RU2449161C2 - Device to produce combustible mixture for heat engines vimt-3 - Google Patents
Device to produce combustible mixture for heat engines vimt-3 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449161C2 RU2449161C2 RU2009120678/06A RU2009120678A RU2449161C2 RU 2449161 C2 RU2449161 C2 RU 2449161C2 RU 2009120678/06 A RU2009120678/06 A RU 2009120678/06A RU 2009120678 A RU2009120678 A RU 2009120678A RU 2449161 C2 RU2449161 C2 RU 2449161C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustible mixture
- chamber
- control
- combustion products
- outlet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам получения газовых смесей различных веществ и может быть использовано в тепловых двигателях для получения горючей смеси.The invention relates to systems for producing gas mixtures of various substances and can be used in heat engines to obtain a combustible mixture.
Изобретение названо устройством VIMT-3 по аббревиатуре первых авторов, так как по этой теме предполагается получить еще 5-6 патентов.The invention is called the VIMT-3 device by the abbreviation of the first authors, since it is supposed to obtain another 5-6 patents on this topic.
Одним из основных источников загрязнения окружающей среды являются вредные выбросы тепловых двигателей транспортных средств, суммарная производительность которых по канцерогенным веществам превышает в несколько раз, чем их производительность на тепловых электростанциях. Это положение соответствует случаю, если все двигатели транспортных потоков укладываются в допустимые нормы нормальной работы тепловых двигателей. Если еще учесть, что достаточно большое количество двигателей транспортных средств эксплуатируются в трудно контролируемых режимах с недопустимо повышенным содержанием канцерогенных веществ, то степень экологической опасности транспортных потоков повышается еще в несколько раз. Поэтому решение глобальной проблемы повышения экологической безопасности тепловых двигателей транспортных потоков требует принятия экстренных мер. Следовательно, все разработки, связанные с повышением степени экологической безопасности тепловых двигателей, являются актуальными и своевременными.One of the main sources of environmental pollution is the harmful emissions of thermal engines of vehicles, the total productivity of which for carcinogens exceeds several times their productivity in thermal power plants. This provision corresponds to the case if all traffic flow engines fit into the permissible norms of normal operation of heat engines. If we take into account that a sufficiently large number of vehicle engines are operated in difficult to control modes with an unacceptably high content of carcinogens, then the degree of environmental hazard of traffic flows increases several times more. Therefore, the solution of the global problem of improving the environmental safety of heat engines of traffic flows requires emergency measures. Therefore, all developments related to increasing the environmental safety of heat engines are relevant and timely.
Известно устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей, содержащее заслонку, испарительную камеру жидкого топлива, систему подачи жидкого топлива и входной коллектор, как это описано в [1].A device for producing a combustible mixture for heat engines is known, comprising a shutter, a liquid fuel evaporation chamber, a liquid fuel supply system and an intake manifold, as described in [1].
В указанном устройстве жидкое топливо подается через электромагнитную форсунку на стенки поверхностного испарителя. При испарении жидкого топлива на поверхности испарителя образуется нагар за счет пригорания смолянистых (тяжелых фракций), содержащихся в жидком топливе, который увеличивает тепловое сопротивление на границе поверхность теплоподвода испарителя - жидкое топливо. Это в конечном итоге приводит к росту температуры поверхности испарителя и соответственно к росту скорости образования нагарных покрытий и ухудшению процесса испарения жидкого топлива. Кроме того, в испарителе имеют место срывы аэрозольных капелек жидкости с поверхности топлива входящим потоком воздуха. Это приводит к образованию горючей смеси с частицами топлива разных размеров. При этом сгорание топлива происходит на большом ходе поршня, снижая тем самым мощность и КПД двигателя и повышая степень его экологической опасности.In this device, liquid fuel is supplied through an electromagnetic nozzle to the walls of a surface evaporator. During the evaporation of liquid fuel, carbon deposits are formed on the surface of the evaporator due to the burning of tar (heavy fractions) contained in liquid fuel, which increases the thermal resistance at the interface between the surface of the evaporator’s heat supply and liquid fuel. This ultimately leads to an increase in the surface temperature of the evaporator and, accordingly, to an increase in the rate of formation of carbon deposits and a deterioration in the process of evaporation of liquid fuel. In addition, in the evaporator there are breakdowns of aerosol droplets of liquid from the fuel surface by the incoming air stream. This leads to the formation of a combustible mixture with fuel particles of different sizes. In this case, the combustion of fuel occurs at a long stroke of the piston, thereby reducing the power and efficiency of the engine and increasing the degree of its environmental hazard.
