RU2373420C1 - Method of electrical treatment and use of low-octane fuel in internal combustion engine and fuel preparation system for its embodiment - Google Patents
Method of electrical treatment and use of low-octane fuel in internal combustion engine and fuel preparation system for its embodiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373420C1 RU2373420C1 RU2008116911/06A RU2008116911A RU2373420C1 RU 2373420 C1 RU2373420 C1 RU 2373420C1 RU 2008116911/06 A RU2008116911/06 A RU 2008116911/06A RU 2008116911 A RU2008116911 A RU 2008116911A RU 2373420 C1 RU2373420 C1 RU 2373420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- octane
- voltage
- mixture
- electric
- Prior art date
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
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к способам и системам топливоподготовки, а именно к способам подготовки низкооктанового углеводородного топлива с улучшенным комплексом эксплуатационных, физико-химических и экологических свойств и применения его в двигателе внутреннего сгорания (ДВС), и может использоваться в нефтеперерабатывающей, автомобильной промышленности и различных областях техники.The present invention relates to methods and systems for fuel preparation, in particular to methods for the preparation of low-octane hydrocarbon fuel with an improved set of operational, physicochemical and environmental properties and its use in an internal combustion engine (ICE), and can be used in the oil refining, automotive industry and various fields technicians.
Известен способ подготовки топливной смеси двигателя внутреннего сгорания [1], включающий всасывание воздуха из атмосферы, его очистку в воздушном фильтре, дросселирование, образование смеси воздуха с топливом и горючим газом и подачу этой смеси в цилиндры двигателя с последующим выпуском отработавших газов, при этом часть отработавших газов увлажняют и добавляют к горючему газу, а образовавшийся заряд смешивают с воздухом в воздушном фильтре перед смешением последнего с топливом.A known method of preparing the fuel mixture of an internal combustion engine [1], including the absorption of air from the atmosphere, its purification in the air filter, throttling, the formation of a mixture of air with fuel and combustible gas and the supply of this mixture to the engine cylinders with subsequent exhaust gas, and part The exhaust gases are humidified and added to the combustible gas, and the resulting charge is mixed with air in an air filter before mixing the latter with fuel.
В качестве недостатков способа можно отметить, что используемые горючие газы при введении в топливную смесь в малых количествах не дают значительного повышения его октанового числа. Кроме того, использование в качестве высокооктанового компонента (ВОК) углеводородных газов не обеспечивает улучшения комплекса эксплуатационных, физико-химических и экологических свойств.As the disadvantages of the method, it can be noted that the combustible gases used when introduced into the fuel mixture in small quantities do not significantly increase its octane number. In addition, the use of hydrocarbon gases as a high-octane component (FOC) does not provide an improvement in the range of operational, physicochemical, and environmental properties.
Известен способ подготовки топливной смеси, содержащей низкооктановый компонент, двигателя внутреннего сгорания [2], включающий всасывание воздуха из атмосферы, его очистку в воздушном фильтре, дросселирование, образование смеси воздуха с топливом с последующей подачей этой смеси в цилиндры двигателя, при этом перед подачей топливной смеси в цилиндры двигателя одновременно подают во впускной коллектор 20-25%-ный водный раствор аммиака и топливную смесь, затем их смешивают, причем водный раствор аммиака подают из расчета 2,5-2,8 мас.% от массы топлива для повышения октанового числа топлива на 0,8.There is a method of preparing a fuel mixture containing a low-octane component, an internal combustion engine [2], including suction of air from the atmosphere, its purification in the air filter, throttling, the formation of a mixture of air with fuel, followed by supply of this mixture to the engine cylinders, while before feeding the fuel mixtures in the engine cylinders are simultaneously fed into the intake manifold 20-25% aqueous ammonia solution and the fuel mixture, then they are mixed, and the aqueous ammonia solution is fed at a rate of 2.5-2.8 wt.% opliva for increasing fuel octane 0.8.
В качестве недостатков способа необходимо отметить, что в карбюраторном двигателе затруднено использование фракций, выкипающих при 140-360°С, так как низкое октановое число не обеспечивает нормальную работу двигателя. Кроме того, водный раствор аммиака агрессивен по отношению к меди и ее сплавам, низкая эффективность топливоподготовки, не позволяющая существенно повысить качество комплекса эксплуатационных, физико-химических и экологических свойств углеводородных топлив.As the disadvantages of the method it should be noted that in the carburetor engine it is difficult to use fractions boiling at 140-360 ° C, since the low octane number does not ensure the normal operation of the engine. In addition, the aqueous ammonia solution is aggressive towards copper and its alloys, low fuel preparation efficiency, which does not significantly improve the quality of the complex of operational, physicochemical and environmental properties of hydrocarbon fuels.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу электрической обработки и применения низкооктанового топлива в двигателе внутреннего сгорания является способ применения низкооктанового топлива - нефтяных фракций, выкипающих при температуре 140…360°С, в карбюраторном двигателе [3], выбранный в качестве прототипа.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed method of electrical processing and use of low-octane fuel in an internal combustion engine is a method of using low-octane fuel - oil fractions boiling at a temperature of 140 ... 360 ° C, in a carburetor engine [3], selected as a prototype .
Способ-прототип [3] включает всасывание воздуха из атмосферы, его очистку в воздушном фильтре, дросселироване, образование смеси воздуха с топливом с последующей подачей этой смеси в цилиндры двигателя, при этом одновременно во впускной коллектор подают углеводородные газы парафинового ряда, например пропан, бутан или их смесь, и азотноводородный горючий газ-аммиак и смешивают их во впускном коллекторе или подают во впускной коллектор готовую смесь углеводородных и азотоводородного горючих газов.The prototype method [3] includes the absorption of air from the atmosphere, its purification in the air filter, throttling, the formation of a mixture of air with fuel, followed by supply of this mixture to the engine cylinders, while at the same time paraffin hydrocarbon gases, for example propane, butane, are fed into the intake manifold or a mixture thereof, and nitrogen-hydrogen fuel gas-ammonia and mix them in the intake manifold or feed the mixture of hydrocarbon and nitrogen-hydrogen combustible gases to the intake manifold.
Недостатком данной технологии является то, что она не позволяет существенно повысить качество комплекса эксплуатационных, физико-химических и экологических свойств углеводородных топлив.The disadvantage of this technology is that it does not significantly improve the quality of the complex of operational, physicochemical and environmental properties of hydrocarbon fuels.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой системе топливоподготовки является система контроля качества топлива [4], состоящая из источника питания, представляющего аккумулятор или иной источник электроэнергии автотранспортного средства (АТС), блока управления системой, повышающего трансформатора, датчика-фильтра тонкой очистки и устройства индикации, отображающего информацию о качестве горючего. Вышеуказанная система контроля качества топлива выбрана в качестве прототипа для предлагаемой системы топливоподготовки.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed fuel preparation system is a fuel quality control system [4], consisting of a power source representing a battery or other vehicle electric power source (ATS), a system control unit, a step-up transformer, a fine filter sensor and an indication device displaying fuel quality information. The above fuel quality control system is selected as a prototype for the proposed fuel preparation system.
Недостатком данной системы (прототипа) является отсутствие возможности изменения характеристик электромагнитного поля в зависимости от показателей качества используемого топлива, что не позволяет существенно повысить качество комплекса эксплуатационных, физико-химических и экологических свойств углеводородных топлив.The disadvantage of this system (prototype) is the inability to change the characteristics of the electromagnetic field depending on the quality indicators of the fuel used, which does not significantly improve the quality of the set of operational, physicochemical and environmental properties of hydrocarbon fuels.
