RU2156878C2 - Method of and system for activation of fuel for internal combustion engine - Google Patents

Method of and system for activation of fuel for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2156878C2
RU2156878C2 RU97104985/06A RU97104985A RU2156878C2 RU 2156878 C2 RU2156878 C2 RU 2156878C2 RU 97104985/06 A RU97104985/06 A RU 97104985/06A RU 97104985 A RU97104985 A RU 97104985A RU 2156878 C2 RU2156878 C2 RU 2156878C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
needle
nozzle
engine
well
Prior art date
Application number
RU97104985/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97104985A (en
Inventor
А.Н. Рынин
Н.Л. Рынин
Original Assignee
Рынин Александр Николаевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Рынин Александр Николаевич filed Critical Рынин Александр Николаевич
Priority to RU97104985/06A priority Critical patent/RU2156878C2/en
Publication of RU97104985A publication Critical patent/RU97104985A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2156878C2 publication Critical patent/RU2156878C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines. SUBSTANCE: method includes action onto fuel by short-time high voltage discharge in zones of concentration of high voltage field strength directly before injection of fuel into engine combustion chamber at simultaneous movement of needle for relative cleaning of common contact surfaces. Activation system in form of nozzle has positive and negative coaxial electrodes with constant gap. Needle pin and well are furnished with miniribs for concentrating field strength. Needle surface has minislots providing its rotation for cleaning common contact surfaces between needle locking cone and well seat. EFFECT: improved economy and ecological characteristics of engine. 4 dwg

Description

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к способам и устройствам активации топлива непосредственно перед впрыском в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания /ДВС/, преимущественно дизеля. The invention relates to internal combustion engines, in particular to methods and devices for activating fuel immediately before injection into the combustion chamber of an internal combustion engine (ICE), mainly a diesel engine.

Известен способ обработки топливной смеси для ДВС путем подачи /впрыска/ компонентов топлива в камеру сгорания при высоких значениях температуры и давления с целью их диссоциации /см. заявку на патент Франции N 2648515 МПК5 F 02 B 75/00/, F 02 M 49/02 от 1990 г./.A known method of processing the fuel mixture for internal combustion engines by feeding / injection / fuel components into the combustion chamber at high temperature and pressure in order to dissociate / cm. French patent application N 2648515 IPC 5 F 02 B 75/00 /, F 02 M 49/02 from 1990 /.

Недостатком известного способа является необходимость нагрева компонентов топлива выше 2000 K с целью создания условий для диссоциации, что связано со значительными техническими трудностями, экономически неоправданными, так как в дизеле температура цикла не превышает 2000 K. The disadvantage of this method is the need to heat the fuel components above 2000 K in order to create conditions for dissociation, which is associated with significant technical difficulties, economically unjustified, since in a diesel engine the cycle temperature does not exceed 2000 K.

Известен также способ обработки топлива в ДВС /см. патент РФ N 2038506 МПК6 F 02 M 27/04 от 1995 г./ с помощью электромагнитного поля, под действием которого топливо дополнительно энергетизируется и дробится, что способствует увеличению поверхности окисления, топлива, приводящему к улучшению экономических и экологических характеристик ДВС. Однако известный способ не затрагивает молекулярную структуру топлива и слабо влияет на процесс активации.There is also a known method of processing fuel in ICE / cm. RF patent N 2038506 IPC 6 F 02 M 27/04 of 1995 / using an electromagnetic field, under the influence of which the fuel is additionally energized and crushed, which contributes to an increase in the oxidation surface, fuel, leading to improved economic and environmental characteristics of ICE. However, the known method does not affect the molecular structure of the fuel and weakly affects the activation process.

Известно устройство обработки топлива в дизельном ДВС /см. патент РФ N 2011881 МПК6 F 02 M 53/02 от 1994 г./, в котором топливо подвергают обработке электрическим полем с целью диссоциации на водород и кислород, что улучшает процесс горения, но не влияет на молекулярную структуру топлива.A device for processing fuel in a diesel engine / cm. RF patent N 2011881 IPC 6 F 02 M 53/02 of 1994 /, in which the fuel is subjected to treatment by an electric field in order to dissociate into hydrogen and oxygen, which improves the combustion process, but does not affect the molecular structure of the fuel.

