Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_2935
.pdf
[0010]
Настоящее изобретение представляет собой усовершенствованное устройство такого типа, специально
адаптированное для автомобилей с тормозами на передних колесах, которое состоит из жесткой стойки,
снабженной на одном из своих концов скобой, служащей для крепления пружины к оси, и приспособленной
для соединения на другом конце с шасси.
Предпочтительно, чтобы стойка была соединена с шасси посредством соединительного элемента.
_
[0011]
На прилагаемых чертежах грамматически и на примере показано применение этого устройства к переднему
колесу автомобиля.
[0012]
На рисунке 1 с некоторым преувеличением показано аномальное изгибание обычной пружины с жесткостью
45° во время торможения.
[0013]
[Цена 1/-]
[0014]
На рис. 2 показано применение устройства.
[0015]
На рис. 3 показана детальная схема крепления устройства к оси.
[0016]
На всех рисунках 1 обозначает переднюю ось 50, к которой с каждой стороны автомобиля крепится
полуэллиптическая пружина 2, концы которой прикреплены к рычагу подвески 3 шасси 4 и к амортизационной
серьге 5 соответственно. 6 55 обозначает одно из передних колес, каждое из которых снабжено тормозом 7.
[0017]
Когда тормоза задействованы, активная сила автомобиля, стремящаяся удерживать колесо во вращении,
действует таким образом, что колесо передает сильный крутящий момент на ось, которая, в свою очередь,
передает его на пружину.
Пружина, неспособная сопротивляться, деформируется, как показано на рис. 1, и эта деформация может
превысить предел упругого сопротивления пружины, став необратимой или вызвав разрушение.
Даже если деформация или разрушение не происходят немедленно, очевидно, что частота аномальных
напряжений со временем приведет к ослаблению пружины и ее необратимой деформации.
[0018]
Для устранения этого неудобства частично установлена распорка 8 (рис. 2 и 3), которая охватывает или
закрывает пружину и заменяет обычную скобу или ее аналог для крепления пружины к оси 1.
На конце 81 стойки имеется ушко, аналогичное ушку 80 пружины, и она соединена с шасси 4 посредством
скобы 9, что делает движения растяжения пружины независимыми от движений стойки.
85
[0019]
Вместо того чтобы крепиться к задней части пружины, фиксатор, разумеется, может быть установлен
спереди.
Крепление также может применяться к задним колесам в транспортных средствах, не оснащенных
90-градусным кронштейном.
[0020]
футы
[0021]
225,84-5
[0022]
Трубка, охватывающая карданный вал, в качестве замены стяжных скоб, применяемых в настоящее время в
таких транспортных средствах, в которых восприятие кручения не полностью возложено на пружины.
[0023]
5 Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы заявляем, это: — •
[0024]
10
То есть
Устройство для предотвращения ненормального изгиба пружин автомобилей, особенно приспособленное для
автомобилей с тормозами на передних колесах, состоящее из жесткой опоры, снабженной на одном из 15
концов скобой, служащей для крепления пружины к оси, и приспособленной для соединения другим концом с
шасси.
[0025]
2. В транспортном средстве устройство, как указано в пункте 1, соединенное с шасси 20 посредством
соединительного элемента, по существу
[0026]
"как описано.
*
[0027]
3. Устройство для предотвращения ненормального изгиба пружин в транспортном средстве, описанное в
основном со ссылкой на стр. 2 и 3 прилагаемого чертежа.
[0028]
Дата: 29 ноября 1924 года.
[0029]
H. D. FITZPATRICIi & Co.,
[0030]
Сертифицированные патентные поверенные", Чансери-лейн, 49, Лондон, W.G/2, и - • • Хоуп-стрит, 94, Глазго.
[0031]
Бедхилдж: Напечатано для Канцелярии Его Величества компанией Love & Malcomson, Ltd. — 1925.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_225846.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=225846&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB225846A
[]
Средства и методы эксплуатации двигателей внутреннего сгорания. Я, Франц Луи Мэдлер, проживающий по
адресу: Эмсерштрассе, 21, Берлин, W.15, Германия, гражданин Германской Республики, настоящим заявляю
о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении: Мое изобретение относится к новым и усовершенствованным
средствам и методам работы двигателей внутреннего сгорания, в частности, в отношении управления и
впрыска топливных зарядов. В существующих типах двигателей хорошо известно и установлено, что высокая
эффективность достигается лишь в очень узких пределах частоты вращения. Из-за особенностей состава
взрывчатого вещества использование очень высокой степени сжатия с присущими ей преимуществами
нецелесообразно, если только дизельный двигатель не будет сконструирован с учетом присущих ему
недостатков. Повторюсь, современные двигатели не потребляют топливо пропорционально вырабатываемой
мощности.
