RU2073107C1

RU2073107C1 - Fuel mixture homogenizing device

Info

Publication number: RU2073107C1
Authority: RU
Inventors: Адольф Васильевич Касьянов; Николай Алексеевич Тарасов
Original assignee: Адольф Васильевич Касьянов; Николай Алексеевич Тарасов
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 1997-02-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: length of channel of intake manifold from carburetor throttle valve axis to plane perpendicular to axis of movement of fuel mixture is calculated by formula

where L-length of channel, mm; C - constants C= 0.2-0.3; d_c - engine cylinder diameter, mm; d_t - diameter of through channel of throttle valve, mm. Diameter is increased by 7% of its length, minimum, as compared with diameter of throttle valve channel. It can be made in form of cone, or stepped or of other shape with widening in direction of fuel mixture flow. Edge of throttle valve moving downwards is rounded off in cross section and upper edge is provided with chamber at angle of 20-40 degrees relative to throttle valve plane. Lower edge of carburetor channel is sharp. EFFECT: improved homogenization of fuel. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению и непосредственно к двигателям внутреннего сгорания с искровым зажиганием. The invention relates to engine building and directly to internal combustion engines with spark ignition.

Известно устройство для распыла и перемешивания топлива с воздухом (Авт. св. СССР N 3722841, кл. F 02 M 29/00, 1968 г.), где применяется сбор неиспарившегося топлива в специальной емкости и подача его в сопло дополнительного диффузора вторичного распыла, устанавливаемого в канале впускного коллектора перед клапаном. Вторичный распыл имеет те же недостатки, что и первичный, а следовательно, попадание топлива в жидком состоянии в цилиндры двигателя уменьшается в незначительной степени. Кроме того, дополнительная циркуляция его увеличивает инерционность системы дозирования. A device is known for spraying and mixing fuel with air (Aut. St. USSR N 3722841, class F 02 M 29/00, 1968), where the collection of non-evaporated fuel is used in a special container and its supply to the nozzle of an additional secondary diffuser, installed in the intake manifold channel in front of the valve. Secondary spray has the same disadvantages as the primary one, and therefore, the ingress of liquid fuel into the engine cylinders is reduced to a small extent. In addition, its additional circulation increases the inertia of the dosing system.

Более совершенным примером и прототипом может служить устройство (Авт. св. СССР N 1430577, кл. F 02 M 29/06, 1988 г.), у которого улучшение приготовления горючей смеси достигается применением статических турбин с направлением потоков в большом и малом диффузорах в противоположные стороны. A more perfect example and prototype can serve as a device (Aut. St. USSR N 1430577, class F 02 M 29/06, 1988), in which the improvement in the preparation of a combustible mixture is achieved by the use of static turbines with flow directions in the large and small diffusers in opposite sides.

Недостатком является то, что вращающийся поток отбрасывает на периферию неиспарившиеся капли топлива с образованием на стенках канала пленки. Поверхность испарения топлива уменьшается, и оно в жидком виде попадает в цилиндр, ухудшая процесс сгорания. The disadvantage is that the rotating stream discards non-vaporized droplets of fuel to the periphery with the formation of a film on the walls of the channel. The evaporation surface of the fuel decreases, and in liquid form it enters the cylinder, worsening the combustion process.

Техническим результатом изобретения является улучшение перемешивания и испарения топлива и его сгорания с соответствующим повышением экономичности работы двигателя на основных в эксплуатации промежуточных режимах. The technical result of the invention is to improve the mixing and evaporation of fuel and its combustion, with a corresponding increase in the efficiency of the engine in basic intermediate operation modes.

На фиг.1 и 2 изображено предлагаемое устройство. Figure 1 and 2 shows the proposed device.

Устройство гомогенизации горючей смеси состоит из карбюратора 1 и впускного коллектора 2, в котором выполнен вертикальный впускной канал 3, переходящий в горизонтальные выпускные каналы подвода воздуха по цилиндрам, канала от оси 4 дроссельной заслонки 5 до плоскости 6, ограничивающей выпускные каналы снизу и перпендикулярной оси потока горючей смеси, длиной, определяемой из условия движения свободных газовых струй, по следующему упрощенному уравнению

где L длина канала, мм;
C константа, С=0,2 0,3;
d_ц диаметр цилиндра, мм;
d_д диаметр проточного канала дроссельной заслонки, мм.The device for homogenizing the combustible mixture consists of a carburetor 1 and an intake manifold 2, in which a vertical inlet channel 3 is made, turning into horizontal exhaust channels for supplying air through the cylinders, a channel from the axis 4 of the throttle valve 5 to a plane 6 bounding the exhaust channels from below and perpendicular to the flow axis of a combustible mixture, the length determined from the conditions of motion of free gas jets, according to the following simplified equation

where L is the channel length, mm;
C constant, C = 0.2 0.3;
d _c cylinder diameter, mm;
d _{d the} diameter of the flow channel of the throttle, mm

У существующих двигателей C=0,12 0,18, а длина канала меньше предлагаемой величины на 15 45 мм. For existing engines, C = 0.12 0.18, and the channel length is less than the proposed value by 15 45 mm.

Диаметр канала от проточного канала дроссельной заслонки до плоскости 6 выполняется увеличенным, в сравнении с диаметром проточного канала, на величину не менее 7% длины его; оптимум равен 17 20% Он может быть выполнен в виде цилиндра или расширяющегося конуса. Возможно ступенчатое расширение или расширение любым известным способом, но с обязательным увеличением площади сечения вдоль движения потока. The diameter of the channel from the flow channel of the throttle to the plane 6 is increased, in comparison with the diameter of the flow channel, by at least 7% of its length; the optimum is 17 20%. It can be made in the form of a cylinder or an expanding cone. A stepwise expansion or expansion is possible in any known manner, but with a mandatory increase in the cross-sectional area along the flow.

