RU2160377C1

RU2160377C1 - Internal combustion engine carburetor mixture atomizer

Info

Publication number: RU2160377C1
Application number: RU99124834A
Authority: RU
Inventors: А.В. Воробьев
Original assignee: Воробьев Артем Викторович
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2000-12-10

Abstract

FIELD: automotive industry; carburetor internal combustion engine. SUBSTANCE: invention is designed for atomizing fuel-air mixture before its delivery into combustion chamber. Device has Venturi installed in carburetor main duct, channel to deliver fuel to venturi atomizer and hollow cone installed coaxially under venturi with clearance. Vertex of cone is pointed upwards. Taper angle is equal to 30-60 deg. Diameter of cone base is equal to outer diameter of lower part of venturi. EFFECT: reduced fuel consumption at simultaneous reduction of toxicity of exhaust gases. 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области автомобилестроения (двигателестроения) и может быть использовано в карбюраторе двигателя внутреннего сгорания для распыливания бензовоздушной смеси перед ее подачей в камеру сгорания. The present invention relates to the field of automotive (engine) and can be used in the carburetor of an internal combustion engine to spray a gasoline mixture before it is fed into the combustion chamber.

Известно устройство для распыливания бензовоздушной смеси карбюратора двигателя внутреннего сгорания, содержащее диффузор, установленный в главном проточном канале карбюратора, имеющего каналы для подачи топливной смеси в полость диффузора [1]. A device for spraying a benzene-air mixture of a carburetor of an internal combustion engine containing a diffuser installed in the main flow channel of the carburetor having channels for supplying the fuel mixture into the cavity of the diffuser [1].

Это устройство не обеспечивает удовлетворительного качества распыливания смеси. This device does not provide a satisfactory spray quality of the mixture.

Наиболее близким к заявленному является устройство для распыливания бензовоздушной смеси карбюратора двигателя внутреннего сгорания, содержащее диффузор, установленный в главном проточном канале карбюратора, канал для подачи бензовоздушной смеси в осевое отверстие диффузора, сообщенный с кольцевой щелью, и кольцевой элемент, установленный в главном проточном канале в зоне кольцевой щели [2]. Closest to the claimed is a device for spraying a benzene-air mixture of a carburetor of an internal combustion engine, containing a diffuser installed in the main flow channel of the carburetor, a channel for supplying a benzene-air mixture in the axial hole of the diffuser in communication with the annular gap, and an annular element mounted in the main flow channel in zone of the annular gap [2].

Однако это устройство также не обеспечивает удовлетворительного качества распыливания топливной смеси. Это обусловлено тем, что топливная смесь подается из кольцевой щели в проточный канал через тангенциальные каналы по касательной, что не способствует качественному распыливанию смеси ввиду того, что при этом смесь закручивается вокруг оси проточного канала, а не распыляется набегающим потоком воздуха. Кроме того, в прототипе не происходит предварительного смешивания бензовоздушной эмульсии с воздухом перед ее подачей в проточный канал. Недостаточно мелкодисперстное распыливание смеси приводит к ухудшению процесса ее сгорания в рабочих цилиндрах двигателя. However, this device also does not provide satisfactory atomization quality of the fuel mixture. This is due to the fact that the fuel mixture is supplied from the annular gap into the flow channel through tangential channels tangentially, which does not contribute to high-quality atomization of the mixture due to the fact that the mixture is twisted around the axis of the flow channel, and is not sprayed by an incoming air stream. In addition, in the prototype there is no preliminary mixing of the benzene-air emulsion with air before it is fed into the flow channel. Insufficiently fine dispersion of the mixture leads to a deterioration in the process of its combustion in the working cylinders of the engine.

Цель изобретения - повышение качества распыливания бензовоздушной смеси для улучшения топливной экономичности и снижения токсичности двигателей внутреннего сгорания. The purpose of the invention is to improve the quality of atomization of the benzene-air mixture to improve fuel economy and reduce the toxicity of internal combustion engines.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для распыливания бензовоздушной смеси карбюратора двигателя внутреннего сгорания, содержащем диффузор, установленный в главном проточном канале карбюратора, канал для подачи топлива к распылителю диффузора, под диффузором с зазором соосно установлен полый конус вершиной вверх, причем угол конусности составляет 30 - 60^o, а диаметр основания конуса равен наружному диаметру нижней части диффузора.This goal is achieved by the fact that in the device for spraying a benzene-air mixture of the carburetor of an internal combustion engine containing a diffuser installed in the main flow channel of the carburetor, a channel for supplying fuel to the diffuser atomizer, a hollow cone is installed axially upward under the diffuser with a gap, the taper angle being 30 - 60 ^o , and the diameter of the base of the cone is equal to the outer diameter of the lower part of the diffuser.

