RU2083863C1 - Internal combustion engine carburetor - Google Patents

Abstract

FIELD: supply systems of internal combustion engines. SUBSTANCE: internal combustion engine carburetor contains cylindrical mixing chamber 1 where diffuser 2, air and throttle valves 3 and 4 are located. Air and throttle chokes 3 and 4 are connected with jet 6 having float chamber 7 by means of atomizer 5. Mixing chamber 1 is rigidly and coaxially connected with additional cylindrical chamber 11 having detachable end wall 12 where atomizing orifices 13 are made. Multilayer swirler is coaxially mounted in spaced relation inside additional cylindrical chamber 11. Multilayer swirler is made in form of thin-walled cylindrical bushes 14 mounted coaxially and provided with multistart square thread on their outer surfaces for forming many extended swirling passages 15 for flow of combustible mixture, obtaining larger fuel evaporating surface, setting the rotary motion and atomizing the combustible mixture. Besides that, detachable end wall 12 may be cone-shaped with vertex located inside additional chamber; relationship of total area of cross section of atomizing orifices 13 to area of cross section of mixing chamber 1 ranges from 0.5 to 0.7. Atomizing orifices are directed at angle equal to 20-80 deg relative to longitudinal axis of additional chamber extending beyond its end wall. EFFECT: enhanced reliability. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к устройствам, входящим в систему питания и используемым для приготовления горючей смеси, обеспечивающей нормальную работу двигателя внутреннего сгорания. The invention relates to the automotive industry, and in particular to devices included in the power system and used to prepare a combustible mixture, ensuring the normal operation of the internal combustion engine.

Известен карбюратор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с каналом подачи горючей смеси, главный воздушный канал, воздушную и дроссельную заслонки, смесительные и поплавковые камеры, соединенные с каналом подачи горючей смеси, при этом дополнительное распыление горючей смеси осуществляется в каналах подачи воздуха перед подачей ее в главный воздушный канал [1] Недостатком известного карбюратора является низкая степень распыления топливной смеси и, как следствие, повышенный расход топлива, поскольку предварительное распыление в каналах подачи воздуха потоки горючей смеси, попадая в главный воздушный канал, образуют спутный поток, который, далее не распыляясь и не перемешиваясь, направляется в цилиндр для сжигания. Known carburetor for an internal combustion engine, comprising a housing with a channel for supplying a combustible mixture, a main air channel, air and throttle valves, mixing and float chambers connected to a channel for supplying a combustible mixture, with additional atomization of the combustible mixture in the air supply channels before it is supplied into the main air channel [1] A disadvantage of the known carburetor is the low degree of atomization of the fuel mixture and, as a consequence, increased fuel consumption, since dusting in the air supply channels, the flows of the combustible mixture, falling into the main air channel, form a satellite stream, which, without further spraying or mixing, is sent to the cylinder for combustion.

Известно устройство для подачи топливно-воздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания, содержащее корпус со смесительной камерой, диффузором, воздушной и дроссельными заслонками, поплавковую камеру, соединенную с распылителем, установленным в диффузоре через соединительный канал, в котором установлена регулировочная игла, кинематически связанная с дроссельной заслонкой, а в соединительном канале выполнен эмульсионный колодец [2] Недостатком известного аналога является низкая степень распыления горючей смеси, поскольку распыление происходит в спутном падающем потоке и только очень крупные частицы эмульсионной смеси могут оседать в колодце, не проходя далее в смесительную камеру, в связи с чем увеличивается расход топлива и возникают трудности в эксплуатации устройства. A device is known for supplying a fuel-air mixture to an internal combustion engine, comprising a housing with a mixing chamber, a diffuser, air and throttle valves, a float chamber connected to the atomizer installed in the diffuser through a connecting channel in which an adjusting needle kinematically connected to the throttle is installed a shutter, and an emulsion well is made in the connecting channel [2] A disadvantage of the known analogue is the low degree of atomization of the combustible mixture, since the atomization It takes place in cocurrent flow and falling only very large particles of the emulsion mixture may settle in the sump without passing further into the mixing chamber, and therefore the fuel consumption is increased and it is difficult to operate the device.

