RU2028492C1

RU2028492C1 - Device for homogenizing fuel-air mixture in internal combustion engine

Info

Publication number: RU2028492C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Гудалин; Юрий Викторович Корженков
Original assignee: Юрий Иванович Гудалин; Юрий Викторович Корженков
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1991-04-26
Publication date: 1995-02-09

Abstract

FIELD: engine engineering. SUBSTANCE: device has a spacer with central flowing passage 5 and toroidal acoustic chamber 3. The spacer is positioned at the inlet of intake pipe of the engine. The chamber is in communication with the central passage through ring gap 4. The device also has heating jacket 7 and passages 6 for supplying exhaust gases to chamber 3 made as tangential nozzle openings. Axes of the openings (passages 6) are arranged over the tangent to a screw line drawn around chamber 3. EFFECT: improved design. 4 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для улучшения смесеобразования в двигателях внутреннего сгорания (ДВC). The invention relates to engine building, in particular to devices for improving mixture formation in internal combustion engines (ICE).

Известно устройство для гомогенизации топливовоздушной смеси ДВС, содержащее установленную на входе во впускной трубопровод проставку с центральным проточным каналом и тороидальной акустической камерой, связанной с центральным проточным каналом кольцевой щелью [1]
Недостатком известного устройства является следующее. При работе двигателя особенно при низкой температуре происходит осаждение топливной пленки на стенках смесительной камеры карбюратора и впускного трубопровода ДВС, а также на стенках тороидальной камеры. При этом в акустической камере происходит дробление более крупных капель, а энергии от акустических колебаний в этих условиях становится недостаточно для достижения высокой тонкости распыла топлива и тем более для его испарения. Поэтому в цилиндры ДВС поступает смесь с плохо распыленным топливом. В результате ухудшения процесса смесеобразования понижается мощность двигателя, возрастает токсичность выхлопа, а также износ деталей цилиндро-поршневой группы, особенно при работе ДВС в период пуска-прогрева за счет смывания с поверхности цилиндра масляной пленки.A device for the homogenization of an internal combustion engine air-fuel mixture comprising a spacer installed at the inlet of the inlet pipe with a central flow channel and a toroidal acoustic chamber connected to the central flow channel by an annular gap [1]
A disadvantage of the known device is the following. When the engine is operating, especially at low temperature, the fuel film is deposited on the walls of the mixing chamber of the carburetor and the intake manifold of the internal combustion engine, as well as on the walls of the toroidal chamber. At the same time, larger droplets are crushed in the acoustic chamber, and the energy from acoustic vibrations under these conditions becomes insufficient to achieve high fineness of the fuel atomization and, moreover, for its evaporation. Therefore, a mixture with poorly atomized fuel enters the ICE cylinders. As a result of the deterioration of the process of mixture formation, engine power decreases, the toxicity of the exhaust increases, as well as the wear of parts of the cylinder-piston group, especially during the operation of the internal combustion engine during the start-up period by washing off the oil film from the surface of the cylinder.

Наиболее близким к предложенному является устройство для гомогенизации топливовоздушной смеси ДВС, содержащее кольцевую камеру, сообщенную с центральным проточным каналом и размещенную на входе во впускной трубопровод двигателя, рубашку подогрева камеры и каналы подвода отработавших газов из рубашки в камеру, выполненные в виде тангенциальных сопловых отверстий [2]
Недостатком этого устройства является недостаточная степень гомогенизации топливовоздушной смеси.Closest to the proposed is a device for homogenizing an internal combustion engine air-fuel mixture, comprising an annular chamber in communication with a central flow channel and located at the inlet to the engine intake pipe, a chamber for heating the chamber, and channels for supplying exhaust gases from the jacket to the chamber, made in the form of tangential nozzle openings [ 2]
The disadvantage of this device is the insufficient degree of homogenization of the air-fuel mixture.

Целью изобретения является улучшение смесеобразования. The aim of the invention is to improve mixing.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для гомогенизации топливовоздушной смеси двигателя внутреннего сгорания, содержащем кольцевую камеру, сообщенную с центральным проточным каналом и размещенную на входе во впускной трубопровод двигателя, рубашку подогрева камеры и каналы подвода отработавших газов из рубашки в камеру, выполненные в виде тангенциальных сопловых отверстий, кольцевая камера выполнена тороидальной и снабжена кольцевой щелью, сообщенной с центральным проточным каналом, а оси сопловых отверстий расположены по касательной к винтовой линии, описанной вокруг камеры. This goal is achieved by the fact that in the device for homogenizing the air-fuel mixture of the internal combustion engine, containing an annular chamber in communication with the central flow channel and located at the inlet to the engine intake pipe, a jacket for heating the chamber and channels for supplying exhaust gases from the jacket to the chamber, made in the form tangential nozzle holes, the annular chamber is made toroidal and provided with an annular slot communicated with the Central flow channel, and the axis of the nozzle holes are tangent to the helix described around the camera.

В предложенном устройстве осевые линии сопловых отверстий не лежат в одной плоскости, а расположены под углом к плоскости, перпендикулярной оси проточного канала. При этом осевые линии сопловых отверстий являются касательными к винтовой линии, описанной вокруг тороидальной камеры. В результате происходит не только закручивание потока вокруг оси проточного канала, но и достигается эффект усиления тороидального вихря в акустической камере. In the proposed device, the axial lines of the nozzle openings do not lie in the same plane, but are located at an angle to a plane perpendicular to the axis of the flow channel. The axial lines of the nozzle openings are tangent to the helical line described around the toroidal chamber. As a result, not only the flow swirls around the axis of the flow channel, but also the effect of amplification of the toroidal vortex in the acoustic chamber is achieved.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 разрез В-В на фиг.2. In FIG. 1 shows the proposed device, a section; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1; figure 4 section BB in figure 2.

