CS255860B2 - Rotary carburetter - Google Patents

Description

Vynález se týká rotačního karburátoru, jehož rotor, opatřený oběžným křídlovým kolem, je uspořádán otočně kolem přívodní trubky paliva, která je bezdotykové zasunuta do centrálního vrtání tělesa rotoru a která je opatřena uvnitř rotoru upraveným výstupním otvorem paliva, a má boční výstupní vrtání paliva, které je pro zásobování palivem připojeno к dopravnímu kanálu paliva, vedoucímu к výstupnímu otvoru přívodní trubky paliva v tělese rotoru.

Tento rotační karburátor je vhodný pro spouštění a pro provoz spalovacího motoru i při vysokých teplotách paliva.

Jsou již známé rotační karburátory pro vytváření správně připravené směsi paliva se vzduchem pro spalovací motory v nejrůznějších provedeních.

Tak například v americkém patentovém spise č. 2 823 906 je popsán rotační karburátor, u kterého má rotor válcovou komoru paliva, do které je shora zasunuta přívodní trubka paliva a ze které vedoú poblíž dna radiální tryskové kanály, z nichž je při otáčejícím se rotoru vystřikováno palivo proti pevně uspořádaném rozstřikovacímu prstenci.

U jiného rotačního karburátoru, popsaného v americkém patentovém spise č. 4 044 081, má rotor komoru, která má v podélném řezu tvar srdce a do které se shora přivádí kanálem vzduch a druhým kanálem, který je uspořádán v prvním kanálu, palivo, přičemž v oblasti dna jsou uspořádány ve směru šikmo dolů navenek procházející tryskové kanály, které směřují mezi lopatky oběžného křídlového kola.

Nízký obsah škodlivin ve spalinách spalovacího motoru, tak jak jej požadují dnes platné normy, aniž by.se zvýšila spotřeba paliva, bylo možné dosáhnout rotačními karburátory, které jsou popsány v patentových spisech přihlašovatele, a to v patentovém spise NSR č. 25 36 996, americkém patentovém spise č. 4 283 358 a švýcarské přihlášce vynálezu ‘ č. 3 309/82-9. U těchto rotačních karburátorů má rotor vrtání souosé se svou osou otáčení, do kterého je bezdotykově zasunuta pevně uspořádáná trubka pro přívod paliva a v axiálním směru nad výstupním otvorem trubky pro přívod paliva alespoň jedna boční clona nebo tryska, která je spojovacím kanálem připojena к válcové komoře paliva, která je uspořádána v rotoru těsně pod výstupním otvorem trubky pro přívod paliva a která je souosá s osou otáčení rotoru, přičemž průměr této válcové komory paliva je o něco měnší než průměr výstupního otvoru.

Zvláště dobré výsledky z hlediska nízkého obsahu škodlivých látek ve spalinách a malé spotřeby paliva spalovacího motoru se dosáhly s těmito rotačními karburátory tehdy, pokud se tlak paliva na trysky nebo clonu, vytvářený působícími odstředivými silami při otáčejícím se rotoru, volí co největší, to znamená, že rotor pracuje s co nejvyššími provozními otáčkami. Protože výstřik paliva roste lineárně s počtem otáček rotoru a u trysky nebo clony nelze volit průměr vrtání pro výstup paliva příliš malý, aby nevznikalo nebezpečí ucpání cizími částicemi přiváděnými palivem, upravuje se zpravdila na rotoru toliko jedno jediné boční vrtání pro výstup paliva. Jak již bylo v úvodu uvedeno, vztahuje se vynález toliko na takové rotační karburátory, které mají jediné výstupní vrtání pro boční výstup paliva.

Je všeobecně známé, že u karburátorů s nasáváním je spouštění spalovacího motoru obtížné, případně zcela nemožné, a jejich chod, zejména volnoběh, je nepravidelný a je přerušován vynecháváním, pokud se palivo ohřeje na vyšší teploty, jako je tomu často v zácpách na dálnicích při solném slunečním svitu. Obdobné nedostatky byly zjištěny také u rotačních karburátorů s bočním výstupním vrtáním paliva.

