Карбюратор для двз зі щілинним вихідним отвором в змішувальній камері

1. Карбюратор для двигуна внутрішнього згоряння, що містить щонайменше одну змішувальну камеру з дросельною заслінкою, дифузор, встановлений в головному повітряному каналі карбюратора, що має розпилювач, сполучений з поплавцевою камерою через головну дозувальну систему, і систему холостого ходу, канал якої має вертикальний вихідний щілинний отвір, розташований в стінці змішувальної камери, який відрізняється тим, що щілинний отвір в стінці каналу U 1 3 ченням паливоповітряної суміші шляхом змінення діаметра жиклерів систем холостого ходу, що призводить до збільшення витрат палива і масових викидів шкідливих речовин, особливо неприйнятних для двигунів легкових автомобілів. Найближчими до даної корисної моделі є карбюратори, що випускаються ВАТ «ДААЗ». Відомі конструкції карбюраторів типу «СОЛЕКС» (2108, 21083 та ін.), в яких застосовується класична система холостого ходу із задросельним сумішоутворенням (Карбюраторы «Солекс». Обслуживание и ремонт. Иллюстрированное руководство. М. ООО «Книжное издательство «За рулем», 2005. (Серия «Своими силами»). Вказані карбюратори містять, щонайменше одну змішувальну камеру з дросельною заслінкою і дифузор, встановлений в головному повітряному каналі карбюратора. Дифузор карбюратора має розпилювач, сполучений з поплавцевою камерою через головну дозувальну систему і систему холостого ходу. Канал системи холостого ходу має вихідний вертикальний щілинний отвір, розташований в стінці змішувальної камери, в зоні дросельної заслінки. Дросельна заслінка у міру її відкриття залежно від режиму роботи карбюратора змінює співвідношення між повітрям, що надходить з головного повітряного каналу до каналу системи холостого ходу через частину вихідного вертикального щілинного отвору, розташовану над дросельною заслінкою, і паливною емульсією, витікаючою з частини вихідного вертикального щілинного отвору, розташованої під дросельною заслінкою. Істотним недоліком даної конструкції карбюратора є неоптимальний вибір геометричних розмірів щілини і розташування вихідного щілинного отвору відносно кромки дросельної заслінки, що призводить до погіршення взаємодії системи холостого ходу і головної системи карбюратора, що викликають погіршення їздових якостей автомобіля, підвищений викид шкідливих речовин у вигляді монооксиду вуглецю і незгорілих вуглеводнів і збільшення експлуатаційних витрат палива при русі в міських умовах. Завдання корисної моделі: поліпшення їздових якостей, зниження експлуатаційної витрати палива і масових викидів шкідливих речовин з відпрацьованими газами двигуна при русі автомобіля в міських умовах шляхом поліпшення взаємодії дозувальних систем карбюратора на перехідних режимах роботи двигуна і автомобіля. Відомий карбюратор для двигуна внутрішнього згоряння, що містить щонайменше одну змішувальну камеру з дросельною заслінкою і дифузор, встановлений у головному повітряному каналі карбюратора. Дифузор має розпилювач, сполучений з поплавцевою камерою через головну дозувальну систему і систему холостого ходу, канал якої має вихідний щілинний отвір, розташований в стінці змішувальної камери. Відповідно до корисної моделі щілинний отвір в стінці каналу змішувальної камери виконаний завдовжки від 4 до 5 мм і розташований таким чином, що при повністю закритій дросельній заслінці, з товщиною від 0,8 до 1,2 мм, до упирання її кромки в стінку змішувальної камери, дросельна заслінка розділяє вихідний щілинний отвір в стінці змішувальної камери на дві нері 58248 4 вні частини, розташовані над і під заслінкою. При цьому відношення між довжиною частини щілини, розташованої над повністю закритою дросельною заслінкою, до всієї довжини щілини знаходиться в діапазоні 0,62-0,78. Найбільш оптимальний початок роботи карбюратора досягається за умови, що нижня кромка