КАРБЮРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к карбюраторам двигателей внутреннего сгорания.
Известен карбюратор с главным воздушным трактом и размещенным в нем диффузором, имеющим распылитель с подводящим эмульсионным каналом с выходом в канал диффузора (патент US US 4464313 от 07.08.84) г. В смесительной камере карбюратора ниже по потоку воздуха установлена дроссельная заслонка. Недостатком данного карбюратора является то, что в проточном канале диффузора нет дополнительных вставок улучшающих капледробление и соответственно качество распыления топливно-воздушной смеси, что особенно важно для карбюраторов предназначенных для маломощных двигателей с низкими скоростями воздушного потока.
В качестве прототипа выбрана конструкция карбюратора с двумя с главными воздушными трактами и установленными в них диффузорами (Дмитриевский А.В., Каменев В.Ф. Карбюраторы автомобильных двигателей. М. 1990, стр.139-141). Карбюратор имеет две главных воздушных тракта с последовательным открыванием дроссельных заслонок. При этом первичный воздушный тракт работает на частичных нагрузках (характерных для реальных условий эксплуатации), а вторичный - при полной нагрузке (при разгоне, преодолении подъема, езде с максимальной скоростью). Во вторичных воздушных каналах установлены диффузоры, проточные каналы диффузоров состоят из следующих частей: сужающейся, цилиндрической и расширяющейся. В проточных каналах
диффузоров расположены распылители с подводящими эмульсионными каналами и вставками, размещенными перпендикулярно относительно направления потока воздуха для улучшения капледробления.
Данный карбюратор имеет следующие недостатки. Выходное отверстие эмульсионного канала распылителя диффузора частично расположено выше узкой цилиндрической части диффузора, что приводит к попаданию части эмульсии в зону нестабильных скоростей воздушного потока и ухудшает эффективность распыливания. Продольное сечение выходной части эмульсионного канала имеет малый размер, что не обеспечивает попадания топливной эмульсии в область стабильных высоких разряжений воздушного потока проходящего через диффузор, что ухудшает ходовые качества автомобиля при переключении с системы холостого хода на главную и ухудшает ходовые качества автомобиля при езде с малой скоростью на пониженных передачах и разгоне.
При размещении вставок в воздушном канале диффузора слишком близком расположении близко к распылителю, распыляемая эмульсия не успевает равномерно распределяться по всей ширине канала, что снижает эффективность капледробления и смесеобразования. Расположение дополнительных вставок далеко от зоны больших скоростей воздушного потока приводит к попаданию эмульсии на стенки диффузора и снижению интенсивности капледробления и смесеобразования, что особенно важно при малых нагрузках, когда работает первичный главный воздушный тракт и поток обладает недостаточной скоростью для эффективного рассеивания топливной эмульсии. При полной нагрузке двигателя и высоких скоростях воздушного потока, дополнительны вставки, установленные в диффузоре препятствуют прохождению воздушного потока через главные воздушные тракты карбюратора, снижая мощность двигателя.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является получение гомогенной мелкодисперсной топливо-воздушной смеси и улучшение качества смесеобразования при различных
режимах работы двигателя.
Поставленная задача решается тем, что карбюратор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с первичным и вторичным главными воздушными трактами, в которых расположены диффузоры с проточными каналами, имеющими сужающиеся, цилиндрические и расширяющиеся конусные части, при этом диффузоры снабжены подводящими эмульсионными каналами, имеющими выходы в проточные каналы, через распылители выступающие во внутрь проточных каналов, в проточных каналах диффузоров размещены вставки расположенные перпендикулярно относительно осей проточных каналов диффузоров, в главных воздушных трактах под диффузорами карбюратора установлены дроссельные заслонки, в соответствии с полезной моделью выходное отверстие в распылителе эмульсионного канала диффузора, предназначенное для распыливания топливной эмульсии в проточном канале диффузора, выполнено в виде щели, проекция длинной стороны которой на плоскость, проходящую через ось проточного канала диффузора параллельна оси проточного канала, при этом вставки в диффузор расположены в расширяющейся конусной части диффузора и выполнены в виде металлических стержней, при этом вставка диффузора первичного главного воздушного тракта карбюратора расположена перпендикулярно длинной стороне щелевого отверстия эмульсионного канала диффузора, а ось металлического стержня расположенного в диффузоре вторичного главного воздушного тракта смесительной камеры находится в одной плоскости с осью дроссельной заслонки.
Технический результат достигается за счет того, что выходное отверстие в распылителе эмульсионного канала диффузора, выполнено в виде щели, имеющей максимально возможное продольное сечение, обеспечивая попадание топливной эмульсии в область стабильно высоких разряжений, создаваемых проходящим через проточный канал воздушным потоком, обеспечивая стабильную работу карбюратора на всех режимах
работы двигателя. Щелевая форма отверстия эмульсионного канала диффузора позволяет выполнить распылитель узким, обеспечивая воздушному потоку возможность свободно его обтекать, тем самым, снижая потери мощности двигателя.
Диффузор первичного главного воздушного тракта, со вставкой выполненной в виде металлического стержня установленного перпендикулярно оси эмульсионного канала распылителя, обеспечивает максимально эффективное распыливание топлива в условиях малых расходов топлива, при низких скоростях воздушного потока. В диффузоре установленном во вторичном главном воздушном тракте, вставка в виде металлического стержня устанавливается в одной плоскости с осью дроссельной заслонки карбюратора, что обеспечивает высокое качество смесеобразования с минимальным сопротивлением потоку топливовоздушной смеси во вторичной камере двухкамерного карбюратора. Таким образом, на выходе карбюратора при различных режимах работы двигателя получается качественная гомогенная мелкодисперсная топливовоздушная смесь.