Как уже говорилось ранее, средний существующий двигатель будет демонстрировать хороший расход
топлива и сравнительно высокую эффективность при определенном количестве оборотов и при
определенной нагрузке. В тот момент, когда изменяется скорость или нагрузка, или и то, и другое, мы
немедленно теряем эффективность и, соответственно, расходуем больше топлива на единицу развиваемой
мощности. Целью моего настоящего изобретения является преодоление вышеуказанных и других присущих
ранее двигателям внутреннего сгорания недостатков с помощью новых и усовершенствованных методов и
устройств. Как будет подробно показано позже, двигатель, созданный по моему изобретению, будет иметь
высокое «среднее эффективное давление» в широком диапазоне частот вращения, что означает
сравнительно постоянный крутящий момент в пределах практических ограничений для многоцилиндрового
двигателя. Благодаря тому, что я сжимаю невзрывоопасный заряд в рабочем цилиндре, двигатель может
быть сконструирован с высокой степенью сжатия, что дает ему соответствующие преимущества, и без
недостатков дизельных двигателей. Двигатель, созданный по моему изобретению, будет развивать высокую
эффективность при использовании любого промышленного топлива, а в диапазоне от примерно четверти
нагрузки до полной нагрузки вес топлива, расходуемого на лошадиную силу в час, практически постоянен.
Это объясняется следующим образом: Во-первых, в рабочем цилиндре сжимается только воздух;
следовательно, можно использовать любую высокую степень сжатия без опасности преждевременного
воспламенения, которое произошло бы при сравнительно низкой степени сжатия, если бы сжималась
взрывоопасная смесь бензина и воздуха. Во-вторых: топливо, которое можно дозировать до мельчайших
количеств за один ход вспомогательного поршня, готовится в виде практически сухого газа при высокой
температуре и давлении, прежде чем оно впрыскивается с заданной скоростью в менее сжатый и,
следовательно, более холодный воздушный заряд в рабочем цилиндре. В дизельном двигателе
впрыскиваемое топливо никак не подготавливается, за исключением случаев, когда оно расщепляется при
впрыскивании через распылительный клапан, и имеет гораздо более низкую температуру, чем сжатый воздух
в рабочем цилиндре. Третье: В моем двигателе сильно сжатое подготовленное топливо мгновенно
воспламеняется при попадании в воздушный заряд, еще до того, как смешается с ним. Это не только
предотвращает падение температуры горячего топлива, но и немедленно повышает температуру и давление
воздушного заряда в рабочем цилиндре.
Впрыскивание дизельного топлива в холодное неподготовленное (жидкое) топливо приводит к падению
температуры воздушной смеси, поскольку часть его тепла должна быть использована для нагрева топлива и
повышения его температуры до уровня, при котором оно самовоспламенится. Согласно изобретению, расход
топлива поддерживается практически постоянным на единицу развиваемой мощности в широком диапазоне
скоростей и нагрузок путем сжатия заряда воздуха или воздуха, содержащего небольшое количество топлива,
недостаточное для образования взрывоопасной смеси, в рабочем цилиндре до заданной степени,
приготовления дозированного заряда топлива в практически инертной газообразной среде в закрытой камере
при более высокой температуре и давлении, чем заряд воздуха, внезапного впрыскивания приготовленного
топлива в заряд воздуха в цилиндре и одновременного воспламенения заряда топлива с его может
диффундировать и смешиваться с ним, тем самым быстро повышая температуру и давление воздушной
смеси и предотвращая любое вредное охлаждающее воздействие на подготовленное топливо, которое
произошло бы, если бы горячее топливо смешивалось с более холодным воздухом до воспламенения.
Как и в схеме, описанной в моей предыдущей спецификации № 179172, я создаю заданный вакуум, не
зависящий от частоты вращения двигателя. В этот вакуум поступает постоянный объем газообразной среды,
содержащей определенное количество топлива в парообразном или распыленном состоянии. Топливо и
газообразная среда образуют топливный заряд с такой высокой концентрацией, что он не является
взрывоопасным. Эта однородная, богатая смесь испаренного топлива и газообразной среды затем сжимается
до заданного и практически постоянного давления, не зависящего от частоты вращения двигателя. В нужный
момент эта сильно сжатая смесь впрыскивается в воздушный заряд или слабую газообразную смесь воздуха
и топлива в рабочем цилиндре. Поскольку топливная смесь до момента впрыска находится под давлением,
которое совершенно не зависит от частоты вращения двигателя и практически постоянно, отсюда следует,
что скорость впрыскиваемой обогащенной смеси одинакова при всех частотах вращения двигателя.