Частично указанных недостатков лишено устройство, содержащее бензогазогенератор (БГГС), который устанавливается дополнительно к основной системе питания (карбюратору, системе впрыска), подключаясь к всасывающему коллектору параллельно, образуя единый комплекс. БГГС поставляет оптимальный по составу бензогаз в задроссельное пространство впускного коллектора двигателя. Бензогаз поставляется в задроссельное пространство как при пониженных, так и при повышенных нагрузках с отключенным карбюратором. При больших нагрузках к БГГС подключается основная система питания (карбюратор, система впрыска), поставляющая в двигатель дополнительно бензогазу карбюрированную смесь. Суммарный состав смесей регулируется управляющим блоком БГГС по заложенному в его память алгоритму, обеспечивающему минимальные значения удельного расхода топлива по минимуму содержания CO, CH и NO ~ (канцерогенных веществ) на всех режимах. Момент подключения основной системы к БГГС подбирается опытным путем после открытия дросселя БГГС на 50%, как это описано в [2].Partially indicated drawbacks are deprived of a device containing a gas-gas generator (BGS), which is installed in addition to the main power system (carburetor, injection system), connected to the intake manifold in parallel, forming a single complex. BGGS supplies the optimal composition of gas to the throttle space of the intake manifold of the engine. Benzogas is supplied into the throttle space both at low and high loads with the carburetor turned off. At high loads, the main power system (carburetor, injection system) is connected to the BGGS, which supplies the engine with an additional gasoline carbureted mixture. The total composition of the mixtures is regulated by the control unit BGGS according to the algorithm stored in its memory, which ensures the minimum values of specific fuel consumption to minimize the contents of CO, CH and NO ~ (carcinogenic substances) in all modes. The moment of connecting the main system to the BGS is selected empirically after opening the BGS throttle by 50%, as described in [2].
Недостатками этого устройства (взятого в качестве прототипа по максимуму совпадения по составу узлов и их функциональным особенностям) являются: недостаточная производительность БГГС, так как при больших нагрузках к этой системе подключается известная система карбюрирования со всеми присущими ей недостатками. Эти недостатки в конечном итоге приводят к неполному окислению топлива и, следовательно, к повышению степени экологической опасности тепловых двигателей, работающих на жидком топливе.The disadvantages of this device (taken as a prototype for the maximum match in the composition of the nodes and their functional features) are: insufficient performance of the BGS, since at high loads a well-known carburing system is connected to this system with all its inherent disadvantages. These shortcomings ultimately lead to incomplete oxidation of the fuel and, consequently, to an increase in the degree of environmental hazard of heat engines running on liquid fuel.
