Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13216
.pdf
движении в гору по крутым склонам. Измельчение топлива, выходящего из форсунки 30, приблизительно
равномерно, поскольку две причины его образования — выброс топлива из цилиндра и выброс в вакуум —
имеют практически взаимодополняющую величину во всем диапазоне работы двигателя.
Степень открытия топливного канала регулируется таким образом, чтобы обеспечить подачу необходимого
топлива в ответ на создаваемое им разрежение. В представленной конструкции степень открытия
топливопровода регулируется коническим дозирующим штифтом или клапаном 76, скользящим образом
перемещающимся в подшипнике 78 внутри втулки 66 и взаимодействующим с отверстием 59. Штифт 76
управляется сильфоном 72, к которому он гибко соединен, например, посредством винтового элемента со
сферической головкой 80 и кольцевой гайки 82. Внутреннее давление в сильфоне 72 обычно обеспечивается
трубчатым элементом 84, открытым с обоих концов; этот трубчатый элемент также служит регулируемым
упором, предотвращающим сжатие сильфона сверх того, что необходимо для создания топливного отверстия
заданного максимального размера.
Крышка 86 закрывает наружный конец элемента 84 и образует вокруг него камеру 88. Камера 88 сообщается
через трубопровод 90 и отверстие 92 с впускным трубопроводом 12 на атмосферной стороне дроссельной
заслонки 10, когда та находится в закрытом или холостом положении. Трубопровод служит для обеспечения
связи внутренней части сильфона с атмосферой, за исключением периода сразу после холостого хода, когда
пониженное давление передается внутрь сильфона через трубопровод 90. От этой конструкции можно
отказаться, и в этом случае сильфон будет постоянно вентилироваться в атмосферу, если будет применена
модификация, показанная на рис. 4, а также, при желании, можно обойтись без обоих этих решений,
прибегнув к использованию сильфонов увеличенной емкости.
Литая деталь 70 и крышка 68 обеспечивают практически герметичный корпус для сильфона 72, образуя вокруг
сильфона «тупиковую» воздушную камеру 94, которая сообщается через напорную магистраль или
трубопровод 96 с внутренней частью трубопровода отвода отработавших газов 98. Напорная магистраль 96
предпочтительно включает в себя увеличенную наружную часть 100 вблизи выпускного канала 98, имеющую
объем, равный или превышающий увеличение объема камеры 94, когда сильфон сжимается до
максимального размера, причем часть 100 предпочтительно сообщается с внутренней частью корпуса
сильфона через трубчатую часть 102 со значительно уменьшенным поперечным сечением, служащую для
сглаживания пульсаций.
Внутренняя упругость сильфона 72 дополняется противодействием его сжатию для расширения отверстия 59
с помощью спиральной пружины 104, расположенной вокруг элемента 6Ko 84 между сильфоном и
регулируемым трубчатым упором 106, но не соприкасающейся с последним при расширении сильфона.
В ходе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания было установлено, что давление выхлопных газов
изменяется от немного выше атмосферного и выше, а в случае двигателей, использующих глушители,
максимальное давление может быть на несколько фунтов выше атмосферного по мере увеличения
количества заряда в цилиндре. Давление отработавших газов указывает на массу заряда и, следовательно,
на потребность в топливе при всех нагрузках и скоростях двигателя. Эти колебания давления идеально
подходят для регулирования площади топливного канала с целью изменения подачи топлива в соответствии с
требованиями, а диапазон колебаний давления достаточно широк, чтобы обеспечить необходимое
перемещение сильфона для изменения размера отверстия топливного канала от минимального до
максимального требуемого значения.
При описанной выше конструкции колебания давления 90 внутри выпускного коллектора 98 воздействуют на
воздух в напорной магистрали 96 и камере 94, вызывая перемещение сильфона 72 в соответствии с ними.
Часть 100 напорной магистрали 95 служит для предотвращения циркуляции нагретых отработавших газов или
их попадания в камеру для контакта с сильфоном, благодаря чему последний остается холодным. Таким
образом, работа сильфона 72 регулируется изменениями разницы между сверхвысоким давлением
выхлопных газов и атмосферным давлением, то есть изменениями избыточного давления выхлопных газов,
которое изменяется в правильном направлении и в необходимой степени, чтобы вызвать изменение подачи
топлива непосредственно с ним, в основном от холостого хода двигателя до высоких оборотов при работе на
полностью открытой дроссельной заслонке. 110 По мере увеличения давления отработавших газов сильфон
72 сжимается, вызывая движение клапана 76. Открытие клапана, вызванное сжатием сильфона, сначала
сдерживается самим сильфоном 115 при низком давлении отработавших газов, а затем, когда люфт в зазоре
107 компенсируется дальнейшим открытием, пружиной 104, присущим сильфону упругостью, и пружиной 120
104, которая служит, когда сильфон расширяется при снижении давления отработавших газов, вызывая
соответствующее движение дозирующего штифта вниз или в сторону закрытия.
