RU2449161C2 - Устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей vimt-3 - Google Patents
Устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей vimt-3 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449161C2 RU2449161C2 RU2009120678/06A RU2009120678A RU2449161C2 RU 2449161 C2 RU2449161 C2 RU 2449161C2 RU 2009120678/06 A RU2009120678/06 A RU 2009120678/06A RU 2009120678 A RU2009120678 A RU 2009120678A RU 2449161 C2 RU2449161 C2 RU 2449161C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustible mixture
- chamber
- control
- combustion products
- outlet
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 claims abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000357 carcinogen Toxicity 0.000 description 2
- 239000003183 carcinogenic agent Substances 0.000 description 2
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам получения газовых смесей различных веществ и может быть использовано в тепловых двигателях для получения горючей смеси. Изобретение позволяет экономить топливо зависимости от режима работы двигателя, повысить мощность двигателя за счет идеальной гомогенности полученной горючей смеси с монодисперсностью размеров частиц топлива. Устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей содержит систему управления, воздушный фильтр, систему датчиков состава продуктов сгорания, систему наддува, регулирующую заслонку, систему подачи жидкого топлива, входной и выхлопной коллекторы. Устройство снабжено разделительной камерой, соединенной по входу воздушного потока с системой наддува, дополнительной регулируемой заслонкой, установленной в разделительной камере для разделения входящего потока, двумя нагревательными камерами, которые по каналам подогрева соединены с выхлопным коллектором через регулирующие устройства и которые установлены на выходных трубопроводах разделительной камеры, камерой обогащения, установленной на выходе из одной нагревательной камеры, снабженной капиллярной структурой и соединенной с системой подачи жидкого топлива, камерой смешения (обеднения) горючей смеси, в которую поступает обогащенная горючая смесь и вторая часть воздушного потока и которая соединена со входным коллектором двигателя трубопроводом, в котором установлена регулирующая заслонка, системой датчиков состава продуктов сгорания, установленной в трубопроводе, соединяющем выходной коллектор с нагревательными камерами. Регулирование положений дополнительной заслонки и регулирующих устройств осуществляют автоматически системой управления по положению регулируемой заслонки и по обратной связи с системой датчиков состава продуктов сгорания по содержанию экологически опасных продуктов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к системам получения газовых смесей различных веществ и может быть использовано в тепловых двигателях для получения горючей смеси.
Изобретение названо устройством VIMT-3 по аббревиатуре первых авторов, так как по этой теме предполагается получить еще 5-6 патентов.
Одним из основных источников загрязнения окружающей среды являются вредные выбросы тепловых двигателей транспортных средств, суммарная производительность которых по канцерогенным веществам превышает в несколько раз, чем их производительность на тепловых электростанциях. Это положение соответствует случаю, если все двигатели транспортных потоков укладываются в допустимые нормы нормальной работы тепловых двигателей. Если еще учесть, что достаточно большое количество двигателей транспортных средств эксплуатируются в трудно контролируемых режимах с недопустимо повышенным содержанием канцерогенных веществ, то степень экологической опасности транспортных потоков повышается еще в несколько раз. Поэтому решение глобальной проблемы повышения экологической безопасности тепловых двигателей транспортных потоков требует принятия экстренных мер. Следовательно, все разработки, связанные с повышением степени экологической безопасности тепловых двигателей, являются актуальными и своевременными.
Известно устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей, содержащее заслонку, испарительную камеру жидкого топлива, систему подачи жидкого топлива и входной коллектор, как это описано в [1].
В указанном устройстве жидкое топливо подается через электромагнитную форсунку на стенки поверхностного испарителя. При испарении жидкого топлива на поверхности испарителя образуется нагар за счет пригорания смолянистых (тяжелых фракций), содержащихся в жидком топливе, который увеличивает тепловое сопротивление на границе поверхность теплоподвода испарителя - жидкое топливо. Это в конечном итоге приводит к росту температуры поверхности испарителя и соответственно к росту скорости образования нагарных покрытий и ухудшению процесса испарения жидкого топлива. Кроме того, в испарителе имеют место срывы аэрозольных капелек жидкости с поверхности топлива входящим потоком воздуха. Это приводит к образованию горючей смеси с частицами топлива разных размеров. При этом сгорание топлива происходит на большом ходе поршня, снижая тем самым мощность и КПД двигателя и повышая степень его экологической опасности.
