СПОСОБ ОБРАБОТКИ ТОПЛИВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02M27/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к способу обработки жидкого топлива и устройству для его осуществления, и могут быть использованы в системах питания двигателей внутреннего сгорания.

Известен способ обработки топлива путем добавления воздуха и сообщения ему перед смешиванием с топливом отрицательной полярности [1]
Известен способ подготовки топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания путем ее пропускания в зазор между электродами, поверхность одного из которых выполняют из диэлектрика, а в качестве другого используют электрический проводник [2]
Известные способы незначительно уменьшают межмолекулярные силы внутри жидкости за счет изменения состояния молекул, что снижает воздействие на структуру топлива и эффективность его обработки.

Известно устройство для электрической обработки топлива в автомобильных ДВС, содержащее разъемный корпус, внутри которого вставлены одна в другую трубка из алюминия и сердечник с извилистыми каналами из сплава Al, Cu, Sn и др. [3]
Наиболее близким к изобретению изобретению по технической сущности является устройство для обработки топлива, содержащее полый корпус с двумя штуцерами для соединения с подводящими и отводящими топливопроводами, положительный электрод с каналами для прохода топлива, установленный по оси корпуса и топливоотводящего трубопровода и отрицательный электрод, размещенный концентрично положительному электроду с образованием между ними канала для прохода топлива. Отрицательный электрод выполнен в виде оплетки на внешней поверхности отводящего топливопровода [4]
Известные устройства не эффективны для изменения межмолекулярных сил обрабатываемого жидкого топлива за счет изменения состояния молекул.

Задача изобретения повышение эффективности процесса обработки топлива.

При осуществлении изобретения достигается снижение расхода топлива и токсичности отработавших газов.

Задача достигается тем, что обработку топлива путем его пропускания в зазор между электродами, поверхность одного из которых выполняют из диэлектрика, а в качестве другого используют электрический проводник осуществляют в режиме короткого замыкания электродов. При таком способе в качестве диэлектрика используют поливинилхлорид.

Помимо этого в качестве электрического проводника используют медь.

Задача достигается также тем, что в устройстве для обработки топлива, содержащем полый корпус со штуцерами для соединения с подводящим и отводящим топливопроводами, в полости корпуса размещена, выполненная из диэлектрика, камера в виде спирали лентообразного электрода, в межвитковом канале которой установлен с возможностью короткого замыкания электрический проводник, при этом вход канала перекрыт фильтрующей перегородкой, выход канала сообщен с отводящим штуцером, а со стороны торцов спирали канал заглушен.

Подводящий штуцер может быть заземлен. Кроме того, электрический проводник соединен с источником электрического поля.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 зависимость изменения коэффициента расхода топлива μ_ж от давления в поплавковой камере карбюратора.

Устройство для обработки топлива содержит металлический корпус 1 в форме цилиндрического стакана с заземленным (не показано) подводящим штуцером 2. Отводящий штуцер 3, в теле расположенной внутри корпуса 1 части которого предусмотрены отверстия 4, установлен центрально в металлическом фланце 5, перекрывающего полость корпуса 1.

В полости корпуса 1 также размещена, выполненная из диэлектрика, например, поливинилхлорида, камера в виде спирали лентообразного электрода 6. В межвитковом канале спирали установлен электрический проводник 7. Он образован из медной стружки или медной ленты и соединен с отводящим штуцером 3, при этом электрический проводник 7 расположен с зазором относительно лентообразного электрода 6, достаточным для прокачивания обрабатываемого топлива, и с возможностью короткого замыкания при непосредственном их контакте или без него. Электрический проводник 7 может быть соединен с источником электрического поля /не показано/.

Со стороны торцов спирали канал заглушен соответственно крышкой 8 и дном 9 из электроизоляционного материала. Вход канала перекрыт, охватывающей спираль лентообразного электрода 6, фильтрующей перегородкой 10. Выход канала сообщен с перфорированной частью отводящего штуцера 8, конец которого упирается в дно 9, в свою очередь, опирающегося на радиальные выступы 11 корпуса 1.

Изолирование корпуса 1 от фланца 5 обеспечивается кольцевой диэлектрической прокладкой 12.

Способ обработки топлива осуществляется с помощью устройства следующим следующим образом.

Углеводородное жидкое топливо подают с заданной скоростью через подводящий штуцер 2 в пространство между внутренней поверхностью корпуса 1, фланца 5 и внешней поверхностью камеры, пропускают через поры фильтрующей перегородки 10, заполняют межвитковый канал и смачивают им электрический проводник 7, например медную стружку. Топливо перемещает к выходу межвиткового канала и через отверстия 4 отводящего штуцера 3 отбирают в отводящий топливопровод систем питания двигателя (не показана).

Являясь диэлектриком, топливо взаимодействует одновременно 6 лентообразным электродом 6 из диэлектрика (поливинилхлорид) и электрическим проводником 7.

Диэлектрик поливинилхлорид в предлагаемой системе является стабильным электретом с определенным поверхностным электрическим зарядом. Он как и пропускаемое топливо, в присутствии и взаимодействии с электрическим проводником активно подвергаются трению. При трении в разнородной системе, состоящей из различных по физическим свойствам смежных фаз: твердого диэлектрика (поливинилхлорид), жидкого диэлектрика (углеводородное топливо), электрического проводника (медь), отделенных друг от друга физическими границами раздела фаз, или отстоящих друг от друга на расстояние, необходимое и достаточное для их электрического взаимодействия, на поверхностях раздела этих фаз создают перепады электрических потенциалов. При этом изменяют электрические свойства системы и проявляется явление, известное как трибоэлектричество. Возникающие потоки электрических зарядов, изменяя энергетику системы, преобразуют механическую энергию пропускания топлива в электрическую энергию, вызывающую обменное взаимодействие смежных фаз, изменяя их переходные сопротивления, сообщают системе возможность стать источником электрического поля. 1
Поляризация в отсутствии внешнего электрического поля наблюдается у специальных диэлектриков, стабильных электретов, какими являются большинство полимеров, а также у автомобильных топлив.