Известна топливная форсунка с электронным управлением для роторного вакуумного устройства преобразования жидкого топлива (патент США N 5343848 МПК F 02 M 31/00 от 1992 г./. Известное устройство преобразует макроскопические капли жидкости топлива в микроскопические и содержит вакуумную камеру и систему электронного управления топливной форсункой. Положительный эффект достигается в основном за счет уменьшения размеров капель топливной смеси перед ее подачей в камеру сгорания. Известная громоздкая электронная система служит для управления форсункой, но не влияет на активацию топлива. Known fuel nozzle with electronic control for a rotary vacuum device for converting liquid fuel (US patent N 5343848 IPC F 02 M 31/00 from 1992 /. The known device converts macroscopic droplets of liquid fuel into microscopic and contains a vacuum chamber and an electronic control system for the fuel nozzle A positive effect is achieved mainly by reducing the size of the droplets of the fuel mixture before it is fed into the combustion chamber. A well-known bulky electronic system is used to control nozzles but does not affect fuel activation.

Известен также способ обработки топлива электрическим полем /см. а.с. СССР N 1671934 МПК F 02 M 27/04 от 1991 г./ от низковольтного источника питания, например аккумулятора, путем постоянного движения топлива через низковольтное электрополе. Этот способ является наиболее близким к предлагаемому способу и принят в качестве прототипа. There is also a known method of processing fuel with an electric field / cm. A.S. USSR N 1671934 IPC F 02 M 27/04 dated 1991 / from a low-voltage power source, such as a battery, by continuously moving fuel through a low-voltage electric field. This method is the closest to the proposed method and adopted as a prototype.

Недостатком известного способа является малое влияние указанного физического поля на активацию топлива. The disadvantage of this method is the small effect of the specified physical field on the activation of the fuel.

Известно также устройство обработки топлива для ДВС электрическим путем с целью его активации /см. а.с. СССР N 1671934 МПК F 02 M 27/04 от 1991 г./, включающее корпус с подводящими и отводящими штуцерами для топлива, отрицательный и положительный электроды, источник питания, токопроводы. Это устройство является наиболее близким к заявляемой системе и принято в качестве прототипа. It is also known a device for processing fuel for ICE electrically with a view to its activation / see A.S. USSR N 1671934 IPC F 02 M 27/04 from 1991 /, including a housing with inlet and outlet fittings for fuel, negative and positive electrodes, a power source, current leads. This device is the closest to the claimed system and is adopted as a prototype.

Недостатком известного устройства для активации топлива является его малая эффективность вследствие слабого влияния указанных полей на физико-химическую структуру вещества. A disadvantage of the known device for activating fuel is its low efficiency due to the weak influence of these fields on the physicochemical structure of the substance.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании эффективного способа активации топлива для ДВС и соответствующей системы активации топлива для ДВС, которые обеспечивали бы высокие экономические и экологические характеристики ДВС. The problem to which the invention is directed, is to create an effective way of activating fuel for internal combustion engines and the corresponding fuel activation system for internal combustion engines, which would provide high economic and environmental characteristics of internal combustion engines.

Техническим результатом, который обеспечивается при осуществлении предлагаемого изобретения является создание условий для достижения высокой активации топлива в ДВС /в частности дизелей/ путем кратковременного, но сильного физического воздействия на структуру молекул топлива и образования в нем короткоживущих радикалов, играющих большую роль в разветвленных цепных реакциях, по которым происходит горение углеводородного топлива. The technical result that is achieved in the implementation of the present invention is the creation of conditions for achieving high activation of fuel in the internal combustion engine (in particular diesel engines) by means of short-term but strong physical effects on the structure of fuel molecules and the formation of short-lived radicals in it, which play an important role in branched chain reactions, on which the combustion of hydrocarbon fuel occurs.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе активации топлива для ДВС физическим полем, согласно изобретению, топливо обрабатывают кратковременным высоковольтным электроразрядом в зонах концентрации напряженности высоковольтного электрического поля в колодце распылителя форсунки непосредственно перед впрыском в камеру сгорания двигателя и одновременно производят поступательно-возвратное и вращательное движение иглы, осуществляя взаимную зачистку общих контактных поверхностей запирающего конуса иглы и седла колодца распылителя форсунки. The specified technical result is achieved by the fact that in the method of activating fuel for internal combustion engines with a physical field, according to the invention, the fuel is treated with a short-time high-voltage electric discharge in the concentration zones of the high-voltage electric field in the nozzle of the nozzle immediately before injection into the combustion chamber of the engine and simultaneously produce translational-rotational and rotational movement of the needle, carrying out mutual cleaning of the common contact surfaces of the locking cone of the needle and the saddle olodtsa nozzle atomizer.

