Двигатель эмульсионный


Эмульсионный карбюратор двигателя внутреннего сгорания

 

Оп ИСАМИЕ

ИЗЬБРЕТЕМ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii)958682 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.02.81 (21) 3246004/25-06 (51) M. Кл.з с присоединением заявки №вЂ”

F 02 М 7/00

3есударстееннмй комитет (23) Приоритет—

СССР (53) УДК 621.43 .033.9 (088.8) Опубликовано 15.09.82. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 25.09.82 вв денем нзееретеннй н еткрмтий (72) Авторы изобретения

А. А. Муталибов, О. Д. Мурашов и А. Г.

Ташкентский автомобильно-дорожный инст (71) Заявитель (54) ЭМУЛЬСИОННЫЙ КАРБЮРАТОР ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам питания карбюраторных двигателей.

Известен эмульсионный карбюратор двигателя внутреннего сгорания, содержащий поплавковую и смесительные камеры, дроссельную и воздушные заслонки, каналы с топливным и воздушным жиклерами и эмульсионный колодец (1), Недостатком известного карбюратора является задержка поступления топлива к распылителю на режимах разгона из-за понижения уровня на ряде режимов холостого хода и малых нагрузочных режимов, предшествующих разгону автомобиля.

Целью изобретения является повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов.

Поставленная цель достигается тем, что эмульсионный колодец снабжен дополнительной камерой с изменяющимся объемом, дополнительная камера выполнена в виде замкнутой герметичной емкости, снабженной диафрагмой, а на оси дроссельной заслонки жестко установлен кулачок, связанный через регулировочный винт и двуплечий рычаг с диафрагмой герметичной емкости.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Поплавковая камера 1 через топливный жиклер 2 и канал 3 связана с эмульсионным колодцем 4, в котором установлена эмульсионная трубка 5 с отверстиями 6 и воздушный жиклер 7. Выход из эмульсионного колодца 4 заканчивается распылителем 8, расположенным в воздушном канале 9. Топливный канал 10 соединяет эмульсионный колодец 4 с дополнительной камерой 11, снабженной подпружиненной диафрагмой 12. На оси дроссельной заслонки 13, размещенной в смесительной камере 14, is жестко установлен кулачок 15, связанный через регулировочный винт 16 и двуцлечий рычаг 17 и ролик 18 с диафрагмой 11. В воздушном канале 9 размещена воздушная заслонка 19. Диафрагма нагружена пружиной 20.

Карбюратор работает следующим образ.

При работе двигателя на холостом ходу дроссельная заслонка 13 прикрыта и величина давления у распылителя 8 близка

958682

Формула изобретения к величине атмосферного давления. Подача топлива в двигатель происходит только через систему холостого хода (не показана).

Поскольку распылитель 8 расположен выше уровня топлива в поплавковой камере 1, а уровень топлива в эмульсионном колодце 4 опускается из-за перепада давлений на жиклере 2, обусловленного расходом топлива через систему холостого хода, между распылителем 8 и уровнем в эмульсионном колодце 4 образуется дополнительный объем. При этом кулачок 15, установленный на оси дроссельной заслонки 13 занимает такое положение, что связанная с ним через двуплечий рычаг 17 диафрагма 12 находится в крайнем положении, обуславливающем наибольший объем дополнительной камеры 11, заполненной жидкой фазой топлива.

При открытии дроссельной заслонки 13 кулачок 15, воздействуя через двуплечий рычаг 7, на диафрагму 12, перемещает ее во внутрь дополнительной камеры 11, уменьшая тем самым ее объем. Выталкиваемое топливо из дополнительной камеры 11 перетекает в эмульсиоиный колодец 4. При этом особенностью работы предлагаемого карбюратора является то, что профиль кулачка 15, длины плеч рычага 17 и площадь диафрагмы 12 подбирают такими, чтобы при разгонах по углу поворота дроссельной заслонки 13 обеспечивалось бы заполнение дополнительного объема в эмульсионном колодце 4 таким же количеством топлива (в жидкой или эмульсионной фазах), которое заполнило бы его при тех же углах открытия дроссельной заслонки 13, но на соответствующих установившихся режимах (за счет понижения давления у распылителя 8). Поскольку диафрагма 12 механически связана с приводом дроссельной заслонки 13, а жидкое топливо, находящееся в дополнительной камере 11 несжимаемо и диаметр канала 10 исключает возможность дросселирования то заполнение дополнительного объема в эмульсионном колодце 4, необходимым для его вступления в работу карбюратора количеством топлива при разгонах происходит практически безинерционно при сколь-угодно резких открытиях дроссельной заслонки и в полном соответствии с углом поворота ее оси. Это позволяет в предлагаемом карбюраторе осуществлять подачу топлива к распылителю 8 при разгонах при тех же углах открытия дроссельной заслонки 13, что и на соответствующих установившихся режимах и обеспечить

5 0

З0

З5

50 бесперебойное питание двигателя при переходе с режимов холостого хода на нагрузочные, что обеспечивает практически идентичные статические и динамические характеристики карбюратора.

После того, как дроссельная заслонка 13 достигает минимального угла открытия, при котором через распылитель 8 начинает поступать топливо в воздушный канал 9 (эмульсионный колодец 4 полностью заполняется необходимым его количеством) . Дальнейшее перетекание топлива из дополнительной камеры 11 прекращается. Достигается это выполнением профиля кулачка 15 в виде окружности. Поэтому при углах открытия дроссельной заслонки, больше указанных, объем дополнительной камеры 11 не изменяется.

При закрытии дроссельной заслонки 13 под действием пружины 20, установленной в камере 11 диафрагма 12 приходит в исходное начальное положение, отбирая из эмульсионного колодца 4 в момент его выключения ровно такое количество топлива, которое потребуется для его заполнения при повторном его включении.

Такое конструктивное решение обеспечивает повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов.

1. Эмульсионный карбюратор двигателя внутреннего сгорания, содержащий поплавковую и смесительную камеры, дроссельную и воздушную заслонки, каналы с топливным и воздушным жиклерами и эмульсионный колодец, отличающийся тем, что, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов, эмульсионный колодец снабжен дополнительной камерой с изменяющимся объемом.

2. Карбюратор по и. 1, отличающийся тем, что дополнительная камера выполнена в виде замкнутой емкости, снабженной диафрагмой, а на оси дроссельной заслонки жестко установлен кулачок, связанный через регулировочный винт и двуплечий рычаг с диафрагмой герметичной емкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 344153, кл. F 02 М 7/00, опублик. 1979.

958682

Составитель А. Химчук

Редактор А. Химчук Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 6743 46 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