Практическая значимость этой особенности моего изобретения станет очевидной позже, но я хотел бы кратко
упомянуть здесь, что, впрыскивая обогащенную топливную смесь в заряд в рабочем цилиндре с постоянной
скоростью, я обеспечиваю практически постоянное «среднее эффективное давление» (СЭД) в двигателе
независимо от частоты вращения двигателя.
Объем воздуха (или смеси воздуха и топлива), всасываемого в рабочий цилиндр и сжимаемого во время хода
поршня внутрь, практически постоянен при всех скоростях и нагрузках двигателя и, следовательно, одинаков
для различных количеств топлива, впрыскиваемого в главный цилиндр в виде богатой газовой смеси. При
различных скоростях вращения и нагрузках двигателя количество топлива, впрыскиваемого в постоянный
объем воздушного заряда в рабочем цилиндре, изменяется таким образом, чтобы обеспечить постоянную
работу двигателя с максимальной эффективностью. С этой целью я предлагаю новый метод и средства для
дозирования мельчайших количеств топлива путем изменения относительных пропорций постоянного объема
газообразной среды, одна из частей которой служит носителем топлива. Таким образом, я могу добиться
очень точной регулировки количества топлива, что было бы практически невозможно при попытке прямого
дозирования топлива из-за ничтожно малых количеств, которые необходимо измерять.
Вышеизложенное, а также другие цели и преимущества моего изобретения станут очевидны из подробного
описания аппарата, более или менее схематично показанного на прилагаемых чертежах. Для большей
ясности я указал только те части двигателя внутреннего сгорания, которые необходимы для понимания моего
изобретения. На прилагаемых чертежах: фиг. 1 представляет собой схематическое поперечное сечение
двигателя, воплощающего мое изобретение, а фиг. 2 — схематический вид сверху, показывающий общую
форму головки цилиндра, по линии 2-2 на фиг. 1. Рабочий цилиндр 1, который может быть частью
одноцилиндрового или многоцилиндрового двигателя, имеет возвратно-поступательный поршень 2,
соединенный с коленчатым валом любым подходящим способом. Головка 3 цилиндра 1 выполнена с боковым
смещением или удлинением 4 и снабжена тремя отверстиями: входом для топлива 5, входом для воздуха 6 и
выходом для выхлопных газов 7. Над топливным патрубком 5 расположен небольшой корпус 8, который
может быть отлит заодно с головкой цилиндра. В корпусе 8 установлен механически управляемый клапан 9,
сконструированный и расположенный таким образом, чтобы плотно прилегать к входному отверстию 5 в
закрытом состоянии.
Клапан 9 обычно удерживается в закрытом положении пружиной 10 на штоке клапана 11 или любым другим
практически осуществимым способом. Как видно, впускной клапан топлива 9 открывается непосредственно в
боковое углубление 12, назначение которого будет объяснено позже. Для управления клапаном 9 с
соблюдением установленных временных интервалов могут быть предусмотрены любые подходящие
средства. Достаточно указать распределительный вал 13, который должен приводиться в движение с
надлежащей скоростью от вала двигателя. Мне нет необходимости показывать или описывать эти ключевые
взаимосвязи, поскольку они ясны любому, кто разбирается в этом деле. Кулачок 14 на валу 13 сконструирован
и расположен таким образом, что приводит в действие шток клапана 11 для открытия топливного впускного
клапана 9 в нужный момент для впрыска топливной смеси, как будет описано далее. Как только кулачок 14
освобождает клапан, пружина 10 мгновенно закрывает его. Воздухозаборник 6 обычно закрывается клапаном
15, который я в дальнейшем буду называть воздушным клапаном. Воздуховод 16, всегда открытый для
доступа свежего воздуха извне, ведет к воздухозаборнику 6. Воздушная труба 16 и входное отверстие 6
имеют такую площадь, которая позволяет достаточному объему свежего воздуха поступать в рабочий
цилиндр, когда клапан 15 открыт для продувки и подкачки. Эта площадь, естественно, будет зависеть от
максимального рабочего объема цилиндра, под которым я подразумеваю объем камеры цилиндра, когда
поршень находится в нижней точке своего хода.