Ближайшим аналогом является карбюратор эмульсионного типа, состоящий из цилиндрической смесительной камеры с диффузором, в которой размещены воздушная и дроссельная заслонки, связанной со смесительной камерой через распылитель с жиклером, с поплавковой камерой для топлива. Карбюратор снабжен дополнительной цилиндрической камерой с торцевой стенкой, жестко и соосно соединенной со смесительной камерой и завихрителем, установленным внутри дополнительной камеры с зазором относительно торцевой стенки [3]
Недостатком известного устройства является низкая эффективность перемешивания и распыления воздуха и топлива, что приводит к неполному сгоранию горючей смеси, и, как следствие, к повышенному расходу топлива, снижению мощности двигателя и увеличению выброса токсичных /несгоревших/ веществ в атмосферу.The closest analogue is an emulsion-type carburetor, consisting of a cylindrical mixing chamber with a diffuser, in which air and throttle valves are placed, connected to the mixing chamber through a nozzle with a nozzle, with a float chamber for fuel. The carburetor is equipped with an additional cylindrical chamber with an end wall rigidly and coaxially connected to the mixing chamber and a swirler mounted inside the additional chamber with a gap relative to the end wall [3]
A disadvantage of the known device is the low efficiency of mixing and atomizing air and fuel, which leads to incomplete combustion of the combustible mixture, and, as a result, to increased fuel consumption, lower engine power and increased emission of toxic / unburned / substances into the atmosphere.

Задача изобретения разработка карбюратора двигателя внутреннего сгорания, обеспечивающего экономичный расход горючего и снижение выброса токсичных веществ в атмосферу, при этом техническим результатом является повышение эффективности перемешивания и распыления горючей смеси, увеличение ее дисперсности, а значит и поверхности микрокапель горючей смеси, за счет чего происходит полное сгорание топлива. The objective of the invention is the development of a carburetor of an internal combustion engine that provides economical fuel consumption and reduces the emission of toxic substances into the atmosphere, while the technical result is an increase in the efficiency of mixing and atomization of the combustible mixture, an increase in its dispersion, and hence the surface of the microdrops of the combustible mixture, due to which fuel combustion.

Поставленная задача решается тем, что карбюратор двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрическую смесительную камеру с расположенными в ней диффузором, воздушной и дроссельной заслонками, дополнительную цилиндрическую камеру с торцевой стенкой, жестко и соосно соединенную со смесительной камерой, и завихритель, установленный внутри дополнительной камеры с зазором относительно торцевой стенки, в последней выполнены отверстия, причем завихритель выполнен в виде соосно установленных тонкостенных цилиндрических втулок с многозаходной прямоугольной ленточной резьбой на их наружных поверхностях. The problem is solved in that the carburetor of the internal combustion engine contains a cylindrical mixing chamber with a diffuser located therein, air and throttle valves, an additional cylindrical chamber with an end wall rigidly and coaxially connected to the mixing chamber, and a swirler mounted inside the additional chamber with a gap with respect to end wall, holes are made in the latter, and the swirl is made in the form of coaxially mounted thin-walled cylindrical bushings with many ahodnoy rectangular ribbon threaded on their outer surfaces.

Кроме того, съемная торцевая стенка может быть выполнена конусообразной с вершиной, расположенной внутри дополнительной камеры, отношение площади поперечного сечения распылительных отверстий к площади поперечного сечения смесительной камеры может составлять 0,5-0,7, а распылительные отверстия могут быть направлены под углом, равным 20-80^o к продольной оси дополнительной камеры, выходящей за торцевую стенку.In addition, the removable end wall can be made conical with a vertex located inside the additional chamber, the ratio of the cross-sectional area of the spray holes to the cross-sectional area of the mixing chamber can be 0.5-0.7, and the spray holes can be directed at an angle equal to 20-80 ^o to the longitudinal axis of the additional chamber extending beyond the end wall.

На фиг.1 схематично представлен продольный разрез карбюратора с дополнительной цилиндрической камерой со съемной торцевой плоской стенкой; на фиг.2 разрез части дополнительной камеры со съемной конусообразной торцевой стенкой; на фиг.3 разрез тонкостенной цилиндрической втулки, из определенного числа которых составлен многослойный завихритель. Figure 1 schematically shows a longitudinal section of a carburetor with an additional cylindrical chamber with a removable end flat wall; figure 2 is a section of part of an additional chamber with a removable cone-shaped end wall; figure 3 is a section of a thin-walled cylindrical sleeve, from a certain number of which a multilayer swirler is composed.