Указанный технический результат достигается также тем, что в системе активации топлива для ДВС, выполненной в виде форсунки для подачи жидкого топлива в камеру сгорания двигателя, содержащей коаксиально расположенные положительный и отрицательный электроды, согласно изобретению, положительный электрод подключен к телу иглы и выходит на ее штифт, отрицательный электрод подключен к массе двигателя и через форсунку выходит на колодец распылителя, причем штифт иглы и колодец установлены коаксиально относительно друг друга с постоянным зазором для прохода топлива и снабжены спиральными мини-ребрами противоположного направления, а поверхность иглы снабжена мини-пазами на уровне оси подачи топлива в карман распылителя и установлена по касательной к последней. The specified technical result is also achieved by the fact that in the fuel activation system for the internal combustion engine, made in the form of a nozzle for supplying liquid fuel to the combustion chamber of the engine containing coaxially arranged positive and negative electrodes, according to the invention, the positive electrode is connected to the needle body and goes to its pin , the negative electrode is connected to the mass of the engine and through the nozzle goes to the nozzle well, and the needle pin and the well are installed coaxially relative to each other with a constant zorom for passage of fuel and provided with spiral mini-ribs in the opposite direction, and the surface of the needle is provided with mini-slots at the level of the fuel supply to the atomizer pocket axis and mounted tangentially to the latter.

Проведенные патентные исследования показали, что в настоящее время неизвестны аналогичные технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованиям новизны. Patent studies have shown that at the present time similar technical solutions are unknown, characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. Therefore, the claimed invention meets the requirements of novelty.

В заявляемом способе обработка слоя топлива толщиной < 0,2 мм кратковременным высоковольтным электроразрядом /ВВЭР/ в зонах концентрации напряженности высоковольтного электрического поля непосредственно перед впрыском в камеру сгорания двигателя обеспечивает высокую активацию топлива. В момент ВВЭР при электронном ударе при T≈5000 K образуется высокотемпературная плазма, действие которой на топливо /воду/ приводит к сложным физико-химическим процессам, вследствие термодиссоциации. При этом образуются продукты разложения, в том числе кислород, водород и главное - короткоживущие нестабильные радикалы, обладающие высокой реакционной способностью нестабильные радикалы, обладающие высокой реакционной способностью и играющие большую роль при горении топлива. Указанные радикалы активируют данную реакцию горения, так как через несколько тысячных долей секунды обработанное и подготовленное предлагаемым способом топливо уже будет участвовать в рабочем процессе в камере сгорания ДВС. Таким же способом можно обрабатывать воду одновременно с топливом /водотопливную эмульсию/ также непосредственно перед каждым рабочим циклом. Таким образом достигается более полное и эффективное использование топлива, улучшение экономических и экологических характеристик двигателя. Одновременное поступательное и вращательное давление иглы обеспечивает автоматическую взаимную зачистку общих контактных поверхностей запирающего конуса иглы и седла колодца распылителя, что гарантирует надежность данного процесса обработки топлива. In the inventive method, the processing of a fuel layer <0.2 mm thick by a short-time high-voltage electric discharge / VVER / in the concentration zones of the high-voltage electric field immediately before injection into the combustion chamber of the engine provides high fuel activation. At the time of VVER, an electron impact at T≈5000 K produces a high-temperature plasma, the effect of which on fuel / water / leads to complex physicochemical processes due to thermal dissociation. In this case, decomposition products are formed, including oxygen, hydrogen, and most importantly, short-lived unstable radicals, highly reactive unstable radicals, high reactivity and play an important role in fuel combustion. These radicals activate this combustion reaction, since after a few thousandths of a second, the fuel processed and prepared by the proposed method will already participate in the working process in the combustion chamber of the internal combustion engine. In the same way, it is possible to process water simultaneously with fuel / water-fuel emulsion / also immediately before each working cycle. Thus, a more complete and efficient use of fuel is achieved, and the economic and environmental characteristics of the engine are improved. The simultaneous translational and rotational pressure of the needle provides automatic mutual cleaning of the common contact surfaces of the locking cone of the needle and the saddle of the nozzle well, which guarantees the reliability of this fuel processing process.