щілинного отвору знаходиться на відстані не більше ніж 0,5 мм від нижньої кромки повністю закритої дросельної заслінки. Якщо щілинний отвір виходить під дросельну заслінку більше, ніж на 0,5 мм, то це призводить до неможливості відрегулювати вміст монооксиду вуглецю (СО) у відпрацьованих газах при мінімальній частоті холостого ходу відповідно до законодавчих норм або вимог заводу-виробника. Найбільш оптимальний кут між повністю закритою дросельною заслінкою і площиною, перпендикулярною до осі головного повітряного тракту, знаходиться в межах від 7 до 13 град. Якщо кут установлення дросельної заслінки менше 7 град, то при складанні карбюратора істотно зростає вірогідність заклинювання заслінки через упирання її кромки в стінку змішувальної камери. При початковому куті дросельної заслінки більше 13 град, погіршиться взаємодія дозувальних систем карбюратора, за рахунок звуження діапазону ходу заслінки від частково перекритої щілини, до положення, коли щілина знаходиться повністю під верхньою кромкою дросельної заслінки, що потребуватиме істотного збільшення довжини щілини і негативно позначиться на роботі системи холостого ходу. Корисна модель забезпечує плавний вступ до роботи головної дозувальної системи при роботі системи холостого ходу і одержання оптимальної характеристики дозування (оптимальних витрат палива) на початку дросельної характеристики. Це забезпечується виготовленням карбюратора з виконанням наступних умов: - довжина щілини в стінці каналу змішувальної камери складає 4-5 мм; - товщина дросельної заслінки 0,8-1,2 мм; - повністю закрита дросельна заслінка розділяє вихідний щілинний отвір в стінці змішувальної камери на дві нерівні частини; - відношення довжини частини щілини, що знаходиться над заслінкою, до довжини всієї щілини знаходиться в межах 0,62-0,78. Якщо щілинний отвір частково не виходитиме під повністю закриту дросельну заслінку, це призведе до неприпустимого погіршення їздових якостей автомобіля при зрушенні з місця у вигляді глибокого провалу аж до зупинки двигуна. Виконання щілини неналежної довжини та/або порушення розташування щілини відносно закритої дросельної заслінки (тобто не виконання співвідношення 0,62-0,78), може призвести до змінення витрат палива (його перезбагачення або перезбідніння) на встановлених режимах витрат повітря аж до виходу за припустимі норми, що було підтверджене в ході проведення експериментів з підбору оптимальних співвідношень між довжиною щілини та її розташуванням відносно дросельної заслінки, результати яких наведені нижче. 5 Якщо товщина дросельної заслінки менше 0,8 мм, то це викликає технологічні труднощі з виконання її у виробництві і збереження необхідної жорсткості форми дросельної заслінки, яка може бути деформована при тривалій експлуатації карбюратора із заслінкою меншої товщини. Якщо товщина дросельної заслінки більше 1,2 мм, то збільшується висота її торця, що зменшує ефективну довжину щілини з регульованим витіканням палива і повітря. Фіг.1. Схематичне зображення карбюратора. Фіг.2. Схематичне зображення поперечного розрізу змішувальної камери карбюратора з вихідним щілинним отвором системи холостого ходу. На Фіг.3 і Фіг.4 представлені дросельні характеристики карбюратора при різній довжині щілинного отвору в змішувальній камері і різних положеннях щілинного отвору відносно початкового положення дросельної заслінки в змішувальній камері. Карбюратор (див. Фіг.1) містить змішувальну камеру 1 з дросельною заслінкою 2, вище змішувальної камери 1 розташований великий дифузор 3 головного повітряного каналу з західною горловиною, усередині якого встановлений малий дифузор 4 з розпилювачем 5, сполученим через емульсійний канал 6 і емульсійний колодязь 7 головної дозувальної системи з поплавцевою камерою 8. Карбюратор обладнаний системою холостого ходу, канал 9 якої має вихідний щілинний