Устройство включает цилиндрическую смесительную камеру 1, в которой расположен диффузор 2, воздушная заслонка 3, дроссельная заслонка 4. Смесительная камера 1 через распылитель 5 с жиклером 6 соединена с поплавковой камерой 7 для топлива, в которой размещен поплавок 8 с запорной иглой 9. Смесительная камера 1 торцом через изоляционную прокладку 10 / для герметизации и теплоизоляции/ жестко и соосно соединена с торцем дополнительной цилиндрической камеры 11, имеющей с другого торца съемную торцевую стенку 12 с распылительными отверстиями 13, в зазором от которой внутри дополнительной камеры соосно установлен многослойный завихритель, выполненный в виде тонкостенных цилиндрических втулок 14, установленных соосно, на наружней поверхности которых выполнена многозаходная прямоугольная ленточная резьба для образования многочисленных протяженных завихряющих каналов 15 /на фиг.1 показан многослойный завихритель, составленный из трех втулок, число цилиндрических тонкостенных втулок, количество заходов многозаходной ленточной резьбы и шаг многозаходной резьбы определяется в зависимости от типа карбюратора, мощности двигателя/; 16 фрагмент коллекторного узла двигателя внутреннего сгорания. Съемная торцевая стенка 12 может быть выполнена конусообразной с вершиной, расположенной внутри дополнительной камеры 11 /фиг.2/. Отношение суммарной площади сечений распылительных отверстий ( nπd²/4 где d диаметр отверстия 13, n количество отверстий) к площади сечения смесительной камеры ( πD $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{см}}$ /4 где D_см внутренний диаметр смесительной камеры) составляет /0,5-0,7/. Угол α наклона распылительных отверстий 13 к выходящей за торцевую стенку 12 продольной оси дополнительной камеры 11 составляет 20^o-80^o/.The device includes a cylindrical mixing chamber 1, in which a diffuser 2, an air damper 3, and a throttle damper 4 are located. The mixing chamber 1 is connected to the fuel float chamber 7 through a spray gun 5 with a nozzle 6, in which the float 8 is located with a locking needle 9. The mixing chamber 1 end face through an insulating gasket 10 / for sealing and thermal insulation / is rigidly and coaxially connected to the end face of an additional cylindrical chamber 11 having a removable end wall 12 with spray holes 13 at the other end in the gap from which inside the additional chamber a multilayer swirl is coaxially mounted, made in the form of thin-walled cylindrical bushings 14 mounted coaxially, on the outer surface of which a multiple-entry rectangular ribbon thread is made to form numerous extended swirl channels 15 / Fig. 1 shows a multilayer swirl composed of three bushings, the number of cylindrical thin-walled bushings, the number of starts of multi-thread tape and the pitch of multi-thread is determined depending ty of the carburetor type engine power /; 16 fragment of the manifold assembly of an internal combustion engine. The removable end wall 12 can be made conical with a vertex located inside the additional chamber 11/2 /. The ratio of the total area of cross sections of the spray holes (nπd ^2/4 where d diameter of the opening 13, n number of holes) to the sectional area of the mixing chamber (πD $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{cm}}$ / 4 where D _cm inner diameter of the mixing chamber) is /0.5-0.7 /. The angle α of inclination of the spray holes 13 to the longitudinal axis of the additional chamber 11 extending beyond the end wall 12 is 20 ^° -80 ^° /.

Карбюратор работает следующим образом. The carburetor works as follows.