125 При описанном способе управления потоком топлива компенсация барометрических изменений
осуществляется автоматически.
Пружина 104, которая стремится уменьшить площадь топливного канала, разумеется, не подвержена
влиянию барометрических изменений (t30 343,063), а давление в выхлопных газах, стремящееся открыть
топливный канал, изменяется прямо пропорционально барометрическим изменениям из-за соответствующего
изменения веса заряда, в результате чего, например, при переходе из области более высокого давления в
область более низкого давления, как при наборе высоты на самолете, топливный канал сужается, чтобы
подавать топливо в меньшем количестве, соответствующем уменьшенному доступному весу воздуха.
Закрытие дозирующего штифта 76 ограничивается с помощью кулачка 108, расположенного таким образом,
чтобы взаимодействовать с сильфоном 72 и предназначенного для привода через вал 110.
Пружина 112 предназначена для удержания емкости 108 в зацеплении с упором 114 (рис. 4), который
регулируется для определения минимального или холостого хода отверстия топливного канала.
Поворот кулачка 108 слегка приподнимает штифт 76, увеличивая размер топливного канала, при этом
движение открытия, осуществляемое кулачком 108, ограничивается регулируемым упором 116 (рис.). 4).
Кулачок 108 может приводиться в действие любым подходящим устройством, например, проводным
управлением с приборной панели автомобиля, и это устройство -30 может использоваться для ручного
увеличения открытия топливного канала при запуске холодного двигателя. В случае, если использование
трубопровода исключено, и сильфон не обладает достаточно большой пропускной способностью,
позволяющей управлять топливным клапаном даже при очень низком давлении отработавших газов, открытие
топливного канала в период низкого давления отработавших газов сразу после холостого хода
предпочтительно регулируется механически в дополнение к дросселированию.
В модификации, показанной на рис. 4, дроссельная заслонка расположена в рабочем положении
относительно вала кулачка 108 через рычаг дроссельной заслонки 117 и пружинный рычаг 118,
взаимодействующий с рычагом 119 на валу 110. Предпочтительно, стержень 118 снабжен закругленным
выступом 118a, позволяющим стержню подниматься по рычагу 119, когда вращение кулачка 108
останавливается упором 116. Таким образом, планка 118 приводит в действие кулачок 108 только при
небольшом перемещении дроссельной заслонки из положения холостого хода (при свободном положении
дроссельной заслонки), когда планка 118 перемещается по рычагу 119, чтобы переместиться из положения,
близкого к холостому ходу, в полностью открытое положение, не вызывая перемещения дозирующего штифта
76.
Для обеспечения стабильной подачи компонентов топливной смеси в двигатель на холостом ходу
предпочтительно уменьшать разрежение, воздействующее на топливо, путем подачи воздуха в смесь с
топливом в точке, расположенной между дозирующим отверстием 59 и выходным концом 32 топливной
форсунки. Это позволяет соответствующим образом увеличить отверстие топливного канала в точке 59 и
существенно уменьшить трение и колебания в точке 59.
Отбираемый воздух подается через трубку 121, которая через поперечное отверстие 121а (рис. 5) сообщается
с топливопроводом и с топливной камерой 64 в корпусе 38 и насыщает топливо кислородом, когда оно
проходит вместе с воздухом в камеру 64. Винтовая пружина 122 расположена вокруг трубки 121 между концом
ступичного элемента 126 на указанной трубке, содержащей поперечное отверстие 121a и башмак 128,
скользящий по опоре 121 и прижимаемый пружиной 122 к барабану или клапанному элементу 130,
установленному на валу дроссельной заслонки 10. Барабан 130 имеет углубление 132, предназначенное для
обеспечения доступа воздуха через дренажное отверстие 120 и трубку 121 во время работы двигателя на
холостом ходу. При открытии дроссельной заслонки подача воздуха через выпускное отверстие 120 в трубку
121 прекращается. Регулировка отключения осуществляется путем поворота барабана на валу дроссельной
заслонки.
Дроссельная заслонка 10 предпочтительно должна быть большего размера, чем при обычной практике
использования карбюраторов, что желательно. Она должна иметь отверстие 134 для подачи воздуха на
холостом ходу при закрытой дроссельной заслонке. Когда воздух для холостого хода подается через край
почти закрытой дроссельной заслонки, как это обычно бывает, трение приводит к нестабильной подаче
воздуха, чего можно избежать, используя отводное отверстие 134. Вал дроссельной заслонки расположен
эксцентрично внутри воздушного канала, что обеспечивает точное управление и автоматическое закрытие в
случае поломки пружины дроссельной заслонки.
При работе на полной нагрузке, когда дроссельная заслонка практически полностью открыта, отверстие для
отбора воздуха 120 закрывается, чтобы поддерживать максимально возможное разрежение в топливном
отверстии.
Это выгодно, поскольку площадь проходных отверстий для топлива при этом увеличивается, а сопротивление
трению потока топлива значительно снижается.
