Распылитель со ступенчатым каналом для карбюраторов с диффузором переменного сечения
Полезная модель относится к элементам системы подготовки топливовоздушной смеси, в частности к распылителям карбюраторов с диффузором переменного сечения, в т.ч. мотокарбюраторов. Конструкция распылителя позволяет получать более стабильный и высокий коэффициент расхода, при обеспечении ламинарного течения потока топлива. Поставленная задача решается тем, что распылитель карбюратора выполняют с возможностью перемещения в нем, закрепленной на дросселе дозирующей иглы с диаметром ее цилиндрической части от 2 до 3 мм. В соответствии с полезной моделью, канал распылителя со стороны входа имеет широкую цилиндрическую полость со ступенчатым переходом к узкой цилиндрической полости, расположенной со стороны выхода канала распылителя, при этом отношение длинны узкой цилиндрической полости к ее диаметру находится в диапазоне от 2 до 4, при отношении диаметра узкой цилиндрической полости к диаметру широкой цилиндрической полости канала распылителя, которое находится в диапазоне от 0,72 до 0,92. Полезная модель позволяет обеспечить стабильное истечение потока топлива через распылитель при различной его интенсивности. Конструкция, выполненная в соответствии настоящей полезной моделью, технологична в изготовлении при массовом производстве. По результатам проведения испытаний карбюраторов типа К-68 было подтверждено, что использование такого распылителя снижает разброс характеристик карбюраторов в 1.5-2 раза при определении расходов топлива по дроссельной характеристике. Настоящий распылитель со ступенчатым каналом может применяться в карбюраторах с использованием диффузора переменного сечения для двигателей мотоциклов, мотороллеров, снегоходов и т.д. (1 н.з.ф., 6 з.п.ф., 2 фиг).
Полезная модель относится к элементам системы подготовки топливовоздушной смеси, в частности к распылителям карбюраторов с диффузором переменного сечения, в т.ч. мотокарбюраторов.
В современных карбюраторах с диффузором переменного сечения, дозирование топлива, подаваемого в соответствии с количеством проходящего через диффузор воздуха, обеспечивается за счет изменения зазора между калиброванным отверстием распылителя и закрепленной на дросселе дозирующей иглы, с возможностью ее перемещения внутри распылителя. Максимальный диаметр цилиндрической части дозирующей иглы обычно составляет от 2 до 3 мм, а зазор между иглой и внутренней поверхностью канала распылителя составляет 0,1-0,2 мм и [1]. При таких небольших размерах пропускная способность распылителя зависит от конструктивных решений внутренней полости распылителя.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является конструкция по патенту [2], в соответствии с которым распылитель главной дозирующей системы с главным топливным жиклером закреплен в насадке распылителя, который крепится в корпусе карбюратора. Недостатком данной конструкции является наличие протяженного внутреннего канала распылителя, уменьшающего коэффициент расхода за счет трения жидкости, протекающей в канале распылителя вокруг расположенной в нем дозирующей иглы. Кроме того такой протяженный канал распылителя требуется выполнять калиброванным во избежание застревания в нем иглы при длительной эксплуатации карбюратора, что резко снижает технологичность изготовления распылителя.
Задачей полезной модели является создание технологичного в изготовлении распылителя с более стабильным и высоким коэффициентом расхода.
Поставленная задача решается тем, что распылитель карбюратора выполняют с возможностью перемещения в нем, закрепленной на дросселе дозирующей иглы с диаметром цилиндрической части расположенном в диапазоне от 2 до 3 мм. В соответствии с полезной моделью канал распылителя со стороны входа имеет широкую цилиндрическую полость со ступенчатым переходом к узкой цилиндрической полости, расположенной со стороны выхода канала распылителя, при этом отношение длины узкой цилиндрической полости к ее диаметру находится в диапазоне от 2 до 4, при этом отношение диаметра узкой цилиндрической полости к диаметру широкой цилиндрической полости канала распылителя, которое находится в диапазоне от 0,72 до 0,92.
Целесообразно боковые поверхности узкой цилиндрической полости распылителя и дозирующей иглы выполнять с точностью не менее 0,02 мм и шероховатостью поверхности Ra (средним арифметическим отклонением от средней линии профиля поверхности) не более 1 мкм, что повышает стабильность расходных характеристик и уменьшает износ дозирующей иглы при эксплуатации карбюратора. Конструкция распылителя позволяет снизить затраты на изготовление калиброванного отверстия распылителя
Наличие на выходе узкой цилиндрической полости канала распылителя конусообразной фаски улучшает смешивание топлива с воздухом.
Наиболее оптимально выполнять образующую выходной конусообразной фаски под углом 45±5 град к оси распылителя.
Выполнение ступенчатого перехода между широкой цилиндрической полостью и узкой цилиндрической полостью в виде конусообразной фаски дополнительно улучшает равномерность течения проходящего сквозь канал распылителя потока топлива.
Наиболее оптимально выполнять образующую конусообразной фаски ступенчатого перехода под углом 45±5 град к оси распылителя.
Выполнение канала распылителя со ступенчатым переходом позволяет уменьшить сопротивление потоку топлива, при снижении потерь на трение жидкости за счет уменьшения длинны суженной части канала распылителя, где при нахождении там иглы поток топлива испытывает наибольшее сопротивление.