Эти расчеты легко выполнит квалифицированный инженер. Воздушный клапан 15 обычно удерживается в
закрытом положении любым подходящим способом, например, пружиной 17, и приводится в действие через
соответствующие интервалы времени кулачком 18 на распределительном валу 13 или любым другим
практически осуществимым способом. Выпускное отверстие 7 соединяется с выпускной трубой 19 и обычно
закрывается клапаном 20, который я буду называть выпускным клапаном. Пружина 21 обычно удерживает
выпускной клапан закрытым, а правильно отрегулированный кулачок 22 приводит клапан в открытое
положение в нужный момент, чтобы обеспечить выход продуктов сгорания через выхлопную трубу -19. Само
собой разумеется, что выпускное отверстие 7 и выпускная труба 19 имеют достаточную площадь для
обеспечения надлежащего отвода выхлопных газов из цилиндра при открытом клапане 20. Следует понимать,
что кулачки 14, 18 и 22 закреплены на распределительном валу 13 под таким углом друг к другу, что клапаны
9, 15 и 20, соответственно, всегда открываются и закрываются с необходимыми интервалами для выполнения
своих функций...
Теперь я опишу свой новый механизм топливно-распылительного насоса, предназначенный для подачи
газообразной среды с заданным количеством мелкодисперсного топлива в закрытую камеру независимо от
частоты вращения двигателя и для подготовки топлива к впрыску в рабочий цилиндр. Цилиндр насоса 23
расположен рядом с рабочим цилиндром и жестко закреплен на любой подходящей опоре. В камере 24
цилиндра насоса 23 приводится в действие поршень 25, который может приводиться в движение от вала
двигателя через соответствующие соединения, схематически обозначенные на рисунке 26. Камеру 24 можно
назвать вакуумной камерой, по причинам, которые станут ясны позже. Эта камера довольно мала; например,
ее объем может составлять около трех процентов от объема рабочей камеры в главном цилиндре. Головка
цилиндра насоса 23 имеет трубчатый выступ 27 для размещения штока 28 клапана 29, обычно
расположенного на седле клапана 30 для закрытия верхнего конца камеры 24. Обращается внимание на то,
что диаметр клапана 29 практически совпадает с диаметром насосной камеры 24, для которой клапан обычно
представляет собой газонепроницаемую крышку, полностью охватывающую камеру.
На штоке клапана 28 между клапаном 29 и выступом 32 расположена пружина 31 заданной жесткости, которая
прижимает клапан и, как правило, надежно удерживает его на седле 30. Клапан 29 фактически образует
подвижное затворное соединение между основной камерой насоса 24 и вспомогательной камерой или
отсеком 33 в головке цилиндра насоса 23. Труба. 34 Соединяет пространство или отсек 33 цилиндра насоса с
внутренней частью корпуса 8 на головке цилиндра. Соединительная труба 34 имеет значительную толщину,
чтобы выдерживать высокое внутреннее давление. Один конец трубы 34 ввинчен в отверстие 35 в головке
цилиндра насоса 23, а другой конец трубы аналогичным образом закреплен в отверстии 36 корпуса 8.
Вакуумная камера 24 цилиндра насоса 23 имеет кольцевой канал или углубление 37, которое открывается
поршнем насоса 25 в положении его внешней мертвой точки или вблизи него. Цилиндр насоса 23 снабжен
отверстием 38, предназначенным для соединения с каналом 37. В отверстии 38 закреплена труба 39 для
соединения вакуумной камеры 24 с моим новым устройством подачи топлива, в котором регулируемая
скорость и объем газообразной среды (или сред) используются для забора заданного количества топлива из
сопла, расположенного на пути потока газа или газов.
Данное топливоподающее устройство включает в себя трубку или цилиндр 40 соответствующей длины и
диаметра, образующие канал 4L. Концы этого канала могут быть коническими, как показано на рисунке, в то
время как центральная часть имеет цилиндрическую форму. Топливная форсунка 42, соединенная с
соответствующим источником подачи топлива (не показана), проходит в центральную часть канала 41.
Уровень жидкого топлива в форсунке 42 поддерживается практически постоянным в любом месте. бер или
что-то подобное. Выходное отверстие сопла 42 окружено втулкой 43, имеющей двойной конусообразный
канал 44, который сужается в точке 45. Втулка 43 имеет продольную регулировку в канале 41 относительно
выходного отверстия сопла 42 для управления скоростью газообразной среды в этой точке, как будет понятно
без дальнейших пояснений. Для регулировки положения втулки 43 снаружи цилиндра 40 можно использовать
любые практически осуществимые средства, и нет необходимости показывать или описывать такие
соединения, тем более что они не являются частью моего настоящего изобретения.