На рис. 6 показано еще одно средство для управления сильфоном 72 и клапаном 76, дополняющее их
пневматическую работу в положении холостого хода и вблизи него. 115 В таком виде электромагнитная
катушка 136 с железным сердечником 138 расположена внутри камеры 70 под сильфоном 72, который
снабжен железным якорем 140, предназначенным для притягивания катушкой 120 136 и сердечником 138 при
подаче на катушку напряжения. Катушка 136 включена в цепь 142, имеющую батарею 144 и снабженную
замыкателем и выключателем 146, причем последний показан в разомкнутом состоянии. Переключатель 125
146 может открываться и закрываться одновременно с открыванием и закрыванием обычного выключателя
цепи зажигания двигателя. В замкнутом контуре 142, когда часть 146 закрыта, регулируется скорость
воздушного потока или разрежение на впуске, которые значительно колеблются, что облегчает запуск
двигателя и предотвращает его остановку в период прогрева.
При необходимости диаметр топливного канала можно увеличить путем ручного управления кулачком 108.
ХОЛОСТОЙ ХОД.
При небольших отверстиях воздуховодов, предназначенных для работы на холостом ходу и немного за его
пределами, индуктивное воздействие на топливо от потока газов из цилиндра незначительно, поскольку
давление газов в цилиндре низкое из-за малой массы заряда. Однако разрежение на впуске практически
максимально из-за ограниченной ширины открытия дроссельной заслонки, и существует очень сильное
разрежение топлива из этого источника, а поскольку требуется очень мало топлива, топливный канал
необходимо ограничить, переместив штифт 76 в положение закрытия, обеспечивая отверстие топливного
канала, площадь которого на холостом ходу минимальна. Однако было установлено, что при работе на
холостом ходу сильно суженные топливно-воздушные каналы, приводящие к замедлению движения топлива и
воздуха из-за трения, часто вызывают нестабильную работу двигателя из-за нежелательных колебаний
подачи топлива и воздуха. Стабильная, плавная и экономичная работа на холостом ходу и при низких
относительных нагрузках обеспечивается системой отбора воздуха S5, при этом топливо поступает в камеру
сгорания 64.
Этот отвод уменьшает разрежение во впускном коллекторе, воздействующее на топливо, и, следовательно,
позволяет отрегулировать упор 114, чтобы обеспечить большее отверстие топливного канала на 59 во время
холостого хода, чем можно было бы использовать в противном случае. Большее отверстие уменьшает
замедление из-за трения и стабилизирует поток топлива.
Когда дроссельная заслонка закрыта, отверстие 134 для отбора воздуха в дроссельной заслонке 10
обеспечивает подачу необходимого воздуха для быстрого холостого хода без трения, препятствующего его
прохождению. Полученное таким образом регулирование подачи топлива и воздуха позволяет обеспечить
медленный, стабильный холостой ход с практически полным сгоранием и отсутствием угарного газа в
выхлопных газах.
ДИАПАЗОН ЧАСТИЧНОЙ НАГРУЗКИ ИЛИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА. 115 В диапазоне крутящего момента, то
есть за пределами холостого хода и ниже режима работы при полной нагрузке и открытой дроссельной
заслонке, в котором крутящий момент двигателя до максимально достижимого регулируется ручным
открытием 120 дроссельной заслонки, интенсивность газового потока в цилиндре, индуктивное воздействие
газов в цилиндре на топливо, их ускоряющее воздействие на воздух и количество воздуха, подаваемого через
дроссельную заслонку, изменяются 125 прямо пропорционально ручному открытию дроссельной заслонки.
При этом разрежение на впуске уменьшается по мере увеличения открытия дроссельной заслонки, а также
уменьшается из-за все большего значения 130, что происходит за счет дроссельной заслонки, управляемой
рычагом 117, на котором расположен контакт 148, предназначенный для зацепления и разъединения контакта
цепи 150.
При таком расположении сильфон 72 полностью расслабляется или снимается напряжение в положении,
показанном на рис. 6, и в этом положении нижняя часть сильфона находится на некотором расстоянии от
частей, расположенных ниже, т. е. на некотором расстоянии от упора 138, который определяет положение
холостого хода клапана 76. Следовательно, когда сильфон полностью расслаблен, клапан 76 занимает
положение, обеспечивающее открытие топливного канала большего размера, чем требуется для работы на
холостом ходу. Когда дроссельная заслонка перемещается в положение холостого хода, катушка 136
активируется и приводит в действие сильфон 72, который зацепляется с сердечником или упором 138,
перемещая клапан 76 и удерживая его в положении холостого хода, при этом сильфон натягивается
электромагнитом. При небольшом открытии дроссельной заслонки катушка 136 обесточивается, и сильфон 72
сжимается, расширяя тем самым отверстие топливного канала для подачи необходимого дополнительного
топлива для легкого ускорения. Сжатие происходит за счет энергии, запасенной в сильфоне при его
натяжении, и за счет увеличения давления выхлопных газов, поскольку в таких условиях сильфон очень
чувствителен даже к незначительным изменениям давления выхлопных газов.