Предлагаемое изобретение решает задачу эффективного применения и контроля качества низкооктанового топлива в ДВС, улучшения комплекса эксплуатационных и физико-химических свойств низкооктановых углеводородных топлив, таких как октановое число автомобильных бензинов, кинематическая вязкость, фракционный и углеводородный состав, а также улучшения экологических свойств топлив.The present invention solves the problem of the effective use and quality control of low-octane fuel in internal combustion engines, improving the range of operational and physicochemical properties of low-octane hydrocarbon fuels, such as the octane number of gasoline, kinematic viscosity, fractional and hydrocarbon composition, as well as improving the environmental properties of fuels.
Поставленная задача достигается способом электрической обработки и применения низкооктанового топлива в двигателе внутреннего сгорания путем всасывания воздуха из атмосферы, его очистки в воздушном фильтре, дросселирования, образования топливо-воздушной смеси из воздуха с топливом, добавления высокооктанового компонента с последующей подачей этой смеси в цилиндры двигателя, в котором перед образованием топливо-воздушной смеси низкооктановое углеводородное топливо подают в поле центробежных сил и подвергают цепной реакции крекинга молекулы углеводородов топлива при нормальных условиях, пропуская его через электрическое поле напряженностью 2,12…7,54 кВ/мм, силой тока 1,48…3,35 А, частотой импульсов 0,46…1,0 кГц и напряжением 10…30 кВт в блоке электрической обработки топлива, после электрообработки добавляют в качестве высокооктанового компонента аминное горючее и/или ксилидины (аминоксилолы), например изомерные ксилидины или их смесь, и/или простые эфиры, например монометиловый, эфир и/или их смесь и/или смесь аминного горючего, ксилидинов и простых эфиров, которые подают в смеситель-дозатор, где приводят показатели качества топлив после электрообработки к заданным путем смешения низкооктанового топлива после электрообработки с высокооктановым компонентом и/или смесью высокооктановых компонентов.The problem is achieved by the method of electric processing and application of low-octane fuel in an internal combustion engine by sucking air from the atmosphere, purifying it in the air filter, throttling, forming a fuel-air mixture from air with fuel, adding a high-octane component, followed by feeding this mixture into the engine cylinders, in which before the formation of the fuel-air mixture, low-octane hydrocarbon fuel is fed into the field of centrifugal forces and subjected to a chain reaction cracking and molecules of fuel hydrocarbons under normal conditions, passing it through an electric field with a strength of 2.12 ... 7.54 kV / mm, a current of 1.48 ... 3.35 A, a pulse frequency of 0.46 ... 1.0 kHz and a voltage of 10 ... 30 kW in the electric fuel processing unit, after the electric processing, amine fuel and / or xylidines (aminoxylols), for example isomeric xylidines or their mixture, and / or ethers, for example monomethyl, ether and / or their mixture and / or are added as a high-octane component. a mixture of amine fuel, xylidines and ethers, which are served in mixer-dispenser, where the quality indicators of fuels after electric treatment are brought to the desired values by mixing low-octane fuel after electric processing with a high-octane component and / or a mixture of high-octane components.
Способ реализуется с помощью системы топливоподготовки двигателя внутреннего сгорания, содержащей блоки электрической обработки и контроля качества углеводородных топлив, причем блок электрической обработки топлива содержит полый корпус с тангенциально размещенными входным и выходным патрубками и электроды, подключенные к источнику тока высокого напряжения, корпус является отрицательным электродом, положительный электрод выполнен в виде усеченного конуса и расположен по оси корпуса коаксиально отрицательному электроду, при этом корпус, электроды и патрубки выполнены из электропроводного ферромагнитного материала с антикоррозионным покрытием, причем блок контроля качества топлива содержит источник питания, блок управления системой, подключенной к повышающему трансформатору, выходы которого соединены с блоком обработки топлива и общей шиной соответственно, и устройство индикации, система дополнительно содержит бак или баки соответственно для высокооктанового или высокооктановых компонентов и смеситель-дозатор, оборудованные трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой, при этом смеситель-дозатор содержит сборный корпус с разъемной полусферой и диафрагмой, боковая поверхность корпуса снабжена патрубком для подачи высокооктанового компонента, установленным перпендикулярно корпусу, внутри корпуса смесителя-дозатора коаксиально с ним установлен патрубок для подачи топлива, снабженный насадкой с отбойником в виде обратного конуса, насадка выполнена в виде эжектора, боковая поверхность которого имеет отверстия, при этом выходной патрубок смесителя-дозатора соединен с питающим патрубком карбюратора, причем блок контроля качества дополнительно содержит модуль датчиков двигателя внутреннего сгорания, датчик вязкости топлива, высоковольтный делитель напряжения, устройство обработки информации и управления, при этом повышающий трансформатор представляет собой высоковольтный импульсный трансформатор, датчик вязкости топлива установлен на выходе блока обработки топлива, индикатор выполнен в виде модуля управления и индикации, вход высоковольтного делителя напряжения подключен к выходу высоковольтного импульсного трансформатора, блок управления системой выполнен на управляемом формирователе прямоугольных импульсов с регулируемым периодом и длительностью импульсов, а также устройстве обработки информации и управления, причем к входам устройства обработки информации и управления подключены выходы высоковольтного делителя напряжения, датчиков мощности, температуры и вязкости, его первая информационная шина подключена к управляемому формирователю прямоугольных импульсов, а вторая информационная шина - к модулю управления и индикации.The method is implemented using a fuel preparation system of an internal combustion engine containing electric processing and quality control units for hydrocarbon fuels, the electric fuel processing unit comprising a hollow body with tangentially placed input and output nozzles and electrodes connected to a high voltage current source, the housing is a negative electrode, the positive electrode is made in the form of a truncated cone and is located along the axis of the housing coaxially with the negative electrode, while the housing, electrodes and nozzles are made of an electrically conductive ferromagnetic material with a corrosion-resistant coating, and the fuel quality control unit contains a power source, a system control unit connected to a step-up transformer, the outputs of which are connected to the fuel processing unit and a common bus, respectively, and an indication device, the system is additionally contains a tank or tanks, respectively, for high-octane or high-octane components and a metering mixer equipped with pipelines with shut-off with reinforcing fittings, while the metering mixer contains a prefabricated housing with a detachable hemisphere and diaphragm, the side surface of the housing is equipped with a nozzle for supplying a high-octane component installed perpendicular to the housing, a nozzle for supplying fuel, equipped with a nozzle with a chipper in it, is coaxially mounted with the nozzle in the form of an inverse cone, the nozzle is made in the form of an ejector, the side surface of which has openings, while the outlet pipe of the mixer-dispenser is connected to the supply pipe ohm carburetor, and the quality control unit further comprises an internal combustion engine sensor module, a fuel viscosity sensor, a high voltage voltage divider, an information processing and control device, wherein the step-up transformer is a high-voltage pulse transformer, a fuel viscosity sensor is installed at the output of the fuel processing unit, an indicator made in the form of a control and indication module, the input of the high-voltage voltage divider is connected to the output of the high-voltage pulse transformer, the system control unit is made on a controlled rectangular pulse shaper with an adjustable period and pulse duration, as well as an information and control processing device, and the outputs of the high-voltage voltage divider, power, temperature and viscosity sensors are connected to the inputs of the information processing and control device, its first information the bus is connected to a controlled rectangular pulse shaper, and the second information bus is connected to the control and indication module.
