Способ макарова и.а. питания двигателя внутреннего сгорания, система для его осуществления и карбюратор

Способ макарова и.а. питания двигателя внутреннего сгорания, система для его осуществления и карбюратор

Реферат

 

Изобретение относится к системам питания двигателей внутреннего сгорания. Способ включает формирование основного потока топливовоздушной смеси, генерирование горячего водяного пара за счет тепла выхлопных газов двигателя с расходом 0,2 - 0,4 от суммарного расхода топлива на номинальном режиме, смешивание его с помощью струйного насоса с топливовоздушной эмульсией системы холостого хода и подачу указанной смеси в основной поток в виде отдельной поперечной струи со сверхзвуковой скоростью через газодинамический акустический излучатель с частотой колебаний 18000 - 22000 Гц. Особенностью системы питания и карбюратора является снабжение их последовательно соединенными струйным насосом и газодинамическим акустическим излучателем, подключенными к контуру генерации горячего пара, с испарением топлива системы холостого хода горячим паром в струйном насосе. Технический результат заключается в том, чтобы снизить токсичность выхлопных газов двигателя на любых режимах его работы за счет создания высокогомогенной смеси топлива с воздухом с насыщением ее повышенным количеством водяных паров и мелкодисперсных водяных капель, а также повысить экономичность двигателя и улучшить температурный режим его работы. 3 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах питания двигателей внутреннего сгорания автомобилей и других транспортных средств, а также в прочих устройствах, для привода которых используются двигатели внутреннего сгорания.

Проблема экологической безопасности и экономичности автомобилей и других транспортных средств, использующих двигатели внутреннего сгорания, является самой актуальной в настоящее время в связи с резким увеличением количества эксплуатируемых транспортных средств и большой концентрации их, особенно в городах. Наибольшую опасность представляют выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, которые содержат вредные окислы, несгоревшие частицы углерода, продукты неполного сгорания топлива и другие вредные вещества.

Одно из направлений повышения экономичности двигателей внутреннего сгорания и снижения вредных выбросов в атмосферу связано с совершенствованием подготовки топливовоздушной смеси в системах питания двигателей.

Известен способ питания двигателя внутреннего сгорания, включающий формирование потока топливовоздушной смеси и дополнительную подачу в указанный поток атмосферного воздуха через систему холостого хода (см. патент США N 4075296, кл. F 02 M 3/08, 261/41 D, 1978). Данный способ позволяет несколько снизить токсичность выхлопных газов, особенно на режимах запуска и холостого хода.

Известен также способ питания двигателя внутреннего сгорания, включающий формирование потока топливовоздушной смеси и облучение ее акустическими колебаниями, преимущественно ультразвукового диапазона (см. авторское свидетельство СССР N 1749528, кл. F 02 M 27/08, 1992). В известном способе ультразвуковые колебания генерируются газоструйным излучателем Гартмана, установленным в потоке топливовоздушной смеси. Для существенного снижения содержания токсичных веществ в выхлопных газах двигателя необходимы излучатели высокой мощности, что требует наличия источника рабочего газа повышенного давления и температуры. В указанном изобретении повышение энергетических возможностей рабочего газа достигается использованием выхлопных газов для питания газоструйного излучателя Гартмана. Однако, для устойчивой длительной работы излучателя необходимо тщательно очищать выхлопные газы от несгоревших частиц. Высокая температура выхлопных газов приводит к необходимости использования в системе питания температуро-стойких материалов. Указанные недостатки привели к ограниченному использованию данного способа в автомобилестроении.