   

www.findpatent.ru

Топливная эмульсия - Технический словарь Том VI

Топливная эмульсия, по составу являющаяся богатой смесью, поступает в цилиндры через отверстие у золотника. После запуска двигателя золотник закрывается, и дальнейшую работу двигателя обеспечивает эксплоатационная секция. Топливные эмульсии могут образоваться только при очень интенсивном перемешивании топлива с водой. Чем выше дисперсность ( раздробленность) воды, тем устойчивее эмульсии и тем медленнее они разрушаются и разделяются на топливо и воду. Схема карбюратора Озон. Топливная эмульсия, образовавшаяся на режиме холостого хода в жиклере 4, поступает через эмульсионный канал 8 в распылительную камеру. Это производится на заводе-изготовителе карбюратора или станции технического обслуживания, после чего винт пломбируют ограничительной пластмассовой втулкой. Важнейшим свойством топливных эмульсий является вязкость. Вязкость топлив не только определяет их прокачиваемость и затраты энергии на прокачивание топлива, но влияет также на качество распыливания, а следовательно, и на качество сгорания топлива, и на производительность форсунки. Однако полидисперсность топливных эмульсий не может служить ограничением для применения электрофореза в целях очистки обводненных нефтепродуктов. Электрические свойства эмульсий делают применение электрофореза для разделения водно-топливных эмульсий перспективным и экономичным способом очистки топлив отводы и любых примесей. Для разрушения топливных эмульсий необходимо разрушить защитные пленки, обволакивающие капельки воды, и нейтрализовать, их электрические заряды. После этого под влиянием сил взаимного притяжения мелкие капельки воды сливаются в более крупные, и эмульсия разрушается. Причиной образования устойчивых топливных эмульсий является присутствие в топливах смолистых веществ, нафтеновых кислот и их мыл. Образуемые ими защитные пленки ( достаточно прочные) препятствуют слиянию раздельных капель воды в более крупные, и тем самым задерживается разрушение эмульсии и выделение капель воды из топлива. В условиях эксплуатации топливные эмульсии чаще всего разрушаются путем длительного отстаивания топлив с последующим удалением из него выделившейся воды. В последнее время высококачественные топливные эмульсии, в том числе и такие трудно эмульгируемые системы, как дизельное топливо - вода, приготовляются с помощью шестеренчатых насосов. Непременным условием приготовления топливных эмульсий, особенно из вязких мазутов М-60, М-80 и М-200, является предварительный подогрев до 330 - 340 К. Разрабатывая вопросы использования топливных эмульсий, мы не ограничивались только изучением их свойств и процессов горения эмульгированных топлив в лабораторных камерах сгорания. Необходимо было проверить работу топочных устройств при использовании эмульгированных топлив в различных отраслях промышленности и уже по результатам работы этих агрегатов сделать окончательные выводы о возможности и технико-экономической целесообразности применения топливных эмульсий в различных тепловых аппаратах. Установка для получения топливной эмульсии состояла из эмульсионного бака, жидкостного свистка, фильтров, шестеренчатых насосов и системы вентилей. Важным фактором при использовании топливных эмульсий является их влажность. Опыт этого института по использованию топливных эмульсий на пароходах Новосибирск и Смоленск получил широкое распространение на судах речного флота.

Работа дизеля на всех видах топливных эмульсий характеризуется меньшими расходами топлив по сравнению с сухими, уменьшением максимального давления цикла и температуры отработанных газов.Состав и качество шлямов после обработки их на УДА. Согласно исследованиям [95], капля топливной эмульсии, полученной при смешении нефтяного шлама с топочным мазутом в аппарате УДА, имеет ядро из воды, окруженное слоем топлива.В последнее время для приготовления топливных эмульсий все шире применяются различные эмульгаторы. Так, для повышения эффективности установок сжигания нефтешлама институтом АзНИИЭ было предложено осуществлять эмульгирование нефтешлама в многоступенчатых эмульгаторах, которые прошли промышленную апробацию при приготовлении водома-зутной эмульсии, и сжигать на Бакинской ТЭЦ-1. Эмульгаторы предложено установить параллельно основной линии подачи нефтешлама на сжигание.В результате испытаний дизелей на топливных эмульсиях с 10 - 15 % воды, где стабилизатором служил мазут М-20, оказалось, что экономия топлива для дизеля ЯАЗ-204 достигает 5 - 9 %, а для двигателя 2Д - 100 находится в пределах 4 - 10 8 % в зависимости от режима работы.Однако на некоторые, важнейшие свойства топливных эмульсий мы все же считаем необходимым обратить внимание и в этой работе.Из разнообразных диспергирующих устройств для приготовления топливных эмульсий промышленное значение имеют лишь механические машины и пневматические аппараты.Использование легких сортов топлива Е виде топливных эмульсий позволяет значительно расширить диапазон топлив, применяемых в дизелях.Дан краткий обзор исследований по применению топливных эмульсий. Показано, что износ деталей двигателей при работе на топливной эмульсии меньше, чем на обычном топливе. Дизели, работающие на эмульсии, менее требовательны К качеству и техническому, состоянию топливной аппаратуры.Схема п характеристика карбюратора с пневматическим торможе-нпем топлива ила понижением разрежения у жиклера. Вытекающий вместе с топливом воздух образует топливную эмульсию, что улучшает распыливанпе и испарение топлива.Анализ отработанных газов в период работы дизеля на топливных эмульсиях показал, что имеется некоторая неполнота сгорания.Один двигатель каждого теплохода был оборудован установкой для получения топливной эмульсии, второй работал на обычном топливе.Надо, однако, заметить, что по размерам дисперсной фазы топливные эмульсии, полученные с помощью механических мешалок, уступают эмульсиям, приготовленным с помощью диспер-гаторов и шестеренчатых насосов.Неро [204] в Калифорнийском университете в Беркли ( США) применяли топливные эмульсии при испытаниях двухтактного двухцилиндрового быстроходного ( п 2000 об / мин) дизеля фирмы Дженерал Моторс серии 2 - 71 с установленной на нем воздуходувкой Рута. Для впрыска топлива служили насос-форсунки, обеспечивавшие давление впрыска от 280 ати при 2100 об / мин до 492 ати при минимально устойчивых оборотах холостого хода.