Верхний конец цилиндра 40 снабжен камерой 46, в которой приводится в действие поворотный клапан 47.
Труба 39 ввинчивается в отверстие 48 в головке цилиндра 40 и соединяется с клапанной камерой 46. Эта
камера сообщается с проходом 41 через узкое отверстие 49, регулируемое клапаном 47. Клапанная камера 46
сообщается через трубу 50 с подходящей газообразной средой, которая находится вне зоны действия
топливной форсунки 42. Трубопровод 50 управляется поворотным клапаном 47. Таким образом, видно, что
клапан 47 управляет сообщением трубы 39 (и, следовательно, вакуумной камеры 24) с топливоподающим
каналом 41 и с наружной воздушной трубой 50. Последний может быть полностью перекрыт, или же клапан 47
может быть отрегулирован таким образом, чтобы открывать вакуумную камеру одновременно с каналом 41 и
воздушной трубой 50 в желаемой пропорции. Цель этого станет ясна, когда мы перейдем к описанию работы
машины. В нижней части цилиндра 40 расположена клапанная камера 51, в которой приводится в действие
поворотный клапан 52.
В клапанной камере 51 имеется пара отверстий 53 и 54 для приема труб 55 и 56 соответственно. Труба 55
соединена с выхлопной трубой 19, а труба 56 открыта для доступа воздуха. Таким образом, клапан 52
управляет соединениями выхлопной трубы 55 и воздушной трубы 56 с каналом 41. Для управления клапанами
47 и 52 можно использовать любые подходящие соединения, как по отдельности, так и одновременно. На
представленной схеме я схематически обозначил рычаг 57, соединенный с клапаном 47, и аналогичный рычаг
58, соединенный с клапаном 52. Для удержания клапанов 47 и 52 в заданном положении, например, в
положении, показанном сплошными линиями на чертеже, может использоваться подходящая пружина или
пружины. Эти клапаны управления подачей топлива могут управляться любым подходящим способом из
любой удобной точки. Например, если двигатель установлен в любом автомобиле, то клапаны могут
управляться педалью или рычагом, находящимся в пределах легкой досягаемости водителя. Эти связи
настолько очевидны, что их нет необходимости описывать или показывать.
Таким образом, следует понимать, что рычаги 57 и 58 представляют собой любые практические средства для
произвольного управления клапанами 47 и 52. Поскольку описанное выше устройство было разработано для
практического применения моего усовершенствованного метода работы и регулирования двигателей
внутреннего сгорания, я могу наилучшим образом описать предпочтительную форму моих новых методов,
описав работу четырехтактного двигателя, подобного показанному на чертеже. Для начала предположим, что
двигатель работает при малой нагрузке, при этом клапаны 47 и 52 находятся в положении, показанном
сплошными линиями. Клапан 29 в цилиндре насоса 23 закрыт, и поршень насоса 25 движется наружу.
Одновременно с этим рабочий поршень 2 движется наружу во время своего рабочего хода. По мере
перемещения поршня насоса из его самого внутреннего положения, в закрытой камере 24 создается вакуум
до тех пор, пока поршень не начнет открывать отверстие 39 трубы 39. В момент возникновения этой ситуации
поток газообразной среды с высокой скоростью всасывается через трубу 56, проходит через канал 41 и
попадает в вакуумное пространство камеры 24.
Когда эта газообразная среда проносится мимо топливной форсунки 42, она вызывает эжекторное действие,
всасывающее топливный заряд из форсунки. По мере того, как топливо вытягивается из сопла и переносится
быстро текущими газами в вакуумную камеру 24, оно практически мгновенно распыляется. Одновременно с
этим, через трубу 50 в камеру 24 будет затягиваться газообразная среда. Следует отметить, что объем
газообразной среды или сред, втягиваемых в камеру 24, остается постоянным при любых условиях. Когда
труба 50 открыта, объем газообразной среды, втягиваемой в камеру 24, состоит из газообразной среды,
проходящей через трубу 41 мимо топливного сопла, плюс газообразная среда, втягиваемая через трубу 50,
которая не проходит через топливное сопло. Поскольку количество топлива, отсасываемого из сопла 42,
зависит от скорости и объема газообразной среды, проходящей через трубу 41, очевидно, что количество
топлива можно изменять, регулируя клапан 47. При заданной регулировке эжекторной втулки 43 и клапанов 47
и 52 количество топлива, переносимого газами в насосную камеру 24, остается практически постоянным и не
зависит от скорости вращения двигателя.