Частично указанных недостатков лишено устройство, содержащее бензогазогенератор (БГГС), который устанавливается дополнительно к основной системе питания (карбюратору, системе впрыска), подключаясь к всасывающему коллектору параллельно, образуя единый комплекс. БГГС поставляет оптимальный по составу бензогаз в задроссельное пространство впускного коллектора двигателя. Бензогаз поставляется в задроссельное пространство как при пониженных, так и при повышенных нагрузках с отключенным карбюратором. При больших нагрузках к БГГС подключается основная система питания (карбюратор, система впрыска), поставляющая в двигатель дополнительно бензогазу карбюрированную смесь. Суммарный состав смесей регулируется управляющим блоком БГГС по заложенному в его память алгоритму, обеспечивающему минимальные значения удельного расхода топлива по минимуму содержания CO, CH и NO ~ (канцерогенных веществ) на всех режимах. Момент подключения основной системы к БГГС подбирается опытным путем после открытия дросселя БГГС на 50%, как это описано в [2].
Недостатками этого устройства (взятого в качестве прототипа по максимуму совпадения по составу узлов и их функциональным особенностям) являются: недостаточная производительность БГГС, так как при больших нагрузках к этой системе подключается известная система карбюрирования со всеми присущими ей недостатками. Эти недостатки в конечном итоге приводят к неполному окислению топлива и, следовательно, к повышению степени экологической опасности тепловых двигателей, работающих на жидком топливе.
Указанных недостатков лишено предлагаемое изобретение - устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей, содержащее систему управления, воздушный фильтр, систему датчиков состава продуктов сгорания, систему наддува, регулирующую заслонку, систему подачи жидкого топлива, входной и выхлопной коллекторы, отличающееся тем, что оно снабжено разделительной камерой, соединенной по входу воздушного потока с системой наддува, дополнительной регулируемой заслонкой, установленной в разделительной камере для разделения входящего потока, двумя нагревательными камерами, которые по каналам подогрева соединены с выхлопным коллектором через регулирующие устройства и которые установлены на выходных трубопроводах разделительной камеры, камерой обогащения, установленной на выходе из одной нагревательной камеры, снабженной капиллярной структурой и соединенной с системой подачи жидкого топлива, камерой смешения (обеднение) горючей смеси, в которую поступает обогащенная горючая смесь и вторая часть воздушного потока и которая соединена со входным коллектором двигателя трубопроводом, в котором установлена регулирующая заслонка, системой датчиков состава продуктов сгорания, установленной в трубопроводе, соединяющем выходной коллектор с нагревательными камерами, причем регулирование положений дополнительной заслонки и регулирующих устройств осуществляют автоматически системой управления по положению регулируемой заслонки и по обратной связи с системой датчиков состава продуктов сгорания по содержанию экологически опасных продуктов.
Для пояснения сути предлагаемого изобретения служит схематический рисунок.
Воздушный фильтр соединен трубопроводом с системой наддува 1 с воздушным фильтром, которая с помощью трубопровода соединена с разделительной камерой 2, с дополнительной заслонкой 3. На выходных трубопроводах разделительной камеры установлены двухпоточные нагревательные камеры 4 и 4', которые по каналам подогрева соединены с выхлопным коллектором (на схеме не указан) через регулирующие устройства 5 и 5', а выходы двухпоточных нагревательных камер 4 и 4' по каналам выхлопных газов соединены с системой сброса продуктов сгорания (на схеме не указана). Один из воздушных потоков после нагревательной камеры 4 поступает в камеру обогащения 6, снабженную капиллярной структурой и соединенную с системой подачи топлива 7. Полученная обогащенная горючая смесь со второй частью воздушного потока поступает в камеру смешения - обеднения 8. В выходном трубопроводе камеры смешения 8 установлена заслонка 9, связанная с педалью газа. Далее горючая смесь подается во входной коллектор двигателя (на рисунке не показан). Управление системой наддува 1, дополнительной заслонкой 3 и регулирующими устройствами 5 и 5' системой подачи топлива 7 осуществляется системой управления 10 с обратной связью по составу выхлопных газов через систему датчиков 11, установленных на выводе выхлопного коллектора.