В заявляемой системе активации топлива для ДВС в виде форсунки для подачи топлива в камеру сгорания двигателя использование двух коаксиальных цилиндрических электродов, положительного и отрицательного, позволяет проходить между ними высоковольтному электроразряду непосредственно через топливо в момент подачи топлива через форсунку в камеру сгорания. Подключение положительного электрода к телу иглы с выходом на ее штифт, а отрицательного электрода к массе двигателя и через форсунку на колодец распылителя, коаксиальное расположение штифта иглы и колодца относительно друг друга с постоянным зазором для прохода топлива позволяют получить ВВЭР в этом зазоре только в момент прохождения топлива через форсунку в камеру сгорания ДВС. Выполнение спиральных выступающих миниребер, идущих в разных направлениях, на поверхности штифта и колодца способствует увеличению локальной концентрации напряженности высоковольтного электрополя в этих точках зоны между штифтом и колодцем и развитию перемещающихся спиральных ВВЭР в момент движения иглы при подаче топлива в камеру сгорания. Выполнение на поверхности иглы минипазов на уровне подачи топлива, смещение оси подачи топлива относительно оси иглы и установка ее напротив минипазов, выполненных на игле, и по касательной к поверхности иглы позволяют производить постоянную и взаимную зачистку и притирку общих контактных поверхностей /КП/ между запирающим конусом иглы и седлом колодца распылителя, сто способствует равномерному износу данной пары, повышая надежность предлагаемой системы. In the inventive fuel activation system for an internal combustion engine in the form of an injector for supplying fuel to the engine’s combustion chamber, the use of two coaxial cylindrical electrodes, positive and negative, allows a high-voltage electric discharge to pass between them directly through the fuel at the moment of fuel supply through the nozzle to the combustion chamber. The connection of the positive electrode to the body of the needle with access to its pin, and the negative electrode to the mass of the engine and through the nozzle to the nozzle well, the coaxial arrangement of the pin of the needle and the well relative to each other with a constant clearance for fuel passage allows one to obtain VVER in this gap only at the moment of passage fuel through the nozzle into the combustion chamber of the internal combustion engine. The execution of spiral protruding mini-ribs going in different directions on the surface of the pin and the well increases the local concentration of the high-voltage electric field at these points in the zone between the pin and the well and the development of moving spiral VVER at the moment of the needle moving when the fuel is fed into the combustion chamber. Performing mini-grooves on the surface of the needle at the fuel supply level, displacing the fuel supply axis relative to the axis of the needle and installing it opposite the mini-grooves made on the needle and tangent to the surface of the needle allow constant and mutual cleaning and lapping of the common contact surfaces / gearbox / between the locking cone needles and a saddle of a spray well, one hundred promotes uniform wear of this pair, increasing the reliability of the proposed system.

Заявляемое изобретение иллюстрируется одним из возможных вариантов принципиальной схемы, изображенной на фиг. 1-4, на которых показаны:
на фиг. 1 - продольный разрез форсунки по ее оси до момента подачи топлива;
на фиг. 2 - продольный разрез форсунки по ее оси в момент подачи топлива;
на фиг. 3 - поперечный разрез форсунки по оси подачи топлива;
на фиг. 4 - схема расположения ребер на штифте и колодце.The invention is illustrated by one of the possible variants of the circuit diagram shown in FIG. 1-4, which show:
in FIG. 1 - a longitudinal section of the nozzle along its axis until the fuel is supplied;
in FIG. 2 - a longitudinal section of the nozzle along its axis at the time of fuel supply;
in FIG. 3 - transverse section of the nozzle along the fuel supply axis;
in FIG. 4 is a diagram of the location of the ribs on the pin and the well.

