ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2070656

СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Имя изобретателя: Бойко М.И.; Моносов Д.М. 
Имя патентообладателя: Бойко Михаил Иванович
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1994.08.17 

Использование: в двигателестроении. Сущность изобретения: топливно-воздушную смесь в ДВС перед пуском подогревают в испарителе, снабженном саморегулирующимися электронагревательными элементами, и перед впуском в цилиндры пропускают через вихревую камеру.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам образования (приготовления) топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания. Данное предложение представляет собой интерес для образования гомогенной топливо-воздушной смеси позволяет снизить токсичность отработанных газов на всех режимах работы, обеспечить устойчивый холодный пуск при полном сохранении мощностных характеристик двигателя.

Известно, что ДВС требует для своей работы подготовленной горючей смеси, представляющей собой рабочее тело, в идеальном случае состоящее из молекул углеводородов и воздуха в газовой фазе в требуемом соотношении. Основные задачи, решаемые при смесеобразовании: точное дозирование топлива, соответствующее расходу воздуха и необходимому соотношению их в смеси (коэффициент избытка воздуха) для требуемого режима работы двигателя; перевод топлива (в идеале) жидкого бензина- в газообразное состояние; смешивание в газовой фазе бензина и воздуха на молекулярном уровне. В настоящее время в современных двигателях, в основном, используют способ карбюрации или распыления бензина различными механическими или электромеханическими форсунками. Однако эти способы не позволяю т проводить хорошую гомогенизацию, а о полном испарении не может быть и речи на всех режимах работы двигателя.

Общеизвестно, что тяжелыми как в плане экологичности, так и по расходу бензина являются его пуск и прогрев.

Низкие температуры цикла и стенок двигателя, ослабленная мощность искры, повышенные утечки из цилиндров, низкие давления сжатия, ничтожные скорости газового потока с ослабленным вихрем и турбулентностью не способствуют испарению и смешиванию компонентов. Все это вызывает трудности пуска и прогрева двигателя. Особенно трудны условия пуска при отрицательных температурах, когда, помимо резко ослабленного испарения топлива, велик момент сопротивления вращению двигателя. По этой причине режимы пуска и прогрева (ПП), холостых ходов и малых нагрузок (ХХ) сложны, неэффективны.

Известны различные способы облегчения режимов ПП и ХХ. Глубокое (десяти-, двадцатикратное) переобогащение смеси, с тем чтобы из большего количества топлива (за счет собственной энтальпии) "вытащить" из него газовым потоком самые легкие фракции, которые в газообразном состоянии "доживут" до момента поджигания и горения. Чем ниже температуры двигателя и окружающей среды, тем большее переобращение заряда необходимо (например, используя "подсос" из основной системы питания карбюратора). Все это вместе взятое делает пуск двигателя в холодных районах трудным, ненадежным, требующим его принципиальной перестройки.

В настоящее время для улучшения экологических показателей отработанных газов двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на всех режимах его работы ведутся разработки по таким основным направлениям в создании устройств, улучшающих гомогенизацию топливно-воздушной смеси:

  • устройство для создания турбулентных потоков в пределах диффузоров карбюратора;

  • устройства для создания турбулентности во входном коллекторе;

  • устройства для предварительного нагревания топлива;

  • устройства для нагревания воздуха или всей топливно-воздушной смеси;

  • устройства для подачи паров бензина в рабочие цилиндры.

Широко известны устройства для гомогенизации топливовоздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания, в которых для гомогенизации используют разнообразные электронагревательные устройства, устанавливаемые по движению топливно-воздушной смеси, например устройство по а.с. N 449168, представляющее собой электронагревательную пластину, устанавливаемую на пути движения топливно-воздушной смеси, а также устройство по а.с. N 1702876 система питания двигателя внутреннего сгорания, где для испарения легких фракций бензина установлены электронагревательные пластины в поддоне карбюратора, или устройство по а.с. N 1815399, представляющее собой электронагревательный элемент и установленный на нем радиатор.

Известны также устройства для подогрева топлива различными устройствами, например по а.с. N 1764522, 1784741, 1801176 или патент N 2002095.

Кроме того, широко известны устройства для приготовления гомогенной смеси путем перемешивания воздуха и топлива и получения наилучшей гомогенности топливно-воздушной смеси, элементы гомогенизирующего приспособления выполнены в виде по меньшей мере трех винтовых лопастей по а.с. N 1831581, перекрывающих внутреннее пространство большого диффузора.

