RU21222U1 - Бензогазогенератор для двс (бггс двс) - Google Patents

Abstract

1. Бензогазогенератор системы молекулярного смесеобразования для двигателей внутреннего сгорания с искровым воспламенением, состоящий из испарителя с внутрицилиндрическим каналом, получающим теплоту от выхлопной системы и отдающим его поверхностной пленке бензина, корпуса для размещения форсунки, дроссельного патрубка, изменяющего с помощью дросселя наполнение (нагрузку) двигателя, отличающийся тем, что между коллектором и испарителем размещен высокотеплопроводный теплоприемник, воспринимающий и транспортирующий теплоту от выхлопного коллектора к испарителю, редуцируя его температурный уровень до максимальной температуры разгонки бензина.2. Бензогазогенератор системы молекулярного смесеобразования по п.1, отличающийся тем, что между дроссельным патрубком и испарителем расположено завихряющее устройство (типа улитки), создающее под прямым углом осевой вихрь с малым углом наклона, поступающий в испарительный канал, где совершает до трех оборотов.3. Бензогазогенератор системы молекулярного смесеобразования по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в корпусе, где размещена форсунка, имеется тангенциальный канал (байпас) для питания двигателя воздухом на холостом ходу.4. Бензогазогенератор системы молекулярного смесеобразования по пп.1-3, отличающийся тем, что для обеспечения малотоксичного пуска на бензогазе снаружи испарителя размещены нагревающие электропозисторы с критической точкой 143С, обеспечивающие локальный прогрев до 100С.5. Бензогазогенератор системы молекулярного смесеобразования по пп.1-4, отличающийся тем, что угол наклона струи топлива должен быть наклонен к оси вихревого потока не более ±10.6. Б

Description

Описание полезной модели устройства «Бензогазогенератор Свиридова (БГГС) для ДВС

Заявитель - Акционерное Общество Закрытого Тина «Пламя (АОЗТ «Пламя) Авторы - Ю.Б.Свиридов, А.Б.Байков, Л.Ю.Дроздовская, А.И.Кобзев. Аналог - Патент «Система питания для двигателя внутреннего сгорания №4708274 от 27.05.95 г.

Высокая экологическая опасность автомобильного двигателя потребовала экстраординарных мер по защите атмосферы городов. Многочисленные усовершенствования в конструкции двигателя, технологии его изготовления и обслуживания в эксплуатации, несмотря на значительные достижения, не обеспечили экологическичистого горения в двигателе. Пришлось пойти на «лечение последствий этой нричины токсичности выхлопных газов посредством каталитической нейтрализации. Такая концепция привела к непрерывному усложнению и удорожанию всей силовой установки и даже подчинению режимов работы двигателя требованиям работы нейтрализаторов: отказ от карбюраторов, от этилированного бензина, перестройки работы двигателя на стехиометрический состав смеси на всех режимах работы двигателя и многое другое.

По эта спорная концепция не получила реализации в России. Поэтому встал вопрос о базовом решении этой проблемы - усовершенствовании теплового процесса ДВС с тем, чтобы процесс сгорания был эффективным и экологически чистым. Паши опыты (совестно с МАДИ) показали, что в цилиндры двигателя проникает от 15 до 25% топлива в виде жидких капель, а по опытам ПАМИ 4-5% - в виде срывающейся в цилиндры топливной пленки. Ясно, что при таком «смесеобразовании ожидать качественного горения не приходится. Поэтому первой задачей качественного горения является полное устранение жидких частиц, т.е. образование гомогенной горючей смеси. Вторым условием качественного горения является однородность горючей смеси с тем, чтобы не было нереобогащеннь с и переобедненных зон смесей, ухудшающих процесс горения. Третье условие качественного горения - работа на бедных смесях, ибо даже гомогенно-однородные смеси богатого состава токсичны.

Четвертым условием эффективного горения является работа на оптимальнообедненных смесях, при которых малы значения NOx и минимальны удельные расходы топлива.

Выполнение перечисленных условий эффективного и экологичного горения может гарантировать экологическую безопасность двигателей без системы нейтрализации.