Если отношение длины узкой цилиндрической полости к диаметру узкой цилиндрической полости распылителя будет меньше двух, то тогда не будет обеспечиваться стабильность расхода топлива при различных величинах разрежения в главной дозирующей системе. Если отношение длины узкой цилиндрической полости к ее диаметру будет больше, чем четыре, то тогда коэффициент расхода будет снижаться из-за возрастания трения протекающего топлива о стенки канала и поверхность дозирующей иглы. Кроме того, такое отверстие будет менее технологичным в изготовлении. Тот же эффект наблюдается, если отношение диаметра узкой цилиндрической полости к диаметру широкой цилиндрической полости канала распылителя будет больше, чем 0,92, так как недостаточный диаметр широкой части канала распылителя будет оказывать существенное тормозящее действие на протекающее топливо. Если отношение диаметра узкой цилиндрической полости к диаметру широкой цилиндрической полости канала распылителя будет меньше 0,72, то это приведет к увеличению ширины ступенчатого перехода, что при попадании топлива в горловину, образуемую цилиндрической частью дозирующей иглы и широкой ступенькой канала распылителя, может вызвать турбулентность и разрывы в потоке топлива, нарушить ламинарность течения потока жидкости, что отрицательно скажется на стабильности потока и соответственно стабильности коэффициента расхода, что ухудшит качество приготовления топливо-воздушной смеси. Кроме того, такая разница между внешним и внутренним диметром приведет к существенному увеличению внешнего диаметра, как распылителя, так и насадка, в котором он установлен, что ограничит его использование в компактных карбюраторах.
На фиг.1 показан продольный разрез распылителя.
На фиг.2 показан продольный разрез распылителя с насадком в сборе.
Вход канала распылителя 1 расположен напротив главного топливного жиклера 2 и имеет входную широкую цилиндрическую полость большего диаметра 3 со ступенчатым переходом 4 к цилиндрической полости меньшего диаметра 5. Ступенчатый переход 4 между широкой цилиндрической полостью 3 и узкой цилиндрической полостью 5 выполнен в виде конусообразной фаски расположенной под углом 
=45 град к оси N распылителя 1. На выходе узкой цилиндрической полости 5 канала распылителя 1 имеется конусообразная фаска 6, расположенная под углом 
=45 град к оси N распылителя 1. Диаметр узкой цилиндрической полости 5 Dк равен 2,70+0,02 мм. Диаметр широкой цилиндрической полости 3 Dб равен 3,3 мм. Длина узкой цилиндрической полости L равна 7 мм. Распылитель 1 закреплен в насадке 7, который установлен в корпусе карбюратора 8.
Распылитель 1 работает следующим образом. Перед началом работы карбюратора дозирующая игла 9 находится внутри канала распылителя, между ней и внутренними стенками распылителя 1 имеется зазор. Диаметр цилиндрической части иглы Dи равен 2,5 мм. При открытии дросселя (не показано) на требуемую величину, главная дозирующая система начинает подавать топливо через главный топливный жиклер 2, которое далее проходит через зазор между стенками канала распылителя 1 и дозирующей иглой 9, протекая сначала через широкую цилиндрическую полость большего диаметра 3 распылителя 1, а затем через калиброванную узкую полость меньшего диметра 5 распылителя 1, откуда топливо попадает в главный воздушный канал карбюратора (не показано), где оно смешивается с воздухом, образовывая топливо-воздушную смесь. В зависимости от изменения положения дросселя дозирующая игла 9 перемещается вверх-вниз в канале распылителя 1, регулируя количество топлива попадающего в главный воздушный канал карбюратора через распылитель 1.
Полезная модель позволяет обеспечить стабильное истечение потока топлива через распылитель при различной его интенсивности.
Конструкция, выполненная в соответствии настоящей полезной моделью, технологична в изготовлении при массовом производстве. По результатам проведения испытаний карбюраторов типа К-68 было подтверждено, что использование такого распылителя снижает разброс характеристик карбюраторов в 1.5-2 раза при определении расходов топлива по дроссельной характеристике.
Настоящий распылитель со ступенчатым каналом может применяться в карбюраторах с использованием диффузора переменного сечения для двигателей мотоциклов, мотороллеров, снегоходов и т.д.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. КАРБЮРАТОРЫ МОТОЦИКЛЕТНОГО ТИПА. Горбачев И.С, Сойфер И.И., Л., «Машиностроение». 1972 г, стр.78.
2. КАРБЮРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Пальман Э.А., 2042855 04.02.1993
1. Распылитель карбюратора, выполненный с возможностью перемещения в нем, закрепленной на дросселе дозирующей иглы с диаметром цилиндрической части, расположенным в диапазоне от 2 до 3 мм, отличающийся тем, что канал распылителя со стороны входа имеет широкую цилиндрическую полость со ступенчатым переходом к узкой цилиндрической полости, расположенной со стороны выхода канала распылителя, при этом отношение длины узкой цилиндрической полости к ее диаметру находится в диапазоне от 2 до 4, при этом отношение диаметра узкой цилиндрической полости к диаметру широкой цилиндрической полости канала распылителя находится в диапазоне от 0,72 до 0,92.
2. Распылитель карбюратора по п.1, отличающийся тем, что боковые поверхности узкой цилиндрическую полости распылителя и дозирующей иглы выполняют с точностью не менее 0,02 мм и шероховатостью поверхности Ra (средним арифметическим отклонением от средней линии профиля поверхности) не более 1 мкм.
3. Распылитель карбюратора по п.1, отличающийся тем, что на выходе узкой цилиндрической полости канала распылителя имеется конусообразная фаска.
4. Распылитель карбюратора по п.3, отличающийся тем, что образующая выходной конусообразной фаски расположена под углом 45±5° к оси распылителя.
5. Распылитель карбюратора по п.1, отличающийся тем, что ступенчатый переход между широкой цилиндрической полостью и узкой цилиндрической полостью выполнен в виде конусообразной фаски.
6. Распылитель карбюратора по п.5, отличающийся тем, что образующая конусообразная фаска ступенчатого перехода расположена под углом 45±5° к оси распылителя.