Необходимо отметить, что не менее широко известны механические (статические) завихрители не только на входе, где происходит "завязывание" гомогенности (гомогенизация), но и уже гомогенизированного потока топливно-воздушной смеси, используемых для этой цели, например, по а.с. NN 1471704; 1519280; 1643767; 1719698; 1746027; 1774051; 1795141; 1812329, устанавливаемых как на выходе карбюратора, так и на входе входного коллектора.

Кроме того, прослеживается тенденция к использованию динамических завихрителей, где их лопасти, увеличивающие завихрения и, следовательно, гомогенизацию, приводят в движение, например, электромотором (а.с. N 1772391; N 1806284).

Достоинством гомогенизирующих устройств, хорошо перемешивающих топливно-воздушную смесь, является то, что они допускают работу бензиновых двигателей внутреннего сгорания на глубокообедненных (до a 1,3 и более) смесях.

С целью подачи паров бензина в рабочие цилиндры двигателя внутреннего сгорания используют устройства по а. с. 1802196; 1838655 или патенту N 2002096.

Известны также устройства, например карбюратор для двигателя внутреннего сгорания по а.с. N 1714181, в котором для эффективности процессов гомогенизации и испарения топлива карбюратор снабжен электрической нагревательной спиралью, уложенной в канавки завихрителя, образующие нагревательную поверхность на расширяющейся части большого диффузора.

Известны также устройства, которые используют более прогрессивный и технологичный способ гомогенизации и частичного испарения легких фракций бензина, основанный на использовании вихревого эффекта.

Прежде всего, это вихревые карбюраторы А.П. Меркулова (ВК-1 и ВК-2), которые не нашли применения из-за своей технологической сложности. С использованием вихревого эффекта известны также устройства по а.с. N 905505; N 1017803, позволяющие не только гомогенизировать топливно-воздушную смесь, но и производить частичное испарение легких фракций бензина.

Кроме того, теоретические и экспериментальные работы Ю.Б. Свиридова и его школы позволили по-новому подойти к пофракционному испарению бензина. Обнаружено новое физическое явление- "молекулярное кипение" ("С-процесс" - процесс Свиридова), объясняющее процесс гомогенного смесеобразования на молекулярном уровне предельно быстро (менее 5 мс) с получением газовой горючей смеси, названной автором " бензогаз".

Известно, что самый интенсивный тепломассообмен свойственен жидким пленкам, движущимся по поверхности высокотеплопроводного тела, ибо при этом максимально велики поверхности теплообмена и массообмена, а сама "рабочая" масса, которую необходимо прогреть, мала: чем тоньше пленка, тем эффективней процесс испарения. Максимальная скорость испарения наблюдается при температуре кипения, поэтому для эффективного парообразования (выкипания) сложных жидкостей необходимо так организовать процесс выкипания (парообразования), чтобы каждый компонент жидкости мог достичь своей температуры кипения. Этого можно добиться или постепенным повышением температуры во времени, или течением (продвижением) жидкой пленки по высокотеплопроводному телу с повышающейся температурой, так чтобы каждый компонент пленки, продвигаясь от "холодного" к "горячему" концу высокотеплопроводного тела, мог "найти свою температуру" и испариться.

Известен способ образования топливновоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания по а.с. 1784069 (принятый за прототип для способа), в котором для получения гомогенной топливно-воздушной смеси воздух и топливо пропускают через резервуар, частично заполненный подогретым моторным маслом, причем воздух и топливо поступают в моторное масло через воздуховод, в котором размещен топливный жиклер. Жидкое топливо, попадая в моторное масло, растворяется в нем, а поток воздуха в виде пузырьков, проходящих через смесь, насыщается парами топлива и активизирует испарение топлива, в результате чего образуется гомогенная топливно-воздушная смесь, использование которой, по мнению авторов, позволит уменьшить токсичность отработанных газов, повысить детонационную стойкость смеси и КПД двигателя, снизить расход топлива.

