УСТРОЙСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к устройствам образования горючей смеси, и может быть использована для модернизации карбюраторных двигателей.
Известно устройство образования горючей смеси двигателя внутреннего сгорания [Патент РФ №68600U1, МПК F02M 15/02, з. 2007.07.19., oп. 2007.11.27.], содержащее топливопровод, впускной и выхлопной трубопроводы и теплообменник с выхлопными газами в качестве теплоносителя, вход которого соединен с воздушным фильтром, а выход - с впускным трубопроводом, отличающееся тем, что впускной и выхлопной патрубки, объединенные в коллекторный узел, частично выполнены с общей стенкой, а теплообменник выполнен в виде герметичного кожуха вокруг выхлопного трубопровода и коллекторного узла, при этом полость теплообменника, образованная кожухом, выполнена с возможностью присоединения трубопровода от сапуна.
Известен способ модернизации карбюраторного двигателя внутреннего сгорания [Патент РФ №2268382, МПК F02M 15/04, F02M 31/087, з. 2003.07.11., oп. 2005.01.10.], содержащего блок цилиндров, головку блока, кривошипно-шатунный механизм, механизм газораспределения, системы охлаждения, питания, зажигания, пуска и смазочную, заключающийся в том, что снимают головку блока цилиндров, фрезеруют контактную поверхность, снимая, по меньшей мере, 3,5 мм, после чего головку устанавливают на место, при этом штанги распределительного вала механизма газораспределения укорачивают пропорционально снятому слою, в секторе управления подогревом горючей смеси увеличивают на 15-30 мм длину регулировочной заслонки, в приводе дроссельных заслонок карбюратора кинематическую связь тяги с заслонками изменяют с обеспечением возможности одновременного открытия заслонок в момент пуска двигателя, одновременно соблюдая или обеспечивая условие подсоединения трубки вакуумного опережения зажигания на карбюраторе ниже уровня заслонок, а площадь прилегания кожуха крепления патрубка впускного трубопровода увеличивают, по меньшей мере, в два раза.
В качестве прототипа выбрано устройство образования горючей смеси карбюраторного двигателя [Патент РФ №2280780, МПК F02M 15/02, F02M 31/087 з. 2005.01.31., oп. 2006.07.27.], содержащее карбюратор, снабженный топливовоздушными каналами и соединенный с топливопроводом и воздушным фильтром, впускной и выпускной трубопроводы, при этом в выпускном трубопроводе расположен
теплообменник, вход которого соединен с воздушным фильтром, например, присоединенным к карбюратору, выход - с впускным трубопроводом, при этом теплообменник снабжен дозирующим устройством, например жиклером. Возможно выполнение устройства, в котором к входу теплообменника подведен трубопровод, соединенный с топливовоздушным каналом, например эмульсионным колодцем, при этом трубопровод снабжен дозирующим устройством, например жиклером.
К недостаткам известных устройств можно отнести высокую сложность изготовления и монтажа, сопровождающиеся весомой переделкой или полной заменой типовых узлов, либо ограниченным применением только для определенных типов двигателей внутреннего сгорания.
Задачей полезной модели являлись: оптимизация смесеобразования; повышение экономичности и экологичности двигателя; обеспечение возможности реализации на уже находящихся в эксплуатации автомобилях (модернизации) без существенных дополнительных затрат и переделки схемы работы двигателя, а также возможность перевода работы двигателя на бензины с более низким октановым числом.
Указанная задача решается устройством образования горючей смеси карбюраторного двигателя, содержащим карбюратор, соединенный с топливопроводом и воздушным фильтром, впускной и выпускной трубопроводы (коллекторы), теплообменник, вход которого соединен с воздушным фильтром, например, присоединенным к карбюратору, а выход - с впускным трубопроводом, в котором, согласно предложению, теплообменник выполнен в виде, по меньшей мере, одной металлической трубки, закрепленной на поверхности выпускного трубопровода при соблюдении условия их максимально возможного контакта.
Целесообразно в заявленном устройстве устанавливать клапан, регулирующий поток воздуха через металлическую трубку вплоть до полного перекрытия.
Для соединения входа теплообменника с воздушным фильтром целесообразно использовать уже имеющиеся технологические отверстия, например, соединение можно осуществить через тракт подачи воздуха от сапуна, для чего достаточно установить в соответствующий тракт тройник (разветвитель).
Заявленное устройство возможно использовать в комбинации с другими системами подогрева смеси, обеспечивающими подогрев воздуха, поступающего во впускной трубопровод, преимущественно за счет тепла выхлопных газов или охлаждающей жидкости.
Пример реализации заявленного технического решения представлен на чертеже.
Устройство образования горючей смеси карбюраторного двигателя содержит, например, карбюратор 1, соединенный с топливопроводом (не показан) и воздушным фильтром 2, впускной 3 и выпускной 4 трубопроводы (коллекторы), теплообменник 5 в виде металлической трубки, закрепленной на поверхности выпускного трубопровода 4 и соединенной входом с воздушным фильтром 2 (для некоторых марок двигателей место подсоединения входа теплообменника, показанное на чертеже, соответствует месту подвода тракта подачи воздуха от сапуна), а выходом - с впускным трубопроводом 3 (предпочтительно размещать выход теплообменника на карбюраторе ниже горизонтального уровня дроссельной заслонки). Теплообменник 5 содержит клапан 6. Впускной трубопровод 3 соединен с постоянным источником подогретого воздуха (не показан).
Устройство работает следующим образом.
Воздух из воздушного фильтра 2 разделяется на два потока, основной из которых поступает в карбюратор 1 (на чертеже пунктиром показано движение основного потока воздуха по впускному трубопроводу 3), а другой (вспомогательный) - в теплообменник 5. В теплообменнике 5 воздух нагревается за счет теплопередачи между стенками выпускного трубопровода 4 и металлической трубки (металл обладает наиболее приемлемым коэффициентом теплопередачи, при этом обеспечение максимально возможного прилегания трубки к выпускному трубопроводу 4 повышает эффективность теплообменника 5). Подогретый воздух подается во впускной трубопровод 3 и смешивается с топливовоздушной смесью, образованной в карбюраторе 1. В результате происходит дополнительное измельчение топливной составляющей и дополнительный нагрев топливовоздушной смеси, что в конечном итоге приводит к более полному ее сгоранию, при этом появляется возможность подстройки смесеобразования под бензин с более низким октановым числом по сравнению с маркой, являющейся предпочтительной для конкретного типа двигателя. Эффективность устройства значительно повышается, если изначально во впускной трубопровод 3 подается подогретый воздух. В качестве источника подогретого воздуха могут выступать теплообменники, установленные на выхлопной системе или в системе охлаждения, электрические подогреватели и т.п. При работе устройства в некоторых случаях может происходить значительное обеднение топливовоздушной смеси, образованной в карбюраторе 1, что может отрицательно сказаться, например, при запуске холодного двигателя. В этом случае подача воздуха в теплообменник 5 перекрывается клапаном 6. Промежуточные положения клапана 6 могут устанавливаться в зависимости от режима работы двигателя как вручную, так и
посредством автоматики в зависимости от целого ряда показателей (например, температура двигателя, марка бензина, состав выхлопных газов и т.п.).