Известен также способ питания двигателя внутреннего сгорания, включающий формирование потока топливовоздушной смеси, турбулизацию его струями, подаваемыми в поток через газодинамические акустические излучатели, равномерно размещенные по периметру потока за его пределами, и облучение зоны турбулизации акустическими колебаниями, генерируемыми в струях (см. патент Российской Федерации N 2018020, кл. F 02 M 27/08, 1994). Данное изобретение позволяет за счет увеличения количества ультразвуковых излучателей перейти на использование в них атмосферного воздуха с обычной температурой и отказаться от использования горячих выхлопных газов. Однако, известный способ обладает ограниченными возможностями по воздействию на поток топливовоздушной смеси в связи с низкими энергетическими характеристиками атмосферного воздуха. Повышение эффективности обработки топливовоздушной смеси по данному изобретению можно было бы достигнуть увеличением расхода воздуха через газодинамические ультразвуковые излучатели, но в этом случае существенно ухудшается процесс первичного формирования потока топливовоздушной смеси в карбюраторе, так как количество воздуха, подаваемого в карбюратор, необходимо уменьшить на величину расхода воздуха через газодинамические ультразвуковые излучатели.

Наиболее близким к заявленному способу питания по совокупности существенных признаков является способ питания двигателя внутреннего сгорания, включающий формирование потока топливовоздушной смеси, генерирование горячего водяного пара за счет тепла выхлопных газов двигателя и смешивание его с потоком топливовоздушной смеси (см. авторское свидетельство СССР N 901601, кл. F 02 M 25/02, 1982). Добавление в топливовоздушную смесь водяных паров приводит к снижению максимальных температур при воспламении и горении топлива в двигателе, что способствует уменьшению образования окислов азота и окиси углерода, а также позволяет повысить степень сжатия в двигателе и работать на низкооктановых топливах без угрозы детонационного воспламенения и улучшить его экономичность. Положительный эффект возрастает при смешивании топливовоздушной смеси с горячими водяными парами, так как при этом увеличивается доля водяных паров в указанной смеси и утилизируется тепло выхлопных газов. Использование горячих водяных паров имеет еще одно преимущество в том, что они способствуют ускоренному переводу топлива в парообразное состояние. Недостатком данного способа является кратковременность контакта горячих водяных паров с каплями топлива в топливовоздушной смеси, определяемая временем прохождения смеси по впускному трубопроводу двигателя, и низкая интенсивность взаимодействия горячих водяных паров с каплями топлива, что не позволяет в полной мере реализовать энергетические возможности горячего водяного пара при гомогенизации топливовоздушной смеси и ограничивает количество водяного пара, смешиваемого с топливовоздушной смесью.

Известна система питания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая карбюратор и контур генерации водяного пара, включающий последовательно соединенные водяную емкость и парогенератор на выхлопном коллекторе двигателя. Верхняя полость парогенератора сообщена паропроводом с карбюратором (см. патент СССР N 1784067, кл. F 02 B 47/02, 1992). Данная система питания позволяет достаточно эффективно реализовать преимущества смешивания горячего водяного пара с топливовоздушной смесью. Недостатком данной системы является возможность выброса капель воды в топливовоздушную смесь в режимах запуска и на переходных режимах. Другим недостатком данного изобретения является кратковременность контакта горячих водяных паров с каплями топлива в топливовоздушной смеси, определяемая временем прохождения смеси по впускному трубопроводу двигателя.

Наиболее близкой к заявленной системе питания по совокупности существенных признаков является система питания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая карбюратор и контур генерации водяного пара, включающий последовательно соединенные водяную емкость, парогенератор на выхлопном коллекторе двигателя и ресивер, верхняя полость которого сообщена паропроводом с карбюратором, а нижняя полость снабжена трубопроводом отвода конденсата с водяной емкостью (см. авторское свидетельство СССР N 901601, кл. F 02 M 25/02, 1982). Данная система питания позволяет достаточно эффективно реализовать преимущества смешивания горячего водяного пара с топливовоздушной смесью, предотвращает попадание капель воды в топливовоздушную смесь и возвращает их в контур генерации пара. Недостатком данного изобретения является кратковременность контакта горячих водяных паров с каплями топлива в топливовоздушной смеси, определяемая временем прохождения смеси по впускному трубопроводу двигателя, и низкая интенсивность взаимодействия горячих водяных паров с каплями топлива.