Система активации топлива для ДВС включает топливопровод высокого давления /ВД/ 1, идущий к карману 2 распылителя, а также форсунку 3, иглу 4 с запирающим конусом, фигурные минипазы 5, пружину 6, прижимающую запирающий конус иглы к седлу 7 колодца распылителя, изолятор 8. Минипазы 5 размерами ≈2х0,5 для ДВС малого литража выполнены на поверхности иглы 4 на уровне оси подачи топлива в карман 2 и расположены по касательной к оси подачи топлива. Запирающий конус иглы 4 распылителя оканчивается цилиндрическим штифтом 9, двигающимся в коаксиально расположенном цилиндрическом колодце 10. Прерыватель низкого напряжения может быть выполнен из запирающего конуса иглы 4 /+/ и седла 7 /-/ колодца, соединенных с первичной /низковольтной 10-15 В/ обмоткой высоковольтного трансформатора. Через сопловые отверстия 11 производится впрыск топлива в цилиндр. Давление иглы 4 осуществляется в направляющей гильзе 12, находящейся в изоляторе 8. Поверхность штифта 9 снабжена спиральными мини-ребрами 13, выступающими на высоту ≈0,3 δ, подобно поверхности сверла или винта/, а внутренняя поверхность колодца 10 аналогичными мини-ребрами 14, но противоположного направления, соответственно левого и правого. The fuel activation system for the internal combustion engine includes a high pressure / VD / 1 fuel line leading to the nozzle pocket 2, as well as a nozzle 3, a needle 4 with a locking cone, shaped mini-slots 5, a spring 6 pressing the locking needle cone to the seat 7 of the atomizer well, insulator 8 Minipoles 5 with dimensions ≈2x0.5 for ICE of small displacement are made on the surface of the needle 4 at the level of the axis of fuel supply to pocket 2 and are located tangent to the axis of fuel supply. The locking cone of the needle 4 of the atomizer ends with a cylindrical pin 9 moving in a coaxially located cylindrical well 10. The low voltage interrupter can be made of a locking cone of the needle 4 / + / and the seat 7 / - / of the well connected to the primary / low voltage 10-15 V / winding of a high voltage transformer. Through nozzle holes 11, fuel is injected into the cylinder. The pressure of the needle 4 is carried out in the guide sleeve 12 located in the insulator 8. The surface of the pin 9 is equipped with spiral mini ribs 13 protruding to a height of ≈0.3 δ, like the surface of a drill or screw /, and the inner surface of the well 10 with similar mini ribs 14 , but in the opposite direction, respectively, left and right.

Способ активации топлива для ДВС в заявляемой системе осуществляется следующим образом /см. фиг. 1-4/. The method of activation of fuel for internal combustion engines in the inventive system is as follows / see FIG. 1-4 /.

При нагнетании топливным насосом ВД топлива к форсунке 3 по топливопроводу ВД 1 и при создании давления в полости кармана 2 распылителя, необходимого для срабатывания форсунки, игла 4 поднимается, преодолевая усилие пружины 6, и прерывает низковольтный /10-15 В/ электроконтакт между запирающим конусом иглы 4 /+/ и седлом 7 /-/. С прерыванием низковольтного контакта 4 - 7 срабатывает высовольтный трансформатор аналогично катушке зажигания в бензиновом ДВС, где свеча зажигания дает высовольтную искру при размыкании контактов низковольтного прерывателя, в данном случае запирающий конус иглы 4 - седло 7 колодца 10. Тело иглы 4 играет теперь роль проводника, передающего высоковольтный положительный импульс со вторичной обмоткой высоковольтного трасформатора на цилиндрический штифт 9 /+/, расположенный коаксиально с постоянным зазором δ ≈ 0,2 мм относительно колодца 10 /-/. При этом между штифтом 9 /+/ и цилиндрическим колодцем 10 /-/ форсунки в зазоре δ возникает ВВЭР в несколько киловольт через поступающее в зазор δ топливо. When the fuel pump injects VD of fuel to the nozzle 3 through the VD 1 fuel line and when pressure is created in the cavity of the pocket 2 of the atomizer necessary to actuate the nozzle, the needle 4 rises, overcoming the force of the spring 6, and interrupts the low-voltage / 10-15 V / electrical contact between the locking cone needles 4 / + / and saddle 7 / - /. With the interruption of the low-voltage contact 4 - 7, the high-voltage transformer is activated similarly to the ignition coil in a gasoline ICE, where the spark plug gives a high-voltage spark when the contacts of the low-voltage interrupter open, in this case the locking needle cone 4 - seat 7 of the well 10. The body of the needle 4 now plays the role of a conductor, transmitting a high-voltage positive pulse with a secondary winding of a high-voltage transformer to a cylindrical pin 9 / + / located coaxially with a constant gap δ ≈ 0.2 mm relative to the well 10 / - /. In this case, between the pin 9 / + / and the cylindrical well 10 / - / of the nozzle in the gap δ, a VVER of several kilovolts arises through the fuel entering the gap δ.