Проходя через систему наддува 1 с воздушным фильтром поток окислителя - воздуха очищается. Затем поток воздуха поступает в разделительную камеру 2 и дополнительной заслонкой 3 разделяется на две части в зависимости от режима работы двигателя, а необходимый режим работы задается водителем-оператором путем регулировки педали газа, связанной с заслонкой 9. Один из потоков нагревается в нагревательной камере 4 до соответствующей температуры, устанавливаемой автоматически изменением расхода продуктов сгорания по каналу камеры с помощью регулирующего устройства 5, и далее поступает в камеру обогащения 6. Эта камера снабжена капиллярной структурой, соединенной с системой подачи жидкого топлива 7.
В камере обогащения 6 происходит интенсивное испарение жидкого топлива за счет создания условия испарения жидкости в среду - воздух с нулевой концентрацией паров. Это условие реализовывается за счет полного уноса образовавшихся паров топлива потоком входящего воздуха. Интенсивность испарения жидкого топлива также повышается за счет его нагрева горячим потоком поступающего воздуха и большой поверхностью испарения капиллярной структуры, пропитанной жидким топливом. Равномерная толщина пленки жидкого топлива обеспечивается за счет действия капиллярных сил. Полученная обогащенная горючая смесь поступает в камеру смешения - обеднения 8 вместе с другой частью потока воздуха, нагреваемого нагревательной камерой 4' за счет изменения расхода выхлопных газов через нее. Расход выхлопных газов через эту камеру регулируется устройством 5'. Режим работы двигателя задается водителем-оператором путем изменения положения заслонки 9, изменяя давление ноги на педаль газа. Автоматическая регулировка положений дополнительной заслонки 3 и регулирующих устройств 5 и 5' осуществляется системой автоматики 10 по обратной связи с датчиками 11 и 11' по количеству вредных выбросов в выхлопных газах. Датчики 11 и 11' установлены на выходе продуктов сгорания из выхлопного коллектора. Расход входящего потока воздуха регулируется системой наддува 1 через систему автоматики 10 с обратной связью с положением заслонки 9 и датчиками 11 и 11'.
Положительный эффект предлагаемого изобретения - устройства VIMT-3 заключается в экономии топлива не менее чем на 20% в зависимости от режима работы двигателя. Мощность двигателя повышается не менее чем на 20% за счет идеальной гомогенности полученной горючей смеси с монодисперсностью размеров частиц топлива. При этом размеры частиц топлива находятся на молекулярном уровне. Это обеспечивает минимальное время сгорания всех частиц топлива на уровне скорости, соответствующей режиму детонации, что то же самое сгорание всех частиц топлива за минимальный ход поршня. При минимизации времени горения всех частиц топлива обеспечивается максимальное давление на поршень. Рост давления на поршень приводит к увеличению мощности двигателя и экономии топлива. Частичное увеличение мощности двигателя достигается и за счет регенерации теплоты выхлопных газов, исключая тем самым отвод части теплоты сгорания топлива на процесс его испарения за время рабочего хода поршня. За оставшееся время хода поршня протекают процессы доокисления продуктов сгорания до степени их экологической безопасности. Экологическая безопасность в предлагаемом устройстве еще повышается за счет роста степени обеднения смеси. Так как в предлагаемом устройстве при минимизации времени горения топлива давление в цилиндре растет, а следовательно, растет и сила давления на поршень. Чтобы величина давления в цилиндре не превышала допустимого значения для данного типа двигателя, необходимо уменьшить подачу топлива. Работа двигателя в режиме детонации исключается за счет снижения степени обогащения горючей смеси. Этими перечисленными процессами обеспечивается достижение положительного эффекта, а именно экономия топлива, рост мощности и полное окисление топлива до состояния экологической безопасности.
