канал полуоси сообщен с однойстороны с топливным пространством топливной камеры, а с другой с топливной магистралью в теле обтекаемого элемента,выполненной с распыливающим окном наодной из поверхностей элемента, и исполнительный орган корректорно-дазаторногоустройства. выходной шток которого связанс рычагом, жестко соединенным с полуосью,в теле обтекаемого элемента выполнена сообщенная с воздушным каналом полуосивоздушная магистраль с выходным окном5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 на поверхности элемента, противоположной поверхности с распыливающим окном, а воздушный канал сообщен с надтопливным пространством топливной камеры.Па вариантам выполнения карбюратора исполнительный орган корректорно-доза- торного устройства выполнен в виде сервопривода, имеющего мембранный разделитель и полости, сообщенные соответственно с горловиной диффузора и с атмосферой, а шток соединен с мембраной, обтекаемый элемент имеет форму крыла самолета с симметричным профилем, с выходной кромкой, параллельной входной кромке носка крыла, и с закругленными боковыми сторонами, продольная ось симметрии полуосей параллельна входной кромке носка крыла и расположена на расстоянии от кромки носка, составляющем 0,25 длины хорды крыла, а рабочая камера проточного канала выполнена в виде аэродинамической трубы прямого действия.На фиг, 1 схематично изображен карбюратор; на фиг, 2 - расположение корректор- но-дозаторного элемента и рабочая камера в карбюраторе; на фиг. 3 - корректорно-дозаторный элемент, план; на фиг. 4 - исходное положение корректорно-дозаторного элемента в рабочей камере карбюратора,Карбюратор содержит корпус 1 с проточным воздушным каналом 2 и герметичной топливной камерой 3,В проточном канале 2 карбюратора расположена воздушная заслонка 4, рабочая камера 5 типа рабочей камеры аэродинамической трубы прямого действия, в которой размещен обтекаемый элемент б корректорно-дазаторного устройства, имеющий форму крыла самолета с симметричным профилем,Элемент 6 с закругленными боковыми сторонами выполнен как одно целое с двумя полуосями 7 для жесткого соединения путем посадки с натягом с двумя полуосями 8, которые свободно размещены в стенке рабочей камеры 5,Две полуоси 7 элемента 6 круглого сечения, диаметр сечения которых равен наибольшей толщине профиля элемента б, и продольная ось симметрии полуосей 7 происходит параллельно входной кромке носка элемента 6 на расстоянии от носка элемента б, равном 25 Д длины хорды элемента б, В этом же месте у элемента 6 симметричного профиля в большом диапазоне изменения углов атаки находится центр давления воздуха.Вдоль оси симметрии полуосей 7 в теле элемента 6 проходит воздушная магистраль 9 и топливная магистраль 10.Магистраль 9 имеет выходное окно 11 с той стороны поверхности элемента 6, которая обращена под переменными расчетными углами атаки к вектору скорости полного напора воздуха в проточном канале 2 карбюратора. Магистраль 10 имеет распыливающее окно 12 - распылитель топлива в противоположной стороне поверхности элемента 6 по отношению к набегающему потоку воздуха 13,Окна 11, 12 магистралей 9, 10 расположены вблизи середины длины продольной оси симметрии полуосей 7, включая длину элемента 6, а окно 11 смещено к носку элемента 6 от продольной оси симметрии полуосей 7 на расчетную величину, окно 12 смещено от этой оси к задней кромке элемента 6 также на расчетную определенную величину.В одной полуоси 8 выполнен воздушный канал 14, в другой полуоси 8 выполнен топливный канал 15.Канал 14 расположен в топливной камере 3 и его выходное окно 16 расположено в надтопливном пространстве топливной камеры 3 карбюратора.Канал 15 также расположен в топливной камере 3 карбюратора и опущен на определенную глубину в топливо в топливной камере 3. Карбюратор содержит диффузор 17.Топливный канал (топливопровод) 15 выполнен кэк одно целое с одним плечом 18 двуплечего рычага 19. Другое плечо двуплечего рычага 19 подпружинено пружиной 20, удерживающей с определенной силой элемент 6 под наибольшим определенным углом атаки. С другой стороны это плечо шарнирно соединено с выходом штока 21 исполнительного органа 22 корректорнодозаторного устройства. Исполнительный орган 22 выполнен в виде сервопривода, имеющего мембранный разделитель и полости, одна из которых сообщена с атмосферой, другая полость воздухопроводом 23 сообщена с горловиной 24 диффузора 25 рабочей камеры 5, имеющей наименьшую пропускную способность,В проточном канале 2 карбюратора расположена дроссельная заслонка 26.