ЭМУЛЬСИОННАЯ ТРУБКА СО СТУПЕНЧАТЫМ КАНАЛОМ

Полезная модель относится к элементам систем подготовки топливовоздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания и может быть использована в карбюраторах для двигателей внутреннего сгорания.
В составе элементов систем подготовки топливо-воздушной смеси карбюраторов используются эмульсионные трубки, предназначенные для насыщения топлива воздухом, или его «эмульсирования». Эмульсионная трубка вставляется в эмульсионный колодец, в который через главный топливный жиклер поступает топливо. Воздух через главный воздушный жиклер поступает в полость эмульсионной трубки. Далее воздух через отверстия в боковой поверхности эмульсионной трубки попадает в кольцевой зазор между стенками эмульсионного колодца и боковой поверхностью эмульсионной трубки, где смешивается с топливом. Отверстия в боковой поверхности эмульсионной трубки регулируют и корректируют воздушную составляющую топливо-воздушной смеси при различных режимах работы двигателя.
Наиболее близкой к заявляемому решению является конструкция эмульсионной трубки см. «А.С.Тюфяков, Карбюраторы К-151 УСТРОЙСТВО, РЕМОНТ, РЕГУЛИРОВКА За рулем», 1997 стр.6, 41, где предложена конструкция эмульсионной трубки с отверстиями в боковой поверхности. К недостаткам данной конструкции относится наличие рядов отверстий распределенных по всей длине эмульсионной трубки и имеющих одинаковую суммарную площадь в каждом ряду, а также постоянный диаметр внутренней полости трубки. Данная эмульсионная трубка может не позволить получить требуемый «бедный» состав топливовоздушной смеси на режимах холостого хода и начале движения автомобиля, так как суммарной площади отверстий в верхней части эмульсионной трубки может быть недостаточно для поступления относительно больших объемов воздуха. При переходе автомобиля к движению на высокой скорости суммарная площадь отверстий в нижней части эмульсионной трубки может быть слишком большой, что может привести к снижению мощности двигателя из-за поступления избыточного воздуха через эмульсионную трубку в эмульсионный колодец карбюратора. Постоянный диаметр внутренней полости трубки увеличивает продолжительность переходного процесса внутри трубки и задерживает реакцию карбюратора на изменение состава смеси при изменении положения дроссельной заслонки карбюратора. Таким образом, рассматриваемая эмульсионная трубка не позволяет получать топливо-воздушную смесь необходимого состава на переходных режимах работы двигателя, в условиях быстрого изменения расхода топлива и воздуха.
Задача, стоящая перед полезной моделью, заключается в создании простой в изготовлении эмульсионной трубки, обеспечивающей приготовление топливо-воздушной смеси требуемого состава на постоянных и переходных режимах работы двигателя.
Поставленная задача решается тем, что эмульсионная трубка карбюратора двигателя внутреннего сгорания выполнена в виде полого закрытого снизу тела вращения с отверстиями в боковой поверхности, распределенными по длине эмульсионной трубки и предназначенными для поступления воздуха в эмульсионный колодец карбюратора для образования топливо-воздушной смеси. В соответствии с полезной моделью полость эмульсионный трубки выполнена в виде ступенчатого канала с полостью большего диаметра в верхней части и ступенчатым переходом к полости меньшего диаметра, расположенной в нижней части эмульсионной трубки. Суммарная площадь отверстий в боковой поверхности эмульсионной трубки, расположенных выше ступенчатого перехода больше суммарной площади отверстий в боковой поверхности эмульсионной трубки, расположенных ниже ступенчатого перехода, и удовлетворяет соотношению:
1,5≤Sв/Sн≤3, где
Sв - суммарная площадь отверстий в боковой поверхности эмульсионной трубки, расположенных выше ступенчатого перехода в канале эмульсионной трубки,
Sн - суммарная площадь отверстий в боковой поверхности эмульсионной трубки, расположенных ниже ступенчатого перехода в канале эмульсионной трубки.
Эмульсионную трубку предпочтительно устанавливать в колодце карбюратора таким образом, чтобы уступ ступенчатого канала эмульсионной трубки находился ниже или на уровне топлива в эмульсионном колодце, который топливо имеет перед началом работы двигателя.
Отверстия в боковой поверхности эмульсионной трубки целесообразно изготавливать следующим образом: в боковой поверхности эмульсионной трубки, расположенной до ступенчатого перехода выполнять 2 ряда по 4 отверстия, а в боковой поверхности эмульсионной трубки, расположенной ниже ступенчатого перехода, выполнять 2 ряда по 2 отверстия. При этом все отверстия в боковой поверхности эмульсионной трубки выполняются одинакового диаметра. Такое исполнение отверстий позволяет ускорить изготовление эмульсионной трубки за счет снижения необходимого количества технологических операций по выполнению отверстий.
Эмульсионная трубка карбюратора может выполняться таким образом, чтобы длины полостей большого и малого диаметров были равны между собой.
