СИСТЕМА ПОДАЧИ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

//
МПК5Р02М 13/08
СИСТЕМА ПОДАЧИ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Настоящая полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована в конструкциях карбюраторных двигателей внутреннего сгорания, работающих на газообразном топливе.
Известны системы подачи газообразного топлива в двигателе внутреннего сгорания, содержащие карбюратор, имеющий диффузор, форсунку газообразного топлива и установленную за диффузором заслонку для регулирования подачи газообразной смеси (см. книгу: Васильев Ю.Н. и др. Опыт эксплуатации автомобилей, работающих на газе, Москва, ВНИИЭгазпром, 1990г., с.25-27).
В известных системах форсунки газообразного топлива могут быть расположены как над, так и под диффузором, а также внутри него, при этом поток топлива вводится в карбюратор через форсунку поперек направления воздушного потока, движущегося в диффузоре, в результате чего не обеспечивается необходимое качество газовоздушной смеси как по ее составу (соотношеяие газ - воздух), так и по однородности (гомогенности). В результате
не достигается достаточно полное сгорание топлива, что отрицательно отражается на его расходе на единицу мощности двигателя и на содержание уровня вредных компонентов в выхлопных газах.
Известна также принятая в качестве прототипа предлагаемой полезной модели система подачи газообразного топлива в двигателе внутреннего сгорания, содержащая топливопровод газообразного топлива, воздущный фильтр и сообщенный с ними карбюратор-смеситель, имеющий диффузор, форсунку газообразного топлива, соединенную . с указанным топливопроводом, установленную в горловине диффузора коаксиально с ним и обращенную в направлении воздушного потока в диффузоре, а также заслонку для регулирования подачи газовоздущной смеси
(см, свидетельство РФ на полезную модель N 2012, МПК FO2M13/08,
публ. 16.04.96).
Указанное расположение форсунки в устройстве-прототипе в некоторой степени позволяет улучшить процесс смешивания газа с воздухом, однако скорости потоков воздуха и газообразного топлива в этом процессе еще недостаточны для достижения значительного улучшения гомогенности получаемой газовоздушной смеси. Кроме того, регулируюшая подачу смеси дроссельная заслонка, расположенная в устройстве-прототипе за диффузором, не обеспечивает необходимой точности регулировки, что не позволяет снизить расход топлива, повысить мощность двигателя и улучшить его экологические параметры.
Задачей настоящей полезной модели является создание системы подачи газообразного топлива в двигателе внутреннего сгорания, обеспечивающей качественное смешивание газа с воздухом и точное регулирование расхода поступающей в цилиндры двигателя газовоздушной смеси.
Решение указанной задачи достигается тем, что в системе подачи газообразного топлива двигателя внутреннего сгорания, содержащей топливопровод, воздушный фильтр и сообщенный с ними карбюратор-смеситель, имеющий диффузор, форсунку газообразного топлива, соединенную с указанным топливопроводом, установленную в горловине диффузора коаксиально с ним и обращенную в направлении воздушного потока в диффузоре, а также заслонку для регулирования подачи газовоздущной смеси, согласно предложенной полезной модели заслонка выполнена в виде конуса, обращенного вершиной к выходному отверстию форсунки и установленного с возможностью регулирования положения вдоль оси этого отверстия, а диффузор выполнен по форме сопла Лаваля.
Выполнение регулирующей газовоздушной заслонки в виде конуса, перекрывающего выходное отверстие форсунки, позволяет обеспечить более точное регулирование подачи газовоздушной смеси в цилиндры двигателя и соотношения газ - воздух в этой смеси, а также, изменяя направление струй газообразного топлива на их выходе из форсунки, увеличивает их турбулизацию, в результате чего улучшается процесс смешивания газа с воздухом и получаемая смесь становится более однородной. При этом выполнение диффузора в виде сопла Лаваля обеспечивает повышение скорости потоков газообразного топлива и воздуха в зоне их смешивания, а следовательно также улучшает гомогенность получаемой газовоздушной смеси.