Одним из других возможных вариантов получения ВВЭР в форсунке в момент впрыска топлива в цилиндр может также использоваться стандартная система электрозажигания, применяемая в обычных бензиновых ДВС, включающая катушку зажигания и низковольтный прерыватель, но который жестко связан с топливным насосом высокого давления. One of the other possible options for producing VVER in the nozzle at the time of fuel injection into the cylinder can also be the standard electric ignition system used in conventional gasoline ICEs, including an ignition coil and a low-voltage interrupter, but which is rigidly connected to the high-pressure fuel pump.

При подаче топлива и поступательном движении штифта 9 в колодце 10, в точках пересечениях мини-ребер 13 и 14 /см. фиг. 4/, т.е. при максимальном сближении их на расстояние ~0,4 δ, т.е. < 0,1 мм, происходит резкая концентрация напряженности высоковольтного электрического поля в данных точках между мини-ребрами 13 и 14 /в зоне 0,4 δ/, способствующая надежному пробою, равномерному распределению и перемещению ВВЭР по спиралям через топливо в переменном зазоре по этим точкам. Площадь усредненного сечения данного фигурного зазора с мини-ребрами немного меньше площади простого постоянного цилиндрического зазора δ = 0,2 мм, но также обеспечивает максимальный расход топлива через сопловые отверстия 11. When supplying fuel and translational movement of the pin 9 in the well 10, at the intersections of the mini-ribs 13 and 14 / cm. FIG. 4 /, i.e. at their maximum approximation by a distance of ~ 0.4 δ, i.e. <0.1 mm, there is a sharp concentration of the high-voltage electric field at these points between the mini-ribs 13 and 14 / in the zone of 0.4 δ /, which contributes to reliable breakdown, uniform distribution and movement of VVER along spirals through the fuel in an alternating gap along these points. The average cross-sectional area of this figured gap with mini-ribs is slightly smaller than the area of a simple constant cylindrical gap δ = 0.2 mm, but also provides maximum fuel consumption through the nozzle holes 11.

В момент подачи топлива в форсунку /под давлением в несколько сотен атмосфер/ и поступающего гидроудара на фигурные пазы 5 запирающий конус иглы 4, поднимаясь от седла 7, освобождается от его сопротивления и игла поворачивается на определенный угол, как минитурбина. Площадь паза, принимающего удар топлива, составляет ~1 мм2 для ДВС малого литража. В это же время происходит ВВЭР в зазоре δ = 0,1 - 0,2 мм через топливо между элементами 9 /+/ и 10 /-/. С учетом силы > 1 кг гидроударов топлива в пазы 5, его движения по ним и частоты циклов, игла 4 при подъеме и опускании совершает импульсное вращение, и поэтому после каждого цикла игла 4, поворачиваясь на некоторый угол, занимает новую позицию в седле 7. При этом происходит взаимная зачистка ударом и трением общих КП запирающего конуса иглы 4 и седла 7.At the time of fuel supply to the nozzle / under pressure of several hundred atmospheres / and the incoming hydraulic shock to the figured grooves 5, the locking cone of the needle 4, rising from the seat 7, is released from its resistance and the needle is rotated at a certain angle, like a miniturbine. The area of the groove receiving the impact of fuel is ~ 1 mm 2 for ICE small displacement. At the same time, VVER occurs in the gap δ = 0.1 - 0.2 mm through the fuel between the elements 9 / + / and 10 / - /. Taking into account the force> 1 kg of hydraulic shock of fuel into grooves 5, its movement along them and the cycle frequency, needle 4 performs a pulse rotation when raising and lowering, and therefore, after each cycle, needle 4, turning by a certain angle, takes a new position in saddle 7. In this case, mutual stripping by impact and friction of the general gearbox of the locking cone of the needle 4 and the saddle 7 occurs.