При запуске двигателя замыкание выключателя зажигания, если он используется для управления
выключателем 146, не приведет к включению катушки 136, если дроссельная заслонка не закрыта, оставляя
клапан 76 в положении, обеспечивающем подачу достаточного количества топлива для запуска двигателя.
Когда двигатель достаточно прогреется, дроссельную заслонку можно закрыть, тем самым активировав
катушку 136, которая втянет сильфон вниз и переведет дозирующий штифт топлива в положение холостого
хода.
Благодаря такой конструкции размер отверстия для подачи топлива на холостом ходу может быть точно
отрегулирован таким образом, чтобы в значительной степени предотвратить образование угарного газа во
время работы двигателя на холостом ходу. При закрытии дроссельной заслонки для замедления двигателя
магнитная катушка 136 перемещает модулирующий штифт 76 в положение холостого хода и удерживает его в
этом положении.
ЗАПУСК ДВИГАТЕЛЯ.
При проворачивании двигателя газы, выходящие через форсунку 28, поднимают топливо и вызывают его
выброс в измельченном виде во впускной коллектор, обеспечивая необходимое количество топлива для
запуска, даже несмотря на то, что разрежение во впускном коллекторе должно быть довольно низким. Таким
образом, непрерывная подача топлива газами из цилиндров без необходимости зависимости от количества
газа из цилиндров, подаваемого под повышенным давлением во впускной коллектор, тем не менее, во всем
этом диапазоне обеспечивается достаточное разрежение для подъема и подачи топлива во впускной
коллектор, причем такое разрежение обусловлено подачей газа из цилиндров и разрежением во впускном
коллекторе, причем последнее в значительной степени зависит от положения дроссельной заслонки и по
величине в значительной степени дополняет подачу газа из цилиндров и, в меньшей степени, поток воздуха
(усиленный подачей газа из цилиндров).
В этом диапазоне работы изменения давления отработавших газов, вызванные изменениями количества
заряжаемого материала, передаются на сильфон, в результате чего площадь топливного канала изменяется
непосредственно в зависимости от подачи воздуха.
Изменение давления выхлопных газов SO в пределах допустимых значений происходит при изменении
соотношения топливно-воздушной смеси. Например, если смесь слишком обеднена, давление выхлопных
газов увеличится, что приведет к сжатию сильфона для подачи дополнительного топлива и восстановления
правильного соотношения компонентов смеси, и наоборот.
При резком изменении положения дроссельной заслонки давление выхлопных газов на мгновение возрастет
до такой степени, что это вызовет подачу топлива, способствующего ускорению. Этот эффект усиливается за
счет увеличения пускового воздействия цилиндра, которое на мгновение увеличивает всасывание через
топливную форсунку.
Если не используется сильфон достаточно большой емкости, приспособленный для очень эффективного
реагирования на небольшие изменения давления, то открытие топливного канала для малых открытий
дроссельной заслонки, выходящих за пределы холостого хода, обеспечивается либо путем снижения
давления в самом сильфоне через трубопровод 90, либо путем механического управления через
дроссельную заслонку и планку 118. Потери на прокачку в диапазоне крутящего момента работы двигателя
существенно снижаются за счет выброса газов из цилиндров во впускной коллектор.
ПОЛНЫЙ ДИАПАЗОН НАГРУЗКИ.
-При полностью открытой дроссельной заслонке разрежение во впускном коллекторе, если оно вообще есть,
очень низкое. При работе на низких оборотах и полном крутящем моменте эффект наддува газов в цилиндре
может создавать избыточное давление во впускном коллекторе.
При увеличении скорости вращения двигателя на полной нагрузке происходит увеличение объема и скорости
воздуха в цилиндре, поскольку всасывание и количество воздуха быстро возрастают с увеличением частоты
вращения двигателя, и, следовательно, при полной нагрузке, когда топливная форсунка расположена внутри
трубки Вентури, достигается достаточное разрежение для подачи топлива на полной нагрузке, главным
образом за счет всасывания из цилиндра – газового потока, усиленного скоростью воздуха.
В этом диапазоне режимов работы потребность в топливе возрастает с увеличением скорости двигателя.
Соответственно, изменения давления отработавших газов, возникающие при изменении скорости на полной
нагрузке, используются для непосредственного изменения площади топливного канала посредством
перемещения штифта 76, и, благодаря сочетанию регулировки всасывания и площади топливного канала,
обеспечивают подачу необходимого топлива в соответствующей пропорции к воздуху во всем диапазоне
скоростей при полностью открытой дроссельной заслонке.