Станет ясно, что объем газообразной среды, протекающей через канал 39 в камеру 24, будет по существу
оставаться постоянным, поскольку этот объем всегда будет равен объему камеры 24, а вакуум, создаваемый
в этой камере, обязательно постоянен и не зависит от скорости вращения поршня насоса. Действие поршня
насоса, открывающего кольцевое углубление 37 и отверстие трубы 39, происходит очень быстро, и
газообразная среда устремляется в откачанную камеру 24 до тех пор, пока давление в ней не сравняется
практически с давлением в канале 41. В ходе этого притока газообразной среды в камеру 24 заданное
количество топлива увлекается или переносится в камеру 24, где оно временно находится в распыленном
состоянии. Предпочтительное соотношение топлива и газообразной среды в камере 24 составляет примерно
1 к 400 по объему, поскольку это обеспечивает быстрое и полное испарение топлива. В таком соотношении
образуется богатая невзрывоопасная топливно-топливная смесь.
Поскольку в момент открытия поршнем 25 отверстия в трубе 39 давление в откачиваемой камере 24
значительно ниже атмосферного, газообразная среда с высокой скоростью обтекает топливную форсунку 42.
Скорость потока может достигать 300 метров в секунду. В результате топливо, вытекающее из сопла 42,
практически мгновенно распыляется или испаряется. Как только поршень насоса 25 на обратном ходе
закрывает канал 37 и отверстие трубы 39, смесь топлива и газообразной среды в камере 24 сжимается, и это
сжатие усиливается во время дальнейшего движения поршня насоса внутрь, сопровождаясь повышением
температуры сжатой газообразной среды и топлива. Клапан 29 остается закрытым до тех пор, пока давление
пружины 31 вниз не будет преодолено противодействующим давлением сжатой смеси в камере 24. Давление
пружины 31 регулируется таким образом, что открытие клапана 29 происходит в заранее определенной точке
при движении поршня насоса 25 внутрь, причем эта точка определяется величиной сжатия, которому должно
подвергаться содержимое камеры 24.
Когда клапан 29 открывается под давлением сильно сжатой смеси в камере 24, эта смесь мгновенно
устремляется в замкнутое пространство, образованное корпусом клапана 8, трубой 34 и отсеком 33 над
клапаном 29. Поршень насоса 25 проталкивает практически все содержимое камеры 24 через открытый
клапан 29, и как только поршень начинает опускаться во время своего второго хода, клапан 29 закрывается,
прежде чем какая-либо часть смеси сможет вернуться в камеру 24. Выпуск смеси через открытый клапан 29
происходит мгновенно, поскольку отверстие, образованное клапаном, охватывает весь диаметр насосной
камеры 24. В ходе дальнейшего хода поршня насоса 25 наружу в камере 24 создается вакуум, и описанная
ранее процедура подачи топлива повторяется. Теперь давайте посмотрим, что произойдет с сильно сжатой
смесью испаренного топлива и окружающей газообразной среды, находящейся в пространстве между
закрытыми клапанами 9 и 29. Когда рабочий поршень 2 находится в конце или около конца своего рабочего
хода, как показано на рисунке, выпускной клапан 20 открывается кулачком 22, и продукты сгорания выходят
через выпускную трубу 19.
При движении поршня 2 вверх оставшиеся отработавшие газы вытесняются из цилиндра через выпускное
отверстие 7. Когда поршень достигает верхней точки своего хода, выпускной клапан 20 закрывается, а
воздушный клапан 15 открывается. Когда поршень 2 снова опускается, он всасывает в цилиндр поток
холодного свежего воздуха. Когда поршень достигает нижней точки своего хода, воздушный клапан 15
закрывается, и при движении поршня внутрь воздушный заряд сжимается до высокой степени. Объем
воздушно-топливной смеси остается практически постоянным на протяжении всего времени работы двигателя
на всех скоростях. Иными словами, нормальный объем воздуха в рабочем цилиндре постоянен и не зависит
от частоты вращения двигателя. Когда рабочий поршень приблизительно достигнет положения верхней
мертвой точки, как это примерно показано пунктирными линиями 2a, воздушный заряд находится под
сравнительно высоким сжатием. Когда рабочий поршень достигает своего самого внутреннего положения или
незадолго до этого, топливный впускной клапан 9 открывается кулачком 14, и более сильно сжатая смесь
испаренного топлива и газообразной среды, ранее заключенная в пространстве между клапанами 9 и 29,
устремляется в менее сжатый воздушный заряд в рабочем цилиндре с постоянной скоростью, не зависящей
от частоты вращения двигателя.