Указанных недостатков лишено предлагаемое изобретение - устройство для получения горючей смеси для тепловых двигателей, содержащее систему управления, воздушный фильтр, систему датчиков состава продуктов сгорания, систему наддува, регулирующую заслонку, систему подачи жидкого топлива, входной и выхлопной коллекторы, отличающееся тем, что оно снабжено разделительной камерой, соединенной по входу воздушного потока с системой наддува, дополнительной регулируемой заслонкой, установленной в разделительной камере для разделения входящего потока, двумя нагревательными камерами, которые по каналам подогрева соединены с выхлопным коллектором через регулирующие устройства и которые установлены на выходных трубопроводах разделительной камеры, камерой обогащения, установленной на выходе из одной нагревательной камеры, снабженной капиллярной структурой и соединенной с системой подачи жидкого топлива, камерой смешения (обеднение) горючей смеси, в которую поступает обогащенная горючая смесь и вторая часть воздушного потока и которая соединена со входным коллектором двигателя трубопроводом, в котором установлена регулирующая заслонка, системой датчиков состава продуктов сгорания, установленной в трубопроводе, соединяющем выходной коллектор с нагревательными камерами, причем регулирование положений дополнительной заслонки и регулирующих устройств осуществляют автоматически системой управления по положению регулируемой заслонки и по обратной связи с системой датчиков состава продуктов сгорания по содержанию экологически опасных продуктов.The present invention is deprived of these drawbacks - a device for producing a combustible mixture for heat engines, comprising a control system, an air filter, a system of sensors for the composition of the combustion products, a pressurization system, a regulating damper, a liquid fuel supply system, an intake and exhaust manifolds, characterized in that it is provided a separation chamber connected at the inlet of the air flow to the boost system, an additional adjustable damper installed in the separation chamber to separate the incoming flow, two heating chambers that are connected through the heating channels to the exhaust manifold through control devices and which are installed on the output pipelines of the separation chamber, an enrichment chamber installed at the outlet of one heating chamber, equipped with a capillary structure and connected to the liquid fuel supply system, a mixing chamber (depletion) of the combustible mixture into which the enriched combustible mixture and the second part of the air flow enter and which is connected to the inlet manifold of the engine For the pipeline in which the control damper is installed, a system of sensors for the composition of the combustion products installed in the pipeline connecting the output manifold to the heating chambers, and the position of the additional damper and control devices is controlled automatically by the control system by the position of the adjustable damper and by feedback from the composition sensor system combustion products for the content of environmentally hazardous products.
Для пояснения сути предлагаемого изобретения служит схематический рисунок.To clarify the essence of the invention is a schematic drawing.
Воздушный фильтр соединен трубопроводом с системой наддува 1 с воздушным фильтром, которая с помощью трубопровода соединена с разделительной камерой 2, с дополнительной заслонкой 3. На выходных трубопроводах разделительной камеры установлены двухпоточные нагревательные камеры 4 и 4', которые по каналам подогрева соединены с выхлопным коллектором (на схеме не указан) через регулирующие устройства 5 и 5', а выходы двухпоточных нагревательных камер 4 и 4' по каналам выхлопных газов соединены с системой сброса продуктов сгорания (на схеме не указана). Один из воздушных потоков после нагревательной камеры 4 поступает в камеру обогащения 6, снабженную капиллярной структурой и соединенную с системой подачи топлива 7. Полученная обогащенная горючая смесь со второй частью воздушного потока поступает в камеру смешения - обеднения 8. В выходном трубопроводе камеры смешения 8 установлена заслонка 9, связанная с педалью газа. Далее горючая смесь подается во входной коллектор двигателя (на рисунке не показан). Управление системой наддува 1, дополнительной заслонкой 3 и регулирующими устройствами 5 и 5' системой подачи топлива 7 осуществляется системой управления 10 с обратной связью по составу выхлопных газов через систему датчиков 11, установленных на выводе выхлопного коллектора.The air filter is connected by a pipe with a boost system 1 with an air filter, which is connected via a pipe to a separation chamber 2, with an additional shutter 3. Two-
Проходя через систему наддува 1 с воздушным фильтром поток окислителя - воздуха очищается. Затем поток воздуха поступает в разделительную камеру 2 и дополнительной заслонкой 3 разделяется на две части в зависимости от режима работы двигателя, а необходимый режим работы задается водителем-оператором путем регулировки педали газа, связанной с заслонкой 9. Один из потоков нагревается в нагревательной камере 4 до соответствующей температуры, устанавливаемой автоматически изменением расхода продуктов сгорания по каналу камеры с помощью регулирующего устройства 5, и далее поступает в камеру обогащения 6. Эта камера снабжена капиллярной структурой, соединенной с системой подачи жидкого топлива 7.Passing through the boost system 1 with an air filter, the flow of oxidizer - air is cleaned. Then, the air flow enters the separation chamber 2 and the additional damper 3 is divided into two parts depending on the engine operating mode, and the required operating mode is set by the driver-operator by adjusting the gas pedal associated with the
