RU2844340C1 - Modular complex of devices for improving fuel quality in diesel power plants - Google Patents
Modular complex of devices for improving fuel quality in diesel power plantsInfo
- Publication number
- RU2844340C1 RU2844340C1 RU2024107522A RU2024107522A RU2844340C1 RU 2844340 C1 RU2844340 C1 RU 2844340C1 RU 2024107522 A RU2024107522 A RU 2024107522A RU 2024107522 A RU2024107522 A RU 2024107522A RU 2844340 C1 RU2844340 C1 RU 2844340C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- gasoline
- standard
- diesel
- cavitation
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к силовым установкам (СУ) и непосредственно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), в частности к системам производства, распределения, очистки углеводородного топлива и к карбюрации состава горючей смеси, содержащей распыленное топливо, присадки, воздух, воду.The invention relates to the field of engine building, namely to power plants (PP) and directly to internal combustion engines (ICE), in particular to systems for the production, distribution, purification of hydrocarbon fuel and to the carburetion of the composition of a combustible mixture containing atomized fuel, additives, air, and water.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности признаков является патент RU 2579308 С1, МПК F02M 25/025, F02B 47/02, опубл. 10.06.2016 г., бюл. №10, в котором приведена система питания двигателя внутреннего сгорания, содержащая топливный бак, топливный насос, топливный фильтр, подающий и сливной трубопроводы, рампу форсунок с топливными форсунками, регулятор давления топлива, также между топливным фильтром и рампой форсунок установлены последовательно соединенные трубопроводом автоматический дозатор подачи воды и смесительный аппарат прямоточного типа, а также емкость для воды, в которую установлена водозаборная трубка, соединенная через электромагнитный клапан с автоматическим дозатором подачи воды, сливной трубопровод, соединенный с емкостью для воды, и схема сравнения, первый вход которой соединен с датчиком температуры двигателя, а второй вход - с источником опорного сигнала, и выход - с электромагнитным клапаном.The closest to the claimed invention in terms of its totality of features is patent RU 2579308 C1, IPC F02M 25/025, F02B 47/02, published 10.06.2016, bulletin. No. 10, which shows a fuel system for an internal combustion engine, comprising a fuel tank, a fuel pump, a fuel filter, feed and drain pipes, a rail of injectors with fuel injectors, a fuel pressure regulator, and also between the fuel filter and the rail of injectors, an automatic water supply dispenser and a straight-through mixing device connected in series by a pipeline, as well as a water tank in which a water intake tube is installed, connected through an electromagnetic valve to the automatic water supply dispenser, a drain pipe connected to the water tank, and a comparison circuit, the first input of which is connected to the engine temperature sensor, and the second input to the reference signal source, and the output to the electromagnetic valve.
Основной недостаток заключается в том, что описанная «система» не обеспечивает выполнение требуемых показателей двигателей внутреннего сгорания по экономичности и экологичности из-за недостаточного качества приготовления топливной смеси.The main drawback is that the described “system” does not ensure the required performance of internal combustion engines in terms of efficiency and environmental friendliness due to the insufficient quality of the fuel mixture preparation.
Техническим результатом настоящего изобретения является существенное улучшение экономических и экологических показателей дизельных СУ за счет повышения качества моторного топлива путем улучшения физико-химических свойств углеводородного топлива и добавления в камеру сгорания двух дополнительных компонентов (бензина и воды) параллельно штатной системе питания, что исключит перебои в работе СУ, связанные с недостаточным качеством перемешивания топлива с водой.The technical result of the present invention is a significant improvement in the economic and environmental performance of diesel fuel injection systems by improving the quality of motor fuel by improving the physical and chemical properties of hydrocarbon fuel and adding two additional components (gasoline and water) to the combustion chamber in parallel with the standard fuel system, which will eliminate interruptions in the operation of the fuel injection system associated with insufficient mixing of fuel with water.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную штатную систему питания дизельной СУ дополнительно введен модульный комплекс устройств для улучшения качества топлива в дизельных силовых установках, содержащий последовательно соединенные бак с бензином, струйно-кавитационный эжектор-дозатор, предназначенный для подачи бензина из бака с бензином в штатную топливную систему двигателя дизельной силовой установки и статический аппарат для перемешивания, диспергирования и кавитационной обработки топливной смеси, состоящей из дизельного топлива и бензина, при этом струйно-кавитационный эжектор-дозатор и статический аппарат для перемешивания, диспергирования и кавитационной обработки топливной смеси устанавливаются в разрыв топливного шланга штатной топливной системы двигателя дизельной силовой установки за штатным фильтром тонкой очистки топлива, а во впускном коллекторе за штатным воздушным фильтром установлен смеситель-дозатор, соединенный с баком для хранения воды и выполненный с возможностью дозирования воды в виде мелкораспыленных капель в поток проходящего воздуха.The specified technical result is achieved in that a modular set of devices for improving the quality of fuel in diesel power plants is additionally introduced into the known standard fuel system of a diesel power plant, comprising a series-connected tank with gasoline, a jet-cavitation ejector-doser, intended for feeding gasoline from the tank with gasoline into the standard fuel system of the diesel power plant engine, and a static device for mixing, dispersing and cavitation processing of the fuel mixture consisting of diesel fuel and gasoline, wherein the jet-cavitation ejector-doser and the static device for mixing, dispersing and cavitation processing of the fuel mixture are installed in the gap of the fuel hose of the standard fuel system of the diesel power plant engine behind the standard fine fuel filter, and a mixer-doser is installed in the intake manifold behind the standard air filter, connected to a tank for storing water and designed with the possibility of dosing water in the form of finely atomized droplets into the flow of passing air.
