Карбюратор для двигателя внутреннего сгорания

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

К ПАТЕНТУ Э

СР

Сй

ЬЭ

4:Р О

СР

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21} 4824743/06 (22} 11.05.90 (46} 30.10.93 Бюл. Ми 39-40 (76} Луковников Геннадий Степанович (S4} КАРБЮРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57} Использование: двигателестроение. карбюраторы Сущность изобретения: карбюратор содержит корпус 1 с поточным каналом 2, воздушную и дроссельную заатонки 4 и 26, диффузоры 17 и 25, топливную камеру 3, корректорно-дозаторное устройство с исполнительным органом 22 и обтекаемым элементом 6, установленным в рабочей камере

5 канала 2 на поворотных полуосях. выполненные в полуосях воздушный и топливный каналы 14 и 15, воздушную и топливную магистрали 9 и 10 в теле элемента 6, распыливающее окно 12 на одной из поверхностей элемента 6, выходное окно 11 ма(в) RU (и) 2002090 CI (51) 5 F 02 М 17 00 гистрали 9, расположенное на поверхности элемента. противоположной поверхности с окном 12. Канал 14 сообщен с надтолливным 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.

2002090

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к карбюраторам с дополнительными устройствами.

Известен карбюратор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с проточным каналом, расположенные в канале воздушную и дроссельную заслонки и диффузор, топливную камеру, системы пуска и холостого хода, ускорительный насос, корректорно-дозаторное 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 одной из поверхностей элемента, и испол5

20 нительный орган корректорно-дозаторного устройства, выходной шток которого связан с рычагом, жестко соединенным с полуосью

Я

Недостатком такого карбюратора является то, что он не обеспечивает приготовления топливовоздушной смеси. близкой к теоретической, при изменениях атмосферных условий и других внешних условий, влияющих на нагрузку двигателя, что ведет к 30 перерасходу топлива карбюраторными двигателями внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение точности дозирования топливовоздушной смеси и уменьшение эксплуатационного расхода топлива, Поставленная цель достигается тем, что в карбюраторе для двигателя внутренного сгорания, содержащем корпус с проточным каналом, расположенные в канале воздуш- 40 ную и дроссельную заслонки и диффузор, топливную камеру, системы пуска и холостого хода, ускорительный насос, корректорно-дозаторное устройство, имеющее обтекаемый элемент, установленный в ра- "5 бочей камере проточного канала íà поворотных полуосях, выполненные в полуосях воздушный и топливный каналы, причем топливный канал полуоси сообщен с одной стороны с топливным пространством топ- 50 ливной камеры, а с другой с топливной магистралью в теле обтекаемого элемента, выполненной с распыливающим окном нэ одной из поверхностей элемента, и исполнительный орган корректорно-дозаторного 55 устройства, выходной шток которого связан с рычагом, жестко соединенным с полуосью, в теле обтекаемого элемента выполнена сообщенная с воздушным каналом полуоси воздушная магистраль с выходным окном на поверхности элемента. противоположной поверхности с распыливающим окном, а воздушный канал сообщен с надтопливным пространством топливной камеры.

По вариантам выполнения карбюратора исполнительный орган корректорно-дозаторного 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 корректорно-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 6 корректорно-дозаторного 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 6, и продольная ось симметрии полуосей 7 происходит параллельно входной кромке носка элемента 6 на расстоянии от носка элемента

6, равном 257 длины хорды элемента 6, 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.

2002090

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 íà 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

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 и гол ьчат ы м в и н том 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.

2002090

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 6 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 чеоеэ 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 6, 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 а проточном воздушном канале 2 карбюратора. увеличится и разрежение s 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 карбюратора 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 6 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 6 пере дается в надтопливное пространство топливной камеры 3 карбюратора через окно

11, магистраль9 в теле элемента 6, канал 14, имеющий выходное окно 16

Разрежение воздуха над элементом 6 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 6 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 СССР

M i 183706, кл. F 02 М 17/00, 1984.

Формула изобретения ные в канале воздушную и дроссельную

1. КАРБЮРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ заслонки и диффузор, топливную камеру

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий системы пуска и холостого хода, ускори корпус с проточным каналом, расположен- тельный Hàñîñ, 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.

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 самокорректировка дозирования топлива элементом 6 типа крыла самолета и дополнительная корректировка дозирования топлива элементом 6 с помощью корректорно-дозатор ного устройства B 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.

77 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 пространст2. Карбюратор по п.1, отличающийся тем, что исполнительный орган корректорно-дозаторного устройства выполнен в виде сервопривода, имеющего мембранный разделитель и полости, сообщенные соответственно с горловиной диффузора и с атмосферой. а шток соединен с мембраной.

3. Карбюратор по п1, 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, отличающийся 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

Составитель Г.Луковников

Техред М.Моргентал Корректзр М.Керецман

Редактор Н.Цалихина

Заказ 3163

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101