Пристрій для гомогенізації паливно-повітряної суміші двигуна внутрішнього згорання

1. Устройство для гомогенизации топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, содержащее два элемента распы ления топливо-воздушной смеси, разме щенные в проточном канале соосно один в другом с общим основанием на входе топпиво воздушной смеси о т л и ч а ю щ е е с я , тем, что устройство содержит установочную пластину, расположенную по периме тру проточного канала, каждый элемент распы ления выполнен в виде комплекта ромбо видн ых леп естк ов с общ е й верш ин ой , причем число лепес тков в обоих комплектах и углы между лепестками выполнены рав ными, а лепестки одного комплекта смеще н ы о тн ос и те ль но ле пес тк ов д руг ог о комплекта на угол, равный половине угла между соседними лепес тками одного комп * Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к гомогенизаторам топливовоздушной смеси двигателей внутреннего сгорания (ДВС), Наиболее близким к заявляемому является устройство, которое устанавливается внутри всасывающего коллектора ДВС на L лекта, причем длина малой диагонали ромба лепестка по меньшей мере равна расстоя нию между двумя ближайшими вершинами двух соседних ромбовидных лепестков од ного комплекта, а свободные концы лепестков обо их ком п лек тов зак ре п ле н ы н а установочной пластине через равные интервалы, причем первый по потоку смеси комплек т ле пес тко в в ыпо лн е н в фо р м е полусферы, а второй - в форме полуэллипсоида, и оба комплекта лепес тков образуют по ходу топливовоэдушной смеси лабиринт. 2. Ус тр о й с тв о п о п. 1, о тл и ч а ющ е « с я тем, что из больших осях ромбовидных лепестков симметрично их малым диагона лям у первого по потоку смеси комплекта выполнен ряд отверстий. 3. Устройство п о п. 1 , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено двумя уплотнительными прокладками, расположенными по обе стороны установочной пластины, вы полненными из электроизоляционного ма териа ла, причем установочная пластина снабжена с внешней стороны выступом. выходе карбюратора. В нем в качестве до распылителя горючего используются две ре шетки, имеющие определенную форму. В качестве решеток используются металлические пластины с большим числом маленьких отверстий, параллельные стержни из проволоки или сетки с количеством ячеек от 10 до 4. Ус тр ойс тв о по гз.З, о тлич ающ еес я тем, что в качестве электрон золя цион но го материала уплогнительных про кладок ис пользован паронит. 9044 2 20 на 1 мм . Одна из решеток имеет форму цилиндра с открытыми торцами, а вторая форму усеченного конуса с отверс тием на его вершине. Ус еченный конус соосно размещен вну три цилиндра и его основание метод ом пайки с оед инено с входным торцом цилинд ра. Диаметр цилинд ра и диаме тр ос н ов а н ия к о ну с а р ав н ы и соответс твуют диаметру смесительной камеры карбюратора. Выс ота цилиндра выбрана такой, чтобы при ус тановке его во всасывающий коллектор его выход ное отверс тие на торце цилинд ра перекрывалось плоской стенкой всасывающего коллектора, т е имело с ним непосредс твенный контакт. Высота усеченного конуса иыбрана ранной половине выс оты цилинд ра, а площадь отоерстия на его вершино берется равной 1*15 1 10 площади отверс тия в его ос новании. Плоская с тенка вс асывающего коллектора, із которую упирается выходной і орец цилиндра, являетс я общей со стенк ой канала выхлопа и обогревается вых лопными газами ДВС Предусматривается, что в отд ельных случаях для улучшении регу лировочных характерис тик ДВ С при резких изменениях числа оборотов двигателя, на поверх нос ти цилиндра и конуса могу т быть выполнены отверс тия площадью 1/4 площад и отверстия на вершине конус а. Устройс тво имеет ряд недос татков, к которым можно отнес ти его неуниверс аль нос ть по ис пользованию. Ус тройс тво не может быть применено на всех ранее иыпущенных двигателях вну треннего сгорания из-за особеннос тей его пос троения и конструкции вс ас ывающего и вых лопного каналов ДБ С, обеспечивающей под огрэ в смеси выхлопными газами. Сомнительна и технологичнос ть изготовления цилинд ра