При всей привлекательности способа присущи следующие недостатки:

в зависимости от режима работы двигателя в масле будет растворяться разное количество топливо и, следовательно, будут меняться удельный вес и вязкость смеси, что будет сильно влиять на процессы тепломассообмена и режимы прохождения воздуха через масло;

процессы растворения и экстракции бензина в масле имеют постоянные времени несравнимо большие, чем динамика двигателя внутреннего сгорания, что будет приводить к нарушению стехиометрии топливно-воздушной смеси при переходных режимах работы двигателя и к невозможности точного контроля за степенью обогащения смеси, поступающей в цилиндры двигателя;

бензин является многофракционной жидкостью и имеет разные температуры разгонки (испарения) фракций, что приводит к невозможности одновременного 100% -ного экстрагирования бензина за интервал времени (растворенного в течение предыдущего цикла);

современные бензины с целью повышения антидетонационной стойкости содержат ряд присадок, труднорастворимых и тяжелолетучих (например, тетраэтилсвинец- ТЭС), которые будут накапливаться в масле, не экстрагируясь. Эти присадки относятся к группе сильнодействующих ядов, и потребуется смена масла для избежания предельно допустимых концентраций (ПДК) этих ядов в масле;

при работе двигателя внутреннего сгорания диапазон изменения расхода воздуха составляет 1 к 10, что будет значительно менять гидрогазодинамику процесса экстракции и влиять на состав смеси, при этом на форсированных режимах возможен частичный унос масла, что будет влиять на токсичность отработанных газов;

наличие гидравлического затвора на входе топливно-воздушного канала двигателя внутреннего сгорания создает дополнительное сопротивление на его входе, что приводит к ухудшению наполнения цилиндра, а, следовательно, и к ухудшению мощностных и нагрузочных характеристик двигателя во всем динамическом диапазоне его работы;

для обеспечения нормальной работы двигателя масляная ванна должна иметь значительный объем, что растягивает время пуска двигателя, т.к. для получения испаренного топлива необходимо прогреть масляную ванну до необходимой температуры;

эксперименты, проведенные авторами способа образования топливно-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания [14] в банке с масляно-бензиновой смесью и ее поджиганием, малоубедительны и не позволяют говорить о том, что этот способ может быть реализован для автомобильного бензинового двигателя.

На основании анализа различных способов смесеобразования для бензинового двигателя внутреннего сгорания и требований к системе его питания с учетом экологических норм на отработанные газы и его экономичность способ и устройство смесеобразования топливно-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания должны обеспечивать:

  • полную газификацию или хотя бы испарение топлива;

  • точное дозирование топлива и воздуха на всех режимах работы;

  • гомогенизацию топлива и воздуха на молекулярном уровне;

  • наименьшее гидравлическое сопротивление;

  • технологичность в изготовлении и ремонте.

Известно устройство по а.с. 1812328, агрегат питания двигателя внутреннего сгорания (принятое за прототип для устройства), который снабжен вихревой камерой смешивания, размещенной внутри впускного канала. В боковой стенке камеры расположены окна, открываемые золотниковой заслонкой с равным числом окон, имеющие в поперечном сечении тангенциальную форму, а в донной части камеры выполнен центральный воронкообразный канал с дозирующим сечением соосно устью форсунки. Окна расположены по окружности с переменным шагом. Приоткрываемые переходные кромки окон камеры имеют форму параболы. Устье форсунки расположено внутри воронкообразного канала с зазором, обеспечивающим расход воздуха, необходимый для устойчивой работы двигателя на режиме холостого хода.

Однако при всех положительных свойствах данное устройство не позволяет производить полного испарения топлива, т.к. воздух обладает малой теплоемкостью, имеет плохой тепломассообмен с каплями жидкого топлива и, кроме того, топливо и воздух в вихревой камере имеют небольшое время пребывания до попадания в цилиндры.

Задачей предлагаемых способа и устройства образования топливно-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания являются снижение токсичности отработанных газов во всем динамическом режиме работы двигателя, расхода топлива, улучшение динамических качеств, уменьшение непроизводительных потерь топлива путем сокращения переходных процессов в преобразовании топлива в пар (газ) и гомогенизации топливно-воздушной смеси во всем динамическом диапазоне работы двигателя, начиная с пуска, прогрева, холостого хода, до форсированных режимов посредством такой организации пофракционного пленочного испарения бензина, при котором в начале образуется топливная пленка толщиной не более 80 100 мк, разгоняется пристеночным вихрем по стенкам испарителя и перемещается навстречу равномерно увеличивающемуся полю температур, при котором все фракции топлива "находят свою температуру" и испаряются из пленки.

Решением проблемы токсичности и экономичности холодного запуска и работы автомобильного двигателя остается крайне актуальным. Современные автомобильные двигатели, оснащенные системами впрыска, трехступенчатыми нейтрализаторами, лямбда-зондом, микрокомпьютерами и др, достигли хороших результатов по токсичности, но не за счет рационального горения в двигателе, а за счет исправления допущенных нарушений. Однако и эти современные сказочно дорогие методы, пригодные для рабочих режимов, не срабатывают при пуске, прогреве и холостых ходах. Опыты показывают, что при испытании карбюраторных ДВС автомобилей по Городскому циклу (испытание автомобилей на беговых барабанах при установленном изменении режимов работы двигателя: холостой ход, разгон, нагрузки различные, накат и т.д.) 1-ый цикл (из четырех) выбрасывает 90% СО и 2/3 СН.