Сущность изобретения состоит в том, что в известной системе питания дизельных СУ повышение качества топлива осуществляется за счет дополнительно введенных и последовательно соединенных бака с бензином, струйно-кавитационного эжектора-дозатора, предназначенного для подачи бензина из бака с бензином в штатную топливную систему двигателя дизельной силовой установки и статического аппарата для перемешивания, диспергирования и кавитационной обработки топливной смеси, состоящей из дизельного топлива и бензина, при этом струйно-кавитационный эжектор-дозатор и статический аппарат для перемешивания, диспергирования и кавитационной обработки топливной смеси устанавливаются в разрыв топливного шланга штатной топливной системы двигателя дизельной силовой установки за штатным фильтром тонкой очистки топлива, а во впускном коллекторе за штатным воздушным фильтром установлен смеситель-дозатор, соединенный с баком для хранения воды и выполненный с возможностью дозирования воды в виде мелкораспыленных капель в поток проходящего воздуха.The essence of the invention is that in the known fuel supply system of diesel power plants, the fuel quality is improved by means of an additionally introduced and sequentially connected tank with gasoline, a jet-cavitation ejector-doser, intended for feeding gasoline from the tank with gasoline into the standard fuel system of the diesel power plant engine, and a static device for mixing, dispersing and cavitation processing of the fuel mixture consisting of diesel fuel and gasoline, wherein the jet-cavitation ejector-doser and the static device for mixing, dispersing and cavitation processing of the fuel mixture are installed in the gap of the fuel hose of the standard fuel system of the diesel power plant engine behind the standard fine fuel filter, and in the intake manifold behind the standard air filter a mixer-doser is installed, connected to a tank for storing water and made with the possibility of dosing water in the form of finely atomized droplets into the flow of passing air.
Согласно изобретению, улучшение экономических и экологических показателей дизельных СУ достигается за счет повышения эффективности сгорания путем более полного сгорания рабочей смеси в цилиндрах СУ. На протекание процесса сгорания, в камере сгорания, будет влиять количество испарившегося топлива за период задержки воспламенения в период быстрого горения, которое будет влиять на значения скорости топливоподачи, скорость тепловыделения и, соответственно, скорость нарастания давления газов. При добавлении небольшого количества бензина для дизельных СУ происходит обогащение топливно-воздушного заряда, поэтому увеличивается скорость сгорания и тепловыделения. Данное обстоятельство приводит к уменьшению времени быстрого горения, что увеличивает жесткость процесса сгорания. Поэтому для того чтобы дизельная СУ сохраняла рабоспособность, заложенную в конструкцию, данные значения не должны превышать нормативных значений (1…2,0 МПа/град. поворота коленчатого вала) для этого в камеру сгоранию подается незначительная порция воды. Подача воды осуществляется из бака с водой в смеситель-дозатор 9. При этом атмосферный воздух в дополнительно введенном смесителе-дозаторе 9 насыщается мелкодисперсными каплями воды, и полученная водно-воздушная мелкодисперсная смесь направляется по патрубку во впускной воздушный коллектор 3, из которого распределяется по цилиндрам дизельной СУ 1. В результате вода, содержащаяся в воздушной смеси, попадая в камеры сгорания и смешиваясь с топливом, способствует равномерному распределению горючей смеси по всему объему камер сгорания, так как при высокой температуре происходит ее «микровзрыв», при котором она превращается в пар и начинает хаотично двигаться по всему объему камеры сгорания, дополнительно перемешивая и дробя рабочую смесь. Также добавление водного компонента, подаваемого в цилиндры СУ в виде тумана, взвешенного в воздухе, позволит снизить скорость распространения фронта пламени путем его незначительного затухания, возникающего из-за того, что вода будет брать небольшое количество тепла, необходимого для перегрева капли воды с дальнейшим ее разложением на водород и кислород.According to the invention, the improvement of the economic and environmental performance of diesel SU is achieved by increasing the combustion efficiency