На фиг. 1 и фиг. 2 изображено устройство в разрезе. In FIG. 1 and FIG. 2 shows a sectional view of the device.

Устройство представляет собой самостоятельный, независимый элемент-насадку в форме полого конуса 1, закрепленного к нижней части диффузора 2 при помощи двух упругих (тонких) стержней 3, верхние изогнутые (на 90^o) концы 4 которых вставлены в отверстия нижней части диффузора и находятся диаметрально противоположно друг другу. Нижние концы 6 стержней 3 являются неотъемлемой частью конуса 1, которые так же находятся, как и верхние 4, диаметрально противоположно друг другу. Стержни 3 выбраны опорным элементом конуса 1.The device is an independent, independent nozzle element in the form of a hollow cone 1, fixed to the lower part of the diffuser 2 using two elastic (thin) rods 3, the upper bent (90 ^o ) ends 4 of which are inserted into the holes of the lower part of the diffuser opposite to each other. The lower ends 6 of the rods 3 are an integral part of the cone 1, which are also located as the upper 4, diametrically opposite to each other. The rods 3 are selected by the supporting element of the cone 1.

Конус 1 изготовлен из тонкого нержавеющего (стального) листа, рабочая поверхность 5 которого отполирована. Вершина 7 конуса 1 направлена в проточный канал 8 диффузора 2, находясь строго на оси проточного канала 8 диффузора 2. The cone 1 is made of thin stainless (steel) sheet, the working surface 5 of which is polished. The top 7 of the cone 1 is directed into the flow channel 8 of the diffuser 2, being strictly on the axis of the flow channel 8 of the diffuser 2.

Угол конусности α элемента-насадки 1 может составлять от 30 до 60^o, однако предпочтительнее угол 45^o, так как при этом обеспечивается наибольшая эффективность заявляемого устройства (см. фиг.2).The taper angle α of the nozzle element 1 can be from 30 to 60 ^o , however, an angle of 45 ^{o is} preferable, since this ensures the greatest efficiency of the inventive device (see figure 2).

Диаметр основания 9 конуса 1 равен наружному диаметру нижней части 10 диффузора 2 (см. фиг. 1). The diameter of the base 9 of the cone 1 is equal to the outer diameter of the lower part 10 of the diffuser 2 (see Fig. 1).

Зазор β между конусом 1 и нижней частью диффузора 2, а также расстояние от основания 9 конуса 1 до нижней части 10 диффузора 2 зависят от расстояния χ углубления вершины 7 конуса 1 в проточный канал 8 диффузора 2 и определяются геометрическими размерами диффузора конкретного карбюратора. Расстояние углубления вершины 7 конуса 1 в проточный канал 8 диффузора 2 составляет примерно 2-3 мм (это обеспечивает комплексную связку диффузора и конуса-насадки в цельный элемент устройства распыливания бензовоздушной смеси карбюратора двигателя внутреннего сгорания) (см.фиг.2). The gap β between the cone 1 and the lower part of the diffuser 2, as well as the distance from the base 9 of the cone 1 to the lower part 10 of the diffuser 2 depend on the distance χ of the recess of the vertex 7 of the cone 1 into the flow channel 8 of the diffuser 2 and are determined by the geometric dimensions of the diffuser of a particular carburetor. The distance of the recess of the apex 7 of the cone 1 into the flow channel 8 of the diffuser 2 is approximately 2-3 mm (this provides a complex bundle of the diffuser and the nozzle cone into an integral element of the device for spraying the benzene-air mixture of the carburetor of the internal combustion engine) (see Fig. 2).

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Бензовоздушная смесь, поступив по каналу 11, попадает в проточный канал 8 диффузора 2, смешиваясь с потоком воздуха, проходящим через проточный канал 8 диффузора 2. Затем бензовоздушная смесь вместе с воздухом равномерно разбивается о вершину 7 и (нагретую в процессе работы двигателя) рабочую поверхность 5 конуса 1, и разлетается под углом, попадая в главный проточный канал 12 карбюратора по направляющей конуса 1 (направляемая конусом). Равномерная разбивка бензовоздушной смеси вместе с воздухом о вершину 7 конуса 1 объясняется нахождением вершины 7 конуса 1 строго на оси проточного канала 8 диффузора 2. The gas-air mixture, having entered through channel 11, enters the flow channel 8 of the diffuser 2, mixing with the air flow passing through the flow channel 8 of the diffuser 2. Then the gas-air mixture with air evenly breaks up to the top 7 and (the surface heated up during engine operation) 5 of the cone 1, and flies at an angle, falling into the main flow channel 12 of the carburetor along the guide of the cone 1 (guided by the cone). The uniform breakdown of the benzene-air mixture together with air about the top 7 of the cone 1 is explained by the location of the top 7 of the cone 1 strictly on the axis of the flow channel 8 of the diffuser 2.