Указанные отличительные признаки являются существенными для решения задачи предлагаемого изобретения.These distinctive features are essential for solving the problem of the invention.
Для способа:For the method:
1. Низкооктановое углеводородное топливо подают в поле центробежных сил и подвергают цепной реакции крекинга молекулы углеводородов топлива при нормальных условиях, пропуская его через электрическое поле напряженностью 2,12…7,54 кВ/мм, силой тока 1,48…3,35 А, частотой импульсов 0,46…1,0 кГц и напряжением 10…30 кВт в блоке электрической обработки топлива.1. Low-octane hydrocarbon fuel is fed into the field of centrifugal forces and subjected to a chain reaction of cracking of the hydrocarbon molecules of the fuel under normal conditions, passing it through an electric field of 2.12 ... 7.54 kV / mm, a current of 1.48 ... 3.35 A, pulse frequency of 0.46 ... 1.0 kHz and a voltage of 10 ... 30 kW in the electric fuel processing unit.
Данные параметры электрического поля и тока обусловлены энергией, необходимой для изменения строения исходных углеводородов.These parameters of the electric field and current are due to the energy necessary to change the structure of the initial hydrocarbons.
С молекулами углеводородов в электрическом поле происходят радикально-цепные превращения.Radical chain transformations occur with hydrocarbon molecules in an electric field.
В качестве иллюстрации механизма радикально-цепного процесса представлен крекинг молекулы М(1) в виде последовательных радикальных реакций:To illustrate the mechanism of the radical chain process, the cracking of the M (1) molecule is presented in the form of sequential radical reactions:
Данный механизм не нов и описан рядом ученых [5]. Уникальность и принципиальное отличие разработанного способа заключается в изменении углеводородного состава топлив без повышения температуры, давления и присутствия катализатора.This mechanism is not new and has been described by a number of scientists [5]. The uniqueness and fundamental difference of the developed method is to change the hydrocarbon composition of fuels without increasing temperature, pressure and the presence of a catalyst.
Зарождение цепи происходит в результате передачи энергии электрического поля и совпадения собственной частоты колебаний молекул углеводородов топлив с частотой импульсов электрического поля.The chain originates as a result of the transfer of electric field energy and the coincidence of the natural frequency of the molecules of the hydrocarbon fuels with the frequency of the electric field pulses.
Выведены математические зависимости силы, действующей на свободные радикалы и скорости их движения от характеристик топлива и электрического поля.Mathematical dependences of the force acting on free radicals and their speed on the characteristics of the fuel and electric field are derived.
На фиг.1 показаны силы, действующие на свободный радикал молекулы углеводорода, образующийся в результате цепной реакции крекинга.Figure 1 shows the forces acting on the free radical of a hydrocarbon molecule resulting from a cracking chain reaction.
Сила, действующая на свободный радикал, зависит от диэлектрической проницаемости, плотности линейного заряда и размеров радикалов, определяется по формуле:The force acting on a free radical depends on the dielectric constant, the density of the linear charge and the size of the radicals, is determined by the formula:
где τ - плотность линейного заряда;where τ is the linear charge density;
l - расстояние от центра радикала до заряда.l is the distance from the center of the radical to the charge.
а - радиус свободного радикала;a is the radius of the free radical;
εa, εi - диэлектрические проницаемости топлива и радикалов соответственно;ε a , ε i are the dielectric constants of the fuel and radicals, respectively;
На скорость движения свободного радикала оказывают существенное влияние напряжение, диэлектрическая проницаемость и динамическая вязкость топлива:The speed of movement of a free radical is significantly affected by the voltage, dielectric constant and dynamic viscosity of the fuel:
где: U - напряжение;where: U is the voltage;
r - расстояние от радикала до электрода;r is the distance from the radical to the electrode;
ρ - плотность топлива;ρ is the fuel density;
d - диаметр электрода;d is the diameter of the electrode;
η - динамическая вязкость среды;η is the dynamic viscosity of the medium;
е0 - диэлектрическая постоянная.e 0 is the dielectric constant.
Вывод данных математических зависимостей позволил управлять развитием радикально-цепного процесса.The derivation of the data of mathematical dependencies made it possible to control the development of the radical chain process.
Обрыв цепи процесса происходит реакциями рекомбинации и диспропорционирования радикалов.The chain termination of the process occurs by radical recombination and disproportionation reactions.
Эффективность применения данных параметров электрического поля доказывают результаты проведенных экспериментов. Т.к. для автомобильных бензинов кинематическая вязкость согласно ГОСТ не определяется, исследования воздействия электрического поля на кинематическую вязкость проводились на примере дизельного топлива марки (Л-0.2-40 ГОСТ 305) в соответствии со стандартной методикой по ГОСТ 33, приведены в таблице 1.The effectiveness of the application of these parameters of the electric field is proved by the results of experiments. Because for motor gasolines, the kinematic viscosity according to GOST is not determined, studies of the effect of the electric field on the kinematic viscosity were carried out using diesel fuel of the brand (L-0.2-40 GOST 305) in accordance with the standard methodology according to GOST 33, are given in table 1.
В результате обработки полученных результатов с использованием программы STATISTICA 6.0 получены график фиг.2 и математическая зависимость:As a result of processing the obtained results using the STATISTICA 6.0 program, a graph of FIG. 2 and a mathematical relationship are obtained:
где: ν - кинематическая вязкость, мм2/с;where: ν is the kinematic viscosity, mm 2 / s;
Е - напряженность электрического поля, кВ/мм;E - electric field strength, kV / mm;
F - частота импульсов, Гц.F is the pulse frequency, Hz.
Как видно из таблицы 1 и фиг.2, наиболее эффективными являются параметры электрического поля напряженностью 2,12…7,54 кВ/мм, силой тока 1,48…3,35 А, частотой импульсов 0,46…1,0 кГц и напряжением 10…30 кВт, которые обеспечивают экономию энергозатрат, простоту изготовления, улучшение комплекса эксплуатационных и физико-химических свойств углеводородных и смесевых альтернативных топлив, таких как октановое число автомобильных бензинов, цетановое число дизельных топлив, кинематическая вязкость, фракционный и углеводородный состав, а также улучшение экологических свойств топлив.As can be seen from table 1 and figure 2, the most effective are the parameters of the electric field with a strength of 2.12 ... 7.54 kV / mm, current strength of 1.48 ... 3.35 A, pulse frequency of 0.46 ... 1.0 kHz and voltage of 10 ... 30 kW, which provide energy savings, ease of manufacture, improving the range of operational and physico-chemical properties of hydrocarbon and mixed alternative fuels, such as octane number of gasoline, cetane number of diesel fuels, kinematic viscosity, fractional and hydrocarbon composition, as well improvement NVIRONMENTAL properties of fuels.
Необходимо отметить, что оптимальные параметры электрического поля будут различаться в зависимости от показателей качества исходного топлива. Доказательства данного отличительного признака приведены ниже.It should be noted that the optimal parameters of the electric field will vary depending on the quality indicators of the initial fuel. Evidence of this distinguishing feature is given below.
2. Добавляют в качестве высокооктанового компонента в топливо аминное горючее и/или ксилидины (CH3)2C6H3NH2 (аминоксилолы), например изомерные ксилидины [6]. Среди соединений аминов наиболее перспективными высокооктановыми компонентами являются изомерные ксилидины.2. Amine fuel and / or xylidines (CH 3 ) 2 C 6 H 3 NH 2 (aminoxylols), for example, isomeric xylidines, are added as a high-octane component to the fuel [6]. Among amine compounds, the most promising high-octane components are isomeric xylidines.