отвір 10 в стінці змішувальної камери 1, розташований в зоні дросельної заслінки 2 перпендикулярно до її осі. Щілинний отвір 10 (див. Фіг.2) має довжину L що дорівнює 4,5 мм і виконаний таким чином, що при повністю закритій дросельній заслінці 2 до її упирання в стінку змішувальної камери 1 довжина l частини щілини, розташованої над закритою дросельною заслінкою, дорівнює 3,25 мм, при товщині дросельної заслінки 2, що дорівнює 1,0 мм. Нижче дросельної заслінки 2 розташований круглий отвір 11 призначений для живлення паливом на режимах холостого ходу. Карбюратор працює таким чином. На холостому ходу дросельна заслінка 2 трохи прочинена, і її положення визначається регулювальним гвинтом (не показано) кількості суміші. При цьому, унаслідок низької витрати повітря на цьому режимі, розрідження в дифузорі 4 недостатнє для витікання палива через канали головної дозувальної системи і карбюратор працює в режимі холостого ходу. При цьому режимі паливо з поплавцевої камери 8 через паливний жиклер 12 потрапляє в емульсійний колодязь 7, звідки паливо по каналу 9 системи холостого ходу проходить через паливний жиклер 13 системи холостого ходу, на виході якого паливо змішується з повітрям, що поступає через повітряний жиклер 14 системи холостого ходу. Далі паливоповітряна суміш, що проходить по каналу 9, додатково збіднюється за рахунок повітря, що поступає в канал 9 через верхню частину щілинного отвору 10, розташовану вище дросельної заслінки. При цьому одночасно через нижню частину щілини під дросельною заслінкою 2 невелика 58248 6 частина паливоповітряної суміші поступає в задросельний простір. Основна частина паливоповітряної суміші з каналу 9 поступає в порожнину регулювального гвинта якості 15, яким регулюється загальна кількість палива на режимі мінімальної частоти обертів двигуна на холостому ходу, і далі паливоповітряна суміш потрапляє в задросельний простір через круглий отвір 11 в стінці змішувальної камери 1. При подальшому відкритті дросельної заслінки 2 первинної камери (відносно початкового положення на холостому ходу) у режимах малих і середніх навантажень двигуна, під дросельною заслінкою 2 утворюється зона розрідження, при цьому верхня частина щілинного отвору 10, розташована вище дросельної заслінки, починає працювати як повітряний жиклер, а її нижня частина як емульсійний жиклер. У міру переміщення краю дросельної заслінки 2 вгору збільшується нижня частина щілини, що потрапляє в зону високого розрідження. При цьому відповідно збільшується розрідження біля паливного жиклера 13 холостого ходу і витрата палива через нього зростає пропорційно збільшенню кількості повітря, що поступає в задросельний простір. При цьому витрата палива через щілинний отвір 10 збільшується, а через круглий отвір 11 холостого ходу припиняється, забезпечуючи плавний перехід між режимом холостого ходу і малих навантажень. Подальше відкриття дросельної заслінки 2 приводить до збільшення розрідження в зоні вихідного отвору емульсійного каналу 6 розпилювача 5 дифузора 4 головної дозувальної системи, і при досягненні заслінкою положення, коли верхня кромка дросельної заслінки 2 досягає верхньої кромки щілинного отвору 10, це розрідження стає достатнім для початку витікання палива через головну дозувальну систему. Збільшення витрати палива через щілинний отвір 10 відбувається до моменту, поки він повністю не опиниться під дросельною заслінкою 2. Подальше відкриття дросельної заслінки 2 приводить до поступового, аж до повного припинення, зменшення витрати палива через щілинний отвір 10, яке компенсується збільшенням витрати палива через головну дозувальну систему, що забезпечує плавний перехід між режимом малих і середніх навантажень. При великих навантаженнях і, відповідно, великих кутах відкриття дросельної заслінки 2 розрідження в зоні вихідного отвору емульсійного каналу 6 