Эмульсионная трубка карбюратора, выполненная в соответствии с настоящей полезной моделью, позволяет повысить качество топливо-воздушной смеси за счет получения более бедной топливо-воздушной смеси на холостом ходу и при низких нагрузках в начале работы двигателя, одновременно обеспечивая поступление в распылитель более богатой топливо-воздушной смеси при больших нагрузках и высоких оборотах двигателя, кроме того, уменьшается время перехода между различными режимами работы эмульсионной трубки при изменении режима работы двигателя. Указный технический результат достигается за счет того, что суммарная площадь отверстий в верхней части эмульсионной трубки имеет большую площадь, чем суммарная площадь отверстий, расположенных ниже ступенчатого перехода. Большая площадь отверстий в верхней части эмульсионной трубки обеспечивает необходимое обеднение топливо-воздушной смеси при низких скоростях воздушного потока в главном бензо-воздушном тракте карбюратора, что улучшает дробление и испарение капель топлива в распылителе при низкой энергии воздушного потока за счет снижения объемного содержания топлива в топливовоздушной эмульсии. По мере возрастания скорости потока в главном бензо-воздушном тракте уровень топлива в колодце (в зазоре между стенками колодца и эмульсионной трубки) увеличивается, а внутри трубки - уменьшается под воздействием увеличивающегося разрежения в диффузоре карбюратора и увеличения потока воздуха через эмульсионную трубку. Отверстия на нижней части эмульсионной трубки работают при очень высоких скоростях воздушного потока и уменьшение их суммарной площади позволяет получать более богатую топливо-воздушную смесь, повышающую мощность двигателя на высоких оборотах. Наличие ступенчатого канала внутри эмульсионной трубки сокращает время, необходимое для перехода в работе эмульсионной трубки карбюратора от одного режима к другому при изменении скорости воздушного потока за счет уменьшения объема воздуха, расположенного в нижней части канала эмульсионной трубки.
Отношение суммарной площади отверстий в боковой поверхности верхней части эмульсионной трубки, расположенных до уступа, к суммарной площади отверстий в боковой поверхности нижней части эмульсионной трубки, расположенных после уступа, в пределах от 1,5 до 3 раз является наиболее эффективным. При соотношении меньше 1,5 эффект от различия суммарных площадей будет малозаметен при работе карбюратора. Если соотношение площадей будет больше трех, то это может привести к излишнему переобеднению топливо-воздушной смеси на низких оборотах двигателя и/или соответственно ее переобогащению при высоких оборотах.
На фиг.1 представлен продольный разрез карбюратора со вставленной эмульсионной трубкой.
На фиг.2 представлен аксонометрический вид эмульсионной трубки.
Полость эмульсионной трубки 1 выполнена в виде ступенчатого канала, состоящего из цилиндрической полости большего диаметра 2, расположенной в верхней части трубки и примыкающей к входному отверстию 3 эмульсионной трубки 1, со ступенчатым переходом 4 к цилиндрической полости 5 меньшего диаметра, выполненной в виде глухого отверстия. В верхней части боковой поверхности 6 эмульсионной трубки 1 имеется два ряда отверстий. В каждом из рядов имеется по четыре радиальных отверстия 7, центральные оси которых взаимно перпендикулярны и находятся в одной плоскости, перпендикулярной центральной оси N эмульсионной трубки 1 (см. фиг.1 и 2.). Ниже ступенчатого перехода 4 расположены два ряда отверстий, в каждом из которых имеется по два радиальных отверстия 8, центры которых расположены на одной оси, перпендикулярной оси N эмульсионной трубки 1.
Эмульсионная трубка 1 имеет опорный буртик 9, на который она опирается при установке в вертикальном эмульсионном колодце 10. Эмульсионная трубка 1 закрепляется в эмульсионном колодце 10 посредством установки главного воздушного жиклера 11, жестко фиксируемого в эмульсионном колодце 10 с помощью резьбового соединения.
Эмульсионная трубка 1 регулирует объем воздуха, поступающего от главного воздушного жиклера 11 в системе подготовки топливовоздушной смеси. Перед началом работы двигателя уровень топлива в эмульсионном колодце 10 равен уровню топлива в поплавковой камере 12, поскольку они сообщаются между собой через главный топливный 13, при этом топливо свободно попадает в полость меньшего диаметра 5 эмульсионной трубки 1 (см. фиг.1) через главный топливный жиклер 13. Эмульсионная трубка 1 установлена в эмульсионном колодце 10 так, чтобы ступенчатый переход 4 был расположен несколько ниже или на уровне топлива, которое оно занимает перед началом работы двигателя. Наличие большого количества отверстий 7 в верхней части эмульсионной трубки увеличивает количество воздуха, с помощью которого подготавливается эмульсия при низких скоростях воздушного потока, когда топливо только начинает попадать в эмульсионный канал 14 распылителя (не показано) и позволяет получать более бедную топливно-воздушную смесь. По мере возрастания скорости потока уровень топлива в полости 5 эмульсионной трубки 1 уменьшается вследствие истечения топлива через отверстия 8 под воздействием увеличивающегося разрежения в эмульсионном канале 14 распылителя (не показано) и увеличивающегося расхода воздуха через эмульсионную трубку 1. Наличие ступенчатого перехода 4, сужающего канал эмульсионной трубки 1, позволяет быстрее удалить топливо из полости меньшего диаметра 5 и ускоряет вступление в работу нижних отверстий 8 эмульсионной трубки 1, обеспечивающих приготовление качественной топливовоздушной смеси при высоких скоростях воздушного потока. Уменьшение количества отверстий в нижней части боковой поверхности трубки позволяет получать более богатую топливно-воздушную смесь.
Эмульсионная трубка, выполненная в соответствии с настоящей полезной моделью, позволила улучшить работу карбюраторов типа К-175 и К-177 на переходных режимах работы двигателя выпускаемых ООО «Топливные системы».