Изобретение относится к машиностроению и, в частности к клапанам
системы питания для двигателя внутреннего сгорания,
Известны клапаны системы питания для двигателя внутреннего сгорания,
содержащие корпус с внутренней цилиндрической камерой и. входным и выходным
отверстиями, первое из которых снабжено седловой поверхностью, и три размещенных в камере сферических
элемента, расположенных в виде набора между отверстиями камеры с зазором относительно стенки последней
и выполненных из эластомерного материала с возможностью деформации,
под действием перепада давления между входным и выходным отверстиями,
причем один из сферических элементов выполнен с возможностью контактирования с седловой поверхностью fl,
Однако известные клапаны не обес печивают требуемое количество подаваемого
дополнительного воздуха во всем диапазоне режимов работы двигателя , в связи с чем ухудшаются условия
сгорания в двигателе топлива, что также приводит к увеличению токсичности отработавших газов.
Целью изобретения является улучшение сгорания топлива.
Поставленная цель достигается теМ что в клапане системы питания для
двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с внутренней цилиндрической
камерой и входным и выходным , отверстиями, первое из которых снабжено седловой поверхностью, и
три размещенных в камере сферичесЙ1Х элемента, расположенных в виде набора между отверстиями камеры с
зазоррм относительно стенки последнего и выполненных из зластомерного
материала с возможностью деформации под действием перепада давления между
входным и выходным отверстиями,
причем один из сферических элементов
выполнен с возможностью контактирования с седловой поверхностью, один
крайний сферический элемент выполнен из полиуретанового эластомерноQ го материала, имеющего твердость
89 единиц по шкале Шора, а другой крайний сферический элемент - из полиуретанового
эластомерного материала , имеющего твердость 88,5 единиц
с по шкале Шора, а промежуточный сферич .еский элемент выполнен из эластомерного
материала, имеющего твердость, превышающую твердость крайних элементов
, например нейлона или тефлона. . Входное отверстие цилиндрической
Ч камеры, выполнено диаметром 0,3175 см, выходное отверстие - диаметром
0,518 см, а между входным отверстием и цилиндрической стенкой камеры вы
. полнен конусный участок, образующий
23седловую поверхность, причем при выключенном
двигателе од1:н из сферических элементов выполнен с возможностью контактирования с конусной
поверхностью и перекрытия проходно0 го сечения камеры под воздействием
;остальных сферических элементов.
Корпус выполнен из двух частей,
соединенных между собой при помощи
5 резьбы для изменения продольной .величины
цилиндрической камеры, и одна часть снабжена фланцем, имеющим
продольные наружные пазы, а другая гибкими стопорными выступами, диад
метрально расположёнными и выполненными с возможностью вхождения в пазы другой части для обеспечения фиксации от самопроизвольного развинчивания частей.
На корпусе установлен приводной вентилятор, расположенный перед вход
ным отверстием для обеспечения повышения давления, На фиг, 1 схематически изображены
g аксонометрии клапан и система питания для двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - клапан системы пи
тания при выключенном двигателе, раз рез; на фиг. 3 - часть клапана по фиг, 2 при работающем двигателе; на
фиг. 4 - часть клапана по фиг, 2 при работе двигателя, в рея{име торможения;
на фиг. 5 - часть карбюратора / системы питания, разрез: на фиг б разрез А-А на фиг. 5; На фиг. 7 вари
.ант выполнения системы питания с предложенным клапаном; на фиг, 8 вариант выполнения клапана системы
питания. Клапан системы питания для двигателя 1 внутреннего сгорания содержит
корпус, выполненный из двух частей 2 и 3, изготовленных из. пластмассы
и образующих внутреннюю цилиндрическую камеру 4 с входным и выходным .