Благодаря боковому углублению 12, поступающая смесь направляется веерообразным потоком мимо свечи
зажигания или свечей 60. Следует помнить, что эта смесь испаренного или газифицированного топлива и
окружающей газообразной среды находится в соотношении примерно одна часть углеводорода к 400 частям
газообразной среды и, следовательно, не является взрывоопасной смесью в том смысле, в котором этот
термин используется и понимается в области газовых двигателей, хотя она и является
легковоспламеняющейся смесью. Однако, поскольку испаренное топливо с большой скоростью проходит
мимо свечи зажигания, которая в этот момент находится в состоянии искрообразования, происходит
предварительное или начальное воспламенение части топлива. Оставшаяся часть несгоревшего топливного
заряда нагревается и начинает сгорать в воздушном заряде в рабочем цилиндре. Это приводит к выделению
дополнительного тепла и повышению давления, тем самым дополнительно нагревая как топливо, так и
воздух, так что после этого предварительного сгорания сгорание смеси топлива и воздуха происходит с
максимальной эффективностью.
В предыдущем описании мы предположили, что газообразная среда, проходящая через трубу 41,
представляет собой холодную среду, поступающую через трубу 56. В настоящее время при использовании
тяжелых видов топлива, которые нелегко испаряются, целесообразно пропускать нагретую газообразную
среду мимо топливной форсунки 42, чтобы облегчить подготовку или разрушение шариков тяжелого топлива.
Под подготовкой или измельчением топлива я подразумеваю превращение его в туман или пар, или в
газообразное состояние, или в любую возможную комбинацию этих состояний, в зависимости от
характеристик топлива, а также температуры и давления газообразной среды. Таким образом, топливо с
очень разными теплотворными свойствами (БТЕ) может сжигаться в одинаковых условиях в камере сгорания
двигателя. В качестве нагреваемой газообразной среды могут использоваться отработанные газы,
предпочтительно чистые. Для удобства я показал соединение между выхлопной трубой и каналом 41,
обеспечивающее подачу горячей газообразной среды в виде отработавших газов. Для этого достаточно
отрегулировать клапан 52, чтобы открыть трубу 55, как показано пунктирными линиями 52.
Клапан 52 также может быть отрегулирован таким образом, чтобы одновременно открывать трубы 55 и 56, так
что газообразная среда, протекающая через канал 41 мимо топливной форсунки в насосную камеру 24, будет
состоять из горячих продуктов сгорания и холодной газообразной среды в желаемой пропорции, в
зависимости от точного положения клапана. Таким образом, температуру горячего газа или газов, проходящих
мимо топливной форсунки, можно регулировать для обеспечения наилучшей возможной адсорбции
используемого топлива. Разумеется, следует понимать, что температура горячей газообразной среды,
протекающей мимо топливной форсунки, ниже точки воспламенения топлива. Пока клапан 47 полностью
закрывает трубу 50, объем газообразной среды, протекающей с высокой скоростью мимо топливной
форсунки, остается постоянным, и, следовательно, количество топлива, переносимого газообразной средой,
также остается постоянным, по крайней мере, в пределах практических ограничений. Таким образом, мы
получаем постоянный уровень топлива, не зависящий от частоты вращения двигателя. В положении клапана
47, обозначенном пунктирными линиями 47, весь объем газообразной среды, поступающей в насосную
камеру 24, должен пройти через канал 41 мимо топливной форсунки 42.
В этих условиях очевидно, что количество топлива, увлекаемого газообразной средой, будет максимальным.
Для изменения количества топлива, поступающего в насосную камеру 24 в газообразном состоянии,
достаточно лишь отрегулировать клапан 47, чтобы открыть трубу 50 на желаемую степень. В этих условиях
камера 24 будет заполнена воздухом (или горячими газами, или их смесью), протекающим через канал 41, а
также газообразной средой, поступающей по трубе 50 непосредственно в насосную камеру. Поскольку
газообразная среда, протекающая по трубе 50, не переносит с собой топливо, очевидно, что количество
топлива, в конечном итоге заключенного в камере 24, зависит от относительной доли газообразной среды,
протекающей через канал 41, и воздуха, поступающего через трубу 50. Чем больше отверстие трубы 50,
открытое клапаном 47, тем меньше будет доля газообразной среды, проходящей через канал 41, и,
следовательно, тем меньше будет количество топлива, поступающего в насосную камеру 24.
