F02M25 / 022 - для присадки палива і водної емульсії, води або пари
Власники патенту RU 2260144:
Чайкін Петро Іванович (RU)
Іванов В'ячеслав Іванович (RU)
Парфьонов Ігор Іванович (RU)
Бакланов Юрій Григорович (RU)
Кір'янов Анатолій Петрович (RU)
Винахід відноситься до машинобудування, зокрема до двигунобудування, а саме до пристроїв для подачі води в карбюраторний двигун автомобіля.
Відомо пристрій для подачі води в карбюраторний двигун внутрішнього згоряння, що містить ємність з водним розчином перманганату калію (KMnO4), сполучну магістраль, запірний орган і патрубок, який безпосередньо пов'язаний з карбюратором під дросельною заслінкою (авт. Св. СРСР №1263898, МКП F 02 M 25/02, дата пріоритету 05.04.85) [1].
У відомому пристрої підвищення економічності і зниження токтічності здійснюється досить простими засобами подачі присадки в карбюратор. Однак надходження водного розчину в карбюратор безпосередньо через патрубок не виробляє якісного розпилу і призводить до нестійкої роботи двигуна.
Відомо пристрій для подачі води в карбюраторний двигун, що містить ємність для води, сполучну магістраль з регулятором подачі води в кільцеву порожнину і радіальні канали, виконані в великому дифузорі карбюратора (авт. Св. СРСР №1244367, МКП F 02 M 25/02, дата пріоритету 11.01.85) [2].
У цьому пристрої якість розпилу поліпшується при збільшенні кількості радіальних каналів, виконаних в горловині дифузора карбюратора. Однак не вирішена задача оптимального співвідношення подачі води до палива на режимах роботи двигуна - холості оберти і різке збільшення навантаження (дія прискорювального насоса).
Однак наявність розширювальної камери, яка є трійником для подачі води і роздачі з неї емульсії в дифузор і змішувальну камеру карбюратора, знижує розрядження в розпилювачі води, зменшуючи якість розпилу. Наявність в карбюраторі пелюсткової прокладки з дволопатеве гвинтом для підвищення гомогентності водотоплівновоздушной суміші збільшує опір горючої суміші і погіршує наповнюваність циліндрів робочою сумішшю, що призводить до різкого падіння потужності двигуна.
Метою винаходу є:
- можливість широкого практичного застосування води в якості добавки до палива карбюраторних двигунів без істотної зміни конструкції карбюратора і двигуна;
- забезпечення оптимального співвідношення подачі води до палива на всіх режимах роботи двигуна з високою стабільністю розпилу води;
- підвищення економії витрати палива при роботі двигуна на низкооктановом паливі без зниження потужності, зменшення вмісту шкідливих речовин у відпрацьованих газах і зниження димності.
Зазначена мета досягається тим, що пристрій для подачі води в двигун внутрішнього згоряння, що містить ємність з водою, поплавкову камеру, трубопроводи подачі води і розпилювачі води, під'єднані до карбюратора. Розпилювачі води іжекторного типу містять сопло Лаваля з бічними повітряними отворами і підключені: по одному до горловин дифузорів первинної і вторинної змішувальних камер і два за дросельною заслінкою первинної камери змішувача карбюратора, трубопроводи якого містять електромагнітні клапани води, один з яких електрично пов'язаний з паливним електромагнітним клапаном холостого ходу, а інший - з кінцевим вимикачем, що приводиться в дію важелем паливного прискорювального насоса карбюратора. Причому два розпилювача води, під'єднані за дросельною заслінкою первинної камери змішувача, встановлені в прокладці між карбюратором і впускним трубопроводом двигуна. Ємність з водою, поплавкові камери, трубопроводи подачі води і розпилювачі води, які стикаються з водою, теплоізольовані.
На кресленні показано пристрій для подачі води в двигун внутрішнього згоряння на прикладі двокамерного карбюратора типу "Солекс".
Пристрій для подачі води в двигун внутрішнього згоряння містить ємність 1 з водою, з'єднану через кран 2, трубопровід 3 і трійник 4 з поплавковими камерами 5 і 6. Поплавковая камера 5 через крани 7 і 8 і трубопроводи 9 і 10 з'єднана з розпилювачами води 11 і 12, які підключені відповідно до дифузорам 13 і 14 первинної і вторинної змішувальних камер карбюратора 15. Поплавковая камера 6 через крани 16 і 17 і трубопроводи 18 і 19 з'єднана з розпилювачами води 20 і 21 (на кресленні показаний торець розпилювача 21), які підключені за дросельної засл нкой 22 первинної камери змішувача до прокладання 23, розташованої між карбюратором 15 і впускним трубопроводом 24 двигуна (на кресленні не показаний).
Карбюратор 15 містить в горловині дифузора 13 паливний жиклер 25 і паливний розпилювач 26 прискорювального насоса (на кресленні не показаний), а в горловині дифузора 14 - паливний жиклер 27 і дросельну заслінку 28 вторинної камери змішувача.
До підключення до карбюратора розпилювачі перевіряються і регулюються на якість розпилу і питома витрата води в залежності від оптимального співвідношення подачі води до палива на різних режимах роботи певного двигуна.
