КАРБЮРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к автомобилестроению, а конкретно к карбюраторам для систем питания двигателей внутреннего сгорания.
Известен испарительный карбюратор (патент РФ №2035609, МПК F02M 17/22, опубл. 20.05.1995 г.), в котором испарение осуществляется за счет использования барботажного устройства. Карбюратор содержит испарительную и смесительную камеры, сообщенные между собой воздушным трубопроводом и трубопроводом топливной смеси, поплавковую камеру, канал подвода дополнительного воздуха с заслонкой, дроссельную заслонку, барботажное устройство, включающее воздухонаправляющий канал в виде кольцевого зазора между двумя цилиндрами, сообщенный с каналами для подачи барботажного воздуха, выполненным в дне крышки внутреннего цилиндра.
В известном карбюраторе невозможно получить гомогенную топливо-воздушную смесь, так как восходящий воздушный поток в барботажной камере интенсивно уносит капли различного диаметра в выходной патрубок, что приводит к низкой полноте сгорания и, следовательно, повышенному расходу топлива, а также к высокому выходу токсичных веществ. В известном карбюраторе барботажная камера постоянно связана с воздушным фильтром через открытые каналы в крышке и частично прикрытую заслонку в выпускном патрубке, что приводит к испарению бензина в барботажной камере при стоянке автомобиля, попаданию паров в подкапотное пространство и повышенной пожароопасности и взрывоопасности, из-за наличия обратного выхлопа, возникающего при раннем зажигании и малых оборотах двигателя. Кроме того, карбюратор не обеспечивает надежную работу двигателя при низких температурах окружающей среды, так как невозможно получить необходимую для воспламенения концентрацию горючего пара при низких температурах окружающей среды из-за подвода дополнительного воздуха через открытое отверстие в крышке испарительной камеры и приоткрытую воздушную заслонку.
Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является карбюратор для двигателей внутреннего сгорания (патент РФ №22184867, МПК F02M 17/22, опубл. 10.07.2002 г.), содержащий испарительную камеру с патрубком подвода воздуха и патрубком отвода топливо-воздушной смеси, смесительную камеру, включающую воздушный канал с заслонкой, сообщенный с патрубком подвода воздуха в испарительную камеру, канал топливо-воздушной смеси, сообщенный с патрубком отвода топливо-воздушной смеси из испарительной камеры и снабженный дроссельной заслонкой, поплавковую камеру, барботажное устройство. Барботажное устройство расположено внутри испарительной камеры, имеет множество трубок, отверстия которых обращены к днищу испарительной камеры, сообщено с воздушным каналом, в котором перед барботажным устройством расположен обратный клапан. В испарительной камере над барботажным устройством расположен лабиринт, над которым на выходе из испарительной камеры установлена мелкоячеистая сетка, выполненная из тугоплавкого материала, например, из латуни. Лабиринт испарительной камеры выполнен в виде наклонных пластин с образованием у противоположных сторон испарительной камеры чередующихся зазоров. Смесительная камера снабжена каналом для топливной смеси холостого хода, расположенным в обход дроссельной заслонки и снабженным регулировочным винтом.
Однако известное устройство не обеспечивает высокую полноту сгорания топлива, так как в испарительной камере не достигается полная гомогенизация топливо-воздушной смеси, из-за отсутствия газодинамической связи межу поплавковой и испарительной камерами. При этом повышается пожарная опасность при использовании испарительных карбюраторов, увеличивается выход токсичных веществ, снижается надежность запуска и надежность работы при низких температурах окружающей среды.
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении полноты сгорания топлива, путем полной гомогенизации топливо-воздушной смеси в карбюраторе, снижении расхода топлива и выхода токсичных веществ, а также в обеспечении пожарной безопасности при использовании испарительных карбюраторов, в повышении надежности работы и надежности запуска при низких температурах окружающего воздуха.
Технический результат достигается тем, что карбюратор для двигателя внутреннего сгорания содержащит испарительную камеру с патрубком подвода воздуха и патрубком отвода топливо-воздушной смеси, смесительную камеру, включающую воздушный канал с заслонкой, сообщенный трубопроводом с патрубком подвода воздуха в испарительную камеру и канал топливо-воздушной смеси, сообщенный трубопроводом с патрубком отвода топливо-воздушной смеси из испарительной камеры и снабженный дроссельной заслонкой, поплавковую камеру, барботажное устройство, выполненное в виде камеры с трубками, отверстия которых обращены к днищу испарительной камеры, расположенное внутри испарительной камеры и сообщенное с воздушным каналом трубопроводом повода воздуха, в котором на входе в барботажное устройство расположен обратный клапан, над барботажным устройством расположен лабиринт, а на выходе из испарительной камеры установлена мелкоячеистая сетка, отличающееся тем, что газовая полость поплавковой камеры сообщена с газовой полостью испарительной камеры, кроме того, в испарительной камере установлен нагревательный элемент для подогрева топлива при низких температурах окружающей среды.
Лабиринт испарительной камеры выполнен в виде наклонных пластин с образованием у противоположных сторон испарительной камеры чередующихся зазоров.
Смесительная камера снабжена дополнительным каналом с регулировочным винтом для топливной смеси холостого хода, расположенным в обход дроссельной заслонки.
На фиг.1 схематично представлен общий вид карбюратора в разрезе.
