УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ ВОДЫ ВО ВПУСКНУЮ СИСТЕМУ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована для подачи воды во впускную систему двигателя внутреннего сгорания.
Однако при таком способе часть воды может осесть на гильзе цилиндра и размыть пленку масла, что может привести к снижению ресурса цилиндропоршневой группы. Чтобы это предотвратить улучшают качество распыла воды с тем, чтобы увеличить скорость испарения капель, тем самым снизить количество поступающей в цилиндр двигателя жидкой фазы. Это, как следствие, уменьшит эффект смывания пленки масла и снизит температуру рабочего тела двигателя.
Известно устройство для впрыска воды в двигатель внутреннего сгорания (авторское свидетельство СССР №769051, F02M 25/02, 07.10.1970), содержащее корпус, в котором установлена мембрана, разделяющая его на две полости, соответственно соединенные с впускным патрубком двигателя и со смесительной камерой карбюратора, и дозирующее устройство с каналом и установленной в нем иглой, при этом канал снабжен клиновидной радиальной прорезью, выполненной с профилированными радиальными стенками. Полость, соединенная с впускным патрубком двигателя снабжена отверстиями с запорными органами, кинематическими связанными с дроссельной заслонкой.
Недостатком аналога является образование крупных капель при подаче воды во впускной трубопровод двигателя, из-за незначительного перепада давления в устройстве впрыска воды и впускной системе двигателя. Подача воды осуществляется за счет разряжения в зоне диффузора карбюратора. В конце впрыска вода истекает в виде пленки на поверхность впускной системы. Пленка и крупные капли воды не успевают испариться полностью на такте впуска.
Известно устройство для подачи воды в двигатель внутреннего сгорания (патент РФ №2013633, F02M 25/02, 30.05.1994), содержащее водяной жиклер с выходным отверстием, установленный во впускном патрубке, сообщенный магистралью с водяным баком и снабженный регулирующим органом, причем выходное отверстие жиклера выполнено в виде плоской щели, размещенной в центральной зоне впускного патрубка и ориентированной в сторону рабочего цилиндра двигателя в направлении потока топливовоздушной смеси, а водяной жиклер соединен с магистралью через герметичную камеру, при этом регулирующий орган выполнен в виде игольчатого клапана, расположенного в герметичной камере, и в магистрали установлен регулирующий клапан, связанный с приводом дроссельной заслонки.
Недостатком аналога является снижение ресурса цилиндропоршневой группы, обусловленное тем, что впрыск воды осуществляется в виде жидкой пленки, при этом часть воды может осесть на гильзе цилиндра и размыть пленку масла.
Известна также система впрыска жидкости для двигателя внутреннего сгорания, в том числе для двигателей с воспламенением от сжатия и свечой зажигания, включающая сопло для мелкодисперсного распыления жидкости, наподобие воды, водяного раствора или другой жидкости, повышающей качество сгорания, во всасываемый двигателем воздух в зависимости от расхода распыляющего воздуха. Сопло соединено с подачей жидкости и с выходом насоса для впрыска воздуха, который соединен с электродвигателем, управляемым электронной схемой таким образом, чтобы снабжать распыляющим воздухом сопло в зависимости от расхода топлива двигателем и от одного или нескольких параметров двигателя, включая параметры, полученные от датчика температуры, датчика положения дроссельной заслонки и/или датчика детонации (US 4459943 A, F02D 19/12, F02M 25/022, 17.07.1984).
Недостатком аналога является формирование крупных капель, обусловленное внутренней геометрией форсунки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является устройство подачи воды во впускную систему двигателя внутреннего сгорания (US 2003140873, В05В 1/32; F02B 47/02; F02D 19/12; F02M 25/022; F02M 25/025; F02M 25/028; F02M 37/00, опубл. 31.07.2003), содержащее трубопровод и корпус, в котором расположена камера подачи воды, привод и клапан с подпружиненной иглой, при этом трубопровод оснащен отдельными линиями подачи воды и воздуха. Линия подачи воды включает в себя насос для перекачки воды из бака в клапанный механизм, управляемый электронным способом. Линия подачи воздуха подает сжатый воздух в ресивер, из которого сжатый воздух подается в тот же клапанный механизм. Вода и воздух смешивается в клапанном механизме, который подает эту смесь в инжектор. Инжектор размещен во впускной системе двигателя, оснащен иглой и пружиной, которые блокируют обратный поток в клапанный механизм.