Известен карбюратор, содержащий корпус со смесительной камерой, дроссельную заслонку и систему холостого хода, отводящий канал которой выведен в задроссельную полость смесительной камеры. Система холостого хода имеет винт регулировки состава смеси холостого хода и охватывающую его вспомогательную смесительную камеру с кольцевой обечайкой, в которой выполнены радиальные каналы (см. Говорущенко Н. Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. - М.: Транспорт, 1990, с.98-99). Недостатком данного карбюратора является невозможность поддерживать оптимальный состав топливовоздушной смеси на пониженных режимах работы двигателя.

Известен также карбюратор, содержащий корпус со смесительной камерой, дроссельную заслонку и систему холостого хода, имеющую установленную в топливном канале холостого хода промежуточную камеру, соединенную отводящим каналом с задроссельной полостью смесительной камеры, и винт регулировки состава смеси холостого хода, выполненный с продольным каналом для подвода воздуха в промежуточную камеру. В наконечнике винта имеются продольное и радиальные отверстия, соединяющие продольный канал винта с промежуточной камерой (см. патент США N 4075296, кл. F 02 M 3/08, 261/41 D, 1978). Данный карбюратор позволяет улучшить смесеобразование при работе двигателя с уменьшенной мощностью за счет подвода дополнительного воздуха, но не приводит к существенному уменьшению окислов азота и окиси углерода в выхлопных газах двигателя.

Наиболее близким к заявленному карбюратору по совокупности существенных признаков является карбюратор, содержащий корпус со смесительной камерой, дроссельную заслонку и систему обработки паром топлива холостого хода, имеющую в топливном канале холостого хода промежуточную камеру, соединенную отводящим каналом с задроссельной полостью смесительной камеры, и винт регулировки состава смеси холостого хода, выполненный с продольным каналом для подвода пара в промежуточную камеру (см. патент СССР N 568382, кл. F 02 M 1/00, 25/00, 1977). Карбюратор предназначен для работы в системе питания двигателя внутреннего сгорания с дополнительным топливом, например, спиртом или ацетоном, и продольный канал в винте регулировки состава смеси холостого хода предназначен для подвода паров дополнительного топлива в промежуточную камеру карбюратора, где указанные пары смешиваются с топливовоздушной эмульсией системы холостого хода, а затем подаются в задроссельную полость смесительной камеры, что предотвращает обеднение топливовоздушной смеси в карбюраторе и снижает возможность образования окислов азота и других вредных газов при сгорании. Данный карбюратор обладает ограниченными возможностями по количеству паров дополнительной жидкости, подаваемых в топливовоздушную смесь, и по интенсивности их перемешивания с топливовоздушной эмульсией системы холостого хода, что снижает возможности получения топливовоздушной смеси с уменьшенным образованием окислов азота, окиси углерода и других вредных газов при воспламенении и горении топлива.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является разработка способа, системы питания и карбюратора для двигателя внутреннего сгорания, которые бы обеспечивали интенсификацию смесеобразования и создание высокогомогенной смеси топлива с воздухом с насыщением ее повышенным количеством водяных паров и мелкодисперсных водяных капель на любых режимах, что ведет к пониженному содержанию окислов азота, окиси углерода и других токсичных веществ в выхлопных газах при работе двигателя, повышает экономичность его работы и улучшает температурный режим работы двигателя.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе питания двигателя внутреннего сгорания, включающем формирование потока топливовоздушной смеси, генерирование горячего водяного пара за счет тепла выхлопных газов двигателя и смешивание его с потоком топливовоздушной смеси, согласно изобретению предварительно водяной пар с расходом 0,2...0,4 от суммарного расхода топлива на номинальном режиме смешивают с помощью струйного насоса с топливовоздушной эмульсией системы холостого хода, а затем подают указанную смесь в поток топливовоздушной смеси в виде отдельной поперечной струи через газодинамический акустический излучатель с частотой колебаний 18000...22000 Гц.