through more complete combustion of the working mixture in the SU cylinders. The combustion process in the combustion chamber will be affected by the amount of evaporated fuel during the ignition delay period in the rapid combustion period, which will affect the values of the fuel feed rate, the heat release rate and, accordingly, the rate of increase in gas pressure. When adding a small amount of gasoline to diesel SU, the fuel-air charge is enriched, therefore the combustion rate and heat release increase. This circumstance leads to a decrease in the rapid combustion time, which increases the severity of the combustion process. Therefore, in order for the diesel SU to maintain the operability inherent in the design, these values should not exceed the standard values (1 ... 2.0 MPa / degree of crankshaft rotation) for this purpose, an insignificant portion of water is supplied to the combustion chamber. Water is supplied from a water tank to the mixer-dispenser 9. At the same time, the atmospheric air in the additionally introduced mixer-dispenser 9 is saturated with finely dispersed drops of water, and the resulting finely dispersed water-air mixture is directed through the branch pipe to the air intake manifold 3, from which it is distributed among the cylinders of the diesel SU 1. As a result, the water contained in the air mixture, getting into the combustion chambers and mixing with the fuel, contributes to the uniform distribution of the combustible mixture throughout the entire volume of the combustion chambers, since at high temperatures it undergoes a “microexplosion”, during which it turns into steam and begins to move chaotically throughout the entire volume of the combustion chamber, additionally mixing and crushing the working mixture. Also, the addition of a water component supplied to the cylinders of the combustion chamber in the form of a mist suspended in the air will reduce the speed of propagation of the flame front by slightly damping it, which occurs due to the fact that the water will take a small amount of heat required to superheat the water droplet with its subsequent decomposition into hydrogen and oxygen.
Вода снижает цикловые значения и температуры в камере сгорания дизельной СУ и характеризуется химическими реакциями, протекающими при температурах Т≥1000°С согласно выражениям:Water reduces the cyclic values and temperatures in the combustion chamber of a diesel fuel system and is characterized by chemical reactions occurring at temperatures T≥1000°C according to the expressions:
Когда коэффициент избытка воздуха α>1 (смесь бедная), то в соответствии с уравнением:When the excess air coefficient α>1 (the mixture is lean), then in accordance with the equation:
С+2H2O=CO2+2Н2.C+ 2H2O = CO2 + 2H2 .
Когда коэффициент избытка воздуха α<1 (смесь богатая), то в соответствии с уравнением:When the excess air coefficient α<1 (the mixture is rich), then in accordance with the equation:
C+H2O=CO+H2.C+ H2O =CO+ H2 .
При этом часть тепла, необходимого для перегрева воды, частично компенсируется горением, образовавшимся в ходе химических реакций - водородом (Н2). В связи с этим добавка небольшого количества воды 5…10% по отношению к объему дизельного топлива не приводит к существенному снижению мощности СУ. Также при обогащении топливного заряда в дизельной СУ бензином коэффициент α избытка воздуха составляет от 1,46 до 1,53, то есть незначительно снижается, поэтому необходимо в камеру сгорания вводить дополнительный кислород (О2), который дополнительно образуется при разложении воды в условиях высокой температуры в камере сгорания.In this case, part of the heat required to overheat the water is partially compensated by combustion formed during chemical reactions - hydrogen (H 2 ). In this regard, the addition of a small amount of water 5 ... 10% in relation to the volume of diesel fuel does not lead to a significant decrease in the power of the combustion chamber. Also, when enriching the fuel charge in a diesel combustion chamber with gasoline, the coefficient α of excess air is from 1.46 to 1.53, that is, it decreases slightly, so it is necessary to introduce additional oxygen (O 2 ) into the combustion chamber, which is additionally formed during the decomposition of water under high temperature conditions in the combustion chamber.
