RU18840U1 - Бензогазогенератор для совместной работы на двигателе со штатной системой питания - Google Patents

Abstract

1. Бензогазогенератор для двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием, в котором за счет теплоты выхлопных газов жидкий бензин образует газовую гомогенную горючую смесь - БЕНЗОГАЗ, отличающийся тем, что в целях адаптации бензогазогенератора к серийным и широко эксплуатируемым автомобильным двигателям для перевода их на экологически чистый процесс сгорания без изменения конструкции и регулировок, устанавливается в качестве основного источника смесеобразования, параллельно штатной системе (карбюратора) и работает совместно по оптимальной программе управления за счет электронного управления.2. Бензогазогенератор по п. 1, отличающийся тем, что механизм привода дросселей так соединен, что первоначально открывается дроссель бензогазогенератора и лишь после его открытия на установленную величину (например, на 55-75%) к работе плавно подключается серийная система смесеобразования двигателя (карбюратор).3. Бензогазогенератор по пп.1 и 2, отличающийся наличием электронного блока, управляющего скважностью топливоподающей форсунки τ%, открывающейся по сигналам датчика угла открытия дросселя F%; программа оптимальной топливоподачи заложена в память электронного блока управления, включая совместную работу обеих систем (рис.1).4. Бензогазогенератор по пп.1-3, отличающийся тем, что теплоприемник и испаритель выполнены заодно, а клапан рециркуляции выхлопных газов (если он имеется) перенесен на испаритель.5. Бензогазогенератор по пп.1-4, отличающийся тем, что для обеспечения малотоксичных пуска и прогрева двигателя привод пускового устройства основной системы питания переключен гибкой связью на дроссель б�

Description

Патентная заявка на полезьтую модель

«Бензогазогенератор ДВС (БГГС) ;у1я совместной работы

на двигателе со штатной системой питания

Заявитель - Свиридов Ю.Б.

Авторы: Банков А.В., Дроздовская Л.Ю., Кобзев А.И., Прокопенко Ю.Б., Свиридов Ю.Б.

Экологическая безопасность автомобильного двигателя целиком и полностью определяется некачественностью теплового процесса двигателя, в первую очередь дезорганизованным процессом смесеобразования. Эта дезорганизация проявляется в том, что в двигатель поступает двухфазная газожидкостная смесь, содержащая не только бензиновые пары, но и жидкие частицы, которые являются главным источником токсичности, заброса свечей, разжижения масла и появления отложений на стенках двигателя. Да и газообразная смесь подчас неоднородна и непредсказуема по составу. Причиной всего этого является распыление бензина в малотеплоемком воздухе и непредсказуемостью конденсации распыленных частиц на стенках коллектора и двигателя. По причине неопределенности состава смеси ограничен маневр регулирования двигателем, отсюда недоиспользуются наиболее эффективные, обедненные смеси из-за опасности пропуска цикла. Известно, что чем лучше организовано смесеобразование (чем больше доля гомогенной фазы), тем шире возможности работы двигателя на бедных смесях.

Проблема смесеобразования в ДВС впервые полностью решена в СПбГТУ созданием не имеюшей аналогов «Системы молекулярного смесеобразования гомогенного горения ДВС («С-процесс Свиридова). Па новых принципах микропленочного тепломассообмена и теплоты, выхлопного коллектора, редуцированной в бензофр кционное температурное поле на всей поверхности поля, формируется ничем не лимитируемый диффузионный поток молекул всех фракций при своих температурах кипения. При этом вихревым потоком из всасываемого воздуха устраняются все жидкие частицы, за счет сепарации их в пленку, а также исключается срыв с пленки жидких частиц. Так обеспечивается питание двигателя сухой бензогазовой смесью. В энергичном вихревом потоке за счет деформированного профиля скоростей основная масса воздуха протекает вблизи стенок и поэтому процесс насыщения его всеми углеводородами упрощен, а за счет крутого профиля скорости у стенки формируется интенсивная турбулентность, гарантир тощая получение однородной горючей смеси в газовой фазе.

Этот принцип теплового смесеобразования осуществлен АОЗТ «Пламя в конструкции «Бензогазогенератора ДВС, в котором утилизируются 5% теплоты вьгхлопного коллектора, воспринимаемой теплоприемником и транспортируемой к испарителю и формируется нарастающее температурное поле навстречу движущейся микропленке. В результате, поверхностная бензиновая микропленка, организованная мощным вихревым потоком всасываемого воздуха, непрерывно втекает в переменное температурное поле и кипит всеми фракциями бензина по всей поверхности каждая при своей температуре кипения. Так формируется бензогаз - лучшее горючее вещество. Оптимальный состав бензогаза, определенный на всех режимах работы двигателя экспериментальным путем по минимальным значениям (СО, СП,

NOx)n,,n и (ge),nin, поддерживается системой топливоподачи с помощью электронного блока управления (БУ), задающего скважность форсунки в зависимости от доли открытия дросселя.