Благодаря этому изобретению двигатели внутреннего сгорания могут работать как на обычно используемых
видах топлива, так и на топливе с гораздо более высокой температурой кипения, при этом все топливо для
всего диапазона работы может подаваться через простое сопло, а различные компенсационные форсунки и
механизмы, используемые в обычных карбюраторах, могут быть исключены, диапазон скоростей в обоих
направлениях может быть расширен, и общая эффективность двигателей внутреннего сгорания в целом
может быть повышена. 85 Следует четко понимать, что прилагаемые мною пункты формулы изобретения не
распространяются на управление топливными клапанами газообразными жидкостями при пониженном
атмосферном давлении, как это предлагалось ранее, и что не заявлено управление топливными клапанами
продуктами сгорания внутри силовых цилиндров, получаемыми в начале или вблизи начала рабочего хода
силового поршня.
Мне известно, что было предложено использовать распыляющую струю продуктов сгорания, пропуская их
через трубку, расположенную концентрично внутри топливной форсунки и выступающую несколько выше нее,
так что струя не будет оказывать уносящего воздействия на топливо.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я 105
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_343064.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=343064&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB343064A
[]
an_ we. r.6 --- A. F
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: август. 7, 1929. № 2417129. 343906 Завершено: февраль. 9, 1931, ПОЛНАЯ
СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованный метод и устройство для подачи и смешивания топливных смесей для двигателей
внутреннего сгорания.
Я, Уильям Уоррен Триггс, из фирмы «Маркс и Сирк», расположенной по адресу: Линкольнс Инн Филдс,
Лондон, Западная Каролина, подданный Великобритании, настоящим заявляю о характере данного
изобретения (сообщение, полученное мной из-за границы от корпорации Moore Inventions Corporation,
корпорации, организованной и существующей в соответствии с законами штата Массачусетс). Соединенные
Штаты Америки, расположенные в здании Слейтера, Вустер, штат Массачусетс, Соединенные Штаты
Америки), и то, каким образом это должно быть выполнено, должно быть подробно описано и установлено в
следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованию методов и устройств подачи и смешивания
компонентов топливных смесей для двигателей внутреннего сгорания с использованием распыления топлива
в воздушный поток с помощью дополнительной газообразной жидкости.
До настоящего времени выдвигались различные предложения по нагреву топлива с помощью газов из
баллонов и смешиванию его с такими газами. Например, в одной схеме взрывчатая смесь в цилиндрах в
момент сжатия использовалась для сброса топлива из топливной форсунки компрессора; в другой схеме
воздух из компрессора, осушенный выхлопными газами, использовался для увеличения объема смесей в
соответствии с понижением атмосферного давления; а в еще одной схеме газы, отбираемые из цилиндров в
периоды низкого давления, использовались либо для... подача воздуха через карбюратор или для
принудительной подачи смеси в двигатель.
Однако в таких конфигурациях не наблюдалось надлежащего воздействия дополнительных газов на
топливную смесь, и, кроме того, смешивание смеси с топливом происходило со стороны дроссельной
заслонки, удаленной от двигателя, в области, не подверженной максимальному разрежению на впуске.
Настоящее изобретение представляет собой способ подачи и смешивания топлива для двигателей
внутреннего сгорания, в котором топливо впрыскивается в поток воздуха в области снижения давления на
впуске со стороны двигателя, под действием газообразной жидкости, действие которой прямо
пропорционально количеству топлива, проходящего через цилиндры, и в котором подача топлива
регулируется в зависимости от изменений давления на впуске.
Снижение давления на впуске и давление впрыскиваемой жидкости изменяются соответственно обратно и
прямо пропорционально количеству топливной смеси, поступающей в цилиндры, и, таким образом, дополняют
друг друга при изменении положения дроссельной заслонки для обеспечения подачи топлива
непосредственно из источника в количестве, достаточном для удовлетворения потребностей двигателя.
Согласно еще одной особенности изобретения, подача топлива регулируется и находится в обратной
зависимости от изменений 70, снижения давления на впуске, в отличие от управления в соответствии с
массой заряда, поступающего в цилиндры, способом, заявленным в моей одновременно находящейся на
рассмотрении заявке № 241,108 от 75 e-даже сегодня (серийный номер 343,063).
Дальнейшие особенности изобретения станут очевидны из приведенного ниже описания.
Прилагаемые чертежи иллюстрируют предпочтительный тип аппарата, с помощью которого может быть
осуществлен этот метод, и на указанных чертежах:
Рисунок 1 представляет собой боковой вид двигателя, оснащенного устройством в соответствии с
изобретением, частично расположенным в разрезе по линии 1-1, рис. 2; рис. 2 представляет собой частичный
план рис. На рис. 3 представлен вертикальный разрез схемы устройства для регулировки карбюратора и
механизма подачи топлива, детали которого показаны в положении для работы на холостом ходу; на рис. 4
представлен схематический вид, на котором пунктирными линиями показаны основные управляющие детали
в положении 95° для работы с широким диапазоном дроссельной заслонки на низкой скорости, а пунктирными
линиями показано положение клапанов управления.
