УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТОПЛИВА Российский патент 2002 года по МПК F02M27/04 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к карбюраторным двигателям внутреннего сгорания (ДВС), и предназначено для снижения детонации бензина, образующего рабочую и горючую (бензино-воздушную) смесь в карбюраторных ДВС.

Известно, что необходимым условием оптимальной работы карбюраторных ДВС является сгорание рабочей смеси без детонации. Детонация - распространение химических превращений, сопровождающихся выделением тепла, с постоянной скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе [1-6], особый вид распространения пламени, по своему характеру резко отличающийся от других возможных типов распространения химических превращений - от медленных, например, нормального горения.

Скорость распространения горения определяется сравнительно медленными процессами теплопроводности и диффузии; она не превышает нескольких м/с для газов, см/с для порохов при высоком давлении и мм/с для взрывчатых веществ.

При детонации химические превращения возбуждаются ударной волной, которая при своем распространении сжимает и нагревает вещество. При расширении сжатых продуктов детонации происходит взрыв. Детонация рабочей смеси в цилиндрах двигателя сопровождается резкими металлическими стуками, перегревом и падением мощности двигателя. Возникающие при этом ударные нагрузки могут стать причиной его разрушения.

Детонация карбюраторных ДВС является результатом образования в рабочей смеси углеводородных перекисей, которые самовоспламеняются и сгорают со сверхзвуковой скоростью. Чем выше октановое число бензина, тем меньше возможность появления детонации.

Известно использование для повышения октанового числа бензина специальных присадок. Чаще всего это этиловая жидкость с антидетонатором - тетраэтилсвинцом. Бензин с антидетонационной присадкой называется этилированным и для отличия от обычных бензинов окрашивается. Однако применение этилированных бензинов ограничивается из-за весьма существенного недостатка - повышенной токсичности их продуктов сгорания [4].

Наиболее близким по технической сущности и выбранным за прототип является устройство для обработки топлива для карбюраторных ДВС [7].

Задача, решаемая этим изобретением - снижение детонации рабочей смеси при соблюдении экологических требований.

Снижение детонации достигается воздействием на причину ее возникновения, а именно на образование в рабочей смеси углеводородных перекисей, которое резко замедляется при наличии магнитных полей [4]. Эта задача решается тем, что в устройство была введена обмотка, охватывающая топливопровод и соединяющая катушку зажигания с прерывателем-распределителем, а полый корпус выполнен в виде фиксирующей обоймы из ферромагнитного материала с малыми электропроводностью и коэрцитивной силой.

Однако в сплошном ферромагнитном материале фиксирующей обоймы наводятся значительные вихревые токи Фуко. Это приводит, во-первых, к потерям электрической энергии аккумуляторной батареи и, во-вторых, к чрезмерному разогреву топливопровода.

Задача, решаемая настоящим изобретением, повышение эффективности устройства за счет устранения паразитных вихревых токов в материале фиксирующей обоймы.

Поставленная задача решается тем, что корпус набирается из мелких ферромагнитных гранул с малой электропроводностью и коэрцитивной силой, покрытых лаком для электроизоляции их друг от друга.

Изложенная сущность поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема устройства, на фиг. 2 - разрез по А-А.

Устройство содержит обмотку, состоящую из витка провода 1, а также фиксирующий, ее полый неметаллический цилиндрический корпус в виде обоймы 2 с проходящим внутри него топливопроводом, плотно заполненный ферромагнитными электрически изолированными друг от друга гранулами 3, выполняющую одновременно и другую функцию усиления и экранирования индуцированного токонесущим витком провода 1 магнитного поля. Виток провода 1 соединяет катушку зажигания 4 и прерыватель-распределитель зажигания 5. Расположено устройство на участке топливопровода 6 между топливным насосом 7 и карбюратором 8 (фиг. 1). Все вышеуказанные элементы, кроме обоймы 2 с гранулами 3, входят в состав карбюраторных ДВС.

