способ смешения газообразного топлива с воздухом и смеситель

Формула изобретения

1. Способ смешения газообразного топлива с воздухом, заключающийся в том, что вводят газ из форсунки по направлению потока воздуха в диффузоре вдоль его оси и регулируют состав и расход горючей смеси путем изменения проходного сечения диффузора и дросселирования потока смеси, отличающийся тем, что проходное сечение диффузора изменяют путем его осевого перемещения из положения, при котором минимальное сечение диффузора совпадает с плоскостью выходного отверстия форсунки, в положение, при котором первое смещено от второго по направлению потока.

2. Смеситель газообразного топлива с воздухом, содержащий корпус с диффузором, форсунку, размещенную вдоль оси диффузора, и механизм регулирования состава и расхода горючей смеси с регулятором проходного сечения диффузора и дроссельной заслонкой, отличающийся тем, что диффузор размещен в корпусе с возможностью осевого перемещения из положения упора, при котором минимальное сечение диффузора совпадает с плоскостью выходного отверстия форсунки, в положение, при котором первое смещено от второго по направлению потока, а регулятор проходного сечения диффузора выполнен в виде пружины, воздействующей на диффузор в осевом направлении и удерживающей его в статическом состоянии в положении упора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области теплоэнергетики, именно способу смешения газообразного топлива с воздухом и смеситель и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), оснащенных газобаллонной установкой.

Известны ДВС (Е.Г. Григорьев и др. Газобаллонные автомобили. Москва. Машиностроение, 1989, с. 147-162), в которых для подготовки горючей топливо-воздушной смеси применяются различные способы смешения газообразного топлива с воздухом (подача газа из форсунки вдоль потока воздуха или поперек его, дросселирование потока газа или газовоздушной смеси) и используются различные типы смесителей (с переменным сечением диффузора, с переменным сечением дозирующего жиклера). Добиться удовлетворительного качества подготовки горючей смеси в известных решениях удается лишь ценой значительного усложнения конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ смешения газообразного топлива с воздухом по патенту Австрии N 386461 м.кл. F 02 M 21/04 опубл. 1988 г. заключающийся в том, что вводят горючий газ из форсунки по направлению потока воздуха в диффузоре вдоль его оси и регулируют состав и расход горючей смеси путем изменения проходного сечения диффузора и дросселирования потока смеси. Наиболее близким к предлагаемому устройству является смеситель газообразного топлива с воздухом по тому же патенту, содержащий корпус с диффузором, форсунку, размещенную вдоль оси диффузора, и механизм регулирования состава и расхода горючей смеси с регулятором проходного сечения диффузора и дроссельной заслонкой.

Задача предлагаемого способа смешения газообразного топлива с воздухом является обеспечение высокого качества подготовки горючей смеси на всех режимах работы ДВС и создание смесителя простой и надежной конструкции.

Для решения указанной задачи в дополнение к перечисленным выше существенным признакам, в предлагаемом способе проходное сечение диффузора изменяют путем его осевого перемещения из положения, при котором минимальное сечение диффузора совпадает с плоскостью выходного отверстия форсунки, в положение, при ко тором первое смещено от второго по направлению потока; а в предлагаемом смесителе диффузор размещается в корпусе с возможностью осевого перемещения из положения упора, при котором минимальное сечение диффузора совпадает с плоскостью выходного отверстия форсунки, в положение, при котором первое смещено от второго по направлению потока, а регулятор проходного сечения диффузора выполнен в виде пружины, воздействующей на диффузор в осевом направлении и удерживающей его в статическом состоянии в положении упора.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего изобретение, варианта осуществления и прилагаемым чертежом, на котором изображен смеситель согласно изобретению.

Смеситель содержит корпус 1, в котором размещен диффузор 2 цилиндрической формы. Пружина 3 опирается на стопорное кольцо 4 и в статическом состоянии удерживает диффузор 2 в положении упора, при котором минимальное сечение его Dmin совпадает с плоскостью выходного отверстия форсунки 5. За диффузором по потоку топливо-воздушной смеси установлена дроссельная заслонка 6.

При запуске и работе ДВС на холостом ходу за счет разрежения, обусловленного всасывающим действием цилиндров, производится смешение горючего газа с воздухом в соотношениях, определяемых минимальным сечением подвижного диффузора (в положении упора) и проходным сечением закрытой дроссельной заслонки 6. При возрастании нагрузки на двигатель расход топливо-воздушной горючей смеси регулируется соответствующим открытием дроссельной заслонки, а качественный состав ее устанавливается автоматически за счет увеличения проходного сечения диффузора до максимально возможного, обусловленного предельной величиной сжатия пружины 3 смесителя и внутренней геометрией диффузора.

Проведенные испытания описанного смесителя в составе ДВС показали возможность существенного повышения топливной экономичности, снижения токсичности продуктов выхлопа и увеличения мощности двигателя по сравнению с серийно выпускаемыми устройствами аналогичного назначения.