Недостатком ближайшего аналога является конструктивная сложность из-за наличия насоса для подачи воды и компрессора для подачи воздуха, сложной системы электронного управления, которая должна обеспечить синхронное срабатывание клапанов в клапанном механизме для одновременной подачи воды и воздуха.
Задача полезной модели - упрощение конструкции устройства подачи воды во впускную систему двигателя внутреннего сгорания, за счет одновременного сжатия воды и воздуха.
Технический результат - обеспечение мелкодисперсного впрыска воды во впускной трубопровод двигателя за счет одновременного сжатия воды и воздуха и впрыска полученной смеси под высоким давлением.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается устройством подачи воды во впускную систему двигателя внутреннего сгорания, содержащим трубопровод и корпус, в котором расположена подпружиненная игла, в котором согласно полезной модели корпус состоит из двух частей - корпуса кривошипно-шатунного механизма и корпуса гильзы, содержащего штуцер для подачи воды, штуцер для подачи воздуха, выпускной штуцер, прикрепленный к одному концу трубопровода, к другому концу трубопровода прикреплена форсунка, причем игла выполнена в виде гильзы-иглы с возможностью движения вдоль своей оси, а рабочая полость ограничена гильзой-иглой и поршнем, находящимся внутри гильзы-иглы с возможностью возвратно-поступательного движения за счет кривошипно-шатунного механизма, установленного в корпусе кривошипно-шатунного механизма, включающего пружину.
Существо полезной модели поясняется чертежом. На чертеже изображена схема устройства подачи воды во впускную систему двигателя внутреннего сгорания.
Устройство подачи воды во впускную систему двигателя внутреннего сгорания содержит корпус гильзы 1, в котором установлены гильза-игла 2 с расположенным в ней поршнем 3, штуцер для подачи воды 4, штуцер для подачи воздуха 5, штуцер выпускной 6, уплотнительные кольца 7. Гильза-игла 2 имеет возможность движения вдоль своей оси. При помощи пружины 8 гильза-игла 2 удерживается в закрытом положении. Пружина 8 установлена в корпусе кривошипно-шатунного механизма 9 с предварительным сжатием. Пружина 8 одним торцом упирается в корпус 9 другим в гильзу-иглу 2. Поршень 3, соединен с шатуном 10 при помощи пальца 11. Шатун установлен на коленчатом валу 12 и приводит в движение поршень 3 за счет вращения коленчатого вала 12. Коленчатый вал 12 установлен в корпусе 9. К одному концу трубопровода 13 прикреплен штуцер выпускной 6, а к другому форсунка 14.
Вода подается через штуцер 4, а воздух - через штуцер 5. При движении поршня 3 к нижней мертвой точке (НМТ) вода и воздух попадают в полость, ограниченную поршнем 3 и гильзой-иглой 2 (рабочая полость). При движении поршня 3 с НМТ к верхней мертвой точке (ВМТ) впускные каналы закрываются. В рабочей полости нагнетается давление, водовоздушная смесь через каналы в гильзе-игле 2 попадает в полость корпуса гильзы 1. Сила давления водовоздушной смеси передается через гильзу-иглы к пружине 8. При преодолении усилия предварительного сжатия пружины, гильза-игла перемещается и открывается перепускной канал. Сжатая водовоздушная смесь через выпускной штуцер 6 и трубопровод 13 поступает к форсунке 14. Через сопло форсунки 14 смесь впрыскивается во впускную систему двигателя. При движении поршня 3 с ВМТ к НМТ снижается давление в рабочей полости, под действием пружины гильза-игла перемещается и закрывает перепускной канал. Цикл повторяется заново.
Итак, заявляемая полезная модель позволяет обеспечить мелкодисперсный впрыск воды во впускной трубопровод двигателя и упростить конструкцию устройства подачи воды во впускную систему двигателя внутреннего сгорания, за счет одновременного сжатия воды и воздуха и впрыска полученной смеси под высоким давлением.