Поставленная задача, также достигается тем, что в соответствии с полезной моделью, диапазон расстояний от оси устанавливаемой вставки до нижней кромки щелевого отверстия, определяют по формуле:
Y - Расстояние от оси вставки до нижней кромки щелевого отверстия (мм),
N - высота конусной части воздушного канала (мм),
d - диаметр цилиндрической части диффузора (мм),
Размещение вставки в конусной части воздушного канала в диапазоне 6,5-8,0 мм вычисляемом по формуле (1) в зависимости от вышеуказанных геометрических параметров воздушного канала и эмульсионного канала диффузора позволяет обеспечить образование
качественной мелкодисперсной топливовоздушной смеси так, как распыляемая эмульсия под воздействием потока воздуха успевает равномерно распределится по периметру сечения сопельной части и не попадет на стенки диффузора при том, что вставка находится максимально близко к области высоких скоростей воздушного потока, обеспечивающего на нем интенсивное каплеобразование.
Поставленная задача, также достигается тем, что в соответствии с полезной моделью длина большей стороны выходного отверстия распылителя находится в пределах от 4 до 4,5 мм, что обеспечивает эффективное поступление эмульсии в карбюраторах для двигателей малой мощности, при этом обеспечивается подбор оптимального расстояния рассчитываемого по формуле (1) от оси вставки до нижней кромки щелевого отверстия.
Поставленная задача, также достигается тем, что выходное отверстие эмульсионного канала диффузора, расположено ниже меньшего основания сужающейся части диффузора, по направлению потока воздуха проходящего через проточный канал диффузора, что обеспечивает попадание топливной смеси в зону наиболее стабильных и высоких скоростей воздушного потока проходящего через диффузор.
На фиг.1 изображен продольный разрез корпуса карбюратора с первичным и вторичным главным воздушным трактом.
На фиг.2 изображен продольный разрез диффузора.
На фиг.3 изображен вид снизу диффузора, установленного во вторичную камеру карбюратора.
На фиг.4 изображен вид снизу диффузора, установленного в первичную камеру карбюратора.
На фиг.5 изображен разрез А-А вид выходного отверстия эмульсионного канала в распылителе диффузора.
Карбюратор для двигателя внутреннего сгорания включает в себя корпус 1 с первичным 2 и вторичным 3 главным воздушным трактом. В
главных воздушных трактах на пилонах 17 установлены диффузоры 4 с проточными каналами, имеющими сужающуюся 5, цилиндрическую 6 и конусную расширяющуюся 7 части, при этом угол γ между образующей конусной части и осью 8 проточного канала диффузора равен 3 мм. В проточных каналах диффузоров установлены распылители 9, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда со скругленными гранями и наклонным срезом 10, имеющим форму четырехугольника со скругленной нижней стороной, плоскость которого расположена под углом α к оси 8 проточного канала диффузора равным 25°. В срезе распылителя 10 расположено щелевое отверстие прямоугольной формы 11 подводящего эмульсионного канала 12. Ось 13 части эмульсионного канала расположенного в распылителе под углом β равным 100° к оси 8 проточного канала диффузора. Длина щели Н равна 4-4,5 мм, ширина щели L равна 2,4 мм.
Под диффузорами 4 в первичном 2 и вторичном 3 главном воздушном тракте карбюратора установлены дроссельные заслонки 14.
В выходном расширяющемся конусе 2 проточного канала диффузора 4 установленного во вторичном главном воздушном тракте 2 в одной плоскости с осью 15 дроссельной заслонки 14 расположена вставка 16 представляющий собой металлический стержень диметром 2 мм установленный перпендикулярно оси проточного канала диффузора 8, в соответствии с формулой 1 на расстоянии 7,25 мм от оси вставки до нижнего до нижней кромки щелевого отверстия, в соответствии с формулой 1.
В выходном расширяющемся конусе 2 проточного канала диффузора 4, установленного во вторичном главном воздушном тракте 3 вставка 16 расположена перпендикулярно оси проточного канала диффузора 8 и длинной стороне щелевого отверстия эмульсионного канала диффузора на расстоянии 7,25 мм от оси вставки до нижнего до нижней кромки щелевого отверстия, в соответствии с формулой 1.
Карбюратор, с последовательным открытием дроссельных заслонок, работает следующим образом. При пуске двигателя разрежение через впускной трубопровод двигателя (не показано), при частичном открытии дроссельной заслонки 14 первичной главном воздушном тракте 2 предается в зону распылителя диффузора 4 первичном главном воздушном тракте 2. В результате за счет возникшей разности давления в поплавковой камере (не показано) и диффузоре 4 топливо поступает из поплавковой камеры, в эмульсионный канал 12 диффузора 4, откуда через распылитель 10 происходит ее распыление выходном конусе 7 диффузора 4. Для усиления капледробления смесеобразования используется вставка 16, после прохождения, которой равномерно распыленная смесь поступает через впускной трубопровод в цилиндры двигателя.
Как только первая заслонка откроется на 30-35% от полного открытия, при полной нагрузке двигателя начинает открываться дроссельная заслонка 14 вторичного главного воздушного тракта 3 карбюратора. Вторичный главный воздушный тракт 3 карбюратора работает аналогично первичному главному воздушному тракту 2, при этом с помощью оси 15 дроссельная заслонка 14 поворачивается на угол 78° для обеспечения поступления в цилиндры двигателя большого количества горючей смеси.
Использование полезной модели наиболее эффективно для карбюраторов двигателей малой мощности, с относительно низкими скоростями потока топливовоздушной смеси.