Экспериментальные данные испытаний БГТС на двигателе УМЗ однозначно подтвердили высок то эффективность и перспективность работы на бензогазе, в том числе расширение «бедного предела искрового поджигания до ttnp 1,7.

Однако реализация системы молекулярного смесеобразования в карбюраторных двигателях требует серьезных конструктивных изменений: замены карбюратора на систему впрыска с несколькими форсунками, изменения конструкции впускного и выпускного коллекторов и др. Коренная перестройка ДВС потребует длительных исцытаний и доводки, которые в совре 1енных условиях в России непреодолимы, хотя и обещают абсолютное решение экологической проблемы.

Кроме того, этой системе свойственен один недостаток: за счет полного испарения бензина и за счет затрат на вихреобразование наполнение двигателя возд хом уменьшается. На частичных нагрузках это не имеет значения, а при максимальных нагрузках это меньщит номинальную мощность на 6%. Компенсация этой потери потребует выполнения специальных мероприятий.

Приведенный анализ показал:

-БГГС эффективен на всех нагрузках кроме максимальной (с полным дросселем);

-токсичность более велика на режимах малых нагрузок, свойственных движению в городе; на больших нагрузках (условно, загородных) эти требования менее категоричны (поэтому они не входят в нормируемый Городской Цикл (ГЦ).

Обходя эти трудности, предлагается оригинальное конструктивное рещение в виде малоразмерного БГГС с оставлением карбюратора с его регулировками. Это предложение быстрое по реализации, столь же экологичное и эффективное на городских режимах за счет питания двигателя однородным и оптимальным по составу бензогазом. Поскольку топливная аппаратура и конструкция двигателя не изменяются, эта схема работы двигателя экономична и технологична: малоразмерный БГГС обеспечивает единолично режимы работы двигателей от холостого хода до 25-30% максимальной нагрузки, при которых карбюратор не подключается. На нагрузках более указанной подключается карбюратор и обе системы работают вместе.

Комплексная система БГГС с серийным карбюратором (рис. 1) включает в себя малоразмерный БГГС (1) и карбюратор (7) двигателя, смонтированньгй на заводской сборке выпускного (3) и впускного (5) коллекторов. На выпускно.м (3) коллекторе обрабатывается плоская площадка (4) для крепления БГСС и отбора тепла, а впускной (5) коллектор снабжается местом подвода бензогаза (6), расположенным прямо под карбюратором (7). Теплоприемник (2) плотно прижат к площадке (4) коллектора (3), а с другого края теплоприемника (2) также плотно прижат своей теплоприемной частью испаритель БГГС (1). Дополнительной точкой фиксации БГГС на сборке служит место подвода бензогаза (6) на коллекторе (5). Таким образом, обеспечивается передача тепла от выпускного коллектора (3) испарителю (1), парообразование, смещение и транспортировка полученного в БГГС бензогаза в задроссельное пространство впускного коллектора (5). Ведущий диск привода дросселей (8), определяющий закон открытия всех дросселей системы, расположен на оси дроссельной заслонки карбюратора (7). При этом привод дроссельной заслонки БГГС осуществляется гибкой тягой (10), так как гибкой связью с дросселем БГТС связан пусковой трос (подсос).

В том случае, если исполнение базового двигателя предусматривает наличие клапана рециркуляции ОГ (9), то последний переносится на БГГС (см. рис. 2), который дополняется соответствующими каналами (12) и выполняется зацело с теплоприемником.

Claims (5)

1. Бензогазогенератор для двигателя внутреннего сгорания с внешним смесеобразованием, в котором за счет теплоты выхлопных газов жидкий бензин образует газовую гомогенную горючую смесь - БЕНЗОГАЗ, отличающийся тем, что в целях адаптации бензогазогенератора к серийным и широко эксплуатируемым автомобильным двигателям для перевода их на экологически чистый процесс сгорания без изменения конструкции и регулировок, устанавливается в качестве основного источника смесеобразования, параллельно штатной системе (карбюратора) и работает совместно по оптимальной программе управления за счет электронного управления.

2. Бензогазогенератор по п. 1, отличающийся тем, что механизм привода дросселей так соединен, что первоначально открывается дроссель бензогазогенератора и лишь после его открытия на установленную величину (например, на 55-75%) к работе плавно подключается серийная система смесеобразования двигателя (карбюратор).

3. Бензогазогенератор по пп.1 и 2, отличающийся наличием электронного блока, управляющего скважностью топливоподающей форсунки τ_ф%, открывающейся по сигналам датчика угла открытия дросселя F_др%; программа оптимальной топливоподачи заложена в память электронного блока управления, включая совместную работу обеих систем (рис.1).

4. Бензогазогенератор по пп.1-3, отличающийся тем, что теплоприемник и испаритель выполнены заодно, а клапан рециркуляции выхлопных газов (если он имеется) перенесен на испаритель.

5. Бензогазогенератор по пп.1-4, отличающийся тем, что для обеспечения малотоксичных пуска и прогрева двигателя привод пускового устройства основной системы питания переключен гибкой связью на дроссель бензогазогенератора, а в программу электронного блока заложена оптимальная зависимость топливоподачи по температуре.