Следует отметить положительное действие процесса кавитационной обработки всего потока топлива, происходящего на первой ступени в статическом аппарате, для повышения его качества. Кавитация - это средство локальной концентрации энергии низкой плотности в высокую плотность энергии, связанную с пульсациями и захлопыванием кавитационных пузырьков. Она включает в себя переход жидкости в парообразное состояние, а затем переход пара в жидкое состояние. При схлопывании кавитационных пузырьков температура внутри них может мгновенно повышаться до 1500°С, давление локально может достигать значительных величин до 100 МПа. Так как в кавитационных пузырьках содержится растворенный воздух, то содержание кислорода в нем больше, чем в воздухе, и он в таком виде химически более агрессивен, в отличие от обычного воздуха, поэтому вызывает быстрое окисление почти любой среды. При этом в кавитационную зону могут проникать пары воды и газы. При схлопывании кавитационного пузырька выделяется энергия, которой достаточно для ионизации и диссоциации молекул воды, газов и других веществ, находящихся в этой области. Химическая агрессивность присутствующих в области кавитации активных газов O2, Н2 и N2 двойственная: во-первых, O2 и Н2 участвуют в реакциях трансформирования радикалов, a N2 - в химических реакциях с фиксацией азота. Применение кавитации с целью обработки топлива повышает степень дисперсности частиц остаточных фракций, разрушает конгломераты продуктов полимеризации.It should be noted that the process of cavitation treatment of the entire fuel flow, which occurs at the first stage in a static apparatus, has a positive effect on improving its quality. Cavitation is a means of locally concentrating low-density energy into high-density energy associated with pulsations and the collapse of cavitation bubbles. It includes the transition of liquid into a vaporous state, and then the transition of vapor into a liquid state. When cavitation bubbles collapse, the temperature inside them can instantly increase to 1500 ° C, the pressure can locally reach significant values of up to 100 MPa. Since cavitation bubbles contain dissolved air, the oxygen content in it is higher than in air, and in this form it is chemically more aggressive, unlike ordinary air, therefore it causes rapid oxidation of almost any environment. At the same time, water vapor and gases can penetrate into the cavitation zone. When a cavitation bubble collapses, energy is released that is sufficient for ionization and dissociation of water molecules, gases and other substances located in this area. The chemical aggressiveness of the active gases O2 , H2 and N2 present in the cavitation area is dual: firstly, O2 and H2 participate in radical transformation reactions, and N2 - in chemical reactions with nitrogen fixation. The use of cavitation for fuel treatment increases the degree of dispersion of residual fraction particles, destroys conglomerates of polymerization products.
Кавитационное воздействие на дизельное топливо ускоряет диффузию парафина, интенсифицирует процесс его разрушения, которое происходит за счет интенсификации перемешивания на границе топливо-парафин и действия импульсов давления, которые как бы разбрызгивают частицы парафина. Кавитационный процесс проводит к разрыву непрерывной цепочки С-С - связи в молекулах парафина, разрушая связи между отдельными частями молекул, влияет на временный разрыв ван-дер-ваальсовых связей. Энергия диссоциации связи С-Н колеблется в зависимости от молекулярной массы и структуры молекулы в пределах 322…435 кДж/моль, энергия диссоциации связи С-С - 250…348 кДж/моль. При разрыве связи С-Н от молекулы отрывается водород, от С-С - молекула разрывается на две неравные части. При кавитационной обработке дизельного топлива происходит деструкция молекул, вызванная микрокрекингом молекул и процессами ионизации, приводящими к тому, что в системе топливная среда накапливаются «активированные» частицы: радикалы, ионы, ионно-радикальные образования, которые активно атакуют как другие радикалы, так и нейтральные частицы. В связи с этим при кавитационном воздействии топливную среду в статическом аппарате происходит деструкция углеводородных молекул из-за микрокрекинга и процессов ионизации, поэтому накапливаются «активированные» частицы. Полученные при этом молекулы вблизи наружной поверхности неподвижного пузырька находятся в «мгновенно» ориентированном состоянии. Схема процесса образования «виртуального» пузырька представлена на фигуре 2а. При этом сформированный вокруг пузырька двойной электрический слой находится в квази-термодинамическом равновесии с окружающей дисперсной фазой. В связи с этим энергия не может оказывать влияния на скорость протекающих химических реакций. При прохождении через отверстия в статическом аппарате возникает процесс кавитации и сжатия пузырька, в результате чего площадь его наружной поверхности уменьшается, а также и число ориентированных молекул в поверхностном слое так же снижается. Сжатие продолжается до достижения определенного предела скорости сжатия, и вытесненные из поверхностного слоя дипольные молекулы «не успевают» переориентироваться, и вокруг пузырька образуется облако из ориентированных молекул, как показано на фигуре 2б. Таким образом, кавитационная обработка топлива позволяет существенно улучшить его физико-химические свойства и, соответственно, улучшить экономические и экологические показатели дизельных СУ.The cavitation effect on diesel fuel accelerates the diffusion of paraffin, intensifies the process of its destruction, which occurs due to the intensification of mixing at the fuel-paraffin boundary and the action of pressure pulses, which seem to spray paraffin particles. The cavitation process leads to the rupture of the continuous chain of C-C bonds in paraffin molecules, destroying the bonds between individual parts of the molecules, affects the temporary rupture of van der Waals bonds. The dissociation energy of the C-H bond fluctuates depending on the molecular weight and structure of the molecule within 322 ... 