Результаты испытания предлагаемого устройства, установленного на двигателе автомобиля ГАЗ 2705, показали, что экономия топлива составляет не менее 20%, рост мощности более 20% и рост степени безопасности выхлопных газов не менее чем на 20%.
Источники информации
1. Свиридов Ю.Б. и др. Система питания для двигателей внутреннего сгорания. Патент РФ №2036326 (прекратил действие). МПК F02М 31/00, 27.05.1995 г.
2. Свиридов Ю.Б. и др. Система молекулярного смесеобразования для совместной работы со штатной топливной аппаратурой без изменения конструкции двигателя. Патент РФ №2200867. МПК F02M 31/18, 20.03.2003.
Claims (1)
- Устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей, содержащее систему управления, воздушный фильтр, систему датчиков состава продуктов сгорания, систему наддува, регулирующую заслонку, систему подачи жидкого топлива, входной и выхлопной коллекторы, отличающееся тем, что снабжено разделительной камерой, соединенной по входу воздушного потока с системой надува, дополнительной регулируемой заслонкой, установленной в разделительной камере для разделения входящего потока, двумя нагревательными камерами, которые по каналам подогрева соединены с выхлопным коллектором через регулирующие устройства и которые установлены на выходных трубопроводах разделительной камеры, камерой обогащения, установленной на выходе из одной нагревательной камеры, снабженной капиллярной структурой и соединенной с системой подачи жидкого топлива, камерой смешения (обеднения) горючей смеси, в которую поступает обогащенная горючая смесь и вторая часть воздушного потока и которая соединена со входным коллектором двигателя трубопроводом, в котором установлена регулирующая заслонка, системой датчиков состава продуктов сгорания, установленной в трубопроводе, соединяющем выходной коллектор с нагревательными камерами, причем регулирование положений дополнительной заслонки и регулирующих устройств осуществляют автоматически системой управления по положению регулируемой заслонки и по обратной связи с системой датчиков состава продуктов сгорания по содержанию экологически опасных продуктов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009120678/06A RU2449161C2 (ru) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | Устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей vimt-3 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009120678/06A RU2449161C2 (ru) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | Устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей vimt-3 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009120678A RU2009120678A (ru) | 2010-12-10 |
| RU2449161C2 true RU2449161C2 (ru) | 2012-04-27 |
Family
ID=46297710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009120678/06A RU2449161C2 (ru) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | Устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей vimt-3 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2449161C2 (ru) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4323046A (en) * | 1977-05-05 | 1982-04-06 | Stanley Barber | Dual fuel system for automobiles |
| US4672938A (en) * | 1985-12-26 | 1987-06-16 | Eaton Corporation | Method and apparatus for multiphasic pretreatment of fuel to achieve hypergolic combustion |
| EP0347534A1 (de) * | 1988-06-23 | 1989-12-27 | Pierburg Gmbh | Brennstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen |
| RU2036326C1 (ru) * | 1989-06-22 | 1995-05-27 | Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт | Система питания для двигателя внутреннего сгорания |
| RU2070656C1 (ru) * | 1994-08-17 | 1996-12-20 | Бойко Михаил Иванович | Способ образования топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания и устройство для его осуществления |