Таким образом, видно, что количество топлива, поступающего в насосную камеру, можно с точностью
регулировать, просто изменяя объем газообразной среды, протекающей через канал 41 в камеру 24.
Обращается внимание на то, что количество используемого топлива не регулируется напрямую, поскольку
такое регулирование было бы весьма сложным, если не практически невозможным, из-за крайне малых
объемов потребляемого топлива. Здесь мы регулируем мельчайшие количества топлива, изменяя пропорции
большого постоянного объема газообразной среды, поступающей в насосную камеру через канал 41 и трубу
50. Регулируя долю газообразной среды, проходящей через топливную форсунку, соответственно изменяется
и количество топлива, поступающего в насосную камеру. Таким образом, можно получить очень тонкие
изменения количества топлива, благодаря чему обеспечивается правильная горючая смесь в рабочем
цилиндре при всех скоростях и нагрузках двигателя. Это, очевидно, повышает эффективность двигателя и
приводит к тому, что расход топлива становится прямо пропорциональным развиваемой мощности на любой
скорости. Регулировка эжекторной втулки 43 относительно топливной форсунки, позволяющая изменять
площадь воздушного или газового канала вокруг выходного отверстия форсунки, дает возможность
использовать топливо с различной теплотворной способностью (БТЕ), а также, при необходимости, позволяет
регулировать изменения барометрического давления без необходимости регулировки клапана 47.
Кроме того, переместив клапан 47 в нужное положение, можно устранить любые незначительные неточности
конструкции или пропорций, которые всегда могут возникнуть. Если газообразная среда содержит кислород,
то максимальная температура сжатой смеси топлива и газообразной среды в насосной камере 24
предпочтительно должна поддерживаться ниже точки самовоспламенения топлива. В данном случае можно
использовать сравнительно высокие расчетные температуры, поскольку испарение топливной смеси в
газовой среде в процессе сжатия приводит к заметному снижению фактической температуры сжатой смеси.
Если необходимо использовать топливный насос при настолько высоких температурах, что при
использовании любого кислородсодержащего газа в качестве газовой среды произойдет самовоспламенение,
следует использовать инертный газ (не содержащий кислорода), например, отработанные газы из выхлопной
трубы двигателя. Объем камеры 24 рассчитывается таким образом, и объем газообразной среды, которая
переносит топливный заряд в камеру, пропорционален этому объему, так что топливо полностью испаряется
во время такта сжатия поршня насоса.
Одновременно с этим теплообмен между молекулами топлива и газообразной средой предотвращает
чрезмерное повышение температуры, которое обычно происходит при сильном сжатии газообразной среды.
Степень сжатия смеси в камере 24 остается неизменной в пределах практических ограничений при различном
количестве топлива. Предложенный мной механизм топливно-туманного насоса может использоваться не
только для жидкого топлива, но и для газообразного, обеспечивая те же результаты и преимущества, что и
описанные ранее. Впрыск подготовленного топлива в сжатый воздух рабочего цилиндра происходит
практически с постоянной скоростью, не зависящей от частоты вращения двигателя. Это очевидно из того
факта, что до открытия топливного впускного клапана 9 испаренное топливо равномерно распределено или
находится во взвешенном состоянии в постоянном объеме газообразной среды, сжатой до заданной степени.
Следовательно, поскольку давление и температура этой газообразной среды в замкнутом пространстве,
образованном корпусом 8, трубой 34 и отсеком 33, не зависят от частоты вращения двигателя, открытие
топливного клапана 9 приводит к тому, что невзрывоопасная и сильно сжатая смесь топлива и газообразной
среды поступает в менее сжатый воздушный заряд в главном цилиндре с постоянной скоростью, которая
полностью не зависит от изменений частоты вращения двигателя и не подвержена их влиянию.
Следует отметить, что впускной клапан 9 имеет сравнительно большую площадь, что позволяет
осуществлять практически мгновенную подачу топливной смеси. Использование такого большого
впрыскивающего отверстия стало возможным благодаря тому, что топливо равномерно распределено в
испаренном или распыленном состоянии (я использую эти термины как синонимы) в упругой среде под
Соседние файлы в папке патенты