435 kJ / mol, the dissociation energy of the C-C bond - 250 ... 348 kJ / mol. When the C-H bond is broken, hydrogen is torn from the molecule, from the C-C - the molecule is torn into two unequal parts. During cavitation treatment of diesel fuel, molecules are destroyed due to microcracking of molecules and ionization processes, leading to the accumulation of “activated” particles in the fuel medium system: radicals, ions, ion-radical formations, which actively attack both other radicals and neutral particles. In this regard, during cavitation action on the fuel medium in a static apparatus, hydrocarbon molecules are destroyed due to microcracking and ionization processes, therefore “activated” particles accumulate. The molecules obtained in this case near the outer surface of a stationary bubble are in an “instantaneously” oriented state. The diagram of the process of formation of a “virtual” bubble is shown in Figure 2a. In this case, the double electric layer formed around the bubble is in quasi-thermodynamic equilibrium with the surrounding dispersed phase. In this regard, energy cannot affect the rate of chemical reactions. When passing through the holes in the static apparatus, the process of cavitation and compression of the bubble occurs, as a result of which the area of its outer surface decreases, and the number of oriented molecules in the surface layer also decreases. Compression continues until a certain limit of compression speed is reached, and the dipole molecules displaced from the surface layer "do not have time" to reorient themselves, and a cloud of oriented molecules is formed around the bubble, as shown in Figure 2b. Thus, cavitation treatment of fuel allows to significantly improve its physical and chemical properties and, accordingly, improve the economic and environmental performance of diesel SU.
Этим достигается наиболее качественное, надежное приготовление топливной смеси и полное сгорание рабочей смеси в камере сгорания, как следствие, происходит увеличение мощности, повышение экономических и экологических показателей дизельной СУ и обеспечивается достижение указанного в изобретении технического результата.This achieves the highest quality, most reliable preparation of the fuel mixture and complete combustion of the working mixture in the combustion chamber, as a result of which there is an increase in power, an increase in the economic and environmental performance of the diesel power plant and the achievement of the technical result specified in the invention.
Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.
На фигуре 1 показана схема компоновки элементов модульного комплекса устройств для улучшения качества топлива в дизельной СУ.Figure 1 shows a diagram of the layout of the elements of a modular complex of devices for improving the quality of fuel in a diesel fuel injection system.
На фигуре 2 показана принципиальная схема процесса образования «виртуального» пузырька.Figure 2 shows a basic diagram of the process of formation of a “virtual” bubble.
На фигурах обозначено: 1 - дизельная СУ; 2 - камера сгорания; 3 - впускной воздушный коллектор; 4 - выпускной коллектор; 5 - трубопровод подачи воды; 6 - штатный топливопровод низкого давления; 7 - бак с бензином; 8 - бак с водой; 9 - смесите ль-дозатор; 10 - патрубок с вакуумом; 11 - воздушный фильтр; 12 - штатный топливопровод возврата топлива; 13 - штатный топливный бак; 14 - штатный фильтр грубой очистки топлива; 15 - штатный фильтр тонкой очистки топлива; 16 - струйно-кавитационный эжектор-дозатор; 17 - топливный насос высокого давления; 18 - статический аппарат; 19 - штатный топливоподкачивающий насос; 20 - трубопровод для подачи топливной смеси (дизельного топлива и бензина); 21 - водно-воздушная смесь; 22 - двойной электрический слой; 23 - дипольные молекулы; 24 - заряд дипольной молекулы.The figures show: 1 - diesel power plant; 2 - combustion chamber; 3 - air intake manifold; 4 - exhaust manifold; 5 - water supply line; 6 - standard low-pressure fuel line; 7 - gasoline tank; 8 - water tank; 9 - mixer-doser; 10 - vacuum pipe; 11 - air filter; 12 - standard fuel return line; 13 - standard fuel tank; 14 - standard coarse fuel filter; 15 - standard fine fuel filter; 16 - jet-cavitation ejector-doser; 17 - high-pressure fuel pump; 18 - static apparatus; 19 - standard fuel priming pump; 20 - line for supplying fuel mixture (diesel fuel and gasoline); 21 - water-air mixture; 22 - double electric layer; 23 - dipole molecules; 24 - charge of a dipole molecule.