При ориентировочных параметрах данной системы форсунки /зазор δ ≈ 0,2 и ⌀ штифта ≈ 3/ обеспечивается пропуск топлива через 2 - 3 сопловых отверстия 11⌀ ≈ 0,3 для ДВС малого литража, рассматриваемого в предлагаемом техническом решении. Это не исключает возможности использования предлагаемых способа и системы для ДВС любого литража при изменении параметров форсунки и ее электросхемы. Параметры ВВЭР, в том числе мощность, длительность, напряжение, задержка и т.д., выбираются с учетом конкретных технических данных форсунки. With the approximate parameters of this nozzle system / gap δ ≈ 0.2 and ⌀ pin ≈ 3 /, fuel is allowed to pass through 2 - 3 nozzle openings 11⌀ ≈ 0.3 for ICE of small displacement, considered in the proposed technical solution. This does not exclude the possibility of using the proposed method and system for ICE of any displacement when changing the parameters of the nozzle and its electrical circuit. VVER parameters, including power, duration, voltage, delay, etc., are selected taking into account the specific technical data of the nozzle.

Использование предлагаемых способа и системы позволяет в течение нескольких тысячных долей секунды производить термообработку каждой дозы топлива, проходящего через форсунку, непосредственно перед впырском в камеру сгорания через сопловые отверстия 11. Продолжительность ВВЭР, в течение которого происходит предлагаемая термообработка топлива, соответствует продолжительности процесса впрыскивания. Особо важное значение имеет предлагаемый способ термообработки /T≈5000 K/ топлива /воды/ кратковременным ВВЭР, так как он сопровождается образованием активных частиц-радикалов, которые активируют компоненты топлива в период задержки самовоспламенения и влияют на все последующие фазы работы ДВС в целом. При внедрении заявленного технического решения двигатель серьезных реконструкций не требует. Наряду с профильными заводами предлагаемая система может быть изготовлена, например, на предприятиях, имеющие высокие технологии, но ввиду сложившихся условий, подлежащих конверсии. Using the proposed method and system allows for several thousandths of a second to heat-treat each dose of fuel passing through the nozzle immediately before injection into the combustion chamber through the nozzle openings 11. The duration of the VVER, during which the proposed heat treatment of the fuel occurs, corresponds to the duration of the injection process. Of particular importance is the proposed heat treatment method / T≈5000 K / fuel / water / short-term VVER, since it is accompanied by the formation of active radical particles that activate the fuel components during the delay period of self-ignition and affect all subsequent phases of the internal combustion engine as a whole. When implementing the claimed technical solution, the engine does not require major reconstruction. Along with specialized plants, the proposed system can be manufactured, for example, at enterprises that have high technologies, but in view of the prevailing conditions that are subject to conversion.

Claims (2)

1. Способ активации топлива для двигателя внутреннего сгорания путем воздействия на топливо физическим полем, отличающийся тем, что топливо обрабатывают кратковременным высоковольтным электроразрядом в зонах концентрации напряженности высоковольтного электрического поля в колодце распылителя форсунки непосредственно перед впрыском в камеру сгорания двигателя и одновременно производят поступательно-возвратное и вращательное движение иглы, осуществляя взаимную зачистку общих контактных поверхностей запирающего конуса иглы и седла колодца распылителя форсунки. 1. A method of activating fuel for an internal combustion engine by exposing the fuel to a physical field, characterized in that the fuel is treated with a short-time high-voltage electric discharge in the concentration zones of the high-voltage electric field in the nozzle of the nozzle immediately before injection into the engine’s combustion chamber and simultaneously translationally and rotational movement of the needle, performing mutual cleaning of the common contact surfaces of the locking cone of the needle and saddle and the spray nozzle well. 2. Система активации топлива для двигателя внутреннего сгорания, выполненная в виде форсунки для подачи жидкого топлива в камеру сгорания двигателя, содержащая положительный и отрицательный электроды, расположенные коаксиально, отличающаяся тем, что положительный электрод подключен к телу иглы с выходом на ее штифт, отрицательный электрод подключен к массе двигателя и с выходом через форсунку на колодец распылителя, причем штифт иглы и колодец установлены коаксиально относительно друг друга с постоянным зазором для прохода топлива и снабжены спиральными мини-ребрами противоположного направления, а поверхность иглы снабжена мини-пазами на уровне оси подачи топлива в карман распылителя и установлена по касательной к указанной оси. 2. The fuel activation system for an internal combustion engine, made in the form of a nozzle for supplying liquid fuel to the combustion chamber of the engine, containing positive and negative electrodes arranged coaxially, characterized in that the positive electrode is connected to the needle body with an exit to its pin, negative electrode connected to the mass of the engine and with an exit through the nozzle to the sprayer well, the pin of the needle and the well mounted coaxially relative to each other with a constant clearance for the passage of fuel and abzheny mini spiral ribs of opposite directions, and the surface of the needle is provided with mini-slots at the level of the fuel supply to the atomizer pocket axis and mounted tangentially to said axis.
RU97104985/06A 1997-03-25 1997-03-25 Method of and system for activation of fuel for internal combustion engine RU2156878C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97104985/06A RU2156878C2 (en) 1997-03-25 1997-03-25 Method of and system for activation of fuel for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97104985/06A RU2156878C2 (en) 1997-03-25 1997-03-25 Method of and system for activation of fuel for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97104985A RU97104985A (en) 1999-03-27
RU2156878C2 true RU2156878C2 (en) 2000-09-27