При такой обработке топлива горячим водяным паром достигается высокая гомогенность топливовоздушной смеси, так как в поток топливовоздушной смеси подают заранее подготовленную смесь топлива системы холостого хода и водяного пара, при этом количество горячего водяного пара составляет 0,2...0,4 от суммарного расхода топлива на номинальном режиме, что достаточно, чтобы перевести все топливо системы холостого хода в парообразное состояние и получить гомогенную смесь паров топлива с горячим водяным паром до ее подачи в поток топливовоздушной смеси. Использование струйного насоса для смешения горячего водяного пара и топлива системы холостого хода обеспечивает перевод топлива системы холостого хода в паровую фазу без образования жидкостных пробок, что гарантирует равномерное поступление топлива системы холостого хода в зону смешения и минимальные потери давления при смешении. Это также повышает энергетические возможности гомогенной смеси перед подачей ее в поток топливовоздушной смеси и дает возможность генерировать в подаваемой струе интенсивные акустические колебания, используя для этого газодинамический акустический излучатель. При расширении подаваемой струи в газодинамическом акустическом излучателе происходит падение давления в струе, что приводит к конденсации водяных паров, образованию мелкодисперсного тумана из водяных капель и дополнительному подводу к расширяющейся струе тепловой энергии, связанной с внутренней теплотой парообразования, способствуя повышению мощности излучения газодинамического акустического излучателя. При смешивании паровой струи с потоком топливовоздушной смеси мелкодисперсные водяные капли играют роль дополнительного турбулизатора зоны смешения, а их повышенная температура способствует прогреву топливовоздушной смеси и переводу большей части топлива в парообразное состояние, что повышает гомогенность топливовоздушной смеси. Облучение зоны смешения акустическими колебаниями интенсифицирует процессы тепло- и массообмена и препятствует образованию крупнодисперсных капель, так как при частотах 18000...20000 Гц наблюдаются интенсивное образование микрокаверн в каплях, их разрушение и равномерное распределение капель в зоне смешения. В результате во впускной трубопровод двигателя будут поступать высокогомогенная насыщенная водяными парами топливовоздушная смесь и мелкодисперсные капли топлива, воды и топливоводяной эмульсии, при этом основной размер капель не превышает 10 Мкм. Наличие в топливовоздушной смеси насыщенных водяных паров и мелкодисперсных водяных капель способствует снижению максимальных температур при воспламенении и горении топлива в двигателе, что обеспечивает снижение образования окислов азота, окиси углерода и других токсичных веществ, повышая экологическую безопасность двигателя внутреннего сгорания. При этом не требуется существенных изменений конструкции двигателя и способ можно использовать практически во всех карбюраторных двигателях внутреннего сгорания. Важным преимуществом изобретения является повышенная экономичность двигателя, так как акустическая обработка зоны смешения горячего водяного пара с топливовоздушной смесью дает возможность увеличить количество подаваемого в топливовоздушную смесь водяного пара, исключив при этом опасность заливания двигателя водой. Повышенное содержание водяных паров и мелкодисперсных водяных капель приводит к увеличению мощности двигателя при том же расходе топлива, так как водяной пар является практически идеальным рабочим телом при цикле расширения. Снижение максимальных температур при воспламенении и горении топлива уменьшает тепловые нагрузки на поршни и стенки цилиндров двигателя.

Для системы питания двигателя внутреннего сгорания поставленная техническая задача решается тем, что система питания, содержащая карбюратор и контур генерации водяного пара, включающий последовательно соединенные водяную емкость, парогенератор на выхлопном коллекторе двигателя и ресивер, верхняя полость которого сообщена паропроводом с карбюратором, а нижняя полость снабжена трубопроводом отвода конденсата, согласно изобретению снабжена последовательно соединенными струйным насосом и газодинамическим акустическим излучателем, подключенным непосредственно к полости смесительной камеры карбюратора, при этом паропровод соединен с активным соплом струйного насоса, камера низкого давления струйного насоса подключена к топливному каналу системы холостого кода карбюратора, а камера смешения струйного насоса выполнена в виде цилиндрического канала, образующего дросселлирующий канал газодинамического акустического излучателя.

Газодинамический акустический излучатель целесообразно подключить к задроссельной полости смесительной камеры карбюратора.

Трубопровод отвода конденсата может быть подключен к входу парогенератора, а верхняя полость ресивера соединена с верхней полостью водяной емкости.