Более полные данные о влиянии водной фазы приводятся ниже в соответствующих разделах о применении топливных эмульсий.Перед существующим котлом типа КУ-80 установлена циклонная камера, а устройства для сбора и подготовки топливной эмульсии установлены на существующем мазутном хозяйстве завода, т.е. дополнительного обслуживающего персонала не потребовалось. Замасленные воды, не подлежащие регенерации, привозятся из блока очистных сооружений прокатных цехов. В мазутный бак стоки подаются насосами из различных приямков и отстойников мазутного хозяйства. В этих баках смесь топлива и воды проходит первую ступень диспергации и подогревается в теплообменниках. Затем насо-сом-диспергатором ( вторая ступень) подается к циклонной камере. В случае протяженной трассы перед камерой целесообразна установка третьей ступени диспергации.В некоторых случаях для обезвреживания спускаемых вод может быть применено сжигание их в виде воднО - топливной эмульсии. Обязательным условием для успешности такого сжигания является интенсивное эмульгирование, что иногда удается достигнуть, например, барботированием сжатым воздухом. Однако сжигание этих отбросов в топках котлов может привести к зашлакованию поверхностей нагрева и, возможно, к усилению высокотемпературной коррозии, так как в воде, выпавшей из мазута, иногда оказывается значительной часть солей натрия, имевшихся в мазуте.В настоящее время переработка промышленных стоков, в особенности стоков предприятий органического синтеза и пластических масс, нефтеперерабатывающих и некоторых других заводов, путем сжигания их в виде топливных эмульсий получает все большее и большее распространение. Так, например, по этому методу перерабатывают кубовые остатки капро-лактанового производства. Остро стоит вопрос о переработке отходов коксохимических заводов, а также и отходов других топливных предприятий, например углеобогатительных фабрик, причем и в данном случае единственным методом полного их обезвоживания является методсжигания. Способ сжигания сточных и подсланевых вод путем добавления их к топливу особенно широко применяется на речном флоте.Применение форсунки с воздушным распылом являлось в данном случае вынужденным, так как производительность каждой форсунки невелика и при такой производительности добиться качественной устойчивой работы при распиливании вязкой жидкости, какой являются топливные эмульсии, крайне трудно. При производительности форсунки 80 - 100 кг / час и выше уже возможно добиться высокого качества распыла вязкой подогретой жидкости и устойчивой работы центробежными форсунками.Резюмируя работы [16, 137] и учитывая все обстоятельства, отмеченные в них, а именно: простоту приготовления эмульсий, полезное влияние водной фазы, снижающей содержание сажи в газе, меньшую стоимость и более тесный контакт воды с топливом, чем при применении водяного пара, устойчивость и надежность процесса и, наконец, более простое оформление технологического процесса в целом, можно сказать, что использование топливных эмульсий в процессах технологической переработки топлив имеет существенные преимущества перед непосредственным использованием натуральных топлив с участием водяного пара.Эмульсии, как известно, бывают двух видов: типа вода - масло и типа масло - вода. Топливные эмульсии, приготовленные из тяжелых и средних топлив, должны быть только типа вода - масло. Именно такой тип топливной эмульсии обеспечивает ее надежное воспламенение и устойчивое горение в потоке, поскольку в каплях распыливаемой эмульсии вода, как дисперсная фаза, в виде мельчайших частиц находится внутри, а топливо снаружи. Такой тип эмульсий желателен и по другой причине. Благодаря тому, что температура кипения воды на 170 - 200 ниже температуры испарения мазутов и на 80 - 100 ниже температуры испарения керосина, вода, являющаяся дисперсной фазой, вызывает явления микровзрывов при вводе эмульсий в камеру горения в распыленном состоянии и вследствие этого более эффективное их сгорание. По этой же причине при использовании эмульсий, составленных из низкокипящих топлив ( например, бензин), целесообразно применять эмульсии типа масло - вода. В этом случае вода, как дисперсионная среда, делает эмульсию, кроме того, и более устойчивой, так как затрудняет испарение бензина при хранении имульсии.Топливную эмульсию уже используют.Температура вспышки считается одной из основных характеристик жидких топлив, включенных в ГОСТ. Поскольку топливные эмульсии не являются стандартными топливами, а относятся к таким, в которых содержание воды превышает в десятки раз установленное стандартом, их температура вспышки до последнего времени не определялась и полных, систематизированных данных по этому вопросу еще нет. Имеются только некоторые предварительные данные.Дан краткий обзор исследований по применению топливных эмульсий. Показано, что износ деталей двигателей при работе на топливной эмульсии меньше, чем на обычном топливе. Дизели, работающие на эмульсии, менее требовательны К качеству и техническому, состоянию топливной аппаратуры.Важными преимуществами разработанного метода является повышенный класс точности измерений и учет температуры топлива. Обязательным условием определения содержания водной фазы в топливе является превращение его в топливную эмульсию. Авторы работы [182] указывают, что точность определения влажности жидкого топлива зависит от дисперсности водной фазы.Поскольку твердые топлива, в которых влаги значительно больше, чем в жидких, горят вполне удовлетворительно, можно добиться вполне устойчивой работы топок и при сжигании обводненных жидких топлив. Поскольку вода и жидкие топлива взаимно нерастворимы, необходимо эти системы превра тить в топливные эмульсии.Разрабатывая вопросы использования топливных эмульсий, мы не ограничивались только изучением их свойств и процессов горения эмульгированных топлив в лабораторных камерах сгорания. Необходимо было проверить работу топочных устройств при использовании эмульгированных топлив в различных отраслях промышленности и уже по результатам работы этих агрегатов сделать окончательные выводы о возможности и технико-экономической целесообразности применения топливных эмульсий в различных тепловых аппаратах.Эмульсии, как известно, бывают двух видов: типа вода - масло и типа масло - вода. Топливные эмульсии, приготовленные из тяжелых и средних топлив, должны быть только типа вода - масло. Именно такой тип топливной эмульсии обеспечивает ее надежное воспламенение и устойчивое горение в потоке, поскольку в каплях распыливаемой эмульсии вода, как дисперсная фаза, в виде мельчайших частиц находится внутри, а топливо снаружи. Такой тип эмульсий желателен и по другой причине. Благодаря тому, что температура кипения воды на 170 - 200 ниже температуры испарения мазутов и на 80 - 100 ниже температуры испарения керосина, вода, являющаяся дисперсной фазой, вызывает явления микровзрывов при вводе эмульсий в камеру горения в распыленном состоянии и вследствие этого более эффективное их сгорание. По этой же причине при использовании эмульсий, составленных из низкокипящих топлив ( например, бензин), целесообразно применять эмульсии типа масло - вода. В этом случае вода, как дисперсионная среда, делает эмульсию, кроме того, и более устойчивой, так как затрудняет испарение бензина при хранении имульсии.Неравномерное распределение воды в топочном объеме, в особенности недостаточно хорошо распыленной, может привести к недостаточно полному выгоранию топлива и неравномерному распределению температуры в топке. Безусловно, добавка воды к топливу с образованием топливной эмульсии и вводом остальной части воды за пределами зоны горения является технически более совершенным процессом, чем ввод воды параллельно потоку горящего топлива.

Наличие отверстия 8 обеспечивает устойчивую работу двигателя при переходе с холостого хода на режим частичных нагрузок по мере открытия дроссельной заслонки. Когда заслонка сильно прикрыта, выходное отверстие 8 системы холостого хода находится выше нее, где разрежение незначительно. Через отверстие 8 проходит воздух, поэтому через отверстие 10 выходит меньшее количество топливной эмульсии.В двигателях, оборудованных карбюраторами с подачей топливовоздуш-ной эмульсии в пространство за дроссельной заслонкой, на холостом ходу, как правило, трудно достичь необходимого качества распыливания топлива и однородного по составу распределения горючей смеси по цилиндрам. У этих двигателей нетяговые режимы ( холостой ход и принудительный холостой ход) характеризуются высокой концентрацией в отработавших газах оксида углерода и углеводородов из-за неудовлетворительного перемешивания топлива с воздухом. Воздух проходит через две серповидные щели между кромкой дроссельной заслонки и стенкой смесительной камеры, топливная эмульсия поступает из отверстия в пространство за дроссельной заслонкой в виде струи. До места разветвления впускного трубопровода на патрубки цилиндров горючая смесь остается в значительной степени гетерогенной, часть топлива находится в виде крупных капель и пленки на стенках впускного канала. Это приводит к неравномерности распределения горючей смеси по цилиндрам, в связи с чем требуется чрезмерное обогащение горючей смеси, поступающей в отдельные цилиндры.Основными деталями двигателей, изменение износа которых можно ожидать при переходе на топлинно-водяную эмульсию, являются цилиндрово-поршвевые группы и плунжерные пары топливных насосов. Износ остальных трущихся поверхностей определяется главным образом рабочим процессом дизеля и старением смазочного масла. Как показали исследования, рабочий процесс дизеля ( жесткость работы, величина Рг) не претерпевает заметного изменения при переходе на топливную эмульсию.В карбюраторах с этой системой в канал распылителя вместе с топливом через калиброванное воздушное отверстие поступает воздух, в результате чего образуется топливная эмульсия, Такие карбюраторы называют эмульсионными.Очень устойчивыми высоковязкими являются обратные эмульсии на основе товарных сланцевых фусов и фракции сланцевой смолы, выкипающих выше 360 С, и для их распыления нужен подогрев до 95 С. На основе сланцевого масла С-1 и воды ( 20 %) созданы высокостабильные эмульсии с пониженной вязкостью 2 59 - 2 95 Е ( 80 С) с применением ПАВ ( 0 5 % - я добавка С-5 А, олеата натрия, лигносульфоната) с температурами вспышки 114 - 117 С и температурами застывания до - 7 С. На основе легкосредней и суммарной сланцевой смол с добавкой 0 5 % лигносульфоната или ПВС и 1 5 % СаС12 созданы обратные стабильные ( в течение 1 5 мес) топливные эмульсии.Очень устойчивыми высоковязкими являются обратные эмульсии на основе товарных сланцевых фусов и фракции сланцевой смолы, выкипающих выше 360 С, и для их распыления нужен подогрев до 95 С. На основе сланцевого масла С-1 и воды ( 20 %) созданы высокостабильные эмульсии с пониженной вязкостью 2 59 - 2 95 Е ( 80 С) с применением ПАВ ( 0 5 % - я добавка С-5 А, олеата натрия, лигаосульфоната) с температурами вспышки 114 - 117 С и температурами застывания до - 7 С. На основе легкосредней и суммарной сланцевой смол с добавкой 0 5 % лигносульфоната или ПВС и 1 5 % СаС12 созданы обратные стабильные ( в течение 1 5 мес) топливные эмульсии.Отличительной особенностью этих систем является то, что процесс образования горючей смеси происходит не непосредственно в основной камере карбюратора, а в специальном смесеобразую-щем устройстве. Топливная эмульсия, образующаяся после смешивания поступающего через топливный жиклер топлива с подсасываемым через воздушный жиклер воздухом, не сразу подается в пространство за дроссельной заслонкой, во впускной тракт, а подвергается предварительному дроблению и перемешиванию с воздухом в специальном распыливающем устройстве. Далее почти готовая топливо-воздушная смесь поступает во впускной трубопровод из автономной системы карбюратора.Нагрузкой для вихрекамерного двигателя служила балансирная динамо-машина, что позволяло получить надежные данные с большой точностью измерения. Однокамерный двигатель служил эталоном проверки возможности использования дизелями со струйным смесеобразованием топливных эмульсий и был использован только при 100 % - ной нагрузке.