В камере обогащения 6 происходит интенсивное испарение жидкого топлива за счет создания условия испарения жидкости в среду - воздух с нулевой концентрацией паров. Это условие реализовывается за счет полного уноса образовавшихся паров топлива потоком входящего воздуха. Интенсивность испарения жидкого топлива также повышается за счет его нагрева горячим потоком поступающего воздуха и большой поверхностью испарения капиллярной структуры, пропитанной жидким топливом. Равномерная толщина пленки жидкого топлива обеспечивается за счет действия капиллярных сил. Полученная обогащенная горючая смесь поступает в камеру смешения - обеднения 8 вместе с другой частью потока воздуха, нагреваемого нагревательной камерой 4' за счет изменения расхода выхлопных газов через нее. Расход выхлопных газов через эту камеру регулируется устройством 5'. Режим работы двигателя задается водителем-оператором путем изменения положения заслонки 9, изменяя давление ноги на педаль газа. Автоматическая регулировка положений дополнительной заслонки 3 и регулирующих устройств 5 и 5' осуществляется системой автоматики 10 по обратной связи с датчиками 11 и 11' по количеству вредных выбросов в выхлопных газах. Датчики 11 и 11' установлены на выходе продуктов сгорания из выхлопного коллектора. Расход входящего потока воздуха регулируется системой наддува 1 через систему автоматики 10 с обратной связью с положением заслонки 9 и датчиками 11 и 11'.In the
Положительный эффект предлагаемого изобретения - устройства VIMT-3 заключается в экономии топлива не менее чем на 20% в зависимости от режима работы двигателя. Мощность двигателя повышается не менее чем на 20% за счет идеальной гомогенности полученной горючей смеси с монодисперсностью размеров частиц топлива. При этом размеры частиц топлива находятся на молекулярном уровне. Это обеспечивает минимальное время сгорания всех частиц топлива на уровне скорости, соответствующей режиму детонации, что то же самое сгорание всех частиц топлива за минимальный ход поршня. При минимизации времени горения всех частиц топлива обеспечивается максимальное давление на поршень. Рост давления на поршень приводит к увеличению мощности двигателя и экономии топлива. Частичное увеличение мощности двигателя достигается и за счет регенерации теплоты выхлопных газов, исключая тем самым отвод части теплоты сгорания топлива на процесс его испарения за время рабочего хода поршня. За оставшееся время хода поршня протекают процессы доокисления продуктов сгорания до степени их экологической безопасности. Экологическая безопасность в предлагаемом устройстве еще повышается за счет роста степени обеднения смеси. Так как в предлагаемом устройстве при минимизации времени горения топлива давление в цилиндре растет, а следовательно, растет и сила давления на поршень. Чтобы величина давления в цилиндре не превышала допустимого значения для данного типа двигателя, необходимо уменьшить подачу топлива. Работа двигателя в режиме детонации исключается за счет снижения степени обогащения горючей смеси. Этими перечисленными процессами обеспечивается достижение положительного эффекта, а именно экономия топлива, рост мощности и полное окисление топлива до состояния экологической безопасности.The positive effect of the invention - the VIMT-3 device is to save fuel by at least 20%, depending on the engine operating mode. Engine power is increased by at least 20% due to the ideal homogeneity of the resulting combustible mixture with monodisperse particle size of the fuel. In this case, the particle sizes of the fuel are at the molecular level. This provides a minimum time of combustion of all fuel particles at a speed level corresponding to the detonation mode, which is the same combustion of all fuel particles in a minimum piston stroke. By minimizing the burning time of all fuel particles, the maximum pressure on the piston is ensured. Increased pressure on the piston leads to an increase in engine power and fuel economy. A partial increase in engine power is also achieved due to the regeneration of the heat of exhaust gases, thereby eliminating the removal of part of the heat of combustion of the fuel to the process of its evaporation during the stroke of the piston. For the remaining time of the piston stroke, processes of further oxidation of the combustion products to the degree of their environmental safety proceed. Environmental safety in the proposed device is still enhanced due to the increase in the degree of depletion of the mixture. Since in the proposed device, while minimizing the burning time of the fuel, the pressure in the cylinder increases, and therefore, the pressure force on the piston also increases. To ensure that the pressure in the cylinder does not exceed the permissible value for this type of engine, it is necessary to reduce the fuel supply. The operation of the engine in detonation mode is eliminated by reducing the degree of enrichment of the combustible mixture. These processes ensure the achievement of a positive effect, namely fuel economy, power growth and complete oxidation of the fuel to a state of environmental safety.