Включение в состав системы питания для двигателя внутреннего сгорания струйного насоса и присоединение камеры низкого давления струйного насоса к топливному каналу системы холостого хода карбюратора, а паропровода - к активному соплу струйного насоса обеспечивают получение на выходе из струйного насоса гомогенной смеси водяных паров и топлива с давлением, достаточным для генерации интенсивных акустических колебаний. Последовательное соединение струйного насоса и газодинамического акустического излучателя и выполнение камеры смешения струйного насоса в виде цилиндрического канала, образующего дросселирующий канал газодинамического акустического излучателя, обеспечивают минимальные потери давления в тракте и повышенные перепады давления при генерировании акустических колебаний. Подключение газодинамического акустического излучателя непосредственно к полости смесительной камеры карбюратора позволяет в полной мере реализовать все преимущества предлагаемого способа, которые отмечены ранее.

Подключение газодинамического акустического излучателя к задроссельной полости смесительной камеры карбюратора позволяет увеличить перепад давления на газодинамическом акустическом излучателе, используя местное падение давления на дроссельной заслонке. Подключение трубопровода отвода конденсата к входу парогенератора способствует лучшей утилизации тепла выхлопных газов и ускоренному выходу на номинальный режим парогенерации, а соединение верхней полости ресивера с верхней полостью водяной емкости обеспечивает поступление в смесительную камеру карбюратора достаточного количества водяных паров на режиме запуска.

Для карбюратора поставленная техническая задача решается тем, что в карбюраторе, содержащем корпус со смесительной камерой, дроссельную заслонку и систему обработки паром топлива холостого хода, имеющую в топливном канале холостого хода промежуточную камеру, соединенную отводящим каналом с задроссельной полостью, и винт регулировки состава смеси холостого хода, выполненный с продольным каналом для подвода пара в промежуточную камеру, согласно изобретению отводящий канал выполнен с входным дросселирующим и выходным диффузорным участками, образующими газодинамический акустический излучатель, а винт регулировки состава смеси холостого хода снабжен расположенным в промежуточной камере сужающимся наконечником с соплом, образующим совместно с промежуточной камерой и отводящим каналом струйный насос.

Сущность реализации предлагаемого изобретения в карбюраторе заключается в том, чтобы максимально использовать существующие конструкции карбюраторов для реализации заявленного способа. Для этого отводящий канал, соединяющий промежуточную камеру системы холостого хода карбюратора с задроссельной полостью выполнен с входным дросселирующим и выходным диффузорным участками, образующими газодинамический акустический излучатель. Снабжение винта регулировки состава смеси холостого хода карбюратора сужающимся наконечником с соплом позволяет применить его в качестве активного сопла струйного насоса с использованием дросселирущего участка отводящего канала системы холостого хода карбюратора в качестве камеры смешения струйного насоса. В результате на выходе из дросселирующего участка отводящего канала получают гомогенную смесь топлива и водяного пара с давлением, достаточным для генерирования акустических колебаний и облучения ими зоны смешения в задроссельной полости карбюратора с достижением всех преимуществ заявленного способа.

Заявителю неизвестны способы питания двигателей внутреннего сгорания, системы питания и карбюраторы с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники.

На фиг. 1 схематично показана предлагаемая система питания для карбюраторного двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - схема карбюратора; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Система питания для двигателя внутреннего сгорания, реализующая заявленный способ, содержит впускной трубопровод 1, на входе в который установлен карбюратор 2, и контур генерации водяного пара, включающий последовательно соединенные водяную емкость 3, парогенератор 4 и ресивер 5. Ресивер 5 снабжен трубопроводом 6 отвода конденсата, соединяющим нижнюю полость ресивера 5 с входом парогенератора 4. Парогенератор 4 установлен на выхлопном коллекторе 7 двигателя. К верхней полости ресивера 5 подключен паропровод 8, выход которого соединен с активным соплом 9 струйного насоса 10. Камера низкого давления 11 струйного насоса подключена к топливному каналу 12 системы холостого хода карбюратора 2. За струйным насосом 10 установлен газодинамический акустический излучатель 13, подключенный непосредственно к задроссельной полости 14 карбюратора 2. Камера смешения 15 струйного насоса выполнена в виде цилиндрического канала, являющегося одновременно дросселирующим каналом газодинамического акустического излучателя 13. Верхняя полость ресивера 5 соединена трубопроводом 16 с верхней полостью водяной емкости 3, имеющей дренажный клапан 17. Контур генерации пара имеет клапан 18, который может служить как для заправки, так и для слива воды.