Изомерные ксилидины или диметилфениламины ((CH3)2C6Н3NH2) - бесцветные вещества, в отличие от спиртов обладают лучшей растворимостью в бензинах и не расслаиваются с ними в процессе хранения, при воздействии электрическим полем происходит распад дисперсных частиц и освобождение полярных групп.Isomeric xylidines or dimethylphenylamines ((CH 3 ) 2 C 6 H 3 NH 2 ) are colorless substances, unlike alcohols, have better solubility in gasolines and do not separate with them during storage, when exposed to an electric field, dispersed particles decay and polar groups.
Впервые в качестве высокооктанового компонента предлагается использовать аминное горючее, представляющее собой смесь алифатических и ароматических аминов, а именно триэтиламина (C2H5)3N и ксилидинов (CH3)2C6H3NH2 (смеси шести изомеров, в которой не менее 60% метаксилидинов) и/или ксилидины (аминоксилолы), например изомерные ксилидины или их смесь, и/или простые эфиры, например монометиловый эфир, метилтретбутиловый эфир, этилтретбутиловый эфир, и/или их смесь, и/или смесь аминного горючего, ксилидинов и простых эфиров, которые подают в смеситель-дозатор, где приводят показатели качества топлив после электрообработки к заданным путем смешения низкооктанового топлива после электрообработки с высокооктановым компонентом и/или смесью высокооктановых компонентов.For the first time, it is proposed to use amine fuel as a high-octane component, which is a mixture of aliphatic and aromatic amines, namely triethylamine (C 2 H 5 ) 3 N and xylidines (CH 3 ) 2 C 6 H 3 NH 2 (a mixture of six isomers in which less than 60% methaxylidines) and / or xylidines (aminoxylols), for example isomeric xylidines or a mixture thereof, and / or ethers, for example monomethyl ether, methyl tert-butyl ether, ethyl tert-butyl ether, and / or a mixture thereof, and / or a mixture of amine fuel, xylidines and ethers, which are served in a mixture a dispenser, where the quality indicators of fuels after electric treatment are reduced to those specified by mixing low-octane fuel after electric processing with a high-octane component and / or a mixture of high-octane components.
Гистограммы основных физико-химических и эксплуатационных свойств наиболее популярных высокооктановых компонентов представлены на фиг.3, 4, 5.Histograms of the main physicochemical and operational properties of the most popular high-octane components are presented in FIGS. 3, 4, 5.
Анализ представленных гистограмм показывает, что изомерные ксилидины по всем параметрам превосходят другие высокооктановые компоненты, обладая большой плотностью, высоким показателем количества энергии в единице объема жидкого горючего и низким относительным объемным расходом.Analysis of the presented histograms shows that isomeric xylidines in all respects are superior to other high-octane components, having a high density, a high energy quantity per unit volume of liquid fuel and a low relative volumetric flow rate.
Использование изомерных ксилидинов вместе с триэтиламином повышает газообразование топливной смеси и увеличивает ее химическую стабильность.The use of isomeric xylidines together with triethylamine increases the gas formation of the fuel mixture and increases its chemical stability.
Для установкиFor installation
1. Система топливоподготовки содержит бак или баки соответственно для высокооктанового или высокооктановых компонентов и смеситель-дозатор, оборудованные трубопроводами с запорно-регулирующей арматурой. Это необходимо для хранения и подачи высокооктановых компонентов в блоки электрической обработки и контроля качества топлива. Смеситель-дозатор необходим для смешения низкооктанового топлива с высокооктановым компонентом (ВОК) и обеспечивает введение необходимой концентрации ВОК в топливо.1. The fuel preparation system contains a tank or tanks, respectively, for high-octane or high-octane components and a metering mixer, equipped with pipelines with shut-off and control valves. This is necessary for the storage and supply of high-octane components to the electrical processing and fuel quality control units. A metering mixer is necessary for mixing low-octane fuel with a high-octane component (FOC) and ensures the introduction of the necessary concentration of FOC in the fuel.
2. Смеситель-дозатор содержит сборный корпус с разъемной полусферой и диафрагмой, боковая поверхность корпуса снабжена патрубком для подачи высокооктанового компонента, установленным перпендикулярно корпусу, внутри корпуса модуля коаксиально с ним установлен патрубок для подачи топлива, снабженный насадкой с отбойником в виде обратного конуса, насадка выполнена в виде эжектора, боковая поверхность которого имеет отверстия, а выходной патрубок модуля соединен с питающим патрубком топливораздаточной колонки. Данная конструкция блока обеспечивает повышение октанового числа топливной композиции до требуемого уровня за счет смешения низкооктанового топлива с высокооктановым компонентом (ВОК) в необходимой концентрации.2. The metering mixer contains a prefabricated housing with a detachable hemisphere and diaphragm, the side surface of the housing is equipped with a nozzle for supplying a high-octane component perpendicular to the housing, a fuel nozzle is installed coaxially with the nozzle, equipped with a nozzle with a chipper in the form of a return cone, nozzle made in the form of an ejector, the side surface of which has openings, and the output pipe of the module is connected to the supply pipe of the fuel dispenser. This block design provides an increase in the octane number of the fuel composition to the required level by mixing low-octane fuel with a high-octane component (FOC) in the required concentration.
3. Блок контроля качества топлива дополнительно содержит модуль датчиков двигателя внутреннего сгорания, датчик вязкости топлива, высоковольтный делитель напряжения, устройство обработки информации и управления, при этом повышающий трансформатор представляет собой высоковольтный импульсный трансформатор, датчик вязкости топлива установлен на выходе блока обработки топлива, индикатор выполнен в виде модуля управления и индикации, вход высоковольтного делителя напряжения подключен к выходу высоковольтного импульсного трансформатора, блок управления системой выполнен на управляемом формирователе прямоугольных импульсов с регулируемым периодом и длительностью импульсов, а также устройстве обработки информации и управления, причем к входам устройства обработки информации и управления подключены выходы высоковольтного делителя напряжения, датчиков мощности, температуры и вязкости, его первая информационная шина подключена к управляемому формирователю прямоугольных импульсов, а вторая информационная шина - к модулю управления и индикации. Данная конструкция блока обеспечивает повышение эффективности контроля качества и улучшение комплекса эксплуатационных и физико-химических свойств углеводородных топлив, например октанового числа автомобильных бензинов, кинематической вязкости, фракционного и углеводородного состав, а также улучшение экологических свойств за счет изменения структуры и состава углеводородных топлив и повышения полноты сгорания их в ДВС.3. The fuel quality control unit further comprises an internal combustion engine sensor module, a fuel viscosity sensor, a high voltage voltage divider, an information processing and control device, wherein the step-up transformer is a high voltage pulse transformer, a fuel viscosity sensor is installed at the output of the fuel processing unit, the indicator is made in the form of a control and indication module, the input of the high-voltage voltage divider is connected to the output of the high-voltage pulse transformer a, the system control unit is made on a controlled rectangular pulse shaper with an adjustable period and pulse duration, as well as an information and control processing device, and the outputs of the high-voltage voltage divider, power, temperature and viscosity sensors are connected to the inputs of the information processing and control device, its first information the bus is connected to a controlled rectangular pulse shaper, and the second information bus is connected to the control and indication module. This block design provides an increase in the quality control efficiency and an improvement in the range of operational and physicochemical properties of hydrocarbon fuels, for example, octane number of motor gasolines, kinematic viscosity, fractional and hydrocarbon composition, as well as environmental properties due to changes in the structure and composition of hydrocarbon fuels and increased completeness burning them in ICE.