Vynález si proto klade za úkol zdokonalit rotační karburátor v úvodu uvedeného typu co nejjednodušším a nej levnějším způsobem tak, aby i při vysokých teplotách paliva bylo zajištěno snadné spouštění a spolehlivý chod spalovacího motoru, zejména při volnoběhu, aniž by se přitom snížily dosažené výhody malého obsahu škodlivých látek ve spalinách a srovnatelně nízké spotřeby paliva.

Vytčený úkol se řeší a uvedené nedostatky se odstraňují rotačním karburátorem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že dopravní kanál paliva je opatřen jednak vstupním otvorem, upraveným souose s výpustným otvorem přívodní trubky paliva a bezdotykově a protilehle к této přívodní trubce paliva, a jednak šikmým vstupním úsekem dopravního kanálu paliva, upraveným ve směru proudu za vstupním otvorem a v šikmém radiálním směru od osy otáčení rotoru, přičemž tento vstupní úsek ye směru proudění za vstupním otvorem protíná osu otáčení a svírá s ní ostrý úhel a na svém konci upraveném ve směru proudění vyústuje do úseku dopravního kanálu paliva, vedoucího к výstupnímu otvoru.

Další výhodná vytvoření předmětu vynálezu jsou patrna z dalších bodů definice předmětu vynálezu. ·

Rotační karburátor podle vynálezu umožňuje bez problémů spouštět a udržovat v provozu spalovací motor,! tehdy, když je palivo teplé zhruba 80° C. Překvapivě se přitom zjistilo, že rotační karburátor podle vynálezu umožňuje nejen udržet již dříve dosažené nízké hodnoty škodlivých látek ve spalinách, nýbrž je z hlediska při rychlém uzavírání škrticí klapky vznikajících špičkových hodnot škodlivých látek ještě dále změnšit. Ve srovnání s dřívějšími rotačními karburátory, které měly palivovou komoru souosou s osou otáčení rotoru a s přívodní trubkou paliva, což bylo výhodné z hlediska jednoduché a přitom dostatečně přesné výroby, představuje šikmý vstupní úsek dopravního kanálu paliva jisté mechanické vícenáklady, které však je možné ve srování s dosaženými výsledky hodnotit jako zanedbatelné.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na jediném obr. je znázorněn podélný řez rotačním karburátorem podle vynálezu.

Rotor 2 rotačního karburátoru má válcové těleso 2 rotoru 2* které je zhotoveno například z hliníku. Toto válcové těleso 2 rotoru 1 má na obou čelních stranách 3a, 3b vytvořené iiložné čepy 4a, 4b, na které jsou nasazena kuličková ložiska 5a, 5b. Kuličková ložiska 5a, 52. jsou uspořádána v úložných hlavách 6a, 6b, které jsou drženy prostřednictvím radiálních příček 7a, 7b, z nichž je na výkrese znázorněna vždy jen jedna, a to v pouzdru, které již na výkrese znázorněno není. Pouzdro, které má kolem podélné osy, vytvořené jako osa 2 otáčení rotoru 2 otočný rotor 1, lze uspořádat v sacím kanálu spalovacího motoru.

Úložným čepem 4a je vedeno centrální vrtání 9_, které dosahuje zhruba až ke středu válcového tělesa _2 rotoru 2· Úložná hlava 6a., která je uspořádána na otevřeném konci centrálního vrtání _9, unáší přívodní trubku 10 paliva, která je souosá s osou 2 otáčení rotoru 2 ^a která bezdotykově zasahuje do centrálního vrtání 2/ čímž se vytváří mezi přívodní trubkou 10 paliva a stěnou centrálního vrtání 2 úzká prstencová štěrbina 21* takže válcové těleso 2 rotoru 2 se může volně otáčet kolem přívodní trubky paliva. V úložné hlavě 6a je přívodní trubka 22 paliva připojena к přívodnímu kanálu 15 paliva, který je veden jednou z radiálních příček 7a úložné hlavy 6a a který je spojen s obvyklým zdrojem paliva, jako například s plovákovou komorou.