Карбюратор 2 (см. фиг. 2 и 3) содержит корпус 19 со смесительной камерой 20, в которой расположена дроссельная заслонка 21, и систему обработки паром топлива холостого хода. Указанная система включает промежуточную камеру 22, к которой подключен топливный канал 12 системы холостого хода, и отводящий канал 23, соединяющий промежуточную камеру 22 с задроссельной полостью 14 карбюратора. Карбюратор снабжен винтом 24 регулировки состава смеси холостого хода, выполненным с продольным каналом 25, к которому подключен паропровод 8. Отводящий канал 23 выполнен с входным дросселирующим участком 26 и выходным диффузорным участком 27, образующими газодинамический акустический излучатель 13. Винт 24 снабжен расположенным в промежуточной камере 22 сужающимся наконечником 28 с соплом 29, образующим совместно с промежуточной камерой 22 и дросселирующим участком 26 струйный насос 10, при этом дросселирующий участок 26 является камерой смешения струйного насоса.

Способ осуществляют следующим образом. Топливовоздушную смесь приготавливают любым известным методом: распыление и дробление частиц топлива перемешиванием их с воздухом за счет разрежения (карбюраторная схема), распыление топлива в воздушном потоке через форсунку и т.д. В рассматриваемом примере в карбюраторе 2 смешивают топливо с воздухом, получая в смесительной камере поток топливовоздушной смеси в виде распыленных в воздухе капель топлива. В парогенераторе 4 за счет тепла выхлопных газов двигателя переводят воду в парообразное состояние с температурой пара 100^oC и выше при абсолютном давлении пара примерно 100 КПа (далее в примере реализации способа указываются абсолютные давления пара и топливовоздушной смеси). Размеры парогенератора подбираются таким образом, чтобы вырабатывать пар в количестве 0,2... 0,4 от суммарного расхода топлива в двигателе на номинальном режиме работы. Для двигателей мощностью 60...100 Квт необходимо вырабатывать 1...8 кг пара в час. Горячий пар смешивают в струйном насосе 10 с топливом системы холостого хода, имеющим на входе в камеру смешения струйного насоса давление 50. . . 60 КПа. При этом топливо системы холостого хода переходит в парообразное состояние без образования жидкостных пробок на выходе. Давление смеси на выходе из струйного насоса составляет 80...90 Кпа. Смесь водяного пара и паров топлива системы холостого хода подают одиночной струей в задроссельную полость 14 смесительной камеры карбюратора через газодинамический акустический излучатель 13 при давлении в задроссельной полости 10...50 Кпа в зависимости от режима работы двигателя. Давление на входе в газодинамический акустический излучатель в 2. ..4 раза превышает давление топливовоздушной смеси в задроссельной полости смесительной камеры карбюратора. Указанного перепада давления достаточно для работы газодинамического акустического излучателя с частотой колебаний 18000...22000 Гц. Струю, выходящую из газодинамического акустического излучателя, подают в поток топливовоздушной смеси с эксцентриситетом относительно оси потока, что обеспечивает дополнительную турбулизацию зоны смешения и повышает эффективность системы питания при работе двигателя на пониженных режимах. Зона смешения подвергается интенсивному облучению акустическими колебаниями, генерируемыми в газодинамическом акустическом излучателе, что обеспечивает формирование гомогенной смеси на входе во впускной трубопровод двигателя.

Система питания, реализующая заявленный способ, работает следующим образом. Вода из водяной емкости 3 поступает в парогенератор 4, где испаряется за счет тепла выхлопных газов двигателя. Водяные пары поступают в ресивер 5 и оттуда по паропроводу 8 подаются к активному соплу 9 струйного насоса 10, где смешиваются с топливом системы холостого хода карбюратора 2, поступающим по каналу 12. Смесь водяного пара с топливом через газодинамический акустический излучатель 13 подается в задроссельную полость 14 камеры смешения карбюратора, где она смешивается с топливовоздушной смесью в присутствии акустических колебаний с частотой 18000...22000 Гц. Подготовленная топливовоздушная смесь по впускному трубопроводу 1 поступает в двигатель внутреннего сгорания.