Устройство стационарно крепится на коллекторном узле двигателя внутреннего сгорания. Жидкое топливо из поплавковой камеры 7 через распылитель 5 и воздух через воздушную заслонку 3 поступают в смесительную камеру 1 и перемешиваются в падающем спутном потоке. Попадая в многослойный завихритель, установленный в дополнительной цилиндрической камере 11, слабоперемешанная и неполностью распыленная горючая смесь проходит по всем многочисленным протяженным завихряющим каналам 15 и при этом одновременно протекают следующие процессы: 1) топливо растекается по большой поверхности протяженных завихряющих каналов, образуя тонкую и равномерную пленку; 2) пленка топлива интенсивно испаряется /температура на коллекторе двигателя, а значит на стенке дополнительной камеры 11 и на стенках многослойного завихрителя достигает /90-95/^oC по условиям нормальной эксплуатации двигателя/; 3) подогретая горючая смесь проходит во вращательное движение и перемешивается в основной зоне смешения /зона 1 на фиг.1-/ между многослойным завихрителем и съемной торцевой стенкой 12 дополнительной камеры 11. Затем, перемешанная горючая смесь однородного состава через распылительные отверстия 13 в торцевой стенке 12 под углом a к продольной оси дополнительной камеры 11 выбрасывается за пределы торцевой стенки 12 в виде множества распыленных струй, образуя дополнительную зону смешивания /зона II на фиг.1/, струи соударяются, перемешиваются и дополнительно распыляются. Приготовленная таким образом горючая смесь поступает в цилиндр /на фиг.1 не показано/ и полностью сгорает за счет увеличения дисперсности и, соответственно, удельной поверхности распыленных микрокапель топлива. При этом из-за полноты сгорания горючей смеси существенно снижается и токсичность отработанных /выхлопных/ газов.The device is permanently mounted on the manifold assembly of an internal combustion engine. Liquid fuel from the float chamber 7 through the atomizer 5 and the air through the air damper 3 enter the mixing chamber 1 and mix in an incident satellite stream. Getting into a multilayer swirl installed in an additional cylindrical chamber 11, a weakly mixed and incompletely atomized combustible mixture passes through all the numerous extended swirl channels 15 and the following processes occur simultaneously: 1) the fuel spreads over a large surface of the extended swirl channels, forming a thin and uniform film ; 2) the fuel film intensively evaporates / temperature on the engine manifold, and therefore on the wall of the additional chamber 11 and on the walls of the multilayer swirler reaches / 90-95 / ^o C under normal engine operation /; 3) the heated combustible mixture passes in a rotary motion and is mixed in the main mixing zone / zone 1 in Fig. 1- / between the multilayer swirler and the removable end wall 12 of the additional chamber 11. Then, the mixed combustible mixture of a homogeneous composition through the spray holes 13 in the end wall 12 at an angle a to the longitudinal axis of the additional chamber 11 is ejected beyond the end wall 12 in the form of a plurality of sprayed jets, forming an additional mixing zone / zone II in figure 1 /, the jets collide, mix and add tively sprayed. The combustible mixture prepared in this way enters the cylinder (not shown in FIG. 1) and completely burns out due to an increase in dispersion and, accordingly, the specific surface of the atomized fuel droplets. In this case, due to the completeness of combustion of the combustible mixture, the toxicity of exhaust / exhaust / gases is also significantly reduced.

Claims (4)

1. Карбюратор двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрическую смесительную камеру с диффузором, воздушной и дроссельной заслонками, дополнительную цилиндрическую камеру с торцевой стенкой, жестко и соосно соединенную со смесительной камерой, завихритель, установленный в дополнительной камере с зазором относительно ее торцевой стенки, в которой выполнены отверстия, отличающийся тем, что завихритель выполнен в виде тонкостенных цилиндрических втулок, установленных соосно, на наружной поверхности которых выполнена многозаходная прямоугольная ленточная резьба. 1. Carburetor of an internal combustion engine, comprising a cylindrical mixing chamber with a diffuser, air and throttle valves, an additional cylindrical chamber with an end wall rigidly and coaxially connected to the mixing chamber, a swirler installed in the additional chamber with a gap relative to its end wall, in which openings, characterized in that the swirler is made in the form of thin-walled cylindrical bushings mounted coaxially, on the outer surface of which is made multi-input naya rectangular tape thread. 2. Карбюратор по п.1, отличающийся тем, что торцевая стенка дополнительной камеры выполнена конусообразной с вершиной, расположенной внутри дополнительной камеры. 2. The carburetor according to claim 1, characterized in that the end wall of the additional chamber is conical with a vertex located inside the additional chamber. 3. Карбюратор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отношение суммарной площади поперечного сечения распылительных отверстий к площади поперечного сечения смесительной камеры составляет 0,5 0,7. 3. The carburetor according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the ratio of the total cross-sectional area of the spray holes to the cross-sectional area of the mixing chamber is 0.5 0.7. 4. Карбюратор по пп.1 3, отличающийся тем, что распылительные отверстия направлены под углом 20 28^o к выходящей за торцевую стенку дополнительной камеры продольной ее оси.4. The carburetor according to claims 1 to 3, characterized in that the spray holes are directed at an angle of 20 28 ^o to the longitudinal axis extending beyond the end wall of the additional chamber.

Images