Система подачи топлива в камеру сгорания

 

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: система содержит источник давления потока топлива, проточный корпус с элементом обработки - электризации топлива, выполненным из пористого диэлектрического материала с увеличением пористости материала от входа к выходу, причем пористый материал выполнен с диэлектрической проницаемостью, большей, чем диэлектрическая проницаемость топлива, и топливораспылитель с трубопроводами. Имеется регулировочный клапан, установленный на входе корпуса и подключенный к управляющей мембране, закрепленной в коробке с двумя дифференциальными входами, а также элемент турбулизации топлива, установленный в средней части проточного корпуса, а на выходе - диффузор. Элемент обработки топлива выполнен в виде по меньшей мере двух съемных кассет с увеличением диэлектрической проницаемости материала в кассетах от входа к выходу приточного корпуса, а первый дифференциальный вход коробки управляющей мембраны соединен с впускным коллектором системы, второй вход коробки управляющей мембраны соединен с выходом источника давления потока топлива. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам подачи топлива в камеру сгорания.

Известно устройство для электросепарации дисперсных сред, содержащее корпус с поперечной перегородкой, в которой закреплены диэлектрические элементы с образованием каналов со стороны входного патрубка, снабженные фильтрующим материалом (авт. св. N 1710134, кл. B 03 C 3/30, 1992).

Это устройство обеспечивает низкие электростатические воздействия на различные жидкие среды, которые имеют дисперсные примеси и нестационарный режим движения, что ведет к быстрому засорению фильтрующего материала и снижению производительности устройства по величине потока жидкости и электростатической обработки, а это снижает эффективность использования всего устройства.

Известное устройство не обеспечивает автоматическое регулирование оптимальной скорости движения жидкости через диэлектрические элементы на нестационарных и переходных режимах расхода жидкости, что ведет к низкой электризации жидкости, малой стабилизации заряда и недостаточному выравниванию заряда во всем объеме жидкости на выходе из устройства, а это резко снижает эффективность использования жидкости и всего устройства.

Известное устройство не обеспечивает оптимальное регулирование величины взаимодействия диэлектрических элементов с потоком жидкостей различной вязкости по всему объему, что ведет к низкой электризации жидкостей, малой стабилизации заряда и недостаточному выравниванию заряда во всем объеме жидкостей на выходе устройства, а это резко снижает функциональные возможности устройства и эффективность его использования.

Известна система подачи топлива в камеру сгорания, содержащая источник давления потока топлива, проточный корпус с элементом обработки топлива, выполненным из пористого диэлектрического материала с увеличением пористости материала от входа к выходу, причем пористый материал выполнен с диэлектрической проницаемостью, большей, чем диэлектрическая проницаемость топлива, и топливораспылитель, последовательно сообщенные между собой трубопроводами (авт. св. N 1629584, кл. F 02 M 27/04, 1991).

Известное устройство обеспечивает низкое электростатическое воздействие на различные жидкие топлива, которые имеют дисперсные примеси и нестационарный режим движения, что ведет к быстрому засорению пористого диэлектрического материала и снижению производительности устройства по величине потока жидкости и электростатической обработки, а это снижает эффективность использования всего устройства.

Известное устройство не обеспечивает автоматическое регулирование оптимальной скорости движения жидкого топлива через пористый диэлектрический материал на нестационарных и переходных режимах расхода топлива, что ведет к низкой электризации топлива, малой стабилизации заряда и недостаточному выравниванию заряда во всем объеме топлива на выходе из системы, а это резко снижает эффективность использования топлива и всей системы подачи топлива в камеру сгорания.

Известное устройство не обеспечивает оптимальное регулирование величины взаимодействия пористого диэлектрического материала с потоком топлива различной вязкости, например в соответствии с летними и зимними требованиями к маркам дизельного и карбюраторного топлив, по всему объему топлива, что ведет к низкой электризации топлива, малой стабилизации заряда и недостаточному выравниванию заряда во всем объеме топлива на выходе системы, а это резко снижает функциональные возможности системы и эффективность ее использования для различных топлив в разнообразных климатических условиях.