Необходимо четко выделить две фазы работы двигателя режимы пуска, прогрева и холостого хода (ППХХ) и нагрузочные режимы, выдвигающие разные требования к системам подготовки топливно-воздушных смесей: максимальные требования к режимам ППХХ и облегченные требования к нагрузочным режимам, когда высоки давление, температуры цикла и стенок, скорости газового потока, интенсивность турбулентности, удовлетворительна очистка цилиндров от остаточных газов и т.д. способствующие лучшему смесеобразованию и горению, и поэтому нормы токсичности отработанных газов, как правило, выполняются.

Сущность заявляемого способа образования топливно-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, включающего подогрев топлива, его испарение и перемешивание с воздухом, заключается в предварительном прогревании испарителя путем формирования на нем по пути следования топлива плавно нарастающего поля температур, соответствующего температурам пофракционной разгонки топлива, и поддерживают его температурный режим постоянным, формируют из всасываемого воздуха высокоскоростной вихрь, наносят топливо на внутреннюю поверхность испарителя, формируя топливную пленку, которую перемещают спутным потоком воздушного вихря в область более высоких температур, пофракционно испаряют топливо, одновременно перемешивая пары топлива с воздухом вихря, и подают в цилиндры.

Сущность заявляемого устройства для образования топливно-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, заключается в том, что оно содержит полый цилиндрический корпус с верхней крышкой, внутренними отверстиями, выполненными на боковой поверхности корпуса с передними и задними кромками, и выходным отверстием, полую цилиндрическую золотниковую заслонку с тангенциальными регулирующими каналами, выполненными на цилиндрической поверхности, установленную коаксиально на корпусе, причем полый цилиндрический корпус, крышка и цилиндрическая золотниковая заслонка образуют вихревую камеру, форсунку, отличающуюся тем, что верхняя крышка снабжена испарителем, содержащим входной воздушный канал, выполненный в виде улитки, на входном конце которой установлена дроссельная заслонка, а выходной конец улитки тангенциально сообщается с цилиндрической частью проходного канала испарителя, представляющую собой также испарительную камеру, сообщенную (сообщающуюся) конфузорным участком с суженным выходным участком проходного канала испарителя, соединенным с камерой завихрения, причем на наружной стенке (корпуса) испарителя установлены саморегулирующиеся нагревательные элементы, расположенные таким образом, что образуют оптимальное температурное поле на внутренней стенке проходного канала в его цилиндрическом и конфузорном участках, а форсунка установлена тангенциально, так что наносит пятно топлива на цилиндрическую часть, кроме того, как вихревая камера, так и улитка снабжены сверхзвуковыми соплами Ловаля для получения вихря в режиме ППХХ.

Такое конструктивное решение устройства образования топливно-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) позволяет получить как переобогащенную топливно-воздушную смесь, равную 0,5 0,6 (для режимов ПП), в виде гомогенной смеси, так и обедненную (1,1 1,5) во всем динамическом режиме работы двигателя.

Заявляемый способ образования топливновоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания выполняют так. Предварительно, перед пуском двигателя, прогревают внутреннюю стенку испарителя, формируя на ней по пути следования топливной пленки планонарастающее поле температур. Причем начало сфоромитрованного поля формируют с температурой, заведомо меньшей температуры возгонки легколетучих фракций, например 40oС для бензина, а заканчивают поле температурой, заведомо большей температуры возгонки самой тяжелой фракции, например 250oС для бензина. Поддерживают постоянный стабильный режим температурного поля. Осуществляют пуск. Формируют из всасываемого воздуха высокоскоростной вихрь, тангенциально наносят топливо на внутреннюю поверхность испарителя, формируя топливную пленку, которую перемещают спутным потоком воздушного вихря из области низких в область более высоких температур, пофракционно испаряют его, одновременно перемешивая пары топлива с воздухом вихря, и подают в цилиндры.

СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ТОПЛИВОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

На фиг.1 представлено устройство для образования топливно-воздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания (ДВС), где:

1 корпус (вихревой камеры);

2 внутреннее отверстие корпуса;

3 цилиндрическая золотниковая заслонка;

4 тангенциальные регулирующие каналы цилиндрической заслонки;

5 верхняя крышка вихревой камеры;

6 выходное отверстие;

7 поворотный рычаг;

8 вихревая камера;

9 корпус испарителя;

10 улитка;

11 входной воздушный канал;

12 дроссельная заслонка;

13 проходной канал испарителя;

14 цилиндрическая часть проходного канала испарителя;

15 конфузорная часть проходного канала испарителя;

16 выходное сопло испарителя;

17 форсунка;

18 сверхзвуковое сопло Ловаля вихревой камеры;

19 сверхзвуковое сопло Ловаля входного воздушного канала испарителя;

20 саморегулирующиеся электронагревательные элементы (например, терморезисторы с положительным температурным коэффициентом, ТРП-16с)

Изображенное на фиг. 1 устройство для приготовления топливно-воздушной смеси для двигателя внутреннего сгорания (ДВС) содержит корпус вихревой камеры 1 с внутренними отверстиями 2, цилиндрическую золотниковую заслонку 3 с тангенциальными регулирующими каналами 4, верхняя часть корпуса 1 снабжена крышкой 5, а нижняя- выходным отверстием 6. Золотниковая заслонка 3 вокруг своей оси поворачивается поворотным рычагом 7. Стенки корпуса 1, золотниковая заслонка 3 и крышка 5 образуют вихревую камеру 8. На верхней крышке 5 установлен корпус испарителя 9, верхняя часть которого соединена с улиткой 10, во входном воздушном канале 11 которой установлена дроссельная заслонка 12. Входной воздушный канал 11 тангенциально сообщается с проходным каналом 13, имеющим цилиндрический 14, конический 15 и выходной 16 участки, образуя испарительную камеру. Выходной участок 16 проходного канала 13 (сопло) соединен с вихревой камерой 8. В цилиндрической части проходного канала 13 установлена топливная форсунка 17. Как вихревая камера 8, так и улитка 10 снабжены сверхзвуковыми соплами Ловаля 18 и 19 соответственно. На наружной стенке корпуса испарителя 9 установлены саморегулирующиеся электронагревательные элементы 20, причем элементы 20 расположены по нисходящей кривой так, что на внутренней стенке проходного канала 13 создается равномерное поле температур.

Устройство работает следующим образом

При пуске двигателя закрыты как дроссельная, так и золотниковые заслонки, и воздух в испарительную камеру (проходной канал 13) и в вихревую камеру 8 поступает через сверхзвуковые сопла Ловаля 18 и 19 соответственно. Сечения сопел подобраны таким образом, что обеспечивают нормальное завязывание вихревых потоков как в вихревой, так и в испарительной камерах. Перед пуском двигателя включают саморегулирующиеся электронагревательные элементы 20 и прогревают внутреннюю стенку испарителя до требуемых температур, включение электронагревательных устройств осуществляется вместе с включением зажигания.

С первым принудительным поворотом коленчатого вала двигателя от стартера в цилиндре двигателя, а, следовательно, и во входном коллекторе создается разрежение. При закрытых дроссельной и золотниковой заслонках воздух, поступающий в вихревую и испарительные камеры, образовывает вихревые потоки. Со второго-третьего такта на "холодный край" испарителя в виде пятна наносится топливо, которое вихревым потоком преобразовывается (размазывается до состояния пленки) и, увлекаемое спутным потоком воздушного вихря, перемещается к "горячему краю", проходя все точки пофракционной его разгонки (для многофракционного топлива), путем микропленочного пристеночного испарения топлива, прогреваемого высокотеплопроводной стенкой испарителя, образуя гомогенную горючую (паровоздушную) газовую смесь, которая затем поступает в вихревую камеру. В вихревой камере под действием большого разрежения в ядре вихря при сравнительно небольших перепадах давления, высокой турбулентности ядра, зон пониженной и повышенной температуры в вихре, а также под действием интенсивных звуковых и ультразвуковых колебаний и ионизации происходит гомогенизация топливовоздушной смеси. По мере увеличения оборотов открывается сначала дроссельная заслонка, а затем и золотниковая заслонка. Манипулируя дроссельной и золотниковой заслонками и интенсивностью подачи топлива форсункой, добиваются требуемого режима работы двигателя.

Необходимо отметить, что при таком способе подготовки топливно-воздушной смеси в режиме пуска имеется возможность подавать в цилиндр обогащенную смесь (0,6 0,7) в гомогенизированном виде, в дальнейшем при "схватывании" и прогреве смесь резко обедняют до 1,2 1,3.