и усече нн ог о к о ну с а, н ап р им е р, ме то д о м штамповки без дополнительного использования сварк и или пайки. Задачей, решаемой изобретением, является повыш ение э ффективнос ти пу тем улучшения качес тва смесеобразования на выходе карбюратора и, как с ледс твие э того, повыш ение э кономичнос ти и мощ нос ти ДВ С (18-20% ), с нижение токс ичнос ти его выхлопных газов. Устройс тво д ля гомогенизации топливовоздушной смес и ДВС позволя е т п ер ев ес ти ч ас ть а в том аш и н на использование бензина с меньшим октановым чис лом без доработки их двигателей, повысив при э том экономичнос ть и мощ нос ть ДВ С при сниж ении экологической загр яз н е нн ос ти ок ру ж ающ е й с р ед ы их выхлопными газами. Указанное д ос тигается тем, что в устройс тве для гомогенизации топливовоздуш ной смеси даигателя вну треннего сгорания, содержащим два элемента распыления топливовоздушной смеси, размещенные в проточн ом кан а ле с о ос но од ин в д ру гом с 5 общим основанием на вх оде топливовоз душной смес и, сод ержится ус тановочная плас тина, рас положенная по периметру проточного канала, кажд ый элемент распыления выполнен в вид е комплекта ромбо10 вид ных леп ес тков с общ ей верш иной, причем число лепес тков в обоих комплектах и углы между лепестками выполнены равными, а лепес тки одного комплекта смещены относительно лепес тков другого комплекта 15 на угол, равный половине угла между соседними лепес тками одного комплек та. Причем длина малой диагонали ромба лепестка, по меньш ей мере, равна расс тоянию между двумя ближайшими вершинами двух сосед20 них ромбовид ных лепес тков од ного комплекта, а свободные концы лепес тков обоих комплектов закреплены на ус тановочной плас тине через равные интервалы, причем первый, по потоку с мес и комплект лепес т25 ков выполнен и форме полус феры, а второй в форме полуэллипс оид а и оба комплекта лепес тков образу ют по ходу топливовоздушной с мес и лабиринт. На больш их осях ромбовид ных лепес тков с имметрично их 30 малым диагоналям у первого по потоку смеси комплекта выполнен ряд отверс тий. На ус тановочной плас тине ус тройс тва для подс оед инения к ней напряжения от первичн ой о бмо тки ка ту ш ки заж иган ия 35 ДВС, имеется присоед инительный выс туп, а е уплотнительные прокладки ус тройс тва выполнены из э лектронепроводящ его материала. Устройс тво ус танавливается между вы40 ходным фланцем одно- или многокамерного карбюратора и вх од ным патру бком вс ас ывающего коллектора ДВС. Количес тво лабиринтов, входящ их в устройство, равно чис лу смесительных камер карбюратора. 45 Вс ледс твие, прид ания лепес ткам комплектов формы ромба, а комплектам формы полус феры и полуэ ллипс оид а, имеющих значительно большую омываемую поверхнос ть, резко с нижаетс я с опротивление ла50 биринта прох одящ его через него потоку бензовоздуш ной смеси. Приданием второму по направлению потока смеси комплекту формы полуэллипсоида, обеспечивается необх од имый д ля р або ты ла бир ин та про 55 с транс твенный зазор между верш инами и лепес тками комплектов, а взаимным поворотом од ного комплекта относительно д ругого на угол равный половине угла между сос ед ними лепес тками од ного комплекта обеспечивается перек рытие лепестками од 9044 Указанный зазор между вершинами ного комплекта межлепесткового пространкомплектов может быть обеспечен и при ства другого комплекта, чем и обеспечиваизготовлении комплекта 5 в виде полусфеется лабиринт для проходящей через него ры, т.е. аналогично комплекту 4. В этом слусмеси. Созданием межлепесткового лабиринта обеспечивается формирование в его 5 чае каждый лепесток комплекта 5 должен пространстве большого числа противопоиметь удлинение - подставку длиной 0,25 ложно направленных, взаимно пересекаю0,40 радиуса основания комплекта. Кроме щихся воздушных потоков (струй), а на того, толщина уплотнитель ной прокладки 8 выходе лабиринта интенсивного потока должна быть увеличена на величину удлинемакро- и микрозавихрений. Взаимным пе- 10 ния лепестков. ресечением потоков смеси и появлением на На вершине комплектов 4 и 5 лепестки выходе лабиринта значительных завихресвоими внутренними концами сходятся и ний обеспечиваются условия для интенсивобразуют технологическую площадку, дианого дробления капель горючего и метр которой не должен превышать 2-3 мм. перемешивания смеси на его виходе. 