RU1090U1 - Устройство ультразвукового распыления топлива в двигателях внутреннего сгорания - Google Patents

Abstract

1. Устройство ультразвукового распыления топлива в двигателях внутреннего сгорания, содержащее корпус с вибрационным штырем и насадку с каналом для подачи топлива и каналом для подачи воздуха, отличающееся тем, что вибрационный штырь представляет собой цилиндрический электрод-излучатель ультразвуковых колебаний, выполненный из композиционного материала, установленный в профилированном канале с зазором, причем в верхней части электрод-излучатель снабжен катушкой возбуждения и постоянным магнитом, канал для подачи топлива соединен с профилированным каналом через впускное отверстие, а воздушный канал расположен вне области распыления топлива.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на выходе профилированного канала за электродом дополнительно установлен резонатор, выполненный в виде полого полуцилиндра.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что впускное отверстие профилированного канала находится на расстоянии от основного корпуса насадки, определяемом уравнением h=x*(Cср/f)+h*(Lo/L), где x - безразмерная величина; Cср - скорость ультразвука в среде, м/с; t - частота генератора ; Lo - индуктивность катушки с электродом и магнитной системой; L - индуктивность катушки с электродом.

Description

/7// / .

УСТРОЙСТВО УЛЬТРАШУКОЮГО РЛСПЫЛШШ ТОПЛИВА В ДВЖ АТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области двигателестроения и позволяет обеспечить распыление топлива для его более полного сгорания, что позволит поклеить экономичность работы двигателя и снизить токсичность отработанных газов. Существуют различные виды устройств для подачи топлива в двигатель в расшлительном виде.- г . Известно устройство для впрыска топлива во впускную трубу двигателя внутреннего сгорания /Заявка §РГ № 3724092, опубл. 1987г., F 02М 69/04/. Топливо подают через впрыскивающие отверстия, причем в зоне факелов топлива установлена винтовая спираль. Известно устройство для подачи топлива в двигатель /Патент Японии № 63- 23363, опубл. 1988г., Г 02 М 69/00/. Топливо подается топливным насосом через топдавшй 1йа€ал и вЕфыскиваеФ ся через распылитель. Воздух подают регулятор расхода к : воздушному регулятору форсунки. Обеспечивается ортимальная кор-, ректировка отношения количества воздуха и топлива в каждом рабо чем диапазоне работы двигателя. .. --Известна система питания двигателя внутреннего сгорания /А.с.СССР 1534200, БИ 1,1990г., патент СНА № 4186708, опубл. 1987г/, Система обеспечивает однородность топливовоздушной смеси за счет интенсификащи распыления топлива, которое подают через форсунку, снабженную отражателем, жестко связанным с хвостовиком, кото|мй имеет две параллельно-продольные лыски, которые при установке с натягом в цилинщ)ическое отверстие седла клапана образует два дозирующих канала сегментного сечения.

F 02 М 27/08

Наиболее близким по технической сущности является ультразвуковое устройство для распыления топлива /Патент Японии № 63 19865 . 1988г. Р 02 М 27/08/. Устройство обеспечивает равномерное распыление топлива в камере сгорания хрлиндра двигателя внутреннего сгорания и представляет собой форсунку, содержащую клапанцую коробку к нижнему концу которой присоединен корпус основного блока, распыляющую насад1ог и вибрационный штырь, установленный в центре насадки и соединенный с генератором уль«« тразвукоилх колебаний. Выходше отверстие топливного канала расположено вблизи ребра вибрационного штыря и направлено под углом к Оси последнего. Воздушный канал расположен ближе к внешнему краю насадки. Его выходное отверстие направляет поток воздуха под углом 10-16° к потоку топлива, что обеспечивает столкно вение этих потоков вблизи головки вибращонного шоиря.

Указанное устройство выполнено таким образом, чтобы распыление топлива обеспечивалось столкновением потоков топлива и , что затрудняет контролируемое дозирование топлива и окислителя при разлихшых ршсимах работы двигателя.

Задачей полезной модели является создание устройства для $ равномерного межодисперсного распыления различных видов топли- ва в системах питания двигателей ви ттреннего сгорания, с цельй

более полного сгорания топлива и соответствующеге-иовшиения экр- номичности работы двигателей на всех режимах работы при различшх условиях эксплуатации и снижения токсичности шахлопных газов. В устройстве обеспечивается полное разделение потоков топлива и воздуха при работе в инжекторном режиме двигателя.

Задача решается следующим образом. В топливном канале системы питания двигателя внутреннего сгорания размещается устрой ствО| выполненное в виде корпуса с црофшшрованшлл каналом, в котором установлен электрод-изл учатель ультразвуковых колебаний.