Данный способ электрической обработки и применения низкооктанового топлива в двигателе внутреннего сгорания и система топливоподготовки для его осуществления на основании проведенных авторами экспериментально-теоретических исследований является самой оптимальной.This method of electrical processing and the use of low-octane fuel in an internal combustion engine and a fuel preparation system for its implementation on the basis of experimental and theoretical studies conducted by the authors is the most optimal.
Это подтверждается следующим.This is confirmed by the following.
Изменение углеводородного состава автомобильного бензина маркиChange in the hydrocarbon composition of motor gasoline brand
Регуляр-92 по ГОСТ Р 51105, полученные на аппарате AREX - 2000, в Федеральном Государственном Унитарном Предприятии 25 Государственный научно-исследовательский институт Министерства Обороны в результате топливоподготовки приведены в таблице 2.Regular-92 in accordance with GOST R 51105, obtained on the apparatus AREX - 2000, at the Federal
Изменение углеводородного состава автомобильного бензина «Регуляр 92» (ГОСТ Р 51105) в результате электрической обработки.table 2
Changes in the hydrocarbon composition of Regular 92 gasoline (GOST R 51105) as a result of electrical processing.
Изменение фракционного состава автомобильного бензина марки «Регуляр 92» (ГОСТ Р 51105) в результате электрической обработки установлено по стандартной методике ГОСТ 2177 и представлено в таблице 3.The change in the fractional composition of motor gasoline of the “Regular 92” brand (GOST R 51105) as a result of electrical processing is established by the standard method of GOST 2177 and is presented in table 3.
Изменение фракционного состава автомобильного бензина марки «Регуляр 92» (ГОСТ Р 51105), в результате электрической обработки.Table 3
A change in the fractional composition of motor gasoline of the Regular 92 brand (GOST R 51105) as a result of electrical processing.
Проведены испытания топлива после подготовки к применению на двигателе УМЗ-4178 на стенде КИ-5543 ГОСНИТИ по стандартной методике, результаты которых представлены в таблице 4.The fuel was tested after preparation for use on the UMZ-4178 engine at the KI-5543 GOSNITI stand according to the standard method, the results of which are presented in table 4.
Результаты испытаний на стенде КИ-5543.Table 4
Test results at the stand KI-5543.
Подбор концентрации ВОК на примере аминного горючего [6] в топливе проводился на лабораторной моторной установке УИТ - 85. Изменение октанового числа топлива с аминным горючим представлено в таблице 5.The selection of the concentration of the wok by the example of amine fuel [6] in the fuel was carried out on a laboratory engine UIT - 85. The change in the octane number of the fuel with amine fuel is presented in table 5.
Изменение октанового числа бензинов с введением аминного горючего.Table 5
Change in the octane number of gasolines with the introduction of amine fuel.
Таким образом, все признаки, указанные в формуле изобретения, необходимы в совокупности для решения поставленной задачи изобретения.Thus, all the features indicated in the claims are necessary together to solve the problem of the invention.
Система топливоподготовки включает бак или баки соответственно для высокооктанового или высокооктановых компонентов и трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, смеситель-дозатор, блоки электрической обработки и контроля качества углеводородных топлив.The fuel preparation system includes a tank or tanks, respectively, for high-octane or high-octane components and pipelines with shut-off and control valves, a mixer-dispenser, electric processing and quality control units for hydrocarbon fuels.
Указанные баки, смеситель-дозатор и блоки соединены патрубками (трубопроводными коммуникациями), оборудованными запорной арматурой, и предусмотрена возможность работы (в случае необходимости) каждого блока и смесителя-дозатора в отдельности или в различном их сочетании.The indicated tanks, the dispenser-mixer and the units are connected by nozzles (pipeline communications) equipped with shut-off valves, and it is possible to work (if necessary) each unit and the dispenser-mixer individually or in a different combination thereof.
На фиг.6 представлена принципиальная схема (вариант) смесителя-дозатора.Figure 6 presents a schematic diagram (option) of the mixer-dispenser.
Смеситель-дозатор содержит сборный корпус 1 с разъемной полусферой 2. Боковая поверхность корпуса 1 снабжена патрубком 3 для подачи высокооктанового компонента, установленным перпендикулярно. Внутри корпуса 2 и соосно ему установлен патрубок 4 для подачи топливно-аминной смеси, который оборудован насадкой 5 с отбойником 6 в виде обратного конуса. Насадка 5 представляет собой эжектор, боковая поверхность которого у основания выполнена с отверстиями 7. Готовая топливная композиция выводится из корпуса 1 через патрубок 8.The mixer-dispenser contains a
На фиг.7 представлено схематическое изображение блока контроля качества углеводородных топлив.7 is a schematic representation of a hydrocarbon fuel quality control unit.
Блок контроля качества углеводородных топлив состоит из блока управления системой (БУС) 9, управляемого формирователя прямоугольных импульсов (УФПИ) 10, устройства обработки информации и управления (УОИиУ) 11, высоковольтного импульсного повышающего трансформатора (ВИПТ) 12, высоковольтного делителя напряжения (ВДН) 13 с малым временем установления, блок (устройство) электрической обработки топлива (БЭОТ) 14, датчика параметров топлива (ДВ) 15, двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 16, с модулем датчиков (МД) 17, модуля управления и индикации (МУиИ) 18, источника питания (ИП) 19, первой 20 и второй 21 информационных шин.The hydrocarbon fuel quality control unit consists of a system control unit (BUS) 9, a controlled rectangular pulse shaper (UFPI) 10, an information processing and control device (UOIiU) 11, a high-voltage pulse step-up transformer (VIPT) 12, a high-voltage voltage divider (VDN) 13 with a short settling time, a unit (device) for electric fuel processing (BEOT) 14, a fuel parameter sensor (ДВ) 15, an internal combustion engine (ДВС) 16, with a sensor module (МД) 17, a control and indication module (МУиИ) 18,Power supply (SP) 19, the first 20 and second 21 data lines.
На фиг.8 представлено схематическое изображение управляемого формирователя прямоугольных импульсов 10 (фиг.7).On Fig presents a schematic representation of a controlled shaper of rectangular pulses 10 (Fig.7).
Управляемый формирователь прямоугольных импульсов состоит из генератора прямоугольных импульсов 22, счетчика числа импульсов периода 23, устройства совпадения кодов периода импульсов 24, триггера периода 25, регистра периода 26, триггера длительности 27, ждущего генератора прямоугольных импульсов 28, счетчика числа импульсов длительности импульса 29, устройства совпадения кодов длительности импульсов 30, регистра длительности импульсов 31, устройства оптронной развязки 32, усилителя импульсов 33 и устройства управления усилителем импульсов 34.The controlled square-wave pulse generator consists of a square-
На фиг.9 представлено схематическое изображение устройства обработки информации и управления 11 (фиг.7).FIG. 9 is a schematic representation of an information processing and control device 11 (FIG. 7).