Рабочая камера 5 типа аэродинамической трубы прямого действия должна иметь внутренние размеры согласно аэродинамике, чтобы элемент 6 типа крыла самолета работал в ней, как в открытом пространстве - расстояние от носка элемента 6 типа крыла самолета до горловины 24 диффузорэ 25 и от задней кромки элемента 6 до горловины диффузора 17 должно составлять 1,5-2,0 длины хорды элемента 6, расстояние по обе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 стороны элемента 6 до стенки рабочей камеры 5 должно также составлять 1,5 - 2,0 длины хорды элемента 6 типа крыла самолета, расстояние между закругленными сторонами элемента 6 и стенкой рабочей камеры 5 не должно превышать величины допуска для свободного перемещения элемента 6 вокруг продольной оси симметрии своих полуосей 7.В топливной камере 3 карбюратора против выходного окна 16 канала 14 расположен подпружиненный пружиной 27 клапан 28 перекрытия дополнительного канала 29 сообщения топливной камеры 3 карбюратора с атмосферой.Шток 30 клапана 28 шарнирно соединен с тягой 31, которая, в свою очередь, соединена с тягой управления воздушной заслонкой 4 карбюратора (тяга управления на чертежах не показана),Клапан 28, дополнительный канал 29 сообщения топливной камеры 3 карбюратора с атмосферой относятся к системе пуска холодного двигателя в карбюраторе.На всех режимах работы двигателя и в нерабочем состоянии клапан 28 перекрывает канал 29, а при запуске холодного двигателя, когда перекрыта воздушная заслонка 4 карбюратора, клапан 28 открывает канал 29 и закрывает выходное окно 16 канала 14.Диффузоры 17 и 25 рабочей камеры 5 необходимы, чтобы в области элемента 6 типа крыла самолета на малых, средних и полных нагрузках работы двигателя создавалась необходимая скорость полного напора воздуха 13.Система холостого хода карбюратора имеет топливный. жиклер 32, воздушный жиклер 33. Количество дозируемого топлива системой холостого хода регулируется игольчатым винтом 34.Карбюратор должен иметь ускорительный насос 35 диафрагменного типа и распылитель топлива 36 ускорительного насоса,На карбюраторе должен устанавливаться воздухоочиститель, в котором отсутствует фильтрующий элемент, Это необходимо для точной работы карбюратора,Наибольший и наименьший углы атаки элемента 6 типа крыла самолета ограничиваются регулировочными ограничителями (на чертежах не показаны).Точность приготовления топливовоэдушной горючей смеси, близкой к теоретической, в предлагаемом карбюраторе будет зависеть на всех режимах работы двигателя от углов атаки элемента 6 типа крыла самолета, от пропускной способности топливного канала 15. от силы натяжения пружины 20 и от площади диафрагмы сервопривода.5 10 15 20 40 Состав горючей смеси должен быть таким, чтобы при открытии дроссельной заслонки 26 двигатель мог развивать задаваемую мощность беэ экономайзера в карбюраторе,Карбюратор работает следующим образом.В момент пуска холодного двигателя воздушная заслонка 4 прикрывается, дроссельная заслонка 26 приоткрывается, клапан 28, соединенный с приводом управления воздушной заслонкой 4 и тягой 31, автоматически при этом открывает дополнительный канал 29 и сообщает свободную от топлива полость топливной камеры 3 с атмосферой. Одновременно клапан 28 перекрывает окно 16 воздушного канала 14 в результате чего воздух из топливной камеры, сообщенной а момент пуска с. атмосферой, не будет перетекать через канал 14, магистраль 9 и окно 11 в теле элемента б в проточный воздушный канал 22 карбюратора и под действием разности давления в топливной камере 3 карбюратора и разрежения за прикрытой воздушной заслонкой 4 топливо будет истекать из окна 12 - распылителя топлива в элементе б и из системы холостого хода карбюратора. Воздух в необходимом количестве поступает через открывающийся автоматический клапан а воздушной заслонке 4 (на чертеже не показан), горючая смесь при пуске двигателя приготовляется богатого состава,Как только двигатель запустился, воздушную заслонку 4 необходимо открыть, при этом клапан 28 перекроет дополнительный канал 29 сообщения топливной камеры с атмосферой, После этого топливная камера 3 с атмосферой сообщается через окно 11, магистраль 9, расположенную в теле элемента б, канал 14, имеющий выходное окно 16, расположенное в надтоплианом пространстве топливной камеры 3 карбюратора.