На режиме запуска тепла выхлопных газов недостаточно для полного перевода воды в парообразное состояние и в ресивер 5 поступает смесь водяного пара и воды. Вода собирается в нижней полости ресивера и возвращается по трубопроводу 6 отвода конденсата на вход парогенератора 4, что исключает попадание неиспарившейся воды в паропровод 8 и способствует ускоренному выходу системы питания на установившийся режим. При недостаточном количестве водяных паров в ресивере 5 они поступают в него из верхней полости водяной емкости 3 по трубопроводу 16. Наличие дренажного клапана 17 гарантирует безопасную эксплуатацию системы в случае чрезмерного генерирования водяного пара в парогенераторе 4.

Система может работать как на дистилированной, так и на водопроводной воде. При эксплуатации в зимних условиях для генерирования пара можно использовать водные растворы этилового или метилового спирта и разогревать парогенератор на запуске, например, с помощью электронагревателя или газовой горелки.

Все агрегаты и элементы конструкции предлагаемой системы питания и карбюратора для двигателя внутреннего сгорания, реализующих заявленный способ, широко используются в машиностроении. Поэтому заявляемое изобретение может быть осуществлено на серийных заводах и в обслуживающих центрах с использованием известных материалов и технологий, что подтверждает его промышленную применимость.

Формула изобретения

1. Способ питания двигателя внутреннего сгорания, включающий формирование потока топливовоздушной смеси, генерирование горячего водяного пара за счет тепла выхлопных газов двигателя и смешивание его с топливовоздушной смесью, отличающийся тем, что предварительно водяной пар с расходом 0,2 - 0,4 от суммарного расхода топлива на номинальном режиме смешивают с помощью струйного насоса с топливовоздушной эмульсией системы холостого хода, а затем подают указанную смесь в поток топливовоздушной смеси в виде отдельной поперечной струи через газодинамический акустический излучатель с частотой колебаний 18000 - 22000 Гц.

2. Система питания для двигателя внутреннего сгорания, содержащая карбюратор и контур генерации водяного пара, включающий последовательно соединенные водяную емкость, парогенератор на выхлопном коллекторе двигателя и ресивер, верхняя полость которого сообщена паропроводом с карбюратором, а нижняя полость снабжена трубопроводом отвода конденсата, отличающаяся тем, что она снабжена последовательно соединенными струйным насосом и газодинамическим акустическим излучателем, подключенным непосредственно к полости смесительной камеры карбюратора, при этом паропровод соединен с активным соплом струйного насоса, камера низкого давления струйного насоса подключена к топливному каналу системы холостого хода карбюратора, а камера смешения струйного насоса выполнена в виде цилиндрического канала, образующего дросселирующий канал газодинамического акустического излучателя.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что газодинамический акустический излучатель подключен к задроссельной полости смесительной камеры карбюратора.

4. Система по п. 2, отличающаяся тем, что трубопровод отвода конденсата подключен к входу парогенератора, а верхняя полость ресивера соединена с верхней полостью водяной емкости.

5. Карбюратор, содержащий корпус со смесительной камерой, дроссельную заслонку и систему обработки паром топлива холостого хода, имеющую в топливном канале холостого хода промежуточную камеру, соединенную отводящим каналом с задроссельной полостью смесительной камеры, и винт регулировки состава смеси холостого хода, выполненный с продольным каналом для подвода пара в промежуточную камеру, отличающийся тем, что отводящий канал выполнен с входным дросселирующим и выходным диффузорным участками, образующими газодинамический акустический излучатель, а винт регулировки состава смеси холостого хода снабжен расположенным в промежуточной камере сужающимся наконечником с соплом, образующим совместно с промежуточной камерой и отводящим каналом струйный насос.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3