15 Для создания лепесткового лабиринта леНа фиг.1 показан общий вид места сопестки комплектов 4 и 5 своими свободнычленения устройства со смесительной камеми концами закрепляются на установочной рой карбюратора и всасывающим пластине 6, представляющей металличеколлектором ДВС, где 1 - устройство, 2 ский лист толщиной 0,3-0,5 мм с отверстиякарбюратор, 3 - всасывающий коллектор 20 ми для прохода смеси, количество и размер ДВС. которых соответствует количеству и размеНа фиг.2 показан общий вид устройства ру в выходных отверстий смесительных ка1 в сборе. На фиг.З приведена развертка мер на фланце карбюратора. Для лепестков одного из комплектов устройства возможности крепления комплектов лаби1 без привязки их к размерам и форме ком- 25 ринта к пластине 6 на каждом лепестке комплекта. На фиг.4 показано поэлементное плектов 4 и 5 имеется крепежный "ус", размещение и последовательность сборки являющийся продолжением лепестка. Длисоставных частей лабиринта устройства на "усов" 4-5 мм. Крепление комплектов 4 и применительно к однокамерному карбюра5 к пластине 6 осуществляется методом пайтору. 30 ки, сварки или путем закрепления "усов" в дополнительных технологических отверстиВ лабиринт устройства 1 входят: полусферический комплект 4, комплект 5 в форях, размещенных по периметру основного ме полуэллипсоида, установочная пластина отверстия на пластине 6. При креплении 6 для крепления лепестков комплектов 4 и лепестков по периметру отверстия на пла5, а также уплотнительные прокладки 7 и 8. 35 стине 6, комплект 5 своими лепестками усЛепестки комплектов обозначены цифрой 9. танавливается относительно комплекта Л с угловым сдвигом на половину центрального Комплекты 4 и 5 отформованы из корроугла, заключенного между двумя его соседзионностойкого материала, нейтрального к воздействию бензина и других фракций ними лепестками, т.е. на угол равный нефти, например, из металлической пласти- 40 180 ° ны - латуни, бронзы, нержавеющей стали и —-—, где п - число лепесткоа в комплекте. т.д., но могут быть отформованы и из пластмассы, отвечающей тем же требованиям. Для возможности подключения к устаноТолщина пластины, используемой для изго- вочной пластине 6 низковольтного напрятовления комплектов 4 и 5: 0,15 - 0,3 мм. жения от вывода первичной обмотки 45 Каждый комплект 4 и 5 имеет равное число катушки зажигания, на пластине 6 имеется лепесткоа от 3 до G (оптимум 5 шт.), которым выступ 10 для подключения напряжения. Для создания лабиринта проходящему придана форма ромба, а в последующем, потоку смеси, лепестки комплекта 5 должны методом формования, вид полусферы - комплект 4 или полуэллипсоида - комплект 5. перекрывать межлепестковое пространство во Диаметры оснований комплектов 4 и 5 рав- комплекта 4 в пределах: малая диагональ *ны диаметру выходного отверстия смеси- ромба лепестков - вершина комплекта. Это тельной камеры карбюратора. Отношение обеспечивается, если длина малых диагоналей полуосей полуэллипсоида комплекта 5 вы- лепестков комплектов 4 и 5 равна или брано равны 1,15-1,25 (большей к меньшей), несколько больше стороны правильного, 55 чем и обеспечивается необходимый воздуш- вписанного в окружность многоугольника, ный зазор между вершинами и лепестками число сторон которого равно удвоенному комплектов 4 и 5 в составе лабиринта (0,25- числу лепестков комплекта, а описывающая окружность лежит в плоскости их размещения. 