Выходной участок форсунки в предлагаемой полезной модели может быть выполнен также в виде сопла Лаваля, что дополнительно способствует улучшению однородности смеси газа с воздухом за счет увеличения скорости истечения газа из форсунки.
кроме того, выходной участок форсунки в продольном сечении может быть выполнен с двояковыпуклым профилем. В этом случае воздушный поток в зоне самого узкого сечения диффузора проходит через кольцевой канал, поперечное сечение которого по ходу движения воздушного потока сначала сужается, а затем расширяется подобно тому, что имеет место в соплах Лаваля. Указанная особенность способствует местному увеличению скорости воздуха непосредственно перед зоной его смешивания с газообразным топливом, тем самым - повышению качества смешивания.
В предлагаемой полезной модели диффузор может быть выполнен с возможностью регулирования его положения в карбюраторе вдоль своей оси, что в совокупности с предложенной формой выходного участка форсунки позволяет изменять величину поперечного сечения воздушного кольцевого канала в суженной части диффузора, и следовательно дает возможность для точной регулировки подачи воздуха.
Предлагаемая полезная модель может быть снабжена установленной под диффузором дополнительной заслонкой для дополнительного регулирования подачи газовоздушной смеси.
На чертеже представлена схема предложенной системы подачи топлива в двигателе внутреннего сгорания, работающем на газообразном топливе.
Данная система содержит топливопровод 1 газообразного топлива и воздушный фильтр 2, сообщенные с карбюратором-смесителем 3. Последний имеет воздущную заслонку 4, диффузор 5, топливную форсунку 6, соединенную с топливопроводом 1, и заслонку 7 для регулирования подачи газовоздушной смеси, выполненную в виде конуса, верщина которого обращена к выходному отверстию форсунки 6. Диффузор 5 и выходной участок 8 форсунки 6 выполнены по форме сопла Лаваля, причем форсунка 6 установлена в горловине диффузора
5коаксиально с ним и обращена в направлении воздушного потока в диффузоре 5. Таким образом продольные оси диффузора 5 и выходного отверстия форсунки
6расположены на общей оси 9.
Диффузор 5 и заслонка 7 установлены с возможностью регулирования их положений вдоль оси 9. Механизмы, обеспечивающие такое регулирование, на чертеже не показаны, т.к. возможные варианты их исполнения понятны специалисту в данной области. Например, диффузор 5 может быть связан с приводными рычагами, размещенными в прорезях стенки карбюраторасмесителя 3.
Выходной участок форсунки 6 в продольном сечении выполнен с двояковыпуклым профилем таким образом, что наиболее узкое сечение внутренней поверхности этого выходного участка (узкое сечение сопла Лаваля форсунки 6) и часть наружной поверхности выходного участка форсунки 6, наиболее удаленная от оси 9, расположены в одной и той же плоскости 10 поперечного сечения форсунки 6.
Под диффузором 5 может быть расположена дополнительная заслонка 11 для дополнительной регулироваки подачи газовоздушной смеси.
Предложенная система подачи топлива работает следующим образом.
Газообразное топливо по трубопроводу 1 поступает в форсунку 6. Воздух через воздушный фильтр 2 поступает в карбюратор-смеситель 3 и далее в диффузор 5. На выходном участке форсунки 6 поток топлива ускоряется, на выходе из форсунки -6 отклоняется от продольного направления конической заслонкой 7 и смешивается с воздушным потоком, разгоняющимся в диффузоре 5. Процесс смешивания происходит при высокой турбулизации потоков, в результате чего образуется гомогенная газовоздушная смесь с требуемым
соотношением газ - воздух, поступающая нз карбюратора-смесителя 3 в цилиндры двигателя (не показаны).
Подачу смеси регулируют изменением подачи топлива путем перемещения заслонки 7 вдоль оси 10, при этом подачу воздуха регулируют путем изменения поперечного сечения кольцевого канала в зоне горловины диффузора 5 при перемещении последнего вдоль этой же оси. Изменение положений диффузора 5 и заслонки 7 вдоль оси 10 может быть реализовано как раздельно, так и синхронно.