Работа карбюратора на холостом ходу аналогична работе современных карбюраторов, но на средних и полных нагрузках системой холостого хода карбюратора топливо дозироваться не будет, так как при этом полный напор воздуха в проточном воздушном канале 2 карбюратора увеличится, увеличится и разрежение в нем, при помощи исполнительного органа 22 корректорно-дозаторного устройства уменьшится угол атаки элемента 6, уменьшится угол положения поверхности окна 11 относительно вектора скорости полного напора воздуха 13 в проточном воздушном канале 2 карбюратора. увеличится и разрежение а области окна 11, которое по аоздушной магистрали 9 в теле элемента б и по каналу 14 передается в надтопливное пространство топливной камеры 3 карбюратора.При резком открытии дроссельной заслонки и для обеспечения резкого перехода двигателя от малых к большим нагрузкам работа карбюратора аналогична современным и для этого имеется ускорительный насос 35 диафрагменного типа.Балансировка каобюратора осуществляется сообщением проточного воздушного канала 2 карбюратора с топливной камерой 3 карбюратора через окно 11, магистраль 9, расположенную в теле элемента б, канал 14, имеющий выходное окно 16 в надтопливном пространстве топливной камеры 3 карбюратора,При запуске холодного двигателя карбюратор принудительно расбалансируется,Дозирование топлива на малых, средних и полных нагрузках работы двигателя осуществляется обтекаемым элементом б типа крыла самолета, Элемент б в начальном положении находится под наибольшим углом атаки,Дозирование топлива через элемент 6 типа крыла самолета осуществляется за счет разности давления под и над элементом б, возникающего под действием полного скоростного напора воздуха 13 в канале 2 карбюратора на элемент б, находящийся под определенным углом атаки, Под элементом 6 давление воздуха на определенную величину больше, чем над элементом б,Давление воздуха из-под элемента б пере- дается в надтопливное пространство топливной камеры 3 карбюратора через окно 11, магистраль 9 в теле элемента б, канал 14,имеющий выходное окно 16 Разрежение воздуха над элементом б передается в полость топливной камеры 3, заполненную до определенного уровня топливом через окно 12, топливную магистраль 10, расположенную в теле элемента 6, канал 15.Магистрали 9 и 10 в теле элемента б расположены на определенной высоте над уровнем топлива в топливной камере 3 карбюратора,Элемент б на этих режимах работы двигателя изменяет углы атаки соответственно с изменением величины полного скоростного напора воздуха 13 в канале 2 карбюратора, действующего с различной силой на разные площади элемента б от оси симметрии полуосей 7 элемента 6 до входной к ромки носка элемента 6 и до задней выходной кромки элемента 6, а также под действием разрежения а канале 2 карбюратора, кото10 2002090 При таких же изменениях атмосферных условий и других внешних условий. влияющих на нагрузку двигателя, увеличивается соответственно и разрежение в проточном 56) 1, Авторское свидетельство СССРМ 1183706, кл, Р 02 М 17/00, 1984,Формула и зоб рете н и яные в канале воздушную и дроссельную1. КАРБЮРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ заслонки и диффузор, топливную камеру ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий системы пуска и холостого хода, ускорикорпус с проточным каналом, расположен- тельный насос, корректорно-дозаторное рое соответствует нагрузке двигателя и оборотам коленчатого вала двигателя и которое соответствует изменению внешних атмосферных условий и условий, влияющих на нагрузку двигателя. Разрежение из горловины 24 диффузора 25 по воэдухопроводу 23 передается в одну из полостей исполнительного органа 22 корректорно-дозаторного устройства, другая его полость сообщена с атмосферой, В исполнительном органе 22 разрежение с определенной силой действует на площадь диафрагмы, прогибаясь, своим штоком 21, соединенным с плечом 18 двуплечего рычага 19, преодолевая силу напряжения пружины 20, изменяет угол атаки элемента 6 в зависимости от изменения разрежения в главном воздушном канале 2 карбюратора, которое соответствует изменению внешних атмосферных условий и других внешних условий, влияющих на нагрузкудвигателя, и которое соответствует изменению нагрузки двигателя.