Работает устройство следующим образом. При протекании токов между катушкой зажигания 4 и прерывателем-распределителем 5 в топливопроводе 6 возникает магнитное поле. Системой, возбуждающей магнитное поле в трубопроводе 6, является виток провода 1 совместно с полой ферромагнитой обоймой 2, охватывающей трубопровод 6 (фиг. 2). Задача о возбуждении магнитного поля проводником, расположенным на внутренней поверхности полого ферромагнитного цилиндра, подробно изучена в [8-10]. Решение ее использовано при создании резонансных генераторов электромагнитных колебаний [11]. В настоящем изобретении подобное техническое решение применено для подмагничивания бензина, поступающего в карбюратор, с целью предотвращения образования в рабочей смеси углеводородных перекисей, которые самовоспламеняются и сгорают со сверхзвуковой скоростью в цилиндрах ДВС, являясь тем самым причиной детонации.

Виток провода 1 является соединительным элементом катушки зажигания 4 и прерывателя-распределителя зажигания 5. В предлагаемом устройстве реализуется виток провода 1 вокруг топливопровода 6 с фиксацией посредством цилиндрической неметаллической обоймы 2, наполненной ферромагнитными гранулами 3, для усиления внутреннего магнитного поля с одновременным его экранированием. Гранулы 3 выполняются из ферромагнитного материала с малой электропроводностью и коэрцитивной силой, изолированными друг от друга лаковым покрытием с целью снижения магнитных потерь на вихревые токи и перемагничивание цилиндра [8-10]. Магнитная обработка бензина локализована на участке топливопровода 6 от топливного насоса 7 к карбюратору 8.

Таким образом, для подмагничивания топлива карбюраторных ДВС используются уже имеющиеся в системе зажигания средства с добавлением лишь фиксирующей цилиндрической обоймы 2 с ферромагнитными изолированными гранулами 3, выполняющей одновременно две функции: механического закрепления витка провода на шланге и усиления-экранирования создаваемого магнитного поля. Монтаж устройства достаточно прост и не требует сложных дорогостоящих операций, что определяет его высокую надежность и эффективность.

Список литературы
1. Зельдович Я.Б. Теория горения и детонации газов. М.-Л., 1944.

2. Зельдович Я.Б., Компанеец А.С. Теория детонации. М., 1955.

3. Иост В. Взрывы и горение в газах, пер. с нем. М., 1952.

4. Коттрелл Т. Прочность химических связей, пер. с англ. М., 1956.

5. Соок М.А. Тhе Science of Нigh Ехрlosives. N.Y. -L., 1958.

6. Щепкин К.И. Детонационные процессы. "Вестник АН СССР", 2, с. 12-20, 1991.

7. Патент Японии 6223958, МПК F 02 М 27/04, дата публикации 24.10.1987.

8. Свияженинов Е.Д. Вариационный метод решения краевой задачи электродинамики для селеноидальных полей. "Радиотехника и электроника", 10, с. 1873 - 1881, 1991.

9. Свияженинов Е. Д. Спектральные методы решения диссипативных краевых задач электродинамики, основанные на разделении селеноидальной и потенциальной составляющих поля. СПб., изд-во РАН, 1993, 82 с.

10. Свияженинов Е.Д. Спектральные методы решения задач о колебаниях диссипативных механических и электродинамических систем с распределенными параметрами /Дис.... д-ра наук СПб., 1994, 432с.

11. Свияженинов Е.Д, Резонансный генератор электромагнитных колебаний. Патент России 2031542, 1995. Приоритет 26.06.91.

Устройство для обработки топлива относится к области машиностроения и предназначено для снижения детонации рабочей смеси в карбюраторных двигателях внутреннего сгорания, включает полый корпус с проходящим внутри него топливопроводом, обмотку, охватывающую топливопровод и соединяющую катушку зажигания и прерыватель-распределитель. Полый корпус выполнен из неметаллической обоймы, наполненной гранулами из ферромагнитного материала с малыми электропроводностью и коэрцитивной силой, покрытыми лаком для электрической изоляции их друг от друга. 1 ил.

Устройство для обработки топлива для карбюраторного двигателя внутреннего сгорания, предназначенное для снижения детонации рабочей смеси, включающее полый корпус с проходящим внутри него топливопроводом, обмотку, охватывающую топливопровод и соединяющую катушку зажигания с прерывателем-распределителем, отличающееся тем, что полый корпус выполнен из неметаллической обоймы, наполненной гранулами ферромагнитного материала с малыми электропроводностью и коэрцитивной силой, покрытыми лаком для электрической изоляции их друг от друга.