Na horní čelní straně 3a, která je v oblasti centrálního vrtání 9_, je na válcové těleso 2 rotoru 2 těsně nalisován válcový kroužek 22* ^v němž je vytvořen boční výstupní otvor

17. Tento boční výstupní otvor 17 paliva je tvořen například rubínovou clonou nebo tryskou

18, která je vložena do válcového kroužku 16.

V tělese 2 rotoru 2 3^e výstupní otvor 17 paliva spojen prostřednictvím dopravního kanálu 19 paliva s výpustným otvorem 11 přívodní trubky 10 paliva, což zajišřuje, že při otáčejícím se rotoru 2 ^se palivo dopravuje působením odstředivé síly z přívodní trubky 10 paliva dopravním kanálem 19 paliva к výstupnímu otvoru 17.

Proti vstupnímu otvoru 21“dopravního kanálu 19 paliva, který je souosý s osou 2 otáčení rotoru 2/ 3^е uspořádán na dnu centrálního vrtání 2 ^v malé rozteči výpustný otvor 21 přívodní trubky 10 paliva. Vstupní otvor 21 přitom má o něco menší průměr než výpustný otvor 21·

Podle vynálezu má dorpavní kanál 19 paliva vstupní úsek 20, který vede ve směru proudění a v radiálním směru od osy 2 otáčení rotoru 2/ přičemž tento vstupní úsek 20 svírá s osou 8 otáčení rotoru 2 ostrý úhel alfa a protíná osu 2 otáčení rotoru 2 po proudu od vstupního otvoru 21. Další průběh dopravního kanálu 19 paliva může sám o sobě libovolný. U znázorněného rotoru 2 3^e uspořádán dopravní kanál 19,paliva, který navazuje na vstupní úsek 20. ^v tomto případě má radiální počáteční úsek 19a, s osou 8 otáčení rotoru 1 rovnoběžný střední úsek 19b a na výstupní otvor 17 paliva navazující radiální koncový úsek 19c, takže osa 2 otáčení rotoru 2 ^a střednice dopravního kanálu 19 paliva jsou uspořádány v jedné rovině.

V dopravním kanálu 19 paliva má přitom radiální koncový úsek 19c největší průměr a vstupní úsek 20 nejmenší průměr, zatímco průměry úseků upravených mezi nimi mají mezihodnoty. Jako výhodné ae ukázalo tu část dopravního kanálu paliva, která vede od vstupního úseku 20, tedy v daném případě radiální počáteční úsek 19a připojit na vstupní úsek 20 tak, že osa 8 otáčení rotoru 2 protíná vstupní úsek 20 v průsečíků C, který je podstatně blíže к vstupnímu otvoru 21 vstupního úseku 20 než к místu připojení 22 dopravního kanálu 22 ke.vstupnímu úseku 20.

Dno centrálního vrtání 2 má s výhodou kuželovitý výstupek 22/ ^v jehož čelní ploše je uspořádán vstupní otvor 21vstupního úseku 20. ^v souladu s tím má přívodní trubka 22 paliva na výstupním konci kuželovité vybrání 12, v jehož dnu leží výpustní otvor 21» takže výpustní otvor 11 a vstupní otvor 21 jsou navzájem spojeny úzkou, v podstatě kuželovou štěrbinou 13 mezi kuželovitým výstupkem 23 a výstupním koncem přívodní trubky 10 paliva s úzkou prstencovou štěrbinou 14.

Pro zajištění jednoduché výroby má těleso 2 rotoru 2 účelně průchozí centrální vrtání 9a, které je na jednom konci těsně uzavřeno závěrným čepem 24 , který obsahuje vstupní úsek 20 dopravního kanálu 19 paliva a má kuželovitý výstupek 23.

Na rotoru 2/ tedy na tělese 2 rotoru 2 I^е déle objímkou 26 upevněno oběžné křídlové kolo 22· ^T;1-^{m se} mezi plochou pláště tělesa 2 rotoru 2 a vnitřní stěnou 27 objímky 2 6 vytváří prstencový prostor 28, který je nad výstupním otvorem 17 těsně uzavřen, rozšiřuje se dolů a je otevřen prostřednictvím vrtání 29, která jej spojují s rozstřikovacím prstencem 30, který má rozstřikovací hranu 31.