| RU2076232C1 (ru) * | 1996-04-11 | 1997-03-27 | Сергей Юрьевич Шипунов | Способ подготовки топливо-воздушной смеси и устройство для его осуществления |
| RU2118692C1 (ru) * | 1994-03-18 | 1998-09-10 | Юрий Васильевич Макаров | Коллектор-парообразователь |
| RU2200867C2 (ru) * | 2000-07-10 | 2003-03-20 | Санкт-Петербургский государственный технический университет | Система молекулярного смесеобразования для совместной работы со штатной топливной аппаратурой без изменения конструкции двигателя |
-
2009
- 2009-06-01 RU RU2009120678/06A patent/RU2449161C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4323046A (en) * | 1977-05-05 | 1982-04-06 | Stanley Barber | Dual fuel system for automobiles |
| US4672938A (en) * | 1985-12-26 | 1987-06-16 | Eaton Corporation | Method and apparatus for multiphasic pretreatment of fuel to achieve hypergolic combustion |
| EP0347534A1 (de) * | 1988-06-23 | 1989-12-27 | Pierburg Gmbh | Brennstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen |
| RU2036326C1 (ru) * | 1989-06-22 | 1995-05-27 | Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт | Система питания для двигателя внутреннего сгорания |
| RU2118692C1 (ru) * | 1994-03-18 | 1998-09-10 | Юрий Васильевич Макаров | Коллектор-парообразователь |
| RU2070656C1 (ru) * | 1994-08-17 | 1996-12-20 | Бойко Михаил Иванович | Способ образования топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания и устройство для его осуществления |
| RU2076232C1 (ru) * | 1996-04-11 | 1997-03-27 | Сергей Юрьевич Шипунов | Способ подготовки топливо-воздушной смеси и устройство для его осуществления |
| RU2200867C2 (ru) * | 2000-07-10 | 2003-03-20 | Санкт-Петербургский государственный технический университет | Система молекулярного смесеобразования для совместной работы со штатной топливной аппаратурой без изменения конструкции двигателя |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009120678A (ru) | 2010-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101586498B (zh) | 减少直接喷射燃料喷射器过热的方法 | |
| CN101586497B (zh) | 增进直接喷射发动机系统中的排放控制装置预热的方法 | |
| EP2449226B1 (en) | Apparatus, systems and methods to address evaporative cooling and wet compression for engine thermal management | |
| US7530336B2 (en) | Intake condensation removal for internal combustion engine | |
| CN102213145B (zh) | 选择性存储重整燃料 | |
| US6289884B1 (en) | Intake air separation system for an internal combustion engine | |
| EP1983178A2 (en) | Power Plant and Fuel Supply Method Therefor | |
| US20120192834A1 (en) | Combustion method and apparatus | |
| US10851723B2 (en) | Method for operating an internal combustion engine, and internal combustion engine | |
| CN103256127A (zh) | 用于运行自点燃式内燃机的方法 | |
| CN102168599A (zh) | 再生增压直喷发动机的微粒过滤器的方法 | |
| US20110083646A1 (en) | Compressed Air Intake Engine Inlet Booster | |
| CN103573480A (zh) | 一种纯氧发动机及其燃烧控制方法 | |
| WO2024045678A1 (zh) | 直喷氢内燃机曲轴箱系统及具有其的车辆及控制方法 | |
| CN101135273B (zh) | 直接燃用甲醇裂解产物的点火式发动机及其控制方法 | |
| CN112983689A (zh) | 一种基于发动机尾气预加热的车载甲醇和/或乙醇制氢装置 | |
| JP2002030937A (ja) | エンジン及びシステム | |
| CN205013151U (zh) | 发动机及具有该发动机的车辆 | |
| RU2449161C2 (ru) | Устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей vimt-3 | |
| WO2006138452A2 (en) | Improving performance of internal combustion engines | |
| CN117052527A (zh) | 一种氨发动机联合系统及运行方法 | |
| RU2465484C2 (ru) | Способ питания поршневого двигателя и система питания этого двигателя | |
| CN109681318A (zh) | 以氧气为氧化剂的烃类燃料点燃式零氮转子机及其控制方法 | |
| RU2319846C1 (ru) | Способ подачи горючего газа в рабочие цилиндры газодизеля | |
| RU2772450C1 (ru) | Способ подачи горючего газа и дизельного топлива в рабочие цилиндры газодизеля |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110619 |