Целью изобретения является повышение эффективности использования системы и расширение ее функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что известная система подачи топлива в камеру сгорания, содержащая источник давления потока топлива, проточный корпус с элементом обработки топлива, выполненным из пористого диэлектрического материала с увеличением пористости материала от входа к выходу, причем пористый материал выполнен с диэлектрической проницаемостью, большей, чем диэлектрическая проницаемость топлива, и топливораспылитель, последовательно сообщенные между собой трубопроводами, дополнительно снабжена регулировочным клапаном, установленным на входе проточного корпуса и подключенным к управляющей мембране, закрепленной в коробке с двумя дифференциальными входами, а также по меньшей мере одним элементом турбулизации топлива, установленным в средней части проточного корпуса, где элемент обработки топлива из пористого диэлектрического материала выполнен в виде по меньшей мере двух съемных кассет с увеличением диэлектрической проницаемости материала в кассетах от входа к выходу проточного корпуса, а на выходе проточного корпуса установлен диффузор из диэлектрического материала, соединенный с топливораспылителем, причем первый дифференциальный вход коробки управляющей мембраны соединен с впускным коллектором системы подачи топлива в камеру сгорания, а второй дифференциальный вход коробки управляющей мембраны соединен с выходом источника давления потока топлива.

Применение регулировочного клапана, установленного на входе проточного корпуса и подключенного к управляющей мембране, закрепленной в коробке с двумя дифференциальными входами, а также по меньшей мере одного элемента турбулизации топлива, установленного в средней части проточного корпуса, где элемент обработки топлива из пористого диэлектрического материала выполнен в виде по меньшей мере двух съемных кассет с увеличением диэлектрической проницаемости материала в кассетах от входа к выходу проточного корпуса, а на выходе проточного корпуса установлен диффузор из диэлектрического материала, соединенный с топливораспылителем, причем первый дифференциальный вход коробки управляющей мембраны соединен с впускным коллектором системы подачи топлива в камеру сгорания, а второй дифференциальный вход коробки управляющей мембраны соединен с выходом источника давления потока топлива, обеспечивает автоматическое регулирование оптимальной скорости движения жидкого топлива через пористый диэлектрический материал на нестационарных и переходных режимах расхода топлива, а также оптимальное регулирование величины взаимодействия материала с топливом, что создает высокую электризацию топлива различной вязкости с различными дисперсными примесями, исключает засорение пористого диэлектрического материала, ведет к высокой степени стабилизации заряда и достаточному выравниванию заряда во всем объеме топлива на выходе из системы, что в конечном результате повышает эффективность использования системы и расширяет ее функциональные возможности применения на различных типах энергетических установок и в различных климатических условиях.

Признаки, сходные с признаками, отличающими предлагаемое решение от прототипа, не выявлены, таким образом, предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.

На чертеже представлена функциональная схема системы подачи топлива в камеру сгорания.

Система содержит источник давления потока топлива 1, проточный корпус 2 с элементом обработки топлива 3 из пористого диэлектрического материала, выполненным в виде по меньшей мере двух съемных кассет, состоящих из обоймы 4, шайбы 5, между которыми находится диэлектрический материал 6 с диэлектрической проницаемостью, большей, чем у топлива и с увеличением диэлектрической проницаемости материала в кассетах 3 от входа в выходу проточного корпуса 2. Кассеты 3 разделены диэлектрическими прокладками 7 и элементом турбулизации топлива 8 со спиральным каналом переменного сечения. Кассеты 3 и элементы 8 закреплены в корпусе 2 резьбовой пробкой 9, с калиброванным отверстием 10, которое служит жиклером с регулировочным клапаном 11, установленным на входе проточного корпуса 2 и подключенным к управляющей мембране 12, закрепленной в коробке 13 с дифференциальными входами. Первый дифференциальный вход коробки 13 управляющей мембраны 12 соединен с впускным коллектором 14 системы подачи топлива в камеру сгорания 15 через топливораспылитель 16, а второй дифференциальный вход коробки 13 соединен с выходом источника давления 1. На выходе проточного корпуса 2 установлен диффузор 17 из диэлектрического материала, соединенный трубопроводом 18 с топливораспылителем 16. Выход источника давления топлива 1 соединен с входом корпуса 2 трубопроводом 19, а с вторым входом коробки 13 трубопроводом 20. Первый вход коробки 13 соединен с впускным коллектором 14 трубопроводом 21.