Дополнительные элементы «системы» включают бак с бензином 7, соединенный со струйно-кавитационным эжектором-дозатором 16, статический аппарат 18, бак с водой 8, соединенный со смесителем-дозатором 9.Additional elements of the “system” include a tank with gasoline 7, connected to a jet-cavitation ejector-dispenser 16, a static apparatus 18, a tank with water 8, connected to a mixer-dispenser 9.
Статический аппарат 18 предназначен для перемешивания, диспергирования и кавитационной обработки двух жидких сред (например, дизельного топлива и бензина) за счет физико-механического воздействия с высокой удельной энергией на молекулярные цепи и молекулы углеводородного топлива посредством квазиударного, кавитационного и расщепляющего процессов, приводящих к изменению структуры углеводородного топлива, превращению тяжелых фракций топлива в более легкие, улучшению его воспламеняемости и повышению полноты сгорания. Статический аппарат может быть выполнен (см. патент RU 2724749 от 20.09.2019 г.).The static apparatus 18 is designed for mixing, dispersing and cavitation treatment of two liquid media (for example, diesel fuel and gasoline) due to the physical and mechanical action with high specific energy on the molecular chains and molecules of hydrocarbon fuel by means of quasi-impact, cavitation and splitting processes leading to a change in the structure of hydrocarbon fuel, the transformation of heavy fractions of fuel into lighter ones, improving its flammability and increasing the completeness of combustion. The static apparatus can be made (see patent RU 2724749 dated 20.09.2019).
Струйно-кавитационный эжектор-дозатор 16 предназначен для автоматической подачи первого жидкого компонента в заданной пропорции в зависимости от режима работы СУ и приготовления из этих компонентов топливной смеси. Струйно-кавитационный эжектор-дозатор может быть выполнен (см. патент RU 2352805 от 20.04.2009 г.).The jet-cavitation ejector-dispenser 16 is designed for automatic supply of the first liquid component in a given proportion depending on the operating mode of the control system and preparation of a fuel mixture from these components. The jet-cavitation ejector-dispenser can be made (see patent RU 2352805 dated 20.04.2009).
Бак с бензином 7 предназначен для его хранения может быть выполнен, например, в виде дополнительного бака (см., например, ttps://tov54.ru/catalog/zapchasti_vaz_/sistema_pitaniya_vaz/karbyurator_i_sistema_podachi_vozduha_vaz. Дата обращения 02.06.2021 г.).The gasoline tank 7 is intended for its storage and can be made, for example, in the form of an additional tank (see, for example, ttps://tov54.ru/catalog/zapchasti_vaz_/sistema_pitaniya_vaz/karbyurator_i_sistema_podachi_vozduha_vaz. Date of access 02.06.2021).
Бак для воды 8 предназначен для хранения водного компонента, может быть выполнен в виде пластикового бака [см. https://14297114/].Water tank 8 is designed to store the water component and can be made in the form of a plastic tank [see https://14297114/].
Смеситель-дозатор 9 предназначен для перемешивания и диспергирования двух сред (воздуха и воды) за счет физико-механического воздействия с высокой кинетической энергией молекул воздуха на молекулярные цепи воды, а также для автоматического регулирования состава водно-воздушной смеси в заданной пропорции в зависимости от режима работы СУ и ее подачи в цилиндры с целью равномерного распределения горючей смеси по всему объему камеры сгорания, улучшения его воспламеняемости и повышения полноты сгорания. Дозатор может быть выполнен (см. патент RU 207485 от 29.10.2021 г.).The mixer-dispenser 9 is designed to mix and disperse two media (air and water) due to the physical and mechanical effect of high kinetic energy of air molecules on the molecular chains of water, as well as to automatically regulate the composition of the water-air mixture in a given proportion depending on the operating mode of the combustion system and its supply to the cylinders in order to evenly distribute the combustible mixture throughout the entire volume of the combustion chamber, improve its flammability and increase the completeness of combustion. The dispenser can be made (see patent RU 207485 dated 10/29/2021).