www.ai08.org

Применение водно-топливных эмульсий (ВТЭ) в топливных технологиях // Энергетика // Наука и технологии

Постоянное увеличение стоимости топлив и ужесточение требований к экологической безопасности топлив вызвали повышенный интерес к водотопливным эмульсиям (ВТЭ).

Эти работы начались в 20-х годах прошлого века и продолжаются до настоящего времени во многих странах мира.

Накоплен огромный опыт использования ВТЭ в двигателях внутреннего сгорания различного назначения и котельных установках.

Эксплуатационные испытания ВТЭ в дизельных судовых двигателях проводились в Новороссийском и Литовском морских пароходствах.

Проведенные испытания показали, что ВТЭ обеспечивает экономию топлива около 3% (обычно от 0 до 6% в зависимости от режима работы двигателя) при значительном улучшении экологических характеристик продуктов сгорания и снижении нагарообразования.

Износ и надежность работы основных систем и деталей дизеля находились на том же уровне, как при его работе без воды.

Многочисленными исследованиями установлено, что оптимальный размер частиц воды в ВТЗ составляет от 5 до 10 микрон.

При увеличении размеров снижается стабильность ВТЭ, при уменьшении снижается эффективность. Количество воды в ВТЭ обычно не превышает 20%, что соответствует максимальному значению экономии топлива.

Увеличение количества воды до 40 % приводит к непрерывному снижению дымности и содержания окислов азота в уходящих газах, их температуры, а также уменьшению нагарообразования в дизеле.

Мощность двигателя до содержания в ВТЭ 30% воды не снижается, а при 40% воды уменьшается на 9-12%.

Механизм действия воды на горение топлива изучен достаточно подробно. Капли воды оптимального размера начинают кипеть раньше топлива, вызывая "микровзрыв" капли ВТЭ улучшая распыление топлива.Кроме того, вода является катализатором горения, особенно для углерода (сажи), что также повышает полноту сгорания топлива.

ВТЭ, приготовленные из топлив повышенной и высокой вязкости (моторное топливо ДТ, флотские и топочные мазуты) и пресной воды, обладают достаточно высокой стабильностью за счет содержания в топливе природных поверхностно-активных веществ.При приготовлении ВТЭ из дизельного топлива ДЛ для придания стабильности необходимо дополнительно вводить поверхностно-активные вещества (стабилизатор).

В 1967 году институтом инженеров железнодорожного транспорта (Ростов на Дону) были проведены исследования в дизелях ЯАЗ-204 и 2Д-100 ВТЭ, содержащей дизельное топливо, 15% воды и 15% мазута М-20 в качестве стабилизатора.

В ходе испытаний были получены значения экономии топлива от 4 до 10%. Экологические показатели сгорания ВТЭ находились на уровне чистого дизельного топлива.

Использование мазута как добавки-стабилизатора и одновременно более дешевого топлива является одним из самых перспективных направлений развития ВТЭ.

Мазут, стабилизируя воду, образует вокруг частиц воды защитный слой из самых тяжелых фракций.В результате при "микровзрыве" капель ВТЭ эти тяжелые фракции хорошо распыляются и быстрее сгорают, обеспечивая нормальное сгорание топлива и стабильную работу двигателя.

Получение оптимальной структуры ВТЭ в первую очередь зависит от используемого диспергатора (гомогенизатора).

В настоящее время гомогенизаторы широко используются во всем мире не только для приготовления ВТЭ, но и для обработки тяжелого топлива с целью получения однородной (гомогенной) структуры.

Связано это с тем, что тяжелые топлива являются сильно неоднородными по составу и при хранении расслаиваются. Тяжелые фракции образуют сгустки, которые ухудшают горение топлива и, выпадая в осадок, образуют отложения в мазутных емкостях.

Это приводит к существенным потерям топлива (до 6%) и появлению опасных для экологии отходов. Обработка топлива в гомогенизаторах позволяет получить однородное топливо и практически избежать появления отходов (снизить их до уровня менее 0,5%).

Повышение однородности структуры топлива сильно улучшает его горение.

Например, как показали испытания гомогенизатора ВКИ-2В, обработка флотского мазута Ф-5 позволяет для двигателя ИТ9-3 при постоянной подаче топлива увеличить мощность двигателя (с 2,4 кВт до 2,8 кВт) и среднее индикаторное давление (с 4,42 кгс/см? до 5,11 кгс/см?).

При этом дымность уходящих газов снизилась в два раза, что свидетельствует о повышении полноты сгорания топлива.

Недавно был пределен оптимальный состав трехкомпонентной ВТЭ, отвечающей требованиям к топливам, используемым в судовых дизельных установках при условии соблюдения экологической безопасности выброса вредных веществ в окружающую среду.

Испытания проводились в Центральном научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте морского флота (ЦНИИМФ) на судовом двигателе 2Ч 8,5/11(5Д2) для которого используется дизельное топливо по ГОСТ 305

Трехкомпонентные ВТЭ готовились в гомогенизаторе ВКИ-2В конструкции МГП "Импульс" на базе дизельного топлива ДЛ, мазута и пресной воды.

В результате проведенных стендовых испытаний определен состав трехкомпонентной водотопливной эмульсии отвечающий требованиям, предъявляемым к эксплуатации дизеля и экологии выпускных газов:

дизельное топливо - 37,5%мазут Ф-5 - 32,5%вода - 30%

Испытания проводились при температуре топлива 18°С.

При этой температуре дымность уходящих газов, а также содержание в них окиси углерода и углеводородов находилось на уровне чистого дизельного топлива.

При предварительном подогреве ВТЭ до 50°С дымность и содержание углеводородов стали ниже чем для дизельного топлива, что свидетельствует о повышении полноты сгорания топлива.

Приготовленная трехкомпонентная ВТЭ сохраняла стабильность в течение 5-6 часов, после чего начинала расслаиваться на концентрированную ВТЭ и дизельное топливо.

После длительного хранения трехкомпонентной ВТЭ (в течение 10 месяцев) вода не выделялась и при перемешивании вручную восстанавливалась ее исходная структура.

В связи с этим при использовании данной ВТЭ необходимо обеспечить ее циркуляцию, что для судов не составляет сложности.

Пуск и остановку двигателей также как и при применении обычных ВТЭ следует производить на топливе без воды.