отверстиями 5 .и б, и три размещенных в камере 4 сферические элемент 7-9, расположенных в виде набора
между отверстиями 5 и. б камеры 4 с зазором относительно стенок последней
, причем крайний сферический элемент 7 выполнен из полиуретановог.о эластомерного материала, имеющего
твердость 89 единиц по шкале Шора, другой крайний сферический элемент 9
выполнен из.полиуретанового полимерного материала, имеющего твердость
88,5 единиц по шкале Шора, а промежуточный сферический элемент 8 выпол
нен из эластомерного материала, имею щего твердость, превышающую твердост
крайних элементов 7 и, 9, например нейлона или тефлона, Часть 2 корпуса выполнена Т-образ
йЬй и имеет выполненные снизу трубча тые патрубки 10 и 11, Часть 2 снабжена
резьбой 12, при помощи которой соединяется с частью 3 корпуса, причем стык между частями 2 и 3 уплотней
кольцом 13. Между цилиндрической стенкой камеры 4 и входным отверстием 5 выполнен конусный участок 14
образующий седловую поверхность для контактирования со сферическим элементом 7. Часть 3 корпуса снабжена
входной горловиной 15, в которой установлен фильтр 16, Горловина,15
имеет фланец 17, на котором выполнены продольные пазы 18, а асть 2 имеет гибкие стопорные выступы 19
имеющие зубцы 20, входящие в пазы 18 и охлаждающие ребра 21, расположенные
снаружи. В цилиндричес ой камере 4 у выходного отверстия б установ лена усеченно-коническая зубчатая прокладка 22, которая обеспечивает поджатие сферических элементов 7-9
при изменении длины камеры 4 посредством вращения частей 2 и 3 относительно
друг друга и смещения по резьбе. Прокладка 22-имеет центральное отверстие
и выполненные по периферии зубцы . Вращение части 3 осуществляют приложением
усилия к фланцу 17 при отогнутых выступах 19, один из которых снабжен ограничителем 23 перемещения,
чтобы при регулировке корпуса части 2 и 3 последнего .всегда находились в соединении,
В трубчатых патрубках 10 и 11 выполнен канал 24, сообщенный с выходным
отверстием б, В патрубке 11 выполнена вихревая камера 25, сообщенная с каналом 24 и закрытая пробкой
26, установленной на внешнем конце патрубка 11. Другой патрубок 10
соединен с трубопроводом 27,.подключенным к карбюратору 28, установленному
на двигателе 1, Входное отверстие 5 цилиндрической камеры 4 выполнено диаметром 0,3175 см, а выходное
отверстие диаметром 0,518, Работа клапана происходит следующим образом.
Когда двигатель не работает, сферический элемент 7 под действием прокладки 22 и сферических элементов
8 и 9 прижат к конус ному участку 14 и обеспечивает перекрытие проходного
сечения камеры 4, как показано на фиг. 2. Поэтому, когда двигатель
запускается, карбюратор 28 обеспечивает приготовление топливо-воз.,
душной смеси, которая является обогащенной , так как через клапан не
подается в это время воздух. Этим достигается надежный пуск двигате.
ля 1. Как только двигатель запускается , во впускном тракте образуется
разрежение, которое по трубопроводу 27 передается в камеру 4, под действием перепада давления Между
входным и выходным отверстиями 5 и 6 сферические элементы 7, 8 и 9 смеща -
ются вниз, сферический элемент 7 отходит от конусного участка 14 и открывает проход для воздуха через
клапан, как показано на Фиг, 2, Поступающий через клапан воздух обеспечивает
обеднение поступающей в двигатель топливо-воздушной смеси. Причем в -процессе запуска вихревая камера
25 обеспечивает замедление открытия клапана для прохода воздуха, Как только воздух начинает поступать
через клапан, сферические элементы 7-9 начинают вибрировать JB резонансе
с частотой колебаний примерно 520 , колебаний в секунду прималых скоростях
потока воздуха а режиме холостого хода и торможении и до 1500 коле- ,
баний в секунду при высоких скороетях потока. Этим обеспечивается, по
существу, одинаковая подача воздуха на всех режимах работа двигателя за исключением сильного торможения. Ко
лебания сферических элементов 7-9 вы зывают ударные волны в воздушном по
токе, проходящем через клапаны. Подача пульсируюш.его воздуха з карбюра
тор 28 и во впускной тракт увеличива ет турбулентность топливо-воздушной
смеси, и обеспечивает ее гомогениза :; цию, в связи с чем улучшается сгора