Результаты испытания предлагаемого устройства, установленного на двигателе автомобиля ГАЗ 2705, показали, что экономия топлива составляет не менее 20%, рост мощности более 20% и рост степени безопасности выхлопных газов не менее чем на 20%.The test results of the proposed device mounted on the engine of a GAZ 2705 car showed that fuel economy is at least 20%, an increase in power of more than 20% and an increase in the degree of safety of exhaust gases by at least 20%.
Источники информацииInformation sources
1. Свиридов Ю.Б. и др. Система питания для двигателей внутреннего сгорания. Патент РФ №2036326 (прекратил действие). МПК F02М 31/00, 27.05.1995 г.1. Sviridov Yu.B. et al. Power system for internal combustion engines. RF patent No. 2036326 (terminated). IPC F02M 31/00, 05/27/1995
2. Свиридов Ю.Б. и др. Система молекулярного смесеобразования для совместной работы со штатной топливной аппаратурой без изменения конструкции двигателя. Патент РФ №2200867. МПК F02M 31/18, 20.03.2003.2. Sviridov Yu.B. etc. A molecular mixing system for working together with standard fuel equipment without changing the design of the engine. RF patent №2200867. IPC F02M 31/18, 03.20.2003.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009120678/06A RU2449161C2 (en) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | Device to produce combustible mixture for heat engines vimt-3 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009120678/06A RU2449161C2 (en) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | Device to produce combustible mixture for heat engines vimt-3 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009120678A RU2009120678A (en) | 2010-12-10 |
RU2449161C2 true RU2449161C2 (en) | 2012-04-27 |
Family
ID=46297710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009120678/06A RU2449161C2 (en) | 2009-06-01 | 2009-06-01 | Device to produce combustible mixture for heat engines vimt-3 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2449161C2 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4323046A (en) * | 1977-05-05 | 1982-04-06 | Stanley Barber | Dual fuel system for automobiles |
US4672938A (en) * | 1985-12-26 | 1987-06-16 | Eaton Corporation | Method and apparatus for multiphasic pretreatment of fuel to achieve hypergolic combustion |
EP0347534A1 (en) * | 1988-06-23 | 1989-12-27 | Pierburg Gmbh | Fuel injection device for internal-combustion engines |
RU2036326C1 (en) * | 1989-06-22 | 1995-05-27 | Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт | Fuel supply system for internal combustion engine |
RU2070656C1 (en) * | 1994-08-17 | 1996-12-20 | Бойко Михаил Иванович | Method of and device for forming fuel-air mixture in internal combustion engine |
RU2076232C1 (en) * | 1996-04-11 | 1997-03-27 | Сергей Юрьевич Шипунов | Method of and device for preparation of fuel-air mixture |
RU2118692C1 (en) * | 1994-03-18 | 1998-09-10 | Юрий Васильевич Макаров | Manifold-evaporator |
RU2200867C2 (en) * | 2000-07-10 | 2003-03-20 | Санкт-Петербургский государственный технический университет | Molecular fuel-air mixing system for combined operation with standard fuel devices without changing design of engine |
-
2009
- 2009-06-01 RU RU2009120678/06A patent/RU2449161C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4323046A (en) * | 1977-05-05 | 1982-04-06 | Stanley Barber | Dual fuel system for automobiles |
US4672938A (en) * | 1985-12-26 | 1987-06-16 | Eaton Corporation | Method and apparatus for multiphasic pretreatment of fuel to achieve hypergolic combustion |