Средний размер частиц воды в эмульсии составлял 5 микрон, условная вязкость ВТЭ при 18°С-1,26°ВУ ( дизельного топлива 0,85°ВУ), при 50°С-1,10°ВУ.

Динамическая вязкость ВТЭ при 18°С составляла 0.032 Па*с (при той же температуре вязкость дизельного топлива составляет 0.007 Па*с, мазута Ф-5 - 0,21 Па*с), при 50°С -0,026 Па*с (мазут Ф-5 при 50° - 0.035 Па*с).

Увеличение содержания воды и мазута в эмульсии выше оптимального (при сохранении того же соотношения между мазутом и водой) приводит к нестабильной работе двигателя и ухудшению экологических характеристик выпускных газов и рабочего процесса дизеля.

Замена дизельного топлива на трехкомпонентную ВТЭ, содержащую мазут, позволит снизить эксплуатационные расходы на топливо.

Для двигателей использующих более тяжелое топливо (ДТ, ДМ) после проведения дополнительных испытаний возможно дальнейшее увеличение содержания мазута в эмульсии.

Для судов с двухтопливной системой (использующих мазут и дизельное топливо) целесообразно приготовление эмульсии с использованием смонтированной на судне установки ВКИ 2В (производительность установки 3 тонны в час).

Для небольших судов наиболее целесообразна бункеровка готовой ВТЭ без переделки топливной системы.Для приготовления ВТЭ в стационарных условиях можно использовать установки ВКИ-3Б и ВКИ 4Б с производительностью по смеси мазута с водой 8 и 10 тонн в час соответственно.

Данные установки в настоящее время используются для гомогенизации и эмульгирования мазута в котельных Санкт-Петербурга, Ленинградской, Псковской и республики Карелия.

Многолетняя эксплуатация установок ВКИ в непрерывном режиме показала их высокую надежность. Конструкция установок защищена патентом Российской Федерации № 2124935.

Предлагаемая трехкомпонентная ВТЭ может быть использована в дизельных двигателях и котельных агрегатах использующих дизельное топливо.

Источник: additive.spb.ru

neftegaz.ru

Эмульсионный карбюратор двигателя внутреннего сгорания — SU 958682

Оп ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 958682(53) УДК 621 43 .033.9 (088.8) Опубликовано 15.09.82.: Бюллетень 34Дата опубликования описания 25.09,82 вв аеаам нзееретеннй н еткрмтий(71) Заявите 54) ЭМУ,ЛЬСИОННЫЙ КАРБЮРАТОР ДВИГАТ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯгерметичной плечии рычаг с диафрагмоиемкости.На чертеже схематически изображенопредлагаемое устройство.Поплавковая камера 1 через топливный5 жиклер 2 и канал 3 связана с эмульсионным колодцем 4, в котором установленаэмульсионная трубка 5 с отверстиями 6 ивоздушный жиклер 7. Выход из эмульсионного колодца 4 заканчивается распылителем 8, расположенным в воздушном канале 9. Топливный канал 10 соединяет эмульсионный колодец 4 с дополнительной камерой 11, снабженной подпружиненной диафрагмой 12. На оси дроссельной заслонки 13,размещенной в смесительной камере 14,15 жестко установлен кулачок 15, связанныйчерез регулировочный винт 16 и двуплечийрычаг 17 и ролик 18 с диафрагмой 11. Ввоздушном канале 9 размещена воздушнаязаслонка 19. Диафрагма нагружена пружиной 20,работает следующим обратор ержамеры, кана- ерами тора ва к з-за хомов,Карбюратор раз. При работе дроссельная за чина давления1Изобретение относится к машиннию, в частности к системам питанбюраторных двигателей.Известен эмульсионный карбюдвигателя внутреннего сгорания, содщий поплавковую и смесительные кадроссельную и воздушные заслонки,лы с топливным и воздушным жикли эмульсионный колодец 11,Недостатком известного карбюрявляется задержка поступления топлраспылителю на режимах разгонапонижения уровня на ряде режи молостого хода и малых нагрузочных режпредшествующих разгону автомобиля. Целью изобретения является повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов.Поставленная цель достигается тем, что эмульсионный колодец снабжен дополнительной камерой с изменяющимся объемом, дополнительная камера выполнена в виде замкнутой герметичной емкости, снабженной диафрагмой, а на оси дроссельной заслонки жестко установлен кулачок, связанный через регулировочный винт и двувигателя на холостом ходу лонка 13 прикрыта и велиу распылителя 8 близкаФормула изобретения к величине атмосферного давления. Подача топлива в двигатель происходит только через систему холостого хода (не показана), Поскольку распылитель 8 расположен выше уровня топлива в поплавковой камере 1, а уровень топлива в эмульсионном колодце 4 опускается из-за перепада давлений на жиклере 2, обусловленного расходом топлива через систему холостого хода, между распылителем 8 и уровнем в эмульсионном колодце 4 образуется дополнительный объем. При этом кулачок 15, установленный на оси дроссельной заслонки 13 занимает такое положение, что связанная с ним через двуплечий рычаг 17 диафрагма 12 находится в крайнем положении, обуславливающем наибольший объем дополнительной камеры 11, заполненной жидкой фазой топлива.При открытии дроссельной заслонки 13 кулачок 15, воздействуя через двуплечий рычаг 7, на диафрагму 12, перемещает ее во внутрь дополнительной камеры 11, уменьшая тем самым ее объем. Выталкиваемое топливо из дополнительной камеры 11 перетекает в эмульсиоиный колодец 4, При этом особенностью работы предлагаемого карбюратора является то, что профиль кулачка 15, длины плеч рычага 17 и площадь диафрагмы 12 подбирают такими, чтобы при разгонах по углу поворота дроссельной заслонки 13 обеспечивалось бы заполнение дополнительного объема в эмульсионном колодце 4 таким же количеством топлива (в жидкой или эмульсионной фазах), которое заполнило бы его при тех же углах открытия дроссельной заслонки 13, но на соответствующих установившихся режимах (за счет понижения давления у распылителя 8). Поскольку диафрагма 12 механически связана с приводом дроссельной заслонки 13, а жидкое топливо, находящееся в дополнительной камере 11 несжимаемо и диаметр канала 10 исключает возможность дросселирования то заполнение дополнительного объема в эмульсионном колодце 4, необходимым для его вступления в работу карбюратора количеством топлива при разгонах происходит практически безинерционно при сколь-угодно резких открытиях дроссельной заслонки и в полном соответствии с углом поворота ее оси. Это позволяет в предлагаемом карбюраторе осуществлять подачу топлива к распылителю 8 при разгонах при тех же углах открытия дроссельной заслонки 13, что и на соответствующих установившихся режимах и обеспечить 5 1 о 15 2 О 25 зо З 5 4 О 45 50 бесперебойное питание двигателя при переходе с режимов холостого хода на нагрузочные, что обеспечивает практически идентичные статические и динамические характеристики карбюратора.После того, как дроссельная заслонка 13достигает минимального угла открытия, прикотором через распылитель 8 начинает поступать топливо в воздушный канал 9 (эмульсионный колодец 4 полностью заполняетсянеобходимым его количеством), Дальнейшее перетекание топлива из дополнительной камеры 11 прекращается. Достигаетсяэто выполнением профиля кулачка 15 в видеокружности. Поэтому при углах открытиядроссельной заслонки, больше указанных,объем дополнительной камеры 11 не изменяется,При закрытии дроссельной заслонки 13под действием пружины 20, установленнойв камере 11 диафрагма 12 приходит в исходное начальное положение, отбирая изэмульсионного колодца 4 в момент еговыключения ровно такое количество топлива, которое потребуется для его заполнения при повторном его включении.Такое конструктивное решение обеспечивает повышение топливной экономичности и снижение токсичности отработавших газов. 1. Эмульсионный карбюратор двигателя внутреннего сгорания, содержащий поплавковую и смесительную камеры, дроссельную и воздушную заслонки, каналы с топливным и воздушным жиклерами и эмульсионный колодец, отличающийся тем, что, с целью повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов, эмульсионный колодец снабжен дополнительной камерой с изменяющимся объемом.2. Карбюратор по и. 1, отличающийся тем, что дополнительная камера выполнена в виде замкнутой емкости, снабженной диафрагмой, а на оси дроссельной заслонки жестко установлен кулачок, связанный через регулировочный винт и двуплечий рычаг с диафрагмой герметичной емкости. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМо 344153, кл. Г 02 М 7/00, опублик, 1979,Составитель А. ХимчуТехред А. БойкасТираж 552рственного комитетзобретений и откры- 35, Раушская наэ, г. Ужгород, ул. ПИ Госуда делам и Москва, Ж П ПатентКорректорПодписное СССР тий б., д. 4/5 Проектная,

patents.su

Эмульгированное топливо - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Эмульгированное топливо