работа на высокой скорости; и на рис. 5 показан участок линии 5-5. Воздух, поступающий через дроссельный
клапан 10 с ручным управлением, проходит через канал 12 в устройстве 14, обозначенном как форсажная
камера, через коллекторный стояк 10! 16, Впускной коллектор 18, а затем впускные клапаны 20,
открывающиеся во время такта впуска, попадают в камеру сгорания 22 двигателя.
В предпочтительном варианте проходного канала имеется трубка Вентури 24 с горловиной 26.
b В свободной от препятствий области между дроссельной заслонкой и впускными клапанами поток
газообразной жидкости подается в цилиндры двигателя через сопло 30, имеющее расширенное наружу
отверстие и направленное в сторону воздушного потока. Сопло 30 имеет горловину, расположенную внутри
горловины 26 трубки Вентури 24, и выполнено относительно большого диаметра, благодаря чему оно
эффективно главным образом при работе на полностью открытой дроссельной заслонке 1,5 на высоких
оборотах. При такой конструкции газовый поток усиливает приток воздуха к цилиндрам.
В качестве газообразной жидкости для струи предпочтительно использовать газы из цилиндров двигателя,
давление которых увеличивается с увеличением степени открытия дроссельной заслонки и массы заряда, и
которые содержат продукты сгорания, такие как диоксид углерода (CO) и вода (HO), а также азот,
способные образовывать антидетонирующие компоненты топливной смеси, позволяющие увеличивать
степень сжатия без детонации. Газы проходят через регулируемые шаровые обратные клапаны 32 с
ограниченным ходом в каналах, образованных в двигателе и обеспечивающих сообщение между камерами
сгорания 22 цилиндров двигателя и общим коллектором или трубопроводом 33. Среднее давление в
коллекторе 33 обеспечивает поддержание каждого шарового клапана 32 в закрытом состоянии до тех пор,
пока давление внутри камеры сгорания 22 не превысит давление в коллекторе 33, что позволяет
использовать преимущественно газы, давление которых значительно превышает давление сжатия, исключая
газы с меньшим давлением.
Газы очищаются от частиц углерода и масла и т. д. путем центрифугирования в сепараторе 34, в который они
тангенциально выводятся через трубу 36, идущую от коллектора 33, и из которого они выходят через трубу 38,
входное отверстие которой находится примерно в центре сепаратора. Сепаратор 34 снабжен заглушкой 40
для очистки.
Регулировка шаровых опор и размера выходного отверстия сопла 30 предпочтительно должна обеспечивать
давление струи в напорной магистрали до примерно 75 фунтов на квадратный дюйм, при этом допустимое
давление увеличивается с размером впускного коллектора и клапанов, которые, благодаря тщательному
измельчению топлива, достигаемому струей, не обязательно должны быть спроектированы для обеспечения
турбулентности, необходимой для смешивания топлива с воздухом, но могут быть выгодно выполнены с
плавными витками и большим диаметром, предназначенным для уменьшения трения и обеспечения
практически максимальной подачи воздуха в цилиндры. Предпочтительно слегка изменять регулировку
шарикового клапана для нескольких цилиндров, чтобы обеспечить одинаковое давление сжатия в каждом из
них. 70 Выходной конец 42 топливной форсунки 44, сообщающийся с источником подачи топлива, таким как
бак 46, вентилируемый в атмосферу в точке 48, открыт – в индуктивной связи с газами цилиндра 75, а также
подвержен разрежению в трубке Вентури 24, например, путем размещения топливной форсунки 44 внутри
горловины газовой форсунки цилиндра 30, которая сконструирована таким образом, что выход газов
цилиндра через кольцевой канал 49 внутри форсунки 30 и вокруг топливной форсунки 44 создает разрежение
на конце 42 выходного канала топлива, тем самым всасывая топливо и выбрасывая его в измельченном
состоянии 85 во впускной коллектор над дроссельной заслонкой.
Измельчение топлива происходит приблизительно равномерно, поскольку две причины его образования —
выброс газов из цилиндра и выброс в частичный вакуум впускного канала — имеют практически
взаимодополняющую величину во всем диапазоне работы двигателя.
Подача топлива регулируется или изменяется для удовлетворения требований двигателя, как поясняется
ниже, путем воздействия на топливную форсунку разрежения из нескольких источников, взаимосвязанных
таким образом, чтобы дополнять, заменять и усиливать друг друга во всем диапазоне работы двигателя, от
холостого хода до работы на высоких оборотах с полностью открытой дроссельной заслонкой, включая
разрежение, вызванное выбросом газов из цилиндра, потоком воздуха, усиленным выбросом газов из
цилиндра, и разрежением во впускном коллекторе, уменьшенным выбросом газов из цилиндра во впускной
коллектор, а также путем регулирования степени открытия топливного канала для подачи топлива с
требуемой скоростью. Такое изменение площади топливного канала осуществляется в ответ на изменение
разрежения во впускном коллекторе, и эта реакция изменяется от прямой к обратной и наоборот в разных
частях диапазона работы двигателя для соответствующего регулирования площади топливного канала, а
также для дополнения или модификации такого пневматического управления путем управления,
осуществляемого механически в связи с движением дроссельной заслонки.