Устройство состоит из проставки, образованной корпусом 1 и крышкой 2, образующих тороидальную акустическую камеру 3, соединенную кольцевой щелью 4 с проточным каналом 5. В корпусе 1 выполнены каналы 6, соединяющие рубашку 7 подогрева с камерой 3, причем каналы 6 выполнены в виде сопловых отверстий, расположенных по касательной к винтовой линии, описанной вокруг тороидальной поверхности камеры 3. В крышке 2 установлен штуцер 8 и трубка 9 отбора отработавших газов из выхлопного тракта двигателя и подачи их в рубашку 7 подогрева. Проставка установлена на входе во впускной трубопровод 10. The device consists of a spacer formed by the housing 1 and the cover 2, forming a toroidal acoustic chamber 3, connected by an annular slot 4 with the flow channel 5. In the housing 1 there are channels 6 connecting the heating jacket 7 with the chamber 3, and the channels 6 are made in the form of nozzle holes located tangentially to the helical line described around the toroidal surface of the chamber 3. In the cover 2 there is a fitting 8 and a pipe 9 for extracting exhaust gases from the exhaust tract of the engine and supplying them to the heating jacket 7. The spacer is installed at the inlet to the intake manifold 10.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При работе ДВС топливовоздушная смесь поступает в проставку и одновременно в тороидальную камеру 3 проставки через щель 4 стекает топливная пленка, осаждающаяся на стенках смесительной камеры карбюратора. В тороидальной камере 3, представляющей из себя акустический свисток, формируется тороидальный вихрь и генерируются акустические колебания, способствующие дроблению и испарению капель топлива, имеющегося в составе смеси и топлива, поступающего в камеру 3 в виде жидкостной пленки. При этом за счет подачи по трубке 9 и штуцеру 8 в рубашку подогрева 7 отработавших газов, отбираемых из выхлопного тракта ДВС, поверхность акустической камеры 3 и проточного канала 5 нагревается, что также способствует испарению с них топливной пленки. Ввиду того, что сопловые отверстия каналов 6 расположены по касательной к винтовой линии, описанной вокруг тороидальной поверхности камеры 3, то кинетическая энергия струй отработавших газов, истекающих из сопловых отверстий, усиливает формирующийся в акустической камере 3 тороидальный вихрь и дополнительно закручивает его вокруг оси центрального проточного канала 5. Это улучшает распыление топлива в акустической камере 3, а также способствует закрутке основного потока смеси в проточном канале 5, так как смесь из щели 4 истекает тангенциально к поверхности центрального проточного канала 5, что повышает гомогенность смеси и несколько улучшает наполнение цилиндров ДВС. During the operation of the internal combustion engine, the air-fuel mixture enters the spacer and simultaneously into the toroidal chamber 3 of the spacer, through the slit 4, the fuel film flows onto the walls of the carburetor mixing chamber. In a toroidal chamber 3, which is an acoustic whistle, a toroidal vortex is formed and acoustic vibrations are generated, which contribute to the crushing and evaporation of droplets of fuel present in the mixture and fuel entering the chamber 3 in the form of a liquid film. In this case, by supplying the exhaust gas 7 taken from the exhaust path of the internal combustion engine through the tube 9 and nozzle 8 to the heating jacket, the surface of the acoustic chamber 3 and the flow channel 5 is heated, which also contributes to the evaporation of the fuel film from them. Due to the fact that the nozzle openings of the channels 6 are located tangentially to the helical line described around the toroidal surface of the chamber 3, the kinetic energy of the exhaust jets flowing from the nozzle openings enhances the toroidal vortex formed in the acoustic chamber 3 and further twists it around the axis of the central flow channel 5. This improves the atomization of the fuel in the acoustic chamber 3, and also contributes to the swirling of the main flow of the mixture in the flow channel 5, since the mixture expires from the gap 4 flax to the surface of the central flow channel 5, which increases the homogeneity of the mixture and slightly improves the filling of the internal combustion engine cylinders.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет улучшить смесеобразование в ДВС, а именно увеличить тонкость распыла топлива и повысить гомогенность смеси, что повышает экономичность двигателя и снижает токсичность выхлопа. Кроме этого, устраняется поступление топлива в цилиндры в виде жидкостной пленки, что снижает изнoс ДВС, особенно при работе его в период пуска-прогрева. Присадка к свежему цилиндровому заряду отработавших газов дает антидетонационный эффект, а закрутка потока смеси улучшает наполнение цилиндров. Thus, the proposed device allows to improve the mixture formation in the internal combustion engine, namely to increase the fineness of the fuel atomization and increase the homogeneity of the mixture, which increases the efficiency of the engine and reduces the toxicity of the exhaust. In addition, the flow of fuel into the cylinders in the form of a liquid film is eliminated, which reduces the wear of the internal combustion engine, especially when it is used during the start-up period. Additive to the fresh cylinder charge of the exhaust gas gives an antiknock effect, and swirling the flow of the mixture improves the filling of the cylinders.

Claims

DEVICE FOR HOMOGENIZING A FUEL-AIR MIXTURE OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, containing an annular chamber in communication with the central flow channel and located at the inlet to the engine inlet pipe, a chamber for heating the chamber and channels for supplying exhaust gases from the jacket to the chamber made in the form of tangential that, in order to improve mixing, the annular chamber is made toroidal and provided with an annular slot communicated with the central flow channel, and the nozzle axis Verstov arranged tangentially to the helical line described about the chamber.