ние топлива в двигателе. Одновремен но с пульсацией достигается завихрение воздуха при йомощи прокл.адки 22
и вихревой камеры 25. Соединение выходного отверстия 6 с каналом 24 под
прямым углом способствует резонированию сферических элементов в широком диапазоне работы,
Основной резонирующий: эффект достигается на сферическом элементе 7, что делает его более реагирующим на
малое разрежение в двигателе, и обес печивается увеличениерезонирования
на всех режимах работы. Это достигается указанной твердостью, которая
также способствует более плотному пе рекрытию при неработающем двигателе
Более низкая твердость сферического элемента 9 обеспечивает при высоких
величинах разрежения увеличение его деформации в боковом направлении в большей степени, чем двух других
сферических элемен1ов, как .показано на фиг. 4. Это обеспечивает ограниче
ние подачи дополнительного воздуха н режиме торможения или замедяения. Когда разрежение снижается, то де
.формация сферического элемента 9 в сторону достижения первоначальной
формы через средний сферический элемент 8 приводит к смещению сферического
элемента 7 и уменьшению проходного сечения для воздуха. Средний сферический элемент 8, более твердый
, чем оба крайних, действует как поршень между ниМи, что обеспечивает
мп овенное реагирование между двумя элементами-и способствует высокой
частоте пульсаций. Входное и выходное отверстия 5 и 6 увеличивают скорость пульсаций таким образом, что
волна сжатия, генерированная сферическими элементами 7-9,не затухсГет, когда воздух выходит из клапана в
трубопровод 2. Скорость воздушных пульсаций увеличивается с уменьшением длины трубопровода 27.
Как видно из фиг, 5 и 6, штуцер 29 трубопровода 27 соединен с Карбюратором 28 в зоне выходных
окон 30 системы холостого хода под дроссельной заслонкой 31. Этим дости
гается воздействие пульсации подавае мого через клапан воздуха не только в самом карбюраторе 28, а также
во всем задро сельном пространстве впускного тракта и в рабочих объемах
цилиндров двигателя. Хотя распылители главной и других дозирующих сметем карбюратора, кроме системы
холостого хода, расположены выше дроссельной заслонки 31, однако истекающее
из них топливо попадает в зону воздействия пульсаций, в связи с чем достигается перемешивание этого
топлива с проходящим в двигатель воздуха . Одновременно подача воздуха от
клапана в задроссельное пространство способствует ликвидации любых зон пониженного давления, возникающих
при неполностью открытой дроссельной заслонке 31. Клапан регулируют таким образом,
чтобы топливо-воздушная смесь, подаваемая в двигатель, имела соотношение воздуха к топливу в пределах
14,6:1 с отклонением не более 0,1% на всех режимах работы. Причем клапан
регулируется на заданный расход в зависимости от типа размера двигателя .
На фиг, 7 изображен вариант уста новки клапана, когда трубопровод 27
имеет минимальные размеры,а горловина снабжена воздухозаборным патрубком
32, который обеспечивает подвод более холодного воздуха по сравнению
с воздухом, окружающим карбюратор. Та.кое выполнение клапана позволяет
предотвратить снижение пульсаций воздушного потока от клапана до впускного
тракта, одновременно обеспе чивает также повьшдение чувствительности
к изменению барометрического давления и температуры окружающего воздуха .
На фиг. 8 изображен второй вариант выполнения клапана, в котором к
горловине 15 примыкают конуснб-цилйнд рический патрубок 33 и размещенный
в последнем приводной.вентилятор 34. Так как последний расположен перед
входным отверстием 5 и при своей работе обеспечивает перед ним повышение
давления, то повышается чувствительность клапана к разрежению в
задроссельном пространстве, что приводит к увеличению мощности двигателя
и повышению экономичности работы . В частности, такое выполнение
клапана улучшает характеристики двигателя в условиях движения, в гору и в высокогорных условиях.
Таким образом, изобретение обеспечивает создание пульсаций в потоке воздуха, подаваемого во впускной
тракт двигателя и поддерживает подачу воздуха в диапазоне, обеспечивающем
постоянный состав смеси, что приводит к улучшению перемешивания топлива и воздуха и, следовательно,
к улучшению сгорания топлива.
фиаЛ
3/
гв
фие.Ь