Достаточное разрежение обеспечивается из нескольких источников во всем диапазоне рабочих режимов
двигателя, чтобы поднимать топливо непосредственно на любую желаемую высоту до нескольких футов,
исключая необходимость в отдельных топливоподъемных устройствах, и при этом позволяет значительно
изменять уровень подачи топлива без помех для его надлежащей подачи.
Для управления зоной прохождения топлива предусмотрены два модулирующих штифта 50 и 52,
соединенных последовательно в топливопроводе.
Конический штифт 50, через который первым проходит топливо на пути к впускному коллектору, приводится в
действие в ответ на изменения снижения давления во впускном коллекторе и непосредственно
синхронизируется с ними в относительно узком диапазоне, предпочтительно от атмосферного давления до
примерно трех дюймов ртутного столба.
Штифт 52 приводится в действие в ответ на изменения снижения давления во впускном коллекторе и в
обратной зависимости от них практически во всем диапазоне колебаний давления во впускном коллекторе. В
пределах общего диапазона давления дозирование осуществляется с помощью того из двух клапанов,
который расположен таким образом, чтобы обеспечить меньшее отверстие.
Дозирующий штифт 50 приводится в действие в направлении вниз или закрытия с помощью легкой пружины
64, причем это движение ограничено упором 53, и приводится в действие в направлении вверх или открытия
за счет сжатия сильфона 66, который снаружи обращен к атмосфере, а внутри — к пониженному давлению во
впускном коллекторе двигателя, передаваемому на сильфон через трубу 68, которая открывается во впускной
коллектор через отверстия 70, расположенные в горловине 26 диффузора 24, где снижение давления из-за
воздушного потока максимально, особенно когда дроссельная заслонка полностью открыта. Трубка 71
сообщается с внутренней частью сильфона 66 и служит ограничителем, препятствующим сжатию сильфона
66 и раскрытию штифта 50. (На практике сильфон 66 и его кожух предпочтительно располагаются в задней
части зарядного устройства 14, но на рис. 3 они показаны ниже и сбоку для наглядной иллюстрации принципа
действия.) Штифт 592 приводится в действие вверх, к закрытому положению, за счет сжатия сильфона 78,
который снаружи обращен к атмосфере и сообщается изнутри с впускным отверстием через канал 80 в точке
82, расположенной предпочтительно ниже диффузора 24, где влияние потока, направленного к цилиндрам
двигателя, на разрежение незначительно.
Сжатие левого элемента 78 воздействует на штифт 52, обеспечивая его закрывающее движение посредством
рычага 83, шарнирно поддерживаемого в точке 84. Относительно мощная пружина 86, воздействующая через
упор 92, стремится надавить на рычаг 83 и переместить штифт 52 вниз, чтобы открыть топливный канал.
Затягивая гайки 87, можно увеличить натяжение пружины 86, чтобы расширить отверстие штифта 52 и тем
самым обогатить смесь, и наоборот.
Чрезмерное расширение сильфона 78 предотвращается упором 85, а закрывающее движение штифта 52
регулируемо ограничивается подшипниковыми гайками 93 скользящего упора 92.
В РЕЖИМЕ ПРОСТОГО И ПОЧТИ ЗА ЕГО ПРЕДЕЛАМИ.
При малых открытиях дроссельной заслонки для работы на холостом ходу и немного за его пределами
индуктивное воздействие на топливо от потока газов из цилиндра незначительно, поскольку 70 давление
газов в цилиндре низкое из-за малой массы заряда, однако разрежение на впуске максимальное или
практически максимальное из-за ограниченной степени открытия дроссельной заслонки, и 75 существует
очень сильное разрежение топлива из этого источника, а поскольку требуется очень мало топлива, топливный
канал необходимо ограничить, переместив штифт 52 в положение закрытия, преодолевая сжимающее
натяжение пружины 86, которое на этом этапе 8 превышает натяжение, создаваемое сильфоном 78. Таким
образом, штифт 52 приводится в действие механически при перемещении дроссельной заслонки через рычаг
дроссельной заслонки 56 и подвесную планку 85 54, при этом шпилька 58 рычага 83 входит в зацепление с
нижним концом 90 паза 60 в подвесной планке 54, как показано на рис. 3.