Устройство обработки информации и управления состоит из амплитудного детектора выходного напряжения 35, высоковольтного делителя 13 с входом, выхода высоковольтного делителя напряжения 36, коммутатора сигналов датчиков с нормированием по напряжению 37 с входами от датчиков 38, аналого-цифрового преобразователя 39, устройства управления 40, устройства измерения длительности и периода импульса 41 делителя 13 и устройства сравнения и управления 42.The information processing and control device consists of an amplitude detector of the output voltage 35, a
На фиг.10 приведена функциональная схема высоковольтного делителя напряжения 13 (фиг.7).Figure 10 shows the functional diagram of the high voltage voltage divider 13 (Fig.7).
Высоковольтный делитель напряжения содержит резистор верхнего плеча высоковольтного делителя напряжения 43, вспомогательный высоковольтный делитель напряжения 44, ограничитель напряжения 45, измерительный усилитель 46, резистор нижнего плеча высоковольтного делителя напряжения 47, конденсатор 48, эквипотенциальный экран 49, сегменты которого соединены с выводами делителя напряжения 44.The high-voltage voltage divider contains a resistor for the upper arm of the high-
Способ электрической обработки и применения низкооктанового топлива в двигателе внутреннего сгорания реализуется с помощью системы топливоподготовки следующим образом.The method of electrical processing and application of low-octane fuel in an internal combustion engine is implemented using a fuel preparation system as follows.
Рассмотрим работу установки по двум вариантам:Consider the installation in two ways:
принципиально по полной схеме;fundamentally in the full scheme;
подробно по полной схеме (по каждому элементу) на примере фиг.6, 7, 8, 9, 10.in detail according to the full scheme (for each element) using the examples of FIGS. 6, 7, 8, 9, 10.
Перед образованием топливовоздушной смеси низкооктановое углеводородное топливо подают в поле центробежных сил. Поток под действием центробежных сил приобретает турбулентное движение и подвергается воздействию электрического поля с заданными параметрами, что приводит к изменению физико-химических свойств исходной смеси на молекулярном уровне. Подвергают цепной реакции крекинга молекулы углеводородов топлива при нормальных условиях, пропуская его через электрическое поле напряженностью 2,12…7,54 кВ/мм, силой тока 1,48…3,35 А, частотой импульсов 0,46…1,0 кГц и напряжением 10…30 кВт в блоке электрической обработки топлива. После электрообработки добавляют в качестве высокооктанового компонента аминное горючее и/или ксилидины (аминоксилолы), например изомерные ксилидины или их смесь, и/или простые эфиры, например монометиловый эфир и/или их смесь, и/или смесь аминного горючего, ксилидинов и простых эфиров, которые подают в смеситель-дозатор, где приводят показатели качества топлив после электрообработки к заданным путем смешения низкооктанового топлива после электрообработки с высокооктановым компонентом и/или смесью высокооктановых компонентов. Блок контроля качества углеводородных топлив обеспечивает подачу на электроды блока электрической обработки, электрического поля с заданными параметрами, контролирует и управляет ими в зависимости от качества исходной смеси и показаний модуля датчиков.Before the formation of the air-fuel mixture, low-octane hydrocarbon fuel is fed into the field of centrifugal forces. The flow under the action of centrifugal forces acquires turbulent motion and is exposed to an electric field with specified parameters, which leads to a change in the physicochemical properties of the initial mixture at the molecular level. Molecules of fuel hydrocarbon molecules are subjected to a chain reaction under normal conditions, passing it through an electric field with a strength of 2.12 ... 7.54 kV / mm, a current of 1.48 ... 3.35 A, a pulse frequency of 0.46 ... 1.0 kHz and voltage of 10 ... 30 kW in the electric fuel processing unit. After electrical treatment, amine fuel and / or xylidines (aminoxylols), for example isomeric xylidines or a mixture thereof, and / or ethers, for example monomethyl ether and / or a mixture thereof, and / or a mixture of amine fuel, xylidines and ethers, are added as a high-octane component. which are fed to a metering mixer, where the quality indicators of fuels after electrical treatment are adjusted to those specified by mixing low-octane fuel after electrical processing with a high-octane component and / or a mixture of high-octane components. The quality control block for hydrocarbon fuels ensures the supply to the electrodes of the electric processing block, an electric field with specified parameters, monitors and controls them depending on the quality of the initial mixture and the readings of the sensor module.
Рассмотрим работу системы топливоподготовки подробно по полной схеме (по каждому элементу).Consider the operation of the fuel preparation system in detail according to the full scheme (for each element).
Перед образованием топливовоздушной смеси низкооктановое углеводородное топливо подают в поле центробежных сил. Поток под действием центробежных сил приобретает турбулентное движение и подвергается воздействию электрического поля с заданными параметрами, что приводит к изменению физико-химических свойств исходной смеси на молекулярном уровне. Подвергают цепной реакции крекинга молекулы углеводородов топлива при нормальных условиях, пропуская его через электрическое поле напряженностью 2,12…7,54 кВ/мм, силой тока 1,48…3,35 А, частотой импульсов 0,46…1,0 кГц и напряжением 10…30 кВт в блоке электрической обработки топлива. После электрообработки добавляют в качестве высокооктанового компонента аминное горючее и/или ксилидины (аминоксилолы), например изомерные ксилидины или их смесь, и/или простые эфиры, например монометиловый эфир и/или их смесь, и/или смесь аминного горючего, ксилидинов и простых эфиров, которые подают в смеситель-дозатор, где приводят показатели качества топлив после электрообработки к заданным путем смешения низкооктанового топлива после электрообработки с высокооктановым компонентом и/или смесью высокооктановых компонентов в смесителе-дозаторе.Before the formation of the air-fuel mixture, low-octane hydrocarbon fuel is fed into the field of centrifugal forces. The flow under the action of centrifugal forces acquires turbulent motion and is exposed to an electric field with specified parameters, which leads to a change in the physicochemical properties of the initial mixture at the molecular level. Molecules of fuel hydrocarbon molecules are subjected to a chain reaction under normal conditions, passing it through an electric field with a strength of 2.12 ... 7.54 kV / mm, a current of 1.48 ... 3.35 A, a pulse frequency of 0.46 ... 1.0 kHz and voltage of 10 ... 30 kW in the electric fuel processing unit. After electrical treatment, amine fuel and / or xylidines (aminoxylols), for example isomeric xylidines or a mixture thereof, and / or ethers, for example monomethyl ether and / or a mixture thereof, and / or a mixture of amine fuel, xylidines and ethers, are added as a high-octane component. which are fed to the metering mixer, where the fuel quality indicators after electrical treatment are reduced to those specified by mixing low-octane fuel after electrical processing with a high-octane component and / or a mixture of high-octane components in the mixture barely-dispenser.
Смеситель-дозатор работает следующим образом.The mixer-dispenser operates as follows.
Углеводородное топливо по трубопроводам с помощью патрубка 4 подается во внутреннюю полость корпуса 1. Патрубок для подачи жидкости оканчивается эжекторной насадкой 5, боковая поверхность которого у основания выполнена с отверстиями 7. За счет эжекции потока жидкости осуществляется подсасывание дозы высокооктанового компонента, поступающего по патрубку 3. Углеводородное топливо под давлением подается к отбойнику 6, выполненному в виде обратного конуса между стенками корпуса 1 и эжекторной насадкой 5. Высокооктановый компонент, смешиваясь с потоком топлива, отбойником 6 направляется в разъемную полусферу 2, где смешивается с топливом за счет интенсивных ультразвуковых колебаний. Подготовленная таким образом топливно-аминная смесь по патрубку 8 подается в блок контроля качества горючего.Hydrocarbon fuel is piped through the
Блок контроля качества углеводородных топлив обеспечивает подачу на электроды блока электрической обработки топлива электрического поля с заданными параметрами, контролирует и управляет ими в зависимости от качества исходной смеси и показаний модуля датчиков.The hydrocarbon fuels quality control unit provides an electric field with specified parameters to the electrodes of the electric fuel processing unit, monitors and controls them depending on the quality of the initial mixture and the readings of the sensor module.