Дополнительно для улучшения распыла бензина на промежуточных положениях дроссельной заслонки нижняя кромка канала карбюратора выполняется острой, а не в виде фаски, как это делается у существующих карбюраторов. Additionally, to improve the spray of gasoline at the intermediate positions of the throttle, the lower edge of the carburetor channel is sharp, and not in the form of a chamfer, as is the case with existing carburetors.

Для того, чтобы улучшить перемешивание топлива с воздухом, поступающим в щель 7, применена плоская фаска 8, расположенная под углом 20 40^o к плоскости заслонки. Поток воздуха, попадая на эту фаску, примет горизонтальное направление движения, препятствуя проходу вертикального потока. Эффективное сечение щели в зависимости от положения заслонки уменьшается на 20 80% При открытии заслонки более чем на 30^o влияние фаски отсутствует.In order to improve the mixing of the fuel with the air entering the slot 7, a flat chamfer 8 is used, located at an angle of 20 40 ^o to the plane of the valve. The air flow, falling on this chamfer, will take a horizontal direction of movement, preventing the passage of vertical flow. The effective gap cross section, depending on the position of the shutter, decreases by 20–80%. When the shutter is opened by more than 30 ^o , there is no chamfer effect.

С противоположной стороны заслонки кромка 9 выполняется скругленной, что увеличивает проход воздуха, при повороте заслонки до 30^o, на 20 80% Меньшая величина относится к большему открытию заслонки. При больших углах открытия влияние скругления кромки отсутствует. Увеличение прохода воздуха приводит к уменьшению переобогащения смеси, возникающего из-за наклонного положения дроссельной заслонки по отношению к неиспарившимся каплям бензина в пространстве от распылителя до заслонки.On the opposite side of the flap, the edge 9 is rounded, which increases the air passage, when the flap is turned up to 30 ^o , by 20 80%. A smaller value refers to a larger opening of the flap. At large opening angles, there is no effect of edge rounding. An increase in the air passage leads to a decrease in the re-enrichment of the mixture arising due to the inclined position of the throttle valve in relation to the non-evaporated drops of gasoline in the space from the atomizer to the valve.

Все это позволяет улучшить распыл топлива за дроссельной заслонкой, создать лучшие условия его перемешивания с воздухом, ликвидировать касание смеси о стенки канала и обеспечить свободный пробег струи за большее время, необходимое для испарения капель. Последнее связано с уменьшением скорости движения струи за счет увеличения площади сечения канала. Осаждение топлива на поверхностях предлагаемого канала отсутствует, так как струя не касается их. Провала оборотов двигателя на переходных процессах нет. All this makes it possible to improve the fuel atomization behind the throttle valve, create better conditions for mixing it with air, eliminate the contact of the mixture on the channel walls and ensure the free range of the jet for a longer time required for evaporation of the droplets. The latter is associated with a decrease in the velocity of the jet due to an increase in the cross-sectional area of the channel. The deposition of fuel on the surfaces of the proposed channel is absent, since the jet does not touch them. There is no failure in engine speed during transients.

Предложенные изменения конструкции бензиновых двигателей были проверены на автомашинах ГАЗ-53, ГАЗ-24, ЗАЗ и Москвич 412. Снижение расхода топлива составляло 10 30% Последняя величина относится к ГАЗ-53, так как у этой автомашины канала пришлось увеличить по длине на 40 мм при соответствующем увеличении диаметра. The proposed changes in the design of gasoline engines were tested on GAZ-53, GAZ-24, ZAZ and Moskvich 412 cars. The reduction in fuel consumption was 10 30%. The latter value refers to the GAZ-53, since the channel had to be increased by 40 mm in length for this car with a corresponding increase in diameter.

Результатом участия в соревнованиях по экономичности (ЭКО-РАЛЛИ СССР) на автомобиле ГАЗ-24 в 1989 и 1991 гг. явилось присуждение, в первом случае третьего места, во втором первого (чемпионы СССР). Кроме предлагаемых изменений конструкции, других мероприятий не проводилось. The result of participation in the competition for efficiency (ECO-RALLIES of the USSR) on a GAZ-24 in 1989 and 1991. there was an award, in the first case of the third place, in the second of the first (champions of the USSR). In addition to the proposed design changes, other activities were not carried out.

Claims

1. A device for homogenizing a combustible mixture, comprising an L-shaped manifold with a vertical inlet and horizontal outlet channels, a carburetor mounted on the manifold with a throttle valve located in the flow channel, characterized in that the inlet channel from the axis of the throttle valve to the plane bounding the exhaust channels from below performed by the length determined from the equation

where L is the channel length, mm;
C constant equal to 0.2 0.3;
d _c engine cylinder diameter, mm;
d _{d the} diameter of the flow channel
and increasing in the area from the lower end of the flow channel, and in comparison with it, with a diameter of at least 7% of its length.

2. The device according to p. 1, characterized in that the inlet channel is made smoothly or stepwise increasing in diameter.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the output edge of the flow channel is made sharp.

4. The device according to PP.1 to 3, characterized in that the upper part of the edge of the throttle, rising up, has a chamfer at an angle of 20 40 ^o to the plane of the damper, and the rounding of the upper part that goes down.