Пепременным условием гомогенизации смеси является подвод к бензину необходимой и достаточной теплоты на нагревание и парообразование ( 120-140 кал/г). Особенность этого требования в том, что подвод теплоты не может быть осуществлен через газовую из-за ее малой плотности и теплосодержания, поэтому общепринятый способ распыления бензина в воздушном потоке бессмысленен, - должен быть освоен принципиально новый способ теплоподвода к бензину, обеспечивающий выполнение следующих условий:

1Ш0Г1Ш§1

Illllb litfii ttrti tfiii ii, .vi-. i

-Бензин нри теплоподводе не должен подвергаться химическим процессам окисления, деструкции, разложения, полимеризации;

-Теплота, подводимая к бензину, не должна нагревать всасываемый воздух;

-Процесс нагревания и испарения должен быть квазимгновенньтм, в пределах одного рабочего цикла, подвод теплоты не должен лимитировать парообразование.

В соответствии с А.С. СССР № 1337543 кл. Fo2M 31/00 1987, российским патентом № 2036326 С1 6 F02 М 31/00 1995, зарегистрирован принцип молекулярного смесеобразования, в основе которого лежит формирование из бензиновой микропленки с высокой удельной поверхностью тепломассообмена и движущейся в температурном поле испарителя, организация мощного вихревого потока, формирующего микропленку бензина и организация встречного движения бензиновой микропленки тепловому потоку в теле испарителя, что позволяет каждой фракции кипеть при своей температуре кипения, т.е. бесконечно быстро.

С учетом сформулированного принципа разработана модель устройства, преобразующего бензин в сухой бензопар, состав которого поддерживается оптимально-обедненным на всех режимах двигателя с помощью управляемой электронным блоком форсунки по вложенному в его память алгоритму зависимости скважности форсунки от доли угла открытия дросселя на всасывании Бензогазогенератора.

В основу конструкции «Бензогазогенератора Свиридова ДВС (БГГС) положены следующие новейщие технические рещения:

-Источником теплоты для парообразования является выхлопной коллектор, теплоемкость которого относительно велика из-за его массы, температуры (350400°С), огромной тепловоспринимающей поверхности от вьгклопньгх газов при хорошей теплопроводности чугуна, что позволяет не чувствовать отбор теплоты на испарение и иметь квазипостоянную температуру тела.

-Трансплантация теплоты от поверхности выхлопного коллектора осуществляется с помощью высокотеплопроводного тела, имеющего плотпый контакт с выхлопным коллектором, нлощадь которого рассчитана на обеспечение теплового потока, достаточного для полного испарения бензина при максимальной топливоподаче. Тело теплоприемника-теплопроводника должно иметь высокую теплопроводность и не иметь форм, препятствующих транспортировке теплоты. При необходимости теплопровод может иметь поверхностную теплоизоляцию.

-Испаритель бензина, в котором происходит подвод теплоты к бензиновой пленке, образованной на внутрицилиндрической поверхности испарителя с противоположного края теплоподводу, выполнен из высокотеплопроводного материала (например, алюминия), в результате чего при взаимодействии теплового потока со встречной бензомикропленкой, имеющей коэффициент теплообмена на порядок больщий обычньгх значений при кипении из-за ее микронной толщины, формируется возрастающее по пути пленки температурное поле с температурами кипения для всех фракций бензина.

-Корпус для форсунки примыкает к испарителю с холодной стороны. Располагаемая в нем форсунка питается топливом от подкачивающего насоса по пути его в карбюратор и впрыскивающей бензин тангенциально (касательно) к внутрици). Наш опыт объясняет многочисленные неудачи утилизации теплоты непосредственно от отработавших газов из-за их недостаточной теплоемкости даже при высокой температуре.

линдрической поверхности испарителя. Кроме того в. корпусе имеется тангенциальный канал холостого хода для обеспечения подачи воздуха на холостом ходу.

-Дроссельный патрубок, предназначенный для управления нагрузкой двигателя посредством изменения наполнения цилиндров, причем ось дросселя расположена параллельно оси испарителя, а сам дроссель расположен так, чтобы прижимать поток воздуха к стенке для формирования вихревого движения в канале испарителя (7. рис. 2).. Дроссельный механизм является основным регулирующим органом двигателя, поэтому на его оси укреплен потснциометрический датчик (7.рис. 1), сообщающий величину и скорость открытия дросселя электронному блоку управления. Для уменьщения протечек при закрытом дросселе одна из цапф должна бьпъ глухой, а другая прецизионной.