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
После запуска СУ бензин (в виде которого целесообразно использовать бензин марки АИ-92) из бака 7 автоматически засасывается струйно-кавитационным эжектором-дозатором 16 за счет струи проходящего топлива, затем смесь поступает в статический аппарат 18, где происходит интенсивное перемешивание двух компонентов и кавитационная обработка дизельного топлива и бензина. После чего полученная высокодисперсная топливная смесь, состоящая из дизельного топлива и бензина, поступает в штатную систему питания и непосредственно в топливный насос высокого давления 17. При этом штатная конструкция системы питания существенно не изменяется.After the start of the SU, gasoline (it is advisable to use AI-92 gasoline) from tank 7 is automatically sucked by the jet-cavitation ejector-dispenser 16 due to the stream of passing fuel, then the mixture enters the static device 18, where intensive mixing of the two components and cavitation treatment of diesel fuel and gasoline occurs. After which the resulting highly dispersed fuel mixture, consisting of diesel fuel and gasoline, enters the standard fuel system and directly into the high-pressure fuel pump 17. In this case, the standard design of the fuel system does not change significantly.
Одновременно при работе дизельной СУ атмосферный воздух засасывается через воздухозаборник в воздушный фильтр 11, где очищается и поступает в диффузор смесителя-дозатора 9. При этом в диффузоре смесителя-дозатора 9 образуется разряжение, и вода из бака с водой 8 поступает в диффузор смесителя-дозатора 9, в котором интенсивно перемешивается с воздушным потоком. Образованная мелкодисперсная смесь направляется во впускной коллектор 3, из которого распределяется по цилиндрам СУ. При этом бак с водой 8 устанавливается выше смесителя-дозатора 9, чтобы самотеком вода поступала в смеситель-дозатор 9. Вода, содержащаяся в воздушной смеси, попадая в камеры сгорания и смешиваясь с топливом, способствует равномерному распределению рабочей смеси по всему объему камер сгорания, улучшению его воспламеняемости и повышению полноты сгорания горючей смеси в цилиндрах СУ 1 по сравнению с обычным топливом. В результате улучшаются экономические и экологические показатели дизельной СУ.At the same time, when the diesel SU is operating, atmospheric air is sucked through the air intake into the air filter 11, where it is cleaned and enters the diffuser of the mixer-metering unit 9. In this case, a vacuum is formed in the diffuser of the mixer-metering unit 9, and water from the water tank 8 enters the diffuser of the mixer-metering unit 9, in which it is intensively mixed with the air flow. The formed finely dispersed mixture is directed to the intake manifold 3, from which it is distributed among the SU cylinders. In this case, the water tank 8 is installed above the mixer-metering unit 9, so that water flows by gravity into the mixer-metering unit 9. The water contained in the air mixture, entering the combustion chambers and mixing with the fuel, contributes to the uniform distribution of the working mixture throughout the volume of the combustion chambers, improving its flammability and increasing the completeness of combustion of the combustible mixture in the SU cylinders 1 compared to conventional fuel. As a result, the economic and environmental performance of the diesel power plant is improved.
Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как изготовление составляющих модульного комплекса устройств возможно на любых специализированных предприятиях, и имеет конструкцию, которую можно подключить в любом автосервисе или техническом сервисе, а также не требует специалистов высокой квалификации.The proposed technical solution is practically applicable, since the production of the components of the modular complex of devices is possible at any specialized enterprises, and has a design that can be connected in any car service or technical service, and does not require highly qualified specialists.
Предлагаемый модульный комплекс устройств для повышения качества топлива дизельных СУ позволяет улучшить физико-химические свойства дизельного топлива (уменьшить вязкость более чем в 4 раза, уменьшить плотность до 5%, снизить температуру вспышки в среднем на 30…40%, измельчить конгломераты остаточных углеводородных фракций до размерного ряда частиц 1…5 мкм) и повысить эффективность процесса сгорания в камере сгорания дизельных СУ, что улучшит экономические и экологические показатели дизельных СУ при использовании на образцах машинно-тракторного парка (повысит мощность до 10%, снизит расход топлива на 10…15% и токсичность отработавших газов в 1,5…2 раза).The proposed modular complex of devices for improving the quality of diesel SU fuel allows improving the physical and chemical properties of diesel fuel (reducing viscosity by more than 4 times, reducing density to 5%, reducing flash point by an average of 30...40%, crushing conglomerates of residual hydrocarbon fractions to a particle size range of 1...5 μm) and increasing the efficiency of the combustion process in the combustion chamber of diesel SU, which will improve the economic and environmental performance of diesel SU when used on samples of the machine and tractor fleet (increasing power by up to 10%, reducing fuel consumption by 10...15% and the toxicity of exhaust gases by 1.5...2 times).