При таком способе подготовки топливно-воздушной смеси двигатель работает устойчиво на всех режимах при обедненной смеси 1,1 1,3, за исключением первых циклов пуска двигателя 0,6 0,8 и фoрсированного набора скорости 0,9 1,0.

Таким образом, предлагаемое конструктивное решение по способу подготовки топливно-воздушной смеси позволяет значительно улучшить экологические показатели ДВС без применения дорогостоящих нейтрализаторов.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. А.с. N 449168, кл. F 02 M 27/08.

2. А.с. N 905505, кл. F 02 M 17/00.

3. А.с. N 1017803, кл. F 02 M 17/00.

4. А.с. N 1471704, кл. F 02 M 17/00.

А.с. N 1519280, кл. F 02 M 31/00.

6. А.с. N 1543767, кл. F 02 M 17/00.

7. А.с. N 1702876, кл. F 02 M 31/12.

8. А.с. N 1714181, кл. F 02 19/08; 29/00.

9. А.с. N 719698, кл. F 02 M 17/00.

10. А.с. N 1746027, кл. F 02 M 29/06.

11. А.с. N 1764522, кл. F 02 M 31/16.

12. А.с. N 1772391, кл. F 02 M 29/02.

13. А.с. N 1774051, кл. F 02 M 29/00.

14. А.с. N 1784069, кл. F 02 M 29/00, 1992 (прототип для способа).

15. А.с. N 1784741, кл. F 02 M 27/04; 31/00.

16. А.с. N 1705141, кл. F 02 M 29/06.

17. А.с. N 1801176, кл. F 02 M 31/00.

18. А.с. N 1802196, кл. F 02 M 17/00; 27/04; 29/04; 23/00.

19. А.с. N 1806284, кл. F 02 M 17/17.

20. А.с. N 1812328, кл. F 02 M 9/00, 1993 (прототип для устройства).

21. А.с. N 1812329, кл. F 02 M 19/08.

22. А.с. N 1815399, кл. F 02 M 31/12.

23. Патент N 2.002.095, кл. F 02 M 31/02.

24. Патент N 2.002.096, кл. F 02 M 31/087.

25. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. М. Машиностроение, 1969.

26. Свиридов Ю.Б. Дроздовская Л.Ю. Новый способ высокоэффективного топливоотвода к текущим жидким пленкам многофракционного состава (моторным топливам)// Двигателестроение, 1987, 10(106), с. 3 7.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ образования топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, включающий подогрев топлива, его испарение и перемешивание с воздухом, отличающийся тем, что предварительно перед пуском двигателя прогревают испаритель, формируя на нем по пути следования топливной пленки плавно нарастающее поле температур, соответствующее температурам пофракционной разгонки топлива, и поддерживают его температурный режим постоянным, формируя из всасываемого воздуха высокоскоростной вихрь, наносят топливо на внутреннюю поверхность испарителя, формируя топливную пленку, которую перемещают спутным потоком воздушного вихря в область более высоких температур, пофракционно испаряют ее (его), одновременно перемешивая пары топлива с воздухом вихря, и подают в цилиндры.

2. Устройство для образования топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, содержащее полый цилиндрический корпус с верхней крышкой, внутренними отверстиями, выполненными на боковой поверхности корпуса с передними и задними кромками и выходным отверстием, полую цилиндрическую заслонку с тангенциальными регулирующими каналами, выполненными на цилиндрической поверхности, установленную коаксиально на корпусе, образуя с корпусом вихревую камеру, причем входные и выходные отверстия выполнены с возможностью образования проточных каналов переменного проходного сечения, форсунку, отличающееся тем, что оно содержит испаритель, снабженный входным воздушным каналом, дроссельной заслонкой и саморегулирующимися нагревательными элементами, причем испаритель установлен соосно с корпусом, входной воздушный канал на входе имеет дроссельную заслонку, а его выход тангенциально сообщается с цилиндрической частью проходного канала испарителя, представляющей собой испарительную камеру, сообщенную конфузорным участком с суженным выходным участком проходного канала испарителя, соединенным с вихревой камерой, саморегулирующиеся нагревательные элементы установлены на наружной поверхности испарителя и расположены по нисходящей кривой, форсунка установлена в цилиндрической части испарителя тангенциально, входной воздушный канал выполнен в виде улитки, вихревая камера и улитка снабжены сверхзвуковыми соплами Ловаля.

Версия для печати
Дата публикации 07.04.2007гг


вверх