Při provozu protéká při otáčejícím se rotoru 2 palivo z přívodní trubky 10 paliva vstupním úsekem 20 a dopravním kanálem 19 paliva к výstupnímu otvoru 17 clony nebo trysky 18, ze které prochází na otáčkách rotoru 2 závislé množství paliva do vnějšího prstencového prostoru 28. Palivo, které bylo dodáno přes výstupní otvor 22/ protéká potom podél kuželovité vnitřní stěny 27 objímky 26 směrem dolů a vrtáními 29 na rozstřikovací prstenec 22/ P^řes jehož rozstřikovací hranu 31 se rozprašuje na mlhovinu s nejjemnějšími kapičkami.

Ve vstupním otvoru 21 vstupního úseku 20 dopravního kanálu 19 paliva odbočuje nepatrné množství paliva, které vyplňuje úzkou prstencovou štěrbinu 14 mezi přívodní trubkou 22 paliva a vnitřní stěnou tělesa 2 rotoru 2 alespoň ve spodní oblasti a tak uzavírá systém proudění paliva proti vzduchu pronikajícímu z vnějšku.

Tento systém proudění odpovídá v podstatě dřívějšímu rotačnímu karburátoru, u kterého, jak již bylo uvedeno, je kanál paliva, který vede к výstupnímu otvoru 22/ připojen к palivové komoře, která je uspořádána ve směru proudu za výpustným otvorem 11 přívodní trubky 22 paliva a která je válcového tvaru a souosá s osou 2 otáčení rotoru 2· ^Je pochopitelné, že by se u takového systému proudění při provozu s horkým palivem mohly vyskytovat potíže, vznikající usazující se bublinami v některém místě dráhy proudění. Je však překvapující, že tyto potíže lze v podstatě odstranit úpravou šikmo uspořádaného vstupního úseku 2J3 na místo válcové palivové komory, upravené souose s osou otáčení rotoru.

Vysvětlení tohoto jevu se nepodařilo nalézt. V případě souosé palivové komory na vstupu lze předpokládat, že působením malých odstředivých sil, tak jak je to dáno malým průměrem, komory, dochází к hromadění paliva i v té polovině komory, která leží protilehle к výstupnímu otvoru 1_Z* čímž se komora stává zvláště náchylná к usazování parních bublinek. Na rozdíl od toho je u šikmo uspořádaného vstupního úseku 20 jen zanedbatelně malá oblast na straně odvrácené od výstupního otvoru 17 vzhledem к ose 2 otáčení rotoru 2* přičemž navíc je stěna kanálu v této oblasti nasměrována šikmo vzhůru a od osy 2 otáčení rotoru 2* čímž dochází v této vstupní oblasti místo к hromadění paliva spíše к proudění paliva, které zabraňuje vytváření parních bublinek ve vstupním úseku 20.

Poměry proudění v oblasti připojení otáčejícího se dopravního kanálu 19 paliva к přívodní trubce 22 paliva jsou v každém případě velmi komplikované a je snadno patrno, že je třeba systém proudění paliva v jednotlivých úsecích proudění optimalizovat, aby se získaly vždy ty nejpříznivější výsledky.

Pro rotační karburátor pro spalovací motory až do obsahu zhruba 1,6 1 byly zjištěny tyto optimální hodnoty.

Přívodní trubka 10 paliva:

vnitřní průměr > 1,4 mm

Vstupní úsek 20:

průměr 1,12 až 1,15 mm úhel alfa 12° ^ж

Počáteční úsek 19a a střední úsek 19b:

průměr 1,2 mm

Koncový úsek 19c:

průměr 2 mm

Výstupní otvor 17:

průměr 0,53 mm

Dlouhodobé zkoušky prokázaly, že spalovací motor s rotačním karburátorem, jehož rotor 2 byl v podstatě vytvořen jak bylo popsáno a který měl dopravní kanál 19 paliva se vstupním úsekem 20 podle vynálezu, bylo možné bez potíží spouštět i pří palivu zhruba 80 °C. Za daných podmínek pracoval motor bez přerušování i ve volnoběhu. Navíc se padařilo špičkové hodnoty škodlivých látek obvykle vznikajících ve spalinách při rychlém uzavření škrticí klapky snížit až na nepodstatný zbytek.