0,40 радиуса оснований комплектов). Для комплекта 4, имеющего форму по 9044 лусферы, диаметр такой окружности равен 0,707 диаметра основания комплекта (косинус 45°), а для комплекта 5 -0,65-0,7 диаметра его основания. •Для уплотнения мест соединения устройства 1 с фланцем карбюратора 2 и патрубком всасывающего коллектора 3, используются уплотнительные прокладки 7 и 8, Прокладки изготовлены из электронепроводящего материала, например, из паронита, толщиной 1-2 мм. Для придания законченной конструкции, прокладки после сборки склеиваются. Устройство работает следующим образом. Топливовоэдушная смесь из смесительной камеры карбюратора 2 поступает на многолепестковые комплекты 4 и 5 лабиринта. При встрече с лепестками комплекта, имеющего сферичность, за счет разного сопротивления потоку смеси в поперечном сечении полусферы, поток смеси расслаивается по скорости и искривляется. Из-за различия масс капель горючего и воздуха увеличивается относительная скорость воздуха относительно поверхности капель, что приводит к их частичному разрушению. Частички горючего, летящие с большой скоростью (80-160 м/сек) вдоль оси смесительной камеры карбюратора, встречаясь под большим углом к направлению потока с лепестками комплектов 4 и 5, при ударе дробятся на более мелкие частицы, которые и подхватываются воздушными потоками, возникающими в лабиринте. Дальнейшее повышении качества смесеобразования осуществляется в межкомплектном пространстве лабиринта и на его выходе, где формируются пересекающиеся потоки смеси и мощные макро- и микрозавихрения. По закону Бернулли на внешней выпуклой стороне лепестка увеличивается скорость воздушного потока и появляется область пониженного давления, и часть основного потока смеси отклоняется к центру комплекта. За линией малой диагонали лепестка воздушный поток срывается из-за большого угла встречи, и-за лепестком образуется лоток завихрений, направленный к центру комплекта. Кроме того, в пределах лабиринта осевой поток смеси, встречаясь с лепестками комплектов 4 и 5, разделяется на ряд струй, каждая из которых лабиринтом искривляется и, перемещаясь под большим углом к основному потоку в виде 8 турбулентных образований, пересекает осевые потоки смеси, проходящие через междулепестковое пространство. На выходе из лабиринта устройства возникают до-5 полнительные интенсивные пересекающиеся турбулентные потоки, которые окончательно дробят и перемешивают топливовоздушную смесь, превращая ее в мелкодисперсный туман. Перемешиванию 10 потока способствуют и отверстия на лепестках комплекта 4, струя из которых направлена под углом к основному потоку смеси. Кроме того, при прохождении потока через лабиринт устройства, смесь и комп15 лекты 4 и 5 электризуются. Электризация комплектов и смеси становится возможной, т.к. уплотнительные прокладки 7 и 8 выполняются из электронепроводящего материала и изолируют устройство от корпуса 20 карбюратора и ДВС. Как известно, одноименно заряженные частицы смеси взаимно отталкиваются, а это будет препятствовать их укрупнению при пролете через канал всасывающего коллектора 3 25 ДВС. Это также улучшает качествосмеси на входе цилиндров ДВС. Появление искрообраэования в районе размещения лабиринта исключается. Емкость установочной пластины 6 и комплектов 4 и 5 относительно 30 корпуса карбюратора мала, и отсутствуют условия накопления значительного заряда на их поверхности. Кроме того, материал прокладок 7 и 8 не является идеальным изолятором (паронит), и в условиях работы кар35 бюратора заряд будет частично стекать, что исключает появление больших напряжений. Для лучшего запуска двигателя и электризации смеси вначале движения автомсбиля, на установочную пластину 6 40 может быть подано напряжение непосредственно с первичной обмотки катушки зажигания ДВС. Напряжение подключается к выступу 10 установочной пластины б через диод и развязывающий резистор 45 10-20 КОм. Диод препятствует стеканию заряда и должен иметь обратное рабочее напряжение не менее 400 вольт. Мощность резистора 0,25-0,5 ватта/напряжение иа первичной обмотке катушки зажигания мо50 жетдостигать 300 вольт. Электризация комплектов 4 и 5 улучшает смесеобразование, но не является определяющей. При необходимости свободный выступ 10 на пластине б может быть заземлен. 55 9044 Фиг. У s s / / s /////// / / s s / / s s // Фиг. 2 Фиг.Ъ 9044 Упорядник Замовлення 4538 Техред М.Моргентал Коректор М. Керецмзн Тираж Підписне Держаоне патентне відомство України, 254655, ГСП, Киів-53, Львівська пл,, 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101