Family

ID=20191369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97104985/06A RU2156878C2 (en) 1997-03-25 1997-03-25 Method of and system for activation of fuel for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2156878C2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511893C1 (en) * 2012-11-27 2014-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Combustion method of hydrocarbon fuel in gas turbine engine or plant
RU2582376C1 (en) * 2014-12-05 2016-04-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Method of increasing efficiency of fuel spray
RU2615618C1 (en) * 2015-12-18 2017-04-05 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Fuel jet of gas turbine engine
RU170790U1 (en) * 2016-03-22 2017-05-11 Акционерное общество "Климов" Fuel injector for main combustion chamber
RU2636947C1 (en) * 2016-12-05 2017-11-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Fuel jet of aircraft engine
RU214540U1 (en) * 2022-07-07 2022-11-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I (ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ ) diesel injector

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013050882A2 (en) 2012-09-12 2013-04-11 Kuregyan Kamo Equipment for structurization and polarization of fuel, combustion mixture or water

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2511893C1 (en) * 2012-11-27 2014-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Combustion method of hydrocarbon fuel in gas turbine engine or plant
RU2582376C1 (en) * 2014-12-05 2016-04-27 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Method of increasing efficiency of fuel spray
RU2615618C1 (en) * 2015-12-18 2017-04-05 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Fuel jet of gas turbine engine
RU170790U1 (en) * 2016-03-22 2017-05-11 Акционерное общество "Климов" Fuel injector for main combustion chamber
RU2636947C1 (en) * 2016-12-05 2017-11-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Fuel jet of aircraft engine
RU214540U1 (en) * 2022-07-07 2022-11-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I (ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ ) diesel injector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5248731B2 (en) Combustion enhancement system and combustion enhancement method
JP5428057B2 (en) Compression ignition internal combustion engine, glow plug and injector
EP1705346B1 (en) Plasma injector, exhaust gas purifying system, and method for injecting reducing agent
US4841925A (en) Enhanced flame ignition for hydrocarbon fuels
KR910002122B1 (en) Plasma jet ignition apparatus
US5076223A (en) Miniature railgun engine ignitor
US4926818A (en) Pulsed jet combustion generator for premixed charge engines
EP1590558A2 (en) Methods and apparatus for combustion of fuels
CN111735078B (en) Plasma jet-creeping discharge dual-mode fuel atomizing nozzle
RU2156878C2 (en) Method of and system for activation of fuel for internal combustion engine
EP0339043A4 (en) Formation of electric field discharges.
US2656824A (en) Electric apparatus for decomposing liquids and its use as a gasoline economizer
RU2038506C1 (en) Method of treatment of fuel
US4865003A (en) Method and apparatus for activating fuel prior to combustion
RU180757U1 (en) FUEL PROCESSING DEVICE
KR102166406B1 (en) Fuel Ionization Apparatus
RU97104985A (en) METHOD OF ACTIVATION OF FUEL FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND SYSTEM OF ACTIVATION OF FUEL FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU108108U1 (en) DEVICE FOR PROCESSING FUEL OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU106669U1 (en) MULTI-COMPONENT DEVICE FOR PREPARING FUEL OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU2154738C2 (en) Energy conversion process and device (design versions)
RU2719762C1 (en) Electric fuel processing method
WO1992022679A1 (en) Water fuel injection 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
RU2634649C1 (en) Fuel nozzle
RU96121206A (en) METHOD OF INTENSIFICATION OF ICE OPERATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050326