При закрытии дроссельной заслонки штифт 52 механически поднимается стержнем 54, 9g, а при открытии
дроссельной заслонки штифт 52 опускается или открывается пружиной 86, таким образом, штифт 52
перемещается вместе с дроссельной заслонкой в каждом направлении, а площадь топливного канала
предопределена и определенно ограничена для каждого шага перемещения дроссельной заслонки, так что
пропускание не превышает требуемого количества топлива, несмотря на очень большое разрежение на
впуске. В таких случаях механическое и непосредственное управление площадью топливного канала
движением дроссельной заслонки, а не обратно пропорциональное уменьшению давления на впуске, как в
описываемом диапазоне частичной нагрузки или крутящего момента, позволяет избежать некоторых
нежелательных эффектов, которые могли бы возникнуть в последнем случае. Например, двигатель,
работающий на холостом ходу, не получит чрезмерного избытка топлива и, возможно, остановится, если
обычно очень низкое давление на впуске кратковременно чрезмерно повысится.
ДИАПАЗОН ДОЛЯ НАГРУЗКИ И МОМЕНТА ЗАТЯЖКИ.
В так называемом диапазоне крутящего момента, то есть за пределами холостого хода и ниже полной
нагрузки при открытой дроссельной заслонке, в котором крутящий момент двигателя до максимально
достижимого регулируется ручным открытием дроссельной заслонки, интенсивность газового потока в
цилиндре, индуктивное воздействие газов в цилиндре на топливо и их ускоряющее воздействие на воздух, а
также количество воздуха, поступающего через дроссельную заслонку, прямо пропорциональны степени
открытия дроссельной заслонки, регулируемой вручную. 125.
Хотя разрежение на впуске уменьшается по мере увеличения открытия дроссельной заслонки, а также
уменьшается из-за все большего количества газов, подаваемых под повышенным давлением во впускной
коллектор, тем не менее, в этом диапазоне сохраняется достаточное разрежение для подъема и подачи
топлива во впускной коллектор. Это разрежение обусловлено всасыванием, вызванным потоком газов из
цилиндра, и разрежением на впуске, которое в значительной степени зависит от положения дроссельной
заслонки и по величине существенно дополняет всасывание, вызванное потоком газов из цилиндра, и, в
меньшей степени, потоком воздуха (усиленным потоком газов из цилиндра).
В этом диапазоне работы изменения снижения давления во впускном коллекторе используются для
управления зоной прохождения топлива как обратной функцией снижения давления посредством работы
штифта 52 с помощью сильфона 78 и пружины 86, при этом штифт 50 остается полностью открытым,
поскольку снижение давления во впускном коллекторе превышает ограниченный диапазон, в пределах
которого может происходить движение штифта 50.
Описанное управление подачей топлива позволяет подавать топливо в количествах, прямо
пропорциональных подаче воздуха, по мере необходимости в нормальном режиме работы в этом диапазоне,
а также подавать дополнительное топливо, кратковременно необходимое для ускорения двигателя при
ручном увеличении открытия дроссельной заслонки. При резком открытии дроссельной заслонки в несколько
более широкое положение, например, при разгоне автомобиля с относительно низкой скорости,
непосредственным эффектом будет временное аномальное уменьшение разрежения во впускном коллекторе,
что вызовет «опускание» штифта 52 и открытие топливного канала под действием пружины 86. Это открытие
будет больше, чем при медленном открытии дроссельной заслонки, и будет достаточным для подачи топлива,
необходимого для хорошего ускорения. По мере увеличения скорости вращения двигателя нормальное
соотношение воздуха и топлива возобновляется, если только в период низкого давления не было подано
слишком много топлива.
Чтобы избежать избытка топлива в периоды разгона, регулирование открытия топливного канала
модифицируется как обратная функция снижения давления во впускном коллекторе путем механического
ограничения максимального открытия топливного канала в фюзеляже в связи с движением дроссельной
заслонки. Зацепление шпильки 58 с нижним концом 90 паза 60 подвесной планки 54 предпочтительно
используется для ограничения движения дозирующего штифта при открытии дроссельной заслонки, чтобы
избежать избыточной подачи топлива при увеличении открытия дроссельной заслонки для ускорения в
диапазоне крутящего момента работы двигателя.
Если открытие дроссельной заслонки для ускорения настолько велико, что паз 90 опускается слишком низко,
чтобы взаимодействовать со штифтом 58, ограничивающим открытие штифта 52, и скорость настолько низка,
что разрежение на впуске находится в нижнем диапазоне для работы штифта 50, последний будет смещаться
в сторону закрытия и подготовки к отводу избыточного топлива, — при таких условиях открытие штифта 52
превысит открытие штифта 50. 70 Если при увеличении оборотов двигателя в ответ на снижение нагрузки при
заданном положении дроссельной заслонки происходит обеднение топливной смеси, то для получения более
богатой смеси можно увеличить натяжение пружины 86 (7 футов). Однако, практически отсутствует
увеличение разрежения на впуске, которое могло бы привести к обеднению смеси из-за частичного закрытия
дроссельной заслонки 52 при увеличении скорости в частично открытом положении дроссельной заслонки.
Это происходит из-за эффекта повышения давления газов, выходящих из цилиндра во впускной коллектор, и
из-за того, что соединение с сильфоном выполнено в точке, где эффект снижения давления составляет 85%.
Соседние файлы в папке патенты