Здесь: 1 - испарительная камера; 2 - патрубок подвода воздуха в испарительную камеру; 3 - патрубок отвода топливной смеси из испарительной камеры; 4 - смесительная камера; 5 - воздушный канал смесительной камеры; 6 - дроссельная заслонка воздушного канала; 7 - воздушный трубопровод; 8 - канал топливной смеси смесительной камеры; 9 - трубопровод топливной смеси; 10 - дроссельная заслонка в канале топливной смеси; 11 - дополнительный канал топливной смеси; 12 - регулировочный винт; 13 - барботажное устройство; 14 - трубки барботажного устройства; 15 - отверстия трубок барботажного устройства; 16 - обратный клапан; 17 - наклонные пластины лабиринта; 18 - зазоры лабиринтов; 19 - мелкоячеистая сетка; 20 - поплавковая камера; 21 - поплавок; 22 - рычажый и игольчатый запорный элементы; 23 - нагревательный элемент; 24 - канал, соединяющий поплавковую камеру 20 с испарительной камерой 1.
Карбюратор для двигателя внутреннего сгорания содержит испарительную 1 и смесительную камеры 4, сообщенные между собой воздушным трубопроводом 7 и трубопроводом топливной смеси 9. Испарительная камера 1 с патрубком 2 воздушного трубопровода и патрубком 3 топливного трубопровода. Смесительная камера 4, включает воздушный канал 5 с дроссельной заслонкой 6, сообщенный трубопроводом 7 с патрубком 2 подвода воздуха в испарительную камеру 1 и канал 8 топливно-воздушной смеси, сообщенный трубопроводом топливной смеси 9 с патрубком 3 отвода топливно-воздушной смеси из испарительной камеры 1. В канале 8 имеется дроссельная заслонка 10. Смесительная камера 4 снабжена дополнительным каналом 11 для топливной смеси при работе на холостом ходе, расположенным в обход дроссельный заслонки 10, и имеющим регулировочный винт 12. Барботажное устройство 13 расположено внутри испарительной камеры 1 и сообщено с трубопроводом 7 подвода воздуха в испарительную камеру 1. Барботажное устройство 13 карбюратора выполнено в виде камеры со множеством трубок 14, отверстия 15 которых обращены к днищу испарительной камеры 1.
В трубопроводе 7 перед барботажным устройством 13 расположен обратный клапан 16. Над барботажным устройством 13 в испарительной камере 1 установлен лабиринт, выполненный в виде наклонных пластин 17 с образованием чередующихся с противоположных сторон испарительной камеры 1 зазоров 18. На выходе из испарительной камеры 1 над наклонными пластинами 17 лабиринта установлена мелкоячеистая сетка 19, выполненная, например, из латуни. Испарительная камера 1 снабжена поплавковой камерой 20 с поплавком 21 и рычажком и игольчатым запорным элементом 22. Газовая полость поплавковой камеры 20 сообщена с газовой полостью испарительной камеры 1 каналом 24, что обеспечивает их газодинамическую связь. Кроме того, испарительная камера снабжена нагревательным элементом 23 для подогрева топлива при отрицательных температурах окружающей среды.
Работает карбюратор следующим образом.
Перед пуском двигателя дроссельная заслонка 6, дроссельная заслонка 10 и обратный клапан 16 - закрыты. В испарительной камере 1 находится смесь воздуха с парами бензина, концентрация которого зависит от температуры бензина в испарительной камере 1. Оптимальным коэффициентом избытка окислителя для малых и средних режимов работы двигателя является α=1,05÷1,1 (экономичная смесь). Так как смесь гомогенная, то на холостом режиме можно использовать ту же экономичную смесь (α=1,05). При запуске двигателя заслонка 6 приоткрывается и пропускает дополнительный воздух через клапан 16, из воздушного канала 5 через воздушный трубопровод 7 к барботажному устройству 13, снабженному множеством трубок 14 малого диаметра. Пузырьки воздуха, выйдя из отверстий 15, обращенных к днищу испарительной камеры 1, барботируют топливо, и в виде паровоздушных пузырьков по нисходящей схеме поднимаются вверх через жидкое топливо. Таким образом, воздух насыщается парами топлива. Мелкие капли, которые могут уноситься потоком паровоздушной смеси, отсекаются лабиринтом, за счет инерционного попадания на наклонные пластины 17. перетекание капель топлива между наклонными пластинами 17 лабиринта через зазоры 18 у противоположных стенок испарительной камеры 1 дополнительно интенсифицируют процесс испарения. Неиспарившаяся жидкая пленка топлива стекает по наклонным пластинам 17 лабиринта обратно в барботажную камеру 13.
Газовая полость поплавковой камер 20 сообщена с газовой полостью испарительной камеры 1 каналом 24, что обеспечивает их газодинамическую связь, при этом достигается полная гомогенизация топливо-воздушной смеси и, следовательно, снижается взрывоопасность и пожароопасность при работе карбюратора, снижается выход токсичных веществ.
При работе двигателя на холостом ходу уровень холостого хода (обороты двигателя) регулируются регулировочным винтом 12. На рабочих режимах обороты двигателя регулируются дроссельной заслонкой 10.
На режимах максимальной нагрузки необходимо обеспечить более богатую смесь, т.е. коэффициент избытка окислителя α=0,85÷0,9, что достигается соответствующим изменением положения дроссельной заслонки 6.
Кроме того, предлагаемая полезная модель обеспечивает надежный запуск и надежную работу двигателя при низких температурах окружающей среды, так как имеется возможность подогрева топливно-воздушной смеси, а также возможность полностью перекрывать заслонкой 6 впуск дополнительного (холодного) воздуха в канал 8 и задавать необходимую концентрацию топливно-воздушной смеси.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет повысить полноту сгорания топлива, за счет получения в карбюраторе полностью гомогенной топливно-воздушной смеси на всех режимах работы двигателя, что приведет к снижению расхода топлива и снижению выхода токсичных веществ, кроме того, обеспечивается пожаро- и взрывобезопасность при работе карбюратора.