Пристрій працює наступним чином.
При закритих кранах 7, 8, 16 і 17 двигун запускається на паливі (без включення води) і прогрівається до сталої роботи на режимі холостого ходу. Потім відкриваються крани 7, 8, 16 і 17 та автомобіль готовий до роботи з додаванням води в якості антидетонаційної присадки до низкооктановому бензину. Наприклад, двигун працює без детонації на бензині А-76 замість необхідного бензину АІ-93.
При роботі двигуна на режимі малих і середніх навантажень (дросельна заслінка 22 первинної камери відкривається на дві третини, а дросельна заслінка 28 вторинної камери закрита) в роботу разом з паливним жиклером 25 включається розпилювач 11.
Вода з трубопроводу 37 захоплюється через сопло Лаваля 34 рухомим з надзвуковою швидкістю повітрям, що поступає через бічні отвори 35 розпилювача 11, і водоповітряних суміш в туманообразном вигляді надходить в змішувальну камеру, перемішуючись з паливно-повітряною сумішшю. Отримана горюча водопаливної-повітряна суміш, вступаючи в циліндри двигуна (на кресленні не показано) з залишковими газами, утворює робочу суміш, яка якісно і без детонації згорає в камерах стиснення (на кресленні не показано).
На даному режимі розпилювач 12 не працює, так як дросельна заслінка 28 вторинної камери закрита, а розпилювач 20 змінює подачу водовоздушной суміші в сторону зменшення в міру збільшення відкриття дросельної заслінки 22 первинної камери змішувача.
У режимі різкого збільшення навантаження вступає в роботу паливний прискорювальний насос (на кресленні не показаний) і важіль 33 приводу прискорювального насоса натискає на шток 32 кінцевого вимикача 31, електрично пов'язаного з електромагнітним клапаном води 30, який відкриває трубопровід 19 для проходу води в розпилювач 21. паралельно з уприскуванням палива через розпилювач 25, через водяний розпилювач 21 подається водоповітряних суміш, врівноважуючи пропорційне співвідношення води з паливом.
При режимі максимальної потужності двигуна дросельні заслінки 22 і 28 обох камер повністю відкриті і розпилювачі води 11, 12 і 20 збільшують подачу водовоздушной суміші в залежності від збільшення числа оборотів двигуна, вирівнюючи пропорційне співвідношення водопаливної суміші.
У режимі холостого ходу, коли паливна суміш холостого ходу забезпечується тільки первинної камерою і дросельні заслінки 22 і 28 повністю закриті, вступає в роботу розпилювач 20, врівноважуючи пропорційне співвідношення водопаливної горючої суміші. В іншому випадку тривала робота двигуна на низкооктановом бензині в даному режимі призведе до швидкого нагріву двигуна і гартівного запалення (стуку двигуна) при виключенні запалення відразу після роботи на холостих обертах.
У разі перебору або нестачі води на певних режимах роботи двигуна, який виражається в перебій роботи двигуна (надлишок води) або виникненні детонації (недолік води), певний розпилювач, який відповідає за вказаний режим роботи, можна відрегулювати відповідно на зменшення або збільшення подачі води (30 -50 відсотків води по відношенню до палива).
У зимовий час ємність з водою, поплавкові камера, магістраль подачі води і розпилювачі води теплоізольовані (на кресленні теплоізоляція не показана).
Таким чином, запропоноване пристрій забезпечує необхідне співвідношення води до палива на всіх режимах роботи двигуна при якісному розпорошити води.
Запропонований пристрій дає наступний техніко-економічний ефект:
- двигун автомобіля стає всеїдним в інтервалі октановим чисел бензину від А-76 до АІ-98;
- відпадає необхідність нафтопереробним заводам виготовляти дорогі високооктанові бензини;
- економія палива (не менше 15 відсотків) досягається без істотної зміни конструкції двигуна;
- забезпечується екологічна безпека (нешкідливий вихлоп).
Запропонований пристрій успішно пройшло випробування на автомобілі ВАЗ 2106 в протягом десяти років в реальних експлуатаційних умовах Уралу.
1. Пристрій для подачі води в двигун внутрішнього згоряння, що містить ємність з водою, поплавкову камеру, трубопроводи подачі води і розпилювачі води, приєднані до карбюратора, що відрізняється тим, що розпилювачі води інжекторного типу містять сопло Лаваля з бічними повітряними отворами і підключені: по одному до горловин дифузорів первинної і вторинної змішувальних камер і два розпилювача - за дросельною заслінкою первинної камери змішувача карбюратора, трубопроводи яких містять електромагнітні клапани води, про ін з яких електрично пов'язаний з паливним електромагнітним клапаном холостого ходу, а інший - з кінцевим вимикачем, що приводиться в дію важелем приводу паливного прискорювального насоса карбюратора.
2. Пристрій за п.1, що відрізняється тим, що два розпилювача води, підключені за дросельною заслінкою первинної камери змішувача, встановлені в прокладці між карбюратором і впускним трубопроводом двигуна.
3. Пристрій за п.1, що відрізняється тим, що ємність з водою, поплавкові камери, трубопроводи подачі води і розпилювачі води, які стикаються з водою, теплоізольовані.