EP0347534A1 (en) * | 1988-06-23 | 1989-12-27 | Pierburg Gmbh | Fuel injection device for internal-combustion engines |
RU2036326C1 (en) * | 1989-06-22 | 1995-05-27 | Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт | Fuel supply system for internal combustion engine |
RU2118692C1 (en) * | 1994-03-18 | 1998-09-10 | Юрий Васильевич Макаров | Manifold-evaporator |
RU2070656C1 (en) * | 1994-08-17 | 1996-12-20 | Бойко Михаил Иванович | Method of and device for forming fuel-air mixture in internal combustion engine |
RU2076232C1 (en) * | 1996-04-11 | 1997-03-27 | Сергей Юрьевич Шипунов | Method of and device for preparation of fuel-air mixture |
RU2200867C2 (en) * | 2000-07-10 | 2003-03-20 | Санкт-Петербургский государственный технический университет | Molecular fuel-air mixing system for combined operation with standard fuel devices without changing design of engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009120678A (en) | 2010-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101586498B (en) | Approach for reducing overheating of direct injection fuel injectors | |
CN101586497B (en) | Approach for enhancing emissions control device warmup in a direct injection engine system | |
US8919297B2 (en) | Apparatus, systems, and methods to address evaporative cooling and wet compression for engine thermal management | |
US7530336B2 (en) | Intake condensation removal for internal combustion engine | |
CN102213145B (en) | Selectivity stores fuel reforming | |
US6289884B1 (en) | Intake air separation system for an internal combustion engine | |
EP1983178A2 (en) | Power Plant and Fuel Supply Method Therefor | |
US20120192834A1 (en) | Combustion method and apparatus | |
US10851723B2 (en) | Method for operating an internal combustion engine, and internal combustion engine | |
CN103573480B (en) | A kind of pure oxygen electromotor and method for controlling combustion thereof | |
CN103256127A (en) | Method for operating a self-igniting combustion engine | |
CN102168599A (en) | Method for regenerating a particulate filter for a boosted direct injection engine | |
US20110083646A1 (en) | Compressed Air Intake Engine Inlet Booster | |
WO2024045678A1 (en) | Direct injection hydrogen internal combustion engine crankcase system and vehicle having same, and control method | |
CN201206487Y (en) | Exhaust heating apparatus for supercharged diesel | |
CN112983689A (en) | Vehicle-mounted methanol and/or ethanol hydrogen production device based on engine tail gas preheating | |
CN101135273B (en) | Ignition type engine directly burning methanol cracking product and control method thereof | |
CN205013151U (en) | Engine and vehicle comprising same | |
RU2449161C2 (en) | Device to produce combustible mixture for heat engines vimt-3 | |
WO2006138452A2 (en) | Improving performance of internal combustion engines | |
RU2465484C2 (en) | Piston engine feed method, and feed system of that engine | |
CN203532106U (en) | Pure oxygen engine | |
CN200943539Y (en) | Oil water mixing and combustion device of internal combustion engine | |
RU2319846C1 (en) | Method of delivery of fuel gas into operating cylinders of ags-diesel engine | |
CN117449986B (en) | Low-pressure EGR (exhaust gas recirculation) exhaust gas component and temperature composite regulation and control system of ammonia-fueled internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110619 |