Cтраница 1

Эмульгированное топливо достаточно широко применяется в котловой технике и различных печах.  [1]

Применение эмульгированного топлива значительно улучшило качество продукции, резко снизило брак и повысило рентабельность предприятия.  [2]

При малой нагрузке эмульгированное топливо, проходя по каналам 8 и 9, смешивается с воздухом за дроссельной заслонкой. Вторая часть карбюратора служит для увлажнения рабочей смеси, что достигается подачей воды, эмульгированной воздухом, идущим по каналу 10, во всасывающую трубу из поплавковой камеры 11 по каналам 10 и 1.2. Принцип действия карбюратора Энсайн АЕ ( фиг.  [3]

Создаваемое разрежение подсасывает эмульгированное топливо из трубки 4 и направляет, смешивая его с воздухом, вверх. При средних нагрузках разрежение у трубки 4 недостаточно для образования эмульсии топлива, и оно через колодец 8, эмульгируясь воздухом, проходящим через сменные калиброванные отверстия 9 и 10, подсасывается по каналу 11 образовавшимся за полуприкрытым дросселем достаточно большим разрежением. При резком повышении нагрузки запас топлива в колодце 8 будет достаточен, чтобы через трубку 4 быстро подать необходимое количество топлива. По опытам тракторного отдела НАТИ наибольшее влияние на характер изменения качества смеси при плавном изменении нагрузки оказывает отверстие 12, сделанное в карбюраторе постоянным.  [4]

Однако поведение капель эмульгированного топлива существенно отличается от поведения капель неэмульгированного, безводного топлива или просто воды, когда те и другие попадают в зону повышенных температур.  [5]

Наконец, применение эмульгированного топлива создает и другие благоприятные возможности для дальнейшего повышения качества фарфоровых изделий путем регулирования содержания водной фазы в ней в зависимости от температуры в печи.  [6]

Уменьшение времени горения эмульгированных топлив благоприятно сказывается на догорании сажистых остатков, так как улучшает полноту сгорания топлива и уменьшает отложения сажи ( нагара) на рабочих поверхностях.  [7]

Значение воды как компонента эмульгированного топлива не ограничивается только ролью растворителя присадок. В случае применения топливо-водяных эмульсий в газотурбинных установках вода, содержащаяся в топливе, ускоряет и улучшает процесс сгорания топлива благодаря микровзрывам частиц. Кроме того, присутствие воды в топливе в таком количестве, которое не ухудшает процесса сгорания топлива, позволяет полезно использовать пар в качестве рабочего тела в газовой турбине и сократить количество сжатого воздуха и, следовательно, уменьшить затраты мощности на его компремирование и благодаря этому увеличить полезную мощность газовой турбины, что особенно важно для покрытия пиковых нагрузок.  [8]

К числу основных свойств эмульгированных топлив относятся: вязкость, поверхностное натяжение, дисперсность, стабильность, температура застывания, теплопроводность, плотность, электрические свойства, окраска и светопроницаемость.  [9]

Как видно из табл. 2, при работе двигателей на дизельном и эмульгированном топливе вес медных образцов увеличивался, а свинцовых уменьшался.  [10]

Разрабатывая вопросы использования топливных эмульсий, мы не ограничивались только изучением их свойств и процессов горения эмульгированных топлив в лабораторных камерах сгорания. Необходимо было проверить работу топочных устройств при использовании эмульгированных топлив в различных отраслях промышленности и уже по результатам работы этих агрегатов сделать окончательные выводы о возможности и технико-экономической целесообразности применения топливных эмульсий в различных тепловых аппаратах.  [11]

Визуальные наблюдения за отработанными газами и за состоянием поверхности цилиндровой группы также подтвердили, что в случае применения эмульгированных топлив полнота сгорания улучшается и саже-выделение снижается по сравнению с этими показателями при работе двигателя на безводном дизельном летнем топливе. Процесс сгорания в дизеле частично неоднородной и не полностью перемешанной горючей смеси в значительной степени зависит от фракционного состава топлива, его вязкости и температуры самовоспламенения. Как известно, легкие сорта топлив ( бензин, керосин) имеют повышенную температуру самовоспламенения, меньший объемный вес и меньшие цетановые числа, чем дизельные топлива. Все это препятствует их использованию в дизелях без существенного изменения конструкции последних.  [12]

Таким образом, работа по изучению горения капель, проводившаяся с единственной целью - установить различие в горении натурального обезвоженного и обводненного эмульгированного топлива, дала ответ не только на поставленный вопрос, но выяснила также ряд общих вопросов горения жидкого топлива. Сочетание киносъемки с измерением температур жидкой фазы горящих капель и в области горения паров позволило отчетливо установить, что нельзя горение жидких топлив представить так упрощенно, как это делали некоторые исследователи, и сводить весь процесс горения распыленного топлива в потоке к модели диффузионного горения единичной капли или же к одной стадии - испарению или только горению отдельной капли. В действительности горение жидкого топлива является весьма сложным комплексным процессом, состоящим из описанных выше стадий.  [13]

Уменьшение нагарообразования, бесцветный выхлоп и значительно меньшее содержание окиси углерода в выхлопных газах свидетельствуют об улучшении процессов сгорания при использовании эмульгированного топлива.  [14]

Если эффект при термическом превращении топлива от участия воды в эмульсии и пара в дутье одинаков, то все равно технико-экономические преимущества на стороне эмульгированных топлив, так как в этом случае отпадает необходимость в паровом котле.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Эмульсионный карбюратор для двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: машиностроение, а именно в эмульсионных карбюраторах для двигателей внутреннего сгорания, Сущность изобретения: в корпусе (1) дно открытого вверх колодца (7) главной дозирующей системы расположено над наклонным каналом (5), сообщенным выходным окном (6) с основным воздушным каналом (2) корпуса (1) и через главный топливный жиклер (4) - с топливной камерой (3) с заданным уровнем топлива. Дно колодца (7) выполнено в виде ступенек, имеющих углубления. Углубления части ступенек совмещены с отверстиями (8, 9) корректирующего воздуха главной дозирующей системы и образуют их входные участками, Две ступеньки по высоте расположены соответственно заданным верхнему и нижнему предельным значениям плоскостей уровня топлива в топливной камере (3). 1 з.п, ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s3)s F 02 M 7/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

l, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7В (21) 4799333/06 (22) 07.03.90 (46) 23.05.93, Бюл. ¹ 19 (71) Московский.карбюраторный завод (72) Н.Д.Дербаремдикер и Ю.Н.Лашин (56) Орлов В.A. и Лосев В,Е., Автомобильные карбюраторы, Машиностроение. — Л,; 1977, с. 200-206.