Трибоэлектрические поля, перераспределяя электронную плотность диэлектриков, поляризуют их и изменяют переходные сопротивления. Диэлектрики, входящие составной частью в электрическую цепь, в состоянии поляризации приобретают свойства электроннопроводящих фаз. При достижении в электрической цепи (лентообразный электрод-топливо, топливо-электрический проводник, электрический проводник-лентообразный электрод достаточной разности потенциалов и высокой степени поляризации) обеспечивается режим короткого замыкания электродов и обработка посредством него пропускаемого топлива.

Устройство работает в режиме короткого замыкания при непосредственном контакте электродов или без него. Высокая степень поляризации пропускаемого топлива через определенный зазор в межвитковом диэлектрическом канале, создает условия для осуществления короткого замыкания и при наличии переходного сопротивления между электродами. Обогащение топлива ионами меди создает дополнительные возможности для изменения переходного сопротивления между электродами и активизации процесса воздействия на топливо с целью его обработки, а также компенсирует проявление электрореологического эффекта.

Помимо этого сообщение молекулам топлива энергии короткого замыкания, достаточной для их переводов в новое энергетически выгодное положение, обусловливает "разрыхление" структуры топлива и снижение его вязкости, а также улучшает полноту сгорания, о чем свидетельствует рост двуокиси углерода в отработавших газах.

Кроме того, диэлектрическая разобщенность подводящего и отводящего штуцеров и наличие разности потенциалов позволяет использовать устройство в качестве источника электрического поля.

Помимо того наличие в системе электрического проводника, обладающего электроотрицательным электродным потенциалом (медь), сообщает пропускаемому топливу отрицательный заряд, что способствует наполнению цилиндров ДВС.

Результаты сравнительных испытаний двигателя ВАЗ 2105 при использовании топлива, прошедшего обработку и без нее, сведены в табл. 1 и 2.

Полученные результаты показывают, что обработанное топливо изменяет вязкость и структуру, о чем свидетельствует увеличение пропускной способности стандартного жиклера 1 камеры карбюратора 2108-1107010 (график) на 12% а также визуальные наблюдения изменений структуры обработанного бензина при доливании его в прозрачную лабораторную колбу, наполненную на 1/2 необработанным бензином (аналогично доливал в колбу с холодной водой горячей воды).

Обработанное топливо активизирует процессы горения в ДВС, позволяет эксплуатировать на обедненных смесях в переходном и эксплуатационных режимах.

Использование изобретения повышает надежность, полноту сгорания на 10 - 15% уменьшает расход топлива на 10 15% снижает токсичность отработавших газов: по окиси углерода в 2 раза, по окислам азота на 30% по непредельным углеводородам на 20 25%
Изобретение отличается простотой конструкции, широтой применения, экономичностью и доступностью в производстве.

Источник информации.

1. Авторское свидетельство СССР N 885586, кл. F 02 M 27/04, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР N 1402697. кл. F 02 M 27/04, 1988.

3. Патент США N 4930483, кл. F 02 M 33/00, 1990.

4. Авторское свидетельство СССР N 1671934, кл. F 27/04, 1991.

Использование: двигателестроение. Сущность изобретений: способ заключается в подготовке топлива путем пропускания последнего между двумя электродами. Один из электродов представляет собой диэлектрик, другой - например, медный. Топливо поляризуют, перемещая в межэлектродном пространстве, насыщают ионами металлов, сообщают электрический заряд. Устройство для осуществления способа содержит полый корпус с двумя штуцерами для соединения с подводящими и отводящими топливопроводами и два электрода. Согласно изобретению устройство снабжено преобразователем топлива, который установлен по оси полого корпуса и представляет собой камеру, внутри которой расположены электроды. Один из электродов выполнен в виде диэлектрической спирали, между витками которой расположен второй электрод. Камера образована дном и крышкой, выполненными из электроизоляционного материала, и боковой поверхностью, выполненной из фильтрующего материала. Дно и крышка камеры герметичны относительно диэлектрической спирали. Подводящий штуцер может быть заземлен. Второй электрод, например, медный, может быть соединен с источником электростатического поля. 2 с. и 4 з. п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

1. Способ обработки топлива путем его пропускания в зазор между электродами, поверхность одного из которых выполняют из диэлектрика, а в качестве другого используют электрический проводник, отличающийся тем, что обработку топлива осуществляют в режиме короткого замыкания электродов. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве диэлектрика используют поливинилхлорид. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электрического проводника используют медь. 4. Устройство для обработки топлива, содержащее полый корпус со штуцерами для соединения с подводящим и отводящим топливопроводами, отличающееся тем, что в полости корпуса размещена выполненная из диэлектрика камера в виде спирали лентообразного электрода, в межвитковом канале которой установлен с возможностью короткого замыкания электрический проводник, при этом вход канала перекрыт фильтрующей перегородкой, выход канала сообщен с отводящим штуцером, а со стороны торцов спирали канал заглушен. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подводящий штуцер заземлен. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электрический проводник соединен с источником электрического поля.