Блок контроля качества углеводородных топлив (фиг.7) работает следующим образом.The quality control block of hydrocarbon fuels (Fig.7) works as follows.
Блок управления системой 9, включающий управляемый формирователь 10 прямоугольных импульсов и устройство обработки информации и управления формирует прямоугольные импульсы с регулируемым периодом и длительностью, подаваемые на первичную обмотку высоковольтного импульсного повышающего трансформатора 12. Со вторичной обмотки сигнал по проводам высокого напряжения поступает в рабочую зону устройства электрической обработки топлива 14. Датчики параметров топлива 15, например вязкости топлива [7], на выходе блока электрической обработки топлива 14 обеспечивают контроль параметров топлива. Выходные сигналы датчиков подаются на входы устройства обработки информации и управления 11. Контроль характеристик высоковольтного импульсного напряжения производится при помощи высоковольтного делителя напряжения 13 с малым временем установления, выход которого подключен к входу устройства обработки информации и управления 11. Обработанное топливо подается в двигатель внутреннего сгорания 16 с подключенным модулем датчиков 17, обеспечивающих контроль параметров двигателя 16. Выходные сигналы с датчиков 17 подаются на входы устройства обработки информации и управления 11, которое, управляя по первой информационной шине 20 управляемым формирователем 10 прямоугольных импульсов, обеспечивает заданный период, амплитуду и длительность выходных импульсов высоковольтного импульсного повышающего трансформатора 12. Устройство обработки информации и управления 11 обеспечивает измерение выходных сигналов с датчиков 15, 17, передачу измеренных данных и прием данных для управления параметрами импульсов в модуль управления и индикации 18 по второй информационной шине 21.The
Управляемый формирователь прямоугольных импульсов 10 (фиг.7), вариант выполнения которого приведен на фиг.8, работает следующим образом.The controlled driver of rectangular pulses 10 (Fig.7), an embodiment of which is shown in Fig.8, operates as follows.
Генератор прямоугольных импульсов 22 формирует прямоугольные импульсы с постоянным периодом, подаваемые на счетчик числа импульсов периода 23, например двоично-десятичный счетчик, выходы счетчика подключены к устройство совпадения кодов периода импульсов 23, при совпадении выходного кода счетчика с заданным в регистре 26 формируется импульс, подаваемый на вход триггера 25, включенного в счетном режиме, на выходе которого формируются импульсы с длительностью заданного периода импульсов. Эти импульсы подаются на счетный вход триггера 27, изменяя состояние его выходов, один из которых подключен к входу разрешения ждущего генератора импульсов 28, который при подаче соответствующего логического уровня формирует на своем выходе последовательность импульсов, подаваемых на вход счетчика числа импульсов длительности импульса 29, выходы которых подключены к устройству совпадения кодов длительности импульсов 30. При совпадении выходного кода устройства с заданным в регистре 31 формируется импульс, переводящий в первоначальное состояние триггер 27, на выходе которого формируется импульс с заданной длительностью и периодом, определяемых кодом в регистрах 26, 31. Данный импульс подается на устройство оптронной развязки 32, обеспечивающей защиту устройства от высоковольтных импульсных помех. С выхода устройства 32 импульсное напряжение подается на вход усилителя импульсов 33, коэффициент усиления которого управляется устройством управления усилителем импульсов 34, что обеспечивает регулировку амплитуды выходного импульса.The generator of
Период генератора прямоугольных импульсов 22 и ждущего генератора прямоугольных импульсов 28 определяют минимальную дискретность регулировки длительности и периода импульсов соответственно.The period of the
Устройство обработки информации и управления 11 (фиг.7), вариант выполнения которого приведен на фиг.9, работает следующим образом.The information processing and control device 11 (Fig. 7), an embodiment of which is shown in Fig. 9, operates as follows.
Выходное напряжение высоковольтного делителя напряжения 13 подается на амплитудный детектор 35 с входом 36, где преобразуется в постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде высоковольтных импульсов, подаваемое на коммутатор 37, на вход 38 которого подаются выходные сигналы с датчиков. Коммутатор 37 обеспечивает нормирование входных напряжений коммутатора и коммутацию нормированных напряжений датчиков и выходного напряжения амплитудного детектора 35. Выходное напряжение коммутатора подается на аналого-цифровой преобразователь 39, обеспечивающий преобразование аналогового напряжения в цифровой код. Устройство измерения длительности и периода импульсов 41 обеспечивает измерение параметров импульсов с выхода высоковольтного делителя 13. Устройство сравнения и управления 34 обеспечивает сравнение параметров импульса с выхода делителя 13 с заданным и корректирует цифровой код по шине 20, устанавливая заданные параметры импульса. Устройство управления 40 обеспечивает управление процессом измерения - коммутатором 37, аналого-цифровым преобразователем 39 и устройством сравнения и управления 42. Управление и задание параметров устройства и параметров импульсов обеспечивается по шине 21.The output voltage of the high
Устройство обеспечивает изменение в широких пределах амплитуды, периода и длительности импульсов с выхода высоковольтного импульсного повышающего трансформатора 12 и измерение параметров топлива и двигателя 14, что обеспечивает исследование влияния импульсного электрического поля с заданными характеристиками на физико-химические свойства нефтепродуктов.The device provides a wide variation in the amplitude, period and duration of the pulses from the output of the high-voltage pulse step-up
Высоковольтный делитель напряжения 13 (фиг.7), вариант выполнения которого приведен на фиг.10, работает следующим образом.The high voltage voltage divider 13 (Fig.7), an embodiment of which is shown in Fig.10, operates as follows.
Импульсное высоковольтное напряжение до (30 кВ) подается на вход резистора верхнего плеча высоковольтного делителя напряжения 43 и вход вспомогательного высоковольтного делителя напряжения 44, отводы от которого соединены с эквипотенциальными экранами 49, экранирующими резистор верхнего плеча высоковольтного делителя напряжения 43 и уменьшающими влияние паразитных емкостей. Выходное напряжение снимается с резистора 47 и конденсатора 48 и усиливается усилителем 46.A pulsed high-voltage voltage up to (30 kV) is applied to the input of the upper arm resistor of the high-
Проведенная таким образом топливоподготовка позволяет значительно снизить токсичность отработавших газов и повысить экономичность двигателя внутреннего сгорания за счет интенсификации процесса смесеобразования и сгорания путем увеличения тонкости распыла капель топлива из-за снижения сил поверхностного натяжения топлива, возникающего под действием электрического поля.The fuel preparation carried out in this way can significantly reduce the toxicity of exhaust gases and increase the efficiency of the internal combustion engine by intensifying the process of mixture formation and combustion by increasing the fineness of the atomization of fuel droplets due to a decrease in the surface tension of the fuel arising from the electric field.