Так, например, при увеличении атмосферного давления. понижении температуры атмосферного воздуха, при увеличении плотности атмосферного воздуха увеличивается скоростной напор воздуха 13 в канале 2 карбюратора, при этом улучшается наполнение цилиндров двигателя воздухом и горючей смесью, создаются условия для полного сгорания горючей смеси и при этом для сохранения заданной мощности двигателя требуется меньшее количество топлива. дозируемого элементом 6 карбюратора. Соответственно при этом полный скоростной напор воздуха 13 с большей силой действует на разные площади плоскости элемента 6 относительно оси симметрии полуосей 7 элемента 6. и под действием разности моментов сил элемент 6 самостоятельно уменьшает угол атаки, уменьшает разность давлений под и над элементом 6, которая передается в топливную камеру 3 карбюратора, и элементом 6 при таких изменениях внешних атмосферных условий, а также при изменении других внешних условий, когда их влияние на нагрузку двигателя уменьшается, дозируется меньшее количество топлива. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 воздушном канале 2 карбюратора, причем такое изменение атмосферных условий ведет к увеличению разрежения в канале 2 карбюратора без изменения оборотов коленчатого вала двигателя, разрежение иэ главного канала 2 карбюратора передается в исполнительный орган 22 и он уменьшает угол атаки элемента 6. В результате этого элементом 6 при таких изменениях атмосферных условий и других условий, влияющих на нагрузку двигателя, дозируется меньшее количество топлива, что позволяет сохранить заданную мощность двигателя,При этом с изменением атмосферных условий и других внешних условий, влияющих на нагрузку двигателя, соответственно элементом 6 будет дозироваться большее количество топлива - угол атаки элемента 6 будет при этом увеличиваться, однако это будет способствовать сохранению двигателем заданной мощности.Таким образом осуществляется само- корректировка дозирования топлива элементом 6 типа крыла самолета и дополнительная корректировка дозирования топлива элементом 6 с помощью корректорно-дозатор ного устройства в соответствии с изменениями внешних атмосферных условий, влияющих на мощность двигателя, и изменениями других внешних условий, влияющих на нагрузку двигателя, чем и достигается поставленная цель.П риме нение корректорно-доэаторного элемента типа крыла самолета при его взаимодействии с дополнительным регулировочно-корректорным пневмодиафрагменным механизмом в карбюраторах заменяет применение датчиков атмосферного давления, температуры атмосферного воздуха, датчиков разрежения и температуры воздуха во всасывающем тракте двигателя, датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя. датчик охлаждающей двигатель жидкости в карбюраторах с дополнительными электронными устройствами управления.Применение элементов типа крыла самолета во всасывающем тракте дизельных двигателей позволяет заменить те же датчики в электронной системе управления впрыскиванием топлива.е 11 2002090 вом топливной камеры. 76 устройство, имеющее обтекаемый элемент, установленный в рабочей камере проточного канала на поворотных полуосях, выполненные в полуосях воздушный и топливный каналы, причем топливный канал полуоси сообщен с одной стороны с топливным пространством топливной камеры, а с другой - с топливной магистралью в теле обтекаемого элемента, выполненной с распыливающим окном на 10 одной из поверхностей элемента, и исполнительный орган корректорно-дозаторного устройства, выходной шток которого связан с рычагом, жестко соединенным с полуосью, отличающийся тем, что, с целью 15 повышения точности дозирования топливовоздушной смеси, в теле обтекаемого элемента выполнена сообщенная с воздушным каналом полуоси воздушная магистраль с выходным окном на поверхности 20 элемента, противоположной поверхности с распыливающим окном, а воздушный канал сообщен с надтопливным пространст 2. Карбюратор по п,1, отличающийся тем, что исполнительный орган корректор- но-дозаторного устройства выполнен в виде сервопривода, имеющего мембранный разделитель и полости, сообщенные соответственно с горловиной диффузора и с атмосферой, ваток соединен с мембраной. 3. Карбюратор по п,1, отличающийся тем. что обтекаемый элемент имеет форму крыла самолета с симметричным профилем, с выходной кромкой, параллельной входной кромке носка крыла, и с закругленными боковыми сторонами.4. Карбюратор по пп, 1 и 3, отличаю. щийся тем, что продольная ось симметрии полуосей параллельна входной кромке носка крыла и расположена на расстоянии от кромки носка, составляющем 0,25 длины хорды крыла,5. Карбюратор по п,1, отличающийся тем, что рабочая камера проточного канала выполнена в виде аэродинамической трубы.2002090 остэвитель Г.Луковниковехред М.Моргентал Корректэр М.Керецма едактор Н.Цалихин кэз 316 Тираж Подписн НПО "Поиск" Роспатента 13035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5