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2844340C1 true RU2844340C1 (en) | 2025-07-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1983002799A1 (en) * | 1982-02-16 | 1983-08-18 | John Manolis | Internal combustion engine intake air moisturizer |
| CN1127328A (en) * | 1995-09-26 | 1996-07-24 | 王冲 | Fuel supply system for internal combustion engine |
| RU2099575C1 (en) * | 1995-07-11 | 1997-12-20 | Борис Павлович Чесноков | Method of producing water-fuel emulsion and method of supplying it to cylinder of internal combustion engine |
| RU2579308C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Internal combustion engine feed system |
| RU2724749C1 (en) * | 2019-09-20 | 2020-06-25 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Device for upgrading quality of diesel fuel |
| RU207485U1 (en) * | 2021-07-08 | 2021-10-29 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерство обороны Российской Федерации | COMBUSTION ENGINE POWER SUPPLY SYSTEM |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1983002799A1 (en) * | 1982-02-16 | 1983-08-18 | John Manolis | Internal combustion engine intake air moisturizer |
| RU2099575C1 (en) * | 1995-07-11 | 1997-12-20 | Борис Павлович Чесноков | Method of producing water-fuel emulsion and method of supplying it to cylinder of internal combustion engine |
| CN1127328A (en) * | 1995-09-26 | 1996-07-24 | 王冲 | Fuel supply system for internal combustion engine |
| RU2579308C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-04-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Internal combustion engine feed system |
| RU2724749C1 (en) * | 2019-09-20 | 2020-06-25 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Device for upgrading quality of diesel fuel |
| RU207485U1 (en) * | 2021-07-08 | 2021-10-29 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерство обороны Российской Федерации | COMBUSTION ENGINE POWER SUPPLY SYSTEM |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Повышение экологичности и экономичности автомобильной техники / А.Е. Ломовских // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. - 2023. - Номер 1 (87), с. 30-42. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4596210A (en) | Method and device for dissolving gas, especially carbon dioxide, in liquid fuel and for distributing the fuel in a supersaturated state through the combustion air | |
| RU2545262C2 (en) | Method and system for liquid fuel conditioning | |
| RU2168649C1 (en) | Device for admission of hydrogen into fuel of internal combustion engine | |
| US8464694B2 (en) | Method and system for providing fuel to internal combustion engines | |
| US20120186560A1 (en) | Homogenizing fuel enhancement system | |
| US4167919A (en) | Method and apparatus for hydrogen fueled internal combustion engines | |
| AU2010300394A1 (en) | Homogenizing fuel enhancement system | |
| JP5124145B2 (en) | Production equipment for fine fluid mixed liquid fuel | |
| US5522368A (en) | Apparatus and method for improving fuel efficiency of diesel engines | |
| RU2844340C1 (en) | Modular complex of devices for improving fuel quality in diesel power plants | |
| CN105164397A (en) | Method and apparatus for operating a diesel engine on emulsion fuel with variable composition | |
| US8495990B1 (en) | Pre-injection fuel atomization system | |
| KR19980063259A (en) | Combustion intensifier | |
| US20090084366A1 (en) | Method and System for Liquid Fuel Gasification | |
| EP2294305B1 (en) | Sonic system and method for producing liquid-gas mixtures | |
| RU2615880C1 (en) | Automotive diesel dual fuel feed system | |
| CN101280746A (en) | Ultrasonic wave fuel oil minuteness atomizing device | |
| RU2396442C2 (en) | Method to produce fuel mix for gasoline ice and carb to this end | |
| RU2579308C1 (en) | Internal combustion engine feed system | |
| RU190279U1 (en) | DEVICE FOR FUEL TREATMENT | |
| RU2280181C1 (en) | Fuel system of internal combustion engine | |
| RU2300658C2 (en) | Method of and system to prepare and deliver fuel-water emulsion into internal combustion engines and remove of non-used fuel-water emulsion from standard fuel system | |
| RU2708180C1 (en) | Ice with magnetic-catalytic combustion chamber and with ultrasonic steam generator and method for supply of gas-water-air fuel mixture to combustion chamber of this ice | |
| US12370505B2 (en) | Hydro-diesel engine system having separate agitation mixing and chemical mixing of hydrogen gas into liquid diesel fuel | |
| RU2141053C1 (en) | Internal combustion engine fuel system |