Таким образом, предлагаемый способ электрической обработки и применения низкооктанового топлива в двигателе внутреннего сгорания и система топливоподготовки для его осуществления обеспечивают эффективное применение низкооктанового топлива в ДВС, а также улучшение комплекса эксплуатационных и физико-химических свойств низкооктановых углеводородных топлив, таких как октановое число автомобильных бензинов, кинематическая вязкость, фракционный и углеводородный состав, а также улучшает экологические свойства топлив.Thus, the proposed method for the electrical processing and use of low-octane fuel in an internal combustion engine and the fuel preparation system for its implementation provide efficient use of low-octane fuel in ICEs, as well as improving the set of operational and physicochemical properties of low-octane hydrocarbon fuels, such as the octane number of gasoline, kinematic viscosity, fractional and hydrocarbon composition, and also improves the environmental properties of fuels.
Источники информацииInformation sources
1. Патент RU №1483076, кл. F02M 25/06, опубл. 1989.1. Patent RU No. 1483076, cl.
2. Патент RU №2072438, кл. F02M 25/06, опубл. 1997.2. Patent RU No. 2072438, cl.
3. Патент RU №2084655, кл. F02B 45/10, опубл. 1997 - прототип.3. Patent RU No. 2084655, cl.
4. Патент RU №2005106489, G01N 27/74, 2006. - прототип.4. Patent RU No. 2005106489,
5. Никитенко В.И. Коллоидные жидкости. - М.: Химия, 1965. - 734 с.5. Nikitenko V.I. Colloidal fluids. - M .: Chemistry, 1965 .-- 734 p.
6. Братков А.А., Серегин Е.П., Горенков А.Ф. и др. Химмотология ракетных и реактивных топлив. / Под ред. А.А.Браткова. - М.: Химия, 1987. - 304 с.6. Bratkov A.A., Seregin E.P., Gorenkov A.F. and others. Chemotology of rocket and jet fuels. / Ed. A.A. Bratkova. - M .: Chemistry, 1987 .-- 304 p.
7. А.Н.Соловьев, А.Б.Каплун. Вибрационный метод измерения вязкости жидкостей. М.: Наука, 1970, стр.78.7. A.N. Soloviev, A.B. Kaplun. Vibration method for measuring the viscosity of liquids. M .: Nauka, 1970, p. 78.
Перечень чертежейList of drawings
Фиг.1 - расположение сил, действующих на свободный радикал в топливе.Figure 1 - arrangement of forces acting on the free radical in the fuel.
Фиг.2 - графическая трехмерная зависимость кинематической вязкости дизельного топлива марки Л-0.2-40, ГОСТ 305, от напряженности электрического поля и частоты тока.Figure 2 - graphical three-dimensional dependence of the kinematic viscosity of diesel fuel brand L-0.2-40, GOST 305, from the electric field and current frequency.
Фиг.3 - гистограмма относительных объемных расходов горючих.Figure 3 is a histogram of the relative volumetric flow rates of fuels.
Фиг.4 - гистограмма показателя количества энергии в единице объема жидкого горючего.Figure 4 is a histogram of an indicator of the amount of energy per unit volume of liquid fuel.
Фиг.5 - гистограмма плотностей, кг/м3.Figure 5 is a histogram of densities, kg / m 3 .
Фиг.6 - принципиальная схема смесителя-дозатора.6 is a schematic diagram of a mixer-dispenser.
Фиг.7 -схема блока контроля качества углеводородного топлива.Figure 7 is a diagram of a hydrocarbon fuel quality control block.
Фиг.8 - схема управляемого формирователя прямоугольных импульсов блока контроля качества углеводородного топлива.Fig. 8 is a schematic diagram of a controlled rectangular pulse shaper of a hydrocarbon fuel quality control unit.
Фиг.9 - схема устройства обработки информации и управления блока контроля качества углеводородного топлива.Fig.9 is a diagram of an information processing and control device for a hydrocarbon fuel quality control unit.
Фиг.10 - схема электрическая принципиальная высоковольтного делителя напряжения блока контроля качества углеводородного топлива.Figure 10 is an electrical schematic diagram of a high voltage voltage divider of a hydrocarbon fuel quality control unit.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008116911/06A RU2373420C1 (en) | 2008-04-28 | 2008-04-28 | Method of electrical treatment and use of low-octane fuel in internal combustion engine and fuel preparation system for its embodiment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008116911/06A RU2373420C1 (en) | 2008-04-28 | 2008-04-28 | Method of electrical treatment and use of low-octane fuel in internal combustion engine and fuel preparation system for its embodiment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2373420C1 true RU2373420C1 (en) | 2009-11-20 |
Family
ID=41477925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008116911/06A RU2373420C1 (en) | 2008-04-28 | 2008-04-28 | Method of electrical treatment and use of low-octane fuel in internal combustion engine and fuel preparation system for its embodiment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2373420C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2719762C1 (en) * | 2019-10-14 | 2020-04-23 | Сергей Викторович Ивченко | Electric fuel processing method |
-
2008
- 2008-04-28 RU RU2008116911/06A patent/RU2373420C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2719762C1 (en) * | 2019-10-14 | 2020-04-23 | Сергей Викторович Ивченко | Electric fuel processing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20100147232A1 (en) | System and method for improving fuel economy in combustion engines | |
Salek et al. | Experimental study, energy assessment and improvement of hydroxy generator coupled with a gasoline engine | |
Oh et al. | Influence of oxygenate content on particulate matter emission in gasoline direct injection engine | |
RU2373420C1 (en) | Method of electrical treatment and use of low-octane fuel in internal combustion engine and fuel preparation system for its embodiment | |
Krishna et al. | Comparative studies on performance evaluation of DI diesel engine with high grade low heat rejection combustion chamber with carbureted alcohols and crude jatropha oil | |
CN1252832A (en) | Fuel and process for fuel production | |
CN1382200A (en) | Method for modifying of hydrocarbon fuel and devices for modifying hydrocarbon fuel | |
Tselishchev et al. | Research of change in fraction composition of vehicle gasoline in the modification of its biodethanol in the cavitation field | |
JPH10169517A (en) | Combustion promoting device | |
Yao et al. | Air pollutant emission abatement using application of various ethanol-gasoline blends in high-mileage vehicles | |
RU2562505C2 (en) | Method of efficiency increasing of hydrocarbon fuel combustion | |
Bibin | Emission control in CI engine using ethanol emulsion | |
Sandstroem-Dahl et al. | Measurement methodologies for hydrocarbons, ethanol and aldehyde emissions from ethanol fuelled vehicles | |
RU2355737C2 (en) | Fuel composition including iron and manganese for reduction of spark plug pollution | |
RU2373421C1 (en) | Method of preparing hydrocarbon and mixed alternate fuels to be used, and modular plant for method realisation | |
RU2368646C1 (en) | Method of improving quality of hydrocarbon fuels | |
US4494487A (en) | Engine efficiency unit | |
US4030455A (en) | Antipollution carburetor device for internal combustion engines | |
CN102851088B (en) | Gasoline additive for cleaning combustion chamber deposits and its using method | |
McReynolds et al. | Hydrocarbon emissions and reactivity as functions of fuel and engine variables | |
Patil et al. | Literature review on need of composite additives for SI Engine | |
RU172392U1 (en) | FUEL PROCESSING INSTRUMENT | |
Anugraha et al. | The Effects of Diethyl Carbonate in Light Naphtha Blending to Utilize New Energy Resource | |
RU74477U1 (en) | QUALITY CONTROL SYSTEM AND FUEL PREPARATION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
CN101305077A (en) | Fuel enhancement system for an internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100429 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130420 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150429 |