розпилювача 5 дифузора 4 головної дозувальної системи стає більшим, ніж розрідження в змішувальній камері вихідного отвору холостого ходу 11 і щілинного отвору 10. В цьому випадку починається, так зване, явище самокомпенсації, при якому з'являється зворотний рух повітря з головного повітряного тракту через щілинний отвір 10, канал 9 системи холостого ходу в емульсійний колодязь 7 головної дозувальної системи. Таким чином, щілинний отвір 10 продовжує брати участь в процесі сумішоутворення, а паливний жиклер холостого ходу 13 стає додатковим повітряним жиклером головної дозувальної системи, покращуючи склад паливоповітряної суміші. 7 На Фіг.3 і Фіг.4 представлені дросельні характеристики карбюратора при різній довжині щілинного отвору в змішувальній камері і різних положеннях щілинного отвору відносно початкового положення дросельної заслінки в змішувальній камері, де: Gт - базова дросельна характеристика з допустимим діапазоном; Gт (4;0,78) - Дросельна характеристика карбюратора, L=4 мм, l/L=0,78; Gт (5;0,78) - Дросельна характеристика карбюратора, L=5 мм, l/L=0,78; Gт (4;0,62) - Дросельна характеристика карбюратора, L=4 мм, l/L=0,62; Gт (5;0,62) - Дросельна характеристика карбюратора, L=5 мм, l/L=0,62. При виборі параметрів щілинного отвору в змішувальній камері L=4 мм, l/L=0,78 дросельна характеристика Gт (4;0,78) показала зменшення витрати палива у всьому діапазоні роботи щілинного отвору 10, що призводить до погіршення їздових якостей автомобіля при зрушенні з місця і малих швидкостях руху, падіння потужності двигуна через перезбідніння суміші, істотного збільшення масових викидів незгорілих частинок вуглеводнів (див. Фіг.3). При виборі параметрів щілинного отвору в змішувальній камері L=5 мм, l/L=0,78 дросельна характеристика Gт (5;0,78) показала зменшення витрати палива від початкового положення дросельної заслінки 2 до включення в роботу головної дозувальної системи, після чого спостерігалося перевищення витрати палива за дросельною характеристикою до кінця роботи щілинного отвору 10, що призводить до погіршення їздових якостей автомобіля при зрушенні з місця і до неприпустимого збільшення вмісту монооксиду вуглецю у від 58248 8 працьованих газах при підвищеній частоті холостого ходу. (див. Фіг.3). При виборі параметрів щілинного отвору в змішувальній камері L=4 мм, l/L=0,62 дросельна характеристика Gт (4;0,62) показала збільшення витрати палива від початкового положення дросельної заслінки 2 до включення в роботу головної дозувальної системи, після чого спостерігалося зменшення витрати палива до кінця роботи щілинного отвору 10, що призводить до погіршення їздових якостей автомобіля при малих швидкостях руху (провали, поперечники), збільшення витрат палива, збільшення масових викидів монооксиду вуглецю і вуглеводнів, (див. Фіг.4). При виборі параметрів щілинного отвору в змішувальній камері L=5 мм, l/L=0,62 дросельна характеристика Gт (5;0,62) показала збільшення витрати палива у всьому діапазоні роботи щілинного отвору 10, що призводить до збільшення експлутаційної витрати палива, масових викидів монооксиду вуглецю, неприпустимого збільшення вмісту монооксиду вуглецю у відпрацьованих газах при підвищеній частоті холостого ходу. (див. Фіг.4). Результати експериментів підтвердили, що виготовлення карбюратора зі щілинним вихідним отвором в змішувальній камері відповідно до даної корисної моделі забезпечує поліпшення взаємодії головної дозувальної системи і системи холостого ходу. Застосування корисної моделі дозволило поліпшити взаємодію дозувальних систем карбюраторів типу К-178 на перехідних режимах роботи двигуна, зменшити експлуатаційні витрати палива і масові викиди шкідливих речовин з відпрацьованими газами двигуна при русі автомобіля в міських умовах. 9 Комп’ютерна верстка А. Рябко 58248 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601