.Of

выполненный из композиционного материала. Электрод представляет собой Е илиндр, установленный с зазором в профилированном канале. Величина зазора зависит от физико-химических характеристик топлива и определяется радом параметров: скоростью ультразвука в среде, скоростью ультразвука в материале электрода, объемной скоростью топливного потока, площадью поперечного сечения топливного канала, параметрами катушки возбуждения, частотой возбуждающего генератора. Величицу зазора ощределяют по следующей формуле: z-f

- характеристика потока, м2/сек

где: об - характер закрепления электрода (безразмерная

величина)

- скорость ультразвука в электроде, м/см JT « частота генератора, сек 2г - объемная скорость потока, мЗ/сек, - площадь поперечного сечения м2 1 - индуктивность катушки: с электродом / - индуктивность катушки с электродом и

магнитной системой 7 - скорость ультразвука в среде, м/сек.

- ЗЛиН 3-Aeffrf OCG , -U.

в верхней части электрода расположены постоянный магнит и катушка возбуждения, которая питается и управляется электронной системой возбуждения, связанной с генератором. Профилирован ный канал соединен с каналом подачи топлива через впускное отверстие. Профиль и размер профилированного канала определяются характеристиками топлива и конструктивными параметрами, режимами работы двигателя и системы питания.

Впускное отверстие профилированного канала находится на расстоянии от основания корпуса, определяемом из соотношения:

Р

, , 2Г, /-У /j ) А Сс

,

где - безразмерная величина

( - скорость ультразвука в среде, м/сек

. - частота генератора, сек

С -« индуктивность катушки с электродом

/ индзгктивность катушки и магнитной системой

Воздушный;канал расположен вне области распыления топлива и соединен с инжекторным каналом. Топливо распыляется только посредством электрода-излучателя. Для повышения эф|ективности распыления топлива на выходе профилированного канала за электродом может быть установлен резонатор, выполненный в виде полого под илиндра.

При сравнении с уровнем техники предлагаемое устройство отличается от известных новой совокупностью конструктивных эле М8НТОВ и их выполнением, что отвечает критерию охраноспособно сти полезной модели новизна.

Устройство ультразвукового расшления изображено на фиг Л,

1- корпус

2- профилированный канал

3- электрод-излучатель

4- постоянный магнит

5- катушка возбуждения

6- канал подачи топлива

7« воздушный канал

8 резонатор

9- топливный канал

10- инжекторный канал

На фиг.2 изображена принципиальная схема управления сис темой приготовления топливной смеси для двигателей внутреннего сгорания с устройством ультразвукового распыления топлива, f

3- формирователь воздушного потока

4- электронная параметрическая система возбуждения

5- коммутационная электромеханическая система

6- устройство ультразвукового распыления топлива

7 топливный канал

8- канал подачи воздуха

9-« инжекторный канал

10« двигатель вцутреннего сгорания

11- блок информационных датчиков

Устройство работает следующим образом. Топливо из электромеханической системы подается по каналу б через впускное отвер стие в зазор между профилированным каналом 2 и электродом издогчателем 3. Эмульгирование и тонкое распыление топлива происходит за счет пульсирующих ультразвуковых колебаний электрода-излуча теля 3, обеспечиваемых системой постоянного магнита 4 и катушки возбуждения 5. Распыленное топливо поступает в топливный канал 9, предварительно, возможно, дополнительно распыляясь на резонаторе 7 После этого в распылительцую топливную смесь подается через воздушный канал 8 и топливная смесь поступает в инжекторный канал 10. Аналогичное устройство распыления топлива моядгт быть применено и для дизельных двигателей.

Технические параметры предлагаемого устройства:

Напряжение - 10«15 в

Ток- 2 а

Размер частиц 10 г.10 см

Уровень СО - не более 0,2

Экономия горючего до 2 Ч

Claims (3)

1. Устройство ультразвукового распыления топлива в двигателях внутреннего сгорания, содержащее корпус с вибрационным штырем и насадку с каналом для подачи топлива и каналом для подачи воздуха, отличающееся тем, что вибрационный штырь представляет собой цилиндрический электрод-излучатель ультразвуковых колебаний, выполненный из композиционного материала, установленный в профилированном канале с зазором, причем в верхней части электрод-излучатель снабжен катушкой возбуждения и постоянным магнитом, канал для подачи топлива соединен с профилированным каналом через впускное отверстие, а воздушный канал расположен вне области распыления топлива.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на выходе профилированного канала за электродом дополнительно установлен резонатор, выполненный в виде полого полуцилиндра.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что впускное отверстие профилированного канала находится на расстоянии от основного корпуса насадки, определяемом уравнением h=x*(Cср/f)+h*(Lo/L), где x - безразмерная величина; Cср - скорость ультразвука в среде, м/с; t - частота генератора ; Lo - индуктивность катушки с электродом и магнитной системой; L - индуктивность катушки с электродом.