Claims (8)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Rotační karburátor, jehož rotor, opatřený křídlovým kolem, je uspořádán otočně kolem přívodní trubky paliva, která je bezdotykově zasunuta do centrálního vrtání tělesa rotoru a která je opatřena uvnitř rotoru upraveným výpustným otvorem paliva, a má boční výstupní otvor paliva, ke kterému je pro zásobování palivem připojen dopravní kanál paliva, vedoucí к výpustnému otvoru přívodní trubky paliva v tělese rotoru, vyznačený tím, že dopravní kanál (19) paliva je opatřen jednak vstupním otvorem (21), upraveným souose s výpustným otvorem (11) přívodní trubky (10) paliva a bezdotykově a protilehle к této přívodní trubce (10) paliva, a jednak šikmým úsekem (20) dopravního kanálu (19) paliva, upraveným ve směru proudění za vstupním otvorem (21) a v šikmém radiálním směru od osy (8) otáčení rotoru (1), přičemž tento vstupní úsek (20) ve směru proudění za vstupním otvorem (21) protíná osu (8) otáčení a svírá s ní ostrý úhel (alfa) a na svém konci upraveném ve směru proudění vyúsřuje do úseku dopravního kanálu (19) paliva, vedoucího к výstupnímu otvoru (17).

2. Rotační karburátor podle bodu 1, vy značený tím, že střednice dopravního kanálu (19) píjliva a osa (8) otáčení rotoru (1) jsou upraveny v jedné rovině.

3. Rotační karburátor podle bodu 1 nebo 2, vyznačený tím, že vstupní úsek (20) dopravního kanálu (19) paliva je přímý a vvústuje do radiálního počátečního úseku (19a) dopravního kanálu (19) paliva.

4. Rotační karburátor podle jednoho z bodů 1 až 3, vyznačený tím, že průsečík (C) osy (8) otáčení rotoru (l)'s plochou pláště vstupního úseku (20) dopravního kanálu (19) paliva, upraveného šikmo к ose (8) otáčení rotoru (1), je blíže u vstupního otvoru (21) tohoto vstupního úseku (20) dopravního kanálu (19) paliva než u místa (22) připojení vstupního úseku (20) dopravního kanálu (19) paliva к dopravnímu kanálu (19) paliva.

5. Rotační karburátor podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačený tím, že vstupní úsek (20) dopravního kanálu (19) paliva má jednotný průměr, který je menší než vnitřní průměr přívodní trubky (10) paliva.

6. Rotační karburátor podle jednoho z bodů 3 až 5, vyznačený tím, že radiální počáteční úsek (19a) dopravního kanálu (19) paliva, připojený ke vstupnímu úseku (20), je spojen prostřednictvím středního úseku (19b), rovnoběžného s osou (8) otáčení rotoru (1), s radiálním koncovým úsekem (19c), vedoucím к výstupnímu otvoru (17).

7. Rotační karburátor podle bodu 6, vyznačený tím, že radiální koncový úsek (19c) dopravního kanálu (19) paliva má větší průměr než jeho radiální počáteční úsek (19a) a jeho s osou (8) otáčení rotoru (1) rovnoběžný střední úsek (19b) a že jej?bh průměry jsou větší než průměr vstupního úseku (20) dopravního kanálu (19) paliva, který je šikmý к ose (8) otáčení rotoru (1).

8. Rotační karburátor podle jednoho z bodů 1 až 7, vyznačený tím, že centrální vrtání (9) tělesa (2) rotoru (1) je na svém dnu opatřeno kuželovitým výstupkem (23), v jehož čelní ploše je uspořádán vstupní otvor (21) vstupního úseku (20) dopravního kanálu (19) paliva, zatímco přívodní trubka (10) paliva je na svém výstupním otvoru (11) opatřena odpovídajícím vybráním (12), a kuželovitý výstupek (23) bezdotykově vyčnívá do tohoto vybrání (12).