Патент Геомании

¹ 310818, кл. 46 с, 14/03, опублик, 1919, (54) ЭМУЛЬСИОННЫЙ КАРБЮРАТОР ДЛЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование. машиностроение, а именно в эмульсионных карбюраторах для дви га тел ей в н утре н него сгорания, Сущность изобретения: в корпусе {1) дно открыЯ2 „1816887 Al того вверх колодца (7) главной дазирующей системы расположено над наклонным каналом {5), сообщенным выходным окном (6) с основным воздушным каналом (2) корпуса (1) и через главный топливный жиклер (4) — с топливной камерой (3) с заданным уровнем топлива. Дно колодца (7) выполнено в виде ступенек, имеющих углубления. Углубления части ступенек совмещены с отверстиями (8, 9) корректирующего воздуха главной дозирующей системы и образуют их входные участками, Две ступеньки по высоте расположены соответственно заданным верхнему и нижнему предельным значениям плоскостей уровня топлива в топливной камере (3). 1 з,п, ф-лы, 2 ил.

1816887

Изобретение относится к области двигателестроения и, в частности, к эмульсионным карбюраторам для двигателя внутреннего сгорания, Цель изобретения — уменьшение материало- и трудоемкости изготовления карбюратора и повышение точности дозирования подачи топлива;

На фиг. 1 изображен в разрезе описываемый эмульсионный карбюратор для двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2- место

А по фиг. 1 в увеличенном масштабе.

Эмульсионный карбюратор для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус

1 с основным воздушным каналом 2, топливную камеру 3 с заданным уровнем топлива, главную дозирующую систему, имеющую главный топливный жиклер 4, наклонный канал 5 с выходным окном 6 в основном воздушном канале 2, открытый вверх колодец 7 и отверстия 8 и 9 корректирующего воздуха, причем дно колодца 7 выполнено в виде ступенек 10, 11, 12 и 13, расположенных вдоль наклонного канала 5 и имеющих конусообразные углубления 14, Отверстие 8 совмещено с конусообразным углублением

14 ступеньки 10, а отверстие 9 — с конусообразным углублением 14 ступеньки 11, причем последняя располо>кена на высоте заданного нижнего предельного значения уровня топлива в топливной камере 3, а ступенька 12 — верхнего предельного значения, Конусообразные углубления 14 ступенек 10 и 11 образуют входные участки соответственно отверстий 8 in 9. Наклонный канал 7 на участке между главным топливным жиклером 4 и сообщением с отверстием 8 соединен с отводным каналом 15 системы холостого хода {остальные ее части на чертеже не изображены), Нижняя кромка 16 выходного окна 6 расположена на заданной высоте относительно верхнего предельного значения уровня топлива в топливной камере 3, чтобы при неработающем двигателе не происходило вытекание топлива во впускной тракт двигателя. В основном воздушном канале установлены большой и малый диффузоры 17 и 18 и дроссельная заслонка

19. Остальные элементы и системы карбюратора, как. например, ускорительного насоса, мощностного зкономайзера и др. на чертеже не изображены, Работа змульсионного карбюратора происходит следующим образом.

Когда топливо подано в карбюратор, но двигатель еще не запущен in в основном воздушном канале 2 нет движения воздуха, в топливной камере 3 устанавливается уровень между верхним и нижним допустимыми предельными значениями, Такой же уровень устанавливается в наклонном канале 5, в колодце 7 и в отводном канале 15 системы холостого хода, После запуска двигателя при его работе

5 на режиме холостого хода в камере 3 продолжает поддерживаться уровень топлива между верхним и нижним предельными значениями, а через отводной канал 15 топливо направляется в систему холостого хода, "0 причем в наклонном канале 5 и в колодце 7 уровень топлива становится несколько ниже — настолько, чтобы обеспечить этим перепадом потребляемый расход топлива через главный топливный жиклер 4. При некотором увеличении частоты вращения двигателя на холостом ходу путем приоткрывания дроссельной заслонки 19 происходит увеличение расхода топлива через систему холостого хода вследствие дей20 ствия переходных отверстий (на чертеже не показаны), в результате чего уровень топлива в наклонном канале 5 опускается еще ниже, чем он был на малой частоте вращения. Дальнейшее открытие дроссельной за25 слонки 19 сопровождается уменьшением темпа роста расхода топлива в системе холостого хода, когда переходные отверстия окажутся в основном под открывающейся кромкой дроссельной заслонки 19, но одно30 временно происходит рост разрежения в малом диффузоре 18, где расположено выходное окно 6 наклонного канала 5. Это разрежение в начале замедляет движение вниз уровня топлива в наклонном канале 5, а затем направляет его вверх в направлении к отверстиям 8 и 9. Перед входами в последние при этом имеется полное давление воздушного потока, т.к. колодец 7 открыт вверх, т.е, навстречу падающему потоку, идущему

40 по основному воздушному каналу 2. На выходе отверстий 8 и 9 в зто время существует пониженное давление, которое образуется в связи с повышенной скоростью движения воздуха через диффузоры 17 и 18 и переда45 ется по наклонному каналу 5. Вследствие этого перепада давлений через отверстия 8 и 9 происходит ввод корректирующего воздуха в наклонный канал 5. Т.к. дно колодца

7 расположено вдоль наклонного канала 5, 50 то выходной участок по меньшей мере одного из отверстий 8 или 9 окажется ниже поднимающегося уровня топлива в наклонном канале 5 именно при том расходе воздуха через карбюратор, с которого система холо55 стого хода перестает быть в состоянии поддерживать требуемый состав смеси, однако, переобеднение последней предотвращает-. ся вследствие транспортирования топлива с достигнутого уровня в наклонном канале 5

1В16887 воздухом, прошедшим через отверстия 8 и

9.

Дальнейшее увеличение расхода воздуха по основному воздушному каналу 2 сопровождается увеличением разрежения в 5 диффузорах 17 и 18 и в месте выходного окна 6, становясь основным побудителем расхода топлива, причем расход топлива растет с большей интенсивностью, чем расход воздуха ввиду его уменьшающейся 10 плотности при увеличении скорости течения в диффузорах 17 и 18, На этой стадии дозирования топлива корректирующий воздух, вводимый в наклонный канал 5, оказывает тормозящее воздействие на массовый 15 расход топлива. Интенсивность этого воздействия, требуемая для формирования oriтимального состава смеси, легко подбирается путем изменения пропускной способности и количества отверстий кор- 20 ректирующего воздуха.

Подобранная характеристика топливодоэирования сохраняется во всем диапазоне расходов воздуха, включая те режимы, на которых возникает поступление воздуха в 25 главную дозирую;цую систему из отводного канала 15. Перекомпенсация смеси не наступает, потому что расход воздуха из системы холостого хода многократно меньше расхода воздуха через отверстия 8 и 9, а 30 наклонный канал 5 не имеет каких-либо сужений, на которых возможно было бы реализоваться тормозящему действию воздуха иэ системы холостого хода, Сохранение монотонных и в целом экономичных составов 35 смеси во всем диапазоне расходов воздуха обеспечивает возможность переключения на мощностной состав — включить мощностной экономайзер — перед самым полным открытием дроссельной заслонки 19, обес- 40 печивая зкономию топлива на подавляющей части эксплуатационных режимов, где не требуется полная мощность двигателя.

При этом такое выполнение дна колодца и отверстий корректирующего воздуха позво- 45 ляет выполнять отверстия в ограниченном количестве, а также обеспечивает неразрывность потока топлива в месте ввода корректирующего воздуха и за ним, что способствует устойчивости в каждый мо- 50 мент времени состава приготовленной карбюратором топливовоэдушной смеси и, как следствие, снижение расходов топлива и токсичности отработавших газов.