-Завихритель воздуха (улитка), в котором всасываемый воздух закручивается в испаритсльном канале в мощный вихрь, обязатсльный для образования микропленки.

-Стягивающая щпилька, соединяющая в единый комплекс испаритель с теплоприемником, корпусом и улиткой. Шпилька, ограничивающая восходящий поток газа, уменьщает гидравлическое сопротивление.

Таким образом, поступающий в бензогазогенератор воздух по пути обогащается парами бензина, состав смеси при этом поддерживается оптимально-обедненным электромагнитной форсункой по сигналу дроссельного датчика электронному блоку, в память которого внесен алгоритм обеспечения оптимальных характеристик двигателя.

Формула изобретения

1. Устройство дозирования топлива и смесеобразования для двигателей внутреннего сгорания с искровым воспламенением, как изложено в Патенте Российской Федерации 6FO2M 31/00, ОТЛИЧАЮЩИЙСЯ тсм, что в целях полного испарения бензина и равномерного перемещивания его с воздухом, т.е. получения гомогенной смеси (с отсутствием жидких частиц и однородной по составу) бензогенератор Свиридова (БГГС) состоит из следующих основных частей (рис. 1):

-испаритсль L представляющий собой условно цилиндрическое высокотеплопроводное тело с внутрицилиндрическим каналом, с одного края к которому подводится теплота, а с противоположного края в канал втекает всасываемый воздух и по внутрицилиндрической поверхности в виде поверхностной пленки поступает бензин, увлеченный воздухом, в результатс чего в теле испарителя формируется направленно-нарастающее температурное поле;

-тсплоприемник 2, воспринимающий теплоту от выхлопного коллектора, площадь контакта между которыми определяется потребностью в теплоте для полного испарения максимального расхода бензина, и транспортирующий ее к испарителю, для чего выполняется минимально-возможной длины, расчетного сечения из высокотешюпроводного матсриала;

-корпус форсунки 3, сочлененный с испарителем (с его холодной стороной), в котором размещается форсунка, питаемая бензином от подкачивающего насоса по пути к карбюратору и управляемая Блоком Управления по заложенному в его память алгоритму управления, а во внутрицилиндрическом канале формируется воздушный вихрь, поступающий в испаритсль;

Claims (6)

1. Бензогазогенератор системы молекулярного смесеобразования для двигателей внутреннего сгорания с искровым воспламенением, состоящий из испарителя с внутрицилиндрическим каналом, получающим теплоту от выхлопной системы и отдающим его поверхностной пленке бензина, корпуса для размещения форсунки, дроссельного патрубка, изменяющего с помощью дросселя наполнение (нагрузку) двигателя, отличающийся тем, что между коллектором и испарителем размещен высокотеплопроводный теплоприемник, воспринимающий и транспортирующий теплоту от выхлопного коллектора к испарителю, редуцируя его температурный уровень до максимальной температуры разгонки бензина.

2. Бензогазогенератор системы молекулярного смесеобразования по п.1, отличающийся тем, что между дроссельным патрубком и испарителем расположено завихряющее устройство (типа улитки), создающее под прямым углом осевой вихрь с малым углом наклона, поступающий в испарительный канал, где совершает до трех оборотов.

3. Бензогазогенератор системы молекулярного смесеобразования по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в корпусе, где размещена форсунка, имеется тангенциальный канал (байпас) для питания двигателя воздухом на холостом ходу.

4. Бензогазогенератор системы молекулярного смесеобразования по пп.1-3, отличающийся тем, что для обеспечения малотоксичного пуска на бензогазе снаружи испарителя размещены нагревающие электропозисторы с критической точкой 143^oС, обеспечивающие локальный прогрев до 100^oС.

5. Бензогазогенератор системы молекулярного смесеобразования по пп.1-4, отличающийся тем, что угол наклона струи топлива должен быть наклонен к оси вихревого потока не более ±10^o.

6. Бензогазогенератор системы молекулярного смесеобразования по пп.1-5, отличающийся тем, что теплоприемник, испаритель, корпус и газодинамическая улитка стянуты центральной шпилькой, которая одновременно препятствует образованию восходящих потоков при вихревом движении газового потока.