Разбитая равномерно конусом 1, бензовоздушная смесь вместе с воздухом под постоянным углом впадает в воздушный поток, проходящий по главному проточному каналу 12 карбюратора, который в свою очередь взаимодействует с потоком бензовоздушной смеси и воздуха, поступающего из проточного канала 8 диффузора 2, и, разбивая, распыляет ее вплоть до испарения. Затем распыленная смесь потоком воздуха подается в рабочие цилиндры двигателя. Evenly broken by the cone 1, the benzene-air mixture with air at a constant angle flows into the air stream passing through the main flow channel 12 of the carburetor, which in turn interacts with the stream of the benzine-air mixture and air coming from the flow channel 8 of the diffuser 2, and, breaking, sprays it up to evaporation. Then the sprayed mixture is supplied by air flow to the working cylinders of the engine.

Применение конусной формы насадки:
1) обеспечивает равномерную разбивку потока бензовоздушной смеси и воздуха, поступающего из диффузора 2, при помощи вершины 7 и (нагретой) рабочей поверхности 5 конуса 1;
2) не влияет на разрежение под диффузором 2, что обеспечивает беспрепятственное прохождение бензовоздушных потоков по главному проточному каналу 12 карбюратора и проточному каналу диффузора 2;
3) подача смеси из проточного канала 8 диффузора 2 через конус 1 под углом к воздушному потоку главного проточного канала 12 карбюратора повышает эффективность ее распыливания (вплоть до испарения);
4) закрепление конуса 1 к нижней части диффузора 2 посредством стержней 3 не влияет на разрежение под диффузором 2, но является дополнительным дроблением (распыливанием) бензовоздушного потока, поступающего из проточного канала 8 диффузора 2 на конус 1.Application of the conical shape of the nozzle:
1) provides a uniform breakdown of the flow of the benzene-air mixture and the air coming from the diffuser 2, using the top 7 and the (heated) working surface 5 of the cone 1;
2) does not affect the vacuum under the diffuser 2, which ensures the unhindered passage of gasoline flows through the main flow channel 12 of the carburetor and the flow channel of the diffuser 2;
3) feeding the mixture from the flow channel 8 of the diffuser 2 through the cone 1 at an angle to the air flow of the main flow channel 12 of the carburetor increases the efficiency of its atomization (up to evaporation);
4) the fastening of the cone 1 to the lower part of the diffuser 2 by means of rods 3 does not affect the vacuum under the diffuser 2, but is an additional crushing (spraying) of the benzene air flow coming from the flow channel 8 of the diffuser 2 to the cone 1.

Технико-экономический эффект, получаемый от использования предложенной конструкции устройства, заключается в:
1) повышении экономичности и снижении токсичности двигателя внутреннего сгорания за счет более полного сгорания топлива, обусловленного более мелкодисперсным его распыливанием, что также позволяет использовать низкооктановые сорта топлива без ухудшения характеристик двигателя;
2) возможности применения технологии как на поточном производстве (двигателестроение - включение в качестве элемента карбюратора), так и в штучном изготовлении на продажу для установки в карбюратор.The technical and economic effect obtained from the use of the proposed device design is:
1) increasing the efficiency and reducing the toxicity of the internal combustion engine due to more complete combustion of the fuel, due to its finer dispersion, which also allows the use of low-octane grades of fuel without compromising engine performance;
2) the possibility of applying the technology both in the in-line production (engine building - inclusion of a carburetor as an element) and in piece production for sale for installation in a carburetor.

Примечание:
1) экономия топлива при использовании насадки может составлять от 3 до 10% в зависимости от режимов работы двигателя;
2) если используется двухкамерный карбюратор, то устанавливаются две насадки, в каждую камеру по одной.Note:
1) fuel economy when using the nozzle can be from 3 to 10% depending on the operating modes of the engine;
2) if a two-chamber carburetor is used, then two nozzles are installed, one in each chamber.

Источники информации
1. SU 372841, м.кл. F 02 M 29/00, 1973.Sources of information
1. SU 372841, m.cl. F 02 M 29/00, 1973.

2. RU 2013635, м.кл. F 02 M 29/00, 1994. 2. RU 2013635, m.cl. F 02 M 29/00, 1994.

Claims

A device for spraying a benzene-air mixture of a carburetor of an internal combustion engine, comprising a diffuser installed in the main flow channel of the carburetor, a channel for supplying fuel to the diffuser atomizer, characterized in that the hollow cone is upward aligned coaxially under the diffuser and the taper angle is 30-60 ^o , and the diameter of the base of the cone is equal to the outer diameter of the lower part of the diffuser.