Вместе с тем при неработающем двигателе и при заполненном топливом карбюраторе по уровню топлива в колодце 7, определяемому по количеству незатопленных ступенек в колодце 7 (при снятом воэдухоочистителе), визуально можно определить, соответствует ли норме поддерживаемый в топливной камере 3 эгот уровень. Если в изображенном на фиг. 1 и 2 карбюраторе количество видимых ступенек меньше или больше двух, то уровень толли- ва не соответствует норме и карбюратор требует регулировки. Этим достигается упрощение карбюратора (не требуется контрольных приспособлений, например, в виде смотровых окон или пробок) и его эксплуатация.

Формула изобретения

1, Эмульсионный карбюратор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с основным воздушным каналом, топливную камеру с заданным уровнем топлива, главную доэирующую систему, имеющую главный топливный жиклер, наклонный канал с выходным окном в основном воздушном канале, открытый вверх колодец и по меньшей мере одно отверстие корректирующего воздуха, сообщающее наклонный канал с колодцем, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью уменьшения материало- и трудоемкости изготовления карбюратора и повышения точности дозирования подачи топлива, дно колодца расположено над наклонным каналом и выполнено в виде ступенек, расположенных вдоль наклонного канала, причем по меньшей мере одна из ступенек выполнена с конусообразным углублением, а отверстие корректирующего воздуха выполнено совмещенным с конусообразным углублением одной из ступенек, которое образует входной участок отверстия.

2. Карбюратор по п. 1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что расположение по высоте двух ступенек выполнено соответствующим заданным верхнему и нижнему предельным значениям плоскостей уровня топлива в топливной камере.

18168S7

Составитель Л. Капралов

Техред M. Моргентал Коррект р,,а Куль

Редактор О. Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1713 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

    

www.findpatent.ru

Топливная эмульсия

 

Изобретение относится к топливным композициям для дизелей. Топливная эмульсия содержит метанол - 5,0-40,0%; воды - 0,5-4,0%; алкенилсукцинимида - 0,25-1,0%; смесь мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты - 0,2%; дизельное топливо - до 100%. Применение предложенного состава эмульсии позволяет снизить жесткость процесса сгорания в дизеле при его работе на эмульсии, тем самым повышается надежность и долговечность дизеля. 1 табл. 1 ил.

Изобретение относится к топливам, в частности к топливным эмульсиям для дизельных двигателей.

Известна топливная эмульсия, содержащая, %: моторное топливо 50-97; низшие спирты 15; вода 0,5-35; эмульгатор на основе оксиэтилированных аминов 0,3-0,6 [1] (Патент США 4732576, 1988).

Недостатком указанной эмульсии является невысокое замещение дизельного топлива спиртом.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенной является топливная эмульсия [2], на основе дизельного топлива, содержащая, маc.%: метанол 5,0-40,0; воду 0,5-4,0; алкенилсукцинимид 0,25-0,5; стеарат калия 0,25-0,5; дизельное топливо - до 100 (А.С. СССР 1728290).

Недостатком указанной топливной эмульсии является повышенная жесткость процесса сгорания в дизеле при его работе на эмульсии, снижающая надежность и долговечность дизеля.

Существенным отличием предлагаемой топливной эмульсии от всех, ранее известных решений, является возможность снижения жесткости процесса сгорания в дизеле при его работе на эмульсии, тем самым повышается надежность и долговечность дизеля.

Преимущества предлагаемой топливной эмульсии обуславливаются следующими обстоятельствами.

Известно, что процесс сгорания в дизеле оценивается по характеру его индикаторной диаграммы числовыми значениями максимального давления сгорания Pz и нарастания давления на градус поворота коленчатого вала (жесткостью процесса) (dP/d)max. При этом чем меньше значение жесткости процесса сгорания и больше его максимальное давление в одинаковых условиях, тем эффективнее, экономичнее и долговечнее работа дизеля [3].

Известно также, что замещение дизельного топлива спиртом ведет к снижению цетанового числа смеси, определяющего ее самовоспламеняемость, что, в конечном счете, увеличивает жесткость процесса сгорания в дизеле, снижая его надежность и долговечность.

При замене до 40% дизельного топлива спиртом жесткость процесса сгорания достигает критического значения, обуславливающего работоспособность дизеля.

Введение в топливную эмульсию смеси мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты в объеме до 0,2% позволяет снизить жесткость процесса сгорания в дизеле при его работе на эмульсии, тем самым повышается надежность и долговечность дизеля.

Дизельное топливо выступает в роли горючей фазы. Метанол является дополнительным топливом. Алкенилсукцинимид - эмульгатор, обеспечивающий необходимую стабильность эмульсии. Присутствие воды позволяет повысить стабильность эмульсии. Смесь мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты применяется одновременно и в качестве эмульгатора и в качестве ингибитора процесса сгорания - компонента, замедляющего скорость горения.

Эмульсия готовится следующим образом.

Готовят количество, кратное 100 г. Для этого нужное количество эмульгатора и смеси мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты растворяют в дизельном топливе, а нужное количество воды - в метаноле. Обе фазы в названных пропорциях смешивают и подвергают диспергированию.

Стабильность к седиментации полученных эмульсий составляет от 5 до 7 суток, что достаточно для ее применения.

На чертеже показана индикаторная диаграмма дизеля при его работе в номинальном режиме.

Линия 1 характеризует изменение давления в цилиндре дизеля при его работе на дизельном топливе, линия 2 - при работе на топливной эмульсии с содержанием до 40% метанола и 1% эмульгатора - алкенилсукцинимида, линия 3 - при работе на топливной эмульсии с содержанием до 40% метанола, 1% эмульгатора и дополнительным введением в эмульсию смеси мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты в объеме 0,2%.

Точка (А) характеризует момент начала впрыскивания топлива, точка (В) - момент его самовоспламенения, точка Pz - максимальное значение процесса сгорания, а угол наклона к горизонту кривой нарастания давления - жесткость процесса сгорания.

Работа дизеля характеризуется следующим образом.

При подаче дизельного топлива (точка А) через какое-то время происходит его самовоспламенение (точка В), давление в цилиндре повышается до максимального значения в точке Pz.

При подаче в дизель топливной эмульсии, содержащей 40% метанола, заметно ухудшение ее самовоспламенения (точка B1 сдвигается правее) и повышение жесткости процесса сгорания - нарастание давления в цилиндре дизеля происходит интенсивно - линия 2.

Дополнительное введение в топливную эмульсию смеси мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты в объеме до 0,2% не вызывает изменения ее самовоспламеняемости (точка В2 практически не сдвигается). Однако жесткость процесса сгорания - нарастание давления в цилиндре дизеля - происходит более плавно, что характеризует линия 3.

Цифровые значения показателей процесса сгорания в дизеле при его работе находятся в указанных в таблице пределах.

Технико-экономическое обоснование предлагаемого изобретения заключается в возможности снижения жесткости процесса сгорания в дизеле при работе на эмульсии, тем самым повышается надежность и долговечность дизеля.

Литература 1. Патент США 4732576, кл. 44-51, 1988.

2. А.с. СССР 1728290, С 10 L 1/32 - прототип.

3. Архангельский В.М и др. Автомобильные двигатели. Под. ред. М.С.Ховаха. -М.: Машиностроение, 1977, - 591 с., ил.

Топливная эмульсия для дизелей на основе дизельного топлива с добавлением спирта, эмульгатора и воды, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит смесь мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Метанол 5,0-40,0

Вода 0,5-4,0

Алкенилсукцинимид 0,25-1,0

Смесь мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты 0,2

Дизельное топливо До 100

Рисунок 1, Рисунок 2

www.findpatent.ru


Смотрите также