Устройство работает следующим образом. На режимах запуска и прогрева холодного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), при работе на малых оборотах и холостом ходу производительность топливного насоса 1 низкая, поэтому величина давления топлива в трубопроводе 20 и на втором входе коробки 13 низкая. Разрежение во внутреннем коллекторе 14 на указанном режиме также невелико, поэтому первый вход коробки 13 оказывает слабое влияние посредством трубопровода 21 на положение мембраны 12. Регулировочный клапан 11 прикрыт таким образом, что при малой производительности насоса 1 скорость движения топлива через жиклер 10 и диэлектрический материал 6 достигает достаточной величины для оптимальной электризации в первой кассете 3 обработки топлива. Затем топливо движется по спиральному каналу переменного сечения 8 элемента турбулизации, где происходит постепенное увеличение угловой скорости вращения топлива при его поступательном движении. Таким образом, через вторую кассету 3 обработки топлива последнее проходит, совершая поступательно-вращательное движение, что обеспечивает более высокое взаимодействие диэлектрического материала 6 с потоком топлива различной вязкости, повышает электризацию топлива и стабилизацию заряда в потоке. С выхода второй кассеты 3 обработки топлива, последнее поступает в диффузор 17 из диэлектрического материала, где происходит дополнительное выравнивание заряда во всем объеме жидкого топлива за счет уменьшения сечения потока топлива и увеличения его скорости.

На переходных режимах работы ДВС и его средних оборотах производительность топливного насоса 1 увеличивается, поэтому давление топлива в трубопроводе 20 и на втором входе коробки 13 возрастает. Разрежение во впускном коллекторе 14 на указанных режимах также увеличивается, поэтому первый вход коробки 13 оказывает влияние посредством трубопровода 21 на положение мембраны 12. Регулировочный клапан 11 открывается на величину, необходимую для создания оптимальной скорости движения потока топлива при средней производительности насоса 1, что обеспечивает оптимальную электризацию топлива во всех кассетах 3 обработки топлива на указанных режимах работы ДВС. При этом в каждой последующей кассете 3 происходит увеличение его скорости поступательно-вращательного движения и увеличение диэлектрической проницаемости материала 6 кассет 3 от входа к выходу. Последовательное увеличение скорости взаимодействия топлива с диэлектрическим материалом 6 и увеличение электризации топлива полностью исключает образование зон застоя в устройстве, где бы выпадали дисперсние примеси и засоряли пористый диэлектрический материал. Это делает возможным работу устройства на различных смесях топлив или с добавками в топливо различных присадок: удаляющих нагар, аспект-модификаторов, снижающих трение деталей и т.д. Все это дополнительно повышает эффективность электростатической обработки топлив и расширяет функциональные возможности устройства.

На стационарных режимах работы ДВС и его высоких оборотах производительность топливного насоса 1 максимальна, поэтому давление топлива в трубопроводе 20 и на втором входе коробки 13 высокое. Разрежение во впускном коллекторе 14 зависит от нагрузки ДВС и также увеличивается, поэтому первый вход коробки 13 оказывает влияние посредством трубопровода 21 на положение мембраны 12. Регулировочный клапан 11 открывается на величину, необходимую для создания оптимальной скорости движения потока топлива при высокой производительности насоса 1, что обеспечивает оптимальную электризацию топлива во всех кассетах 3 обработки топлива на указанных режимах работы ДВС.

Таким образом, на всех режимах работы ДВС система подачи топлива в камеру сгорания обеспечивает автоматическое регулирование оптимальной скорости движения жидкого топлива через диэлектрический материал 6 кассет 3, а также оптимальное регулирование величины взаимодействия материала 6 с топливом, что создает высокую электризацию топлива различной вязкости с различными дисперсными примесями, исключает засорение пористого диэлектрического материала 6, ведет к высокой степени стабилизации заряда и достаточному выравниванию заряда во всем объеме топлива на выходе из системы. Все это повышает эффективность использования системы и расширяет ее функциональные возможности применения на различных типах энергетических установок и в различных климатических условиях.

Суммарный положительный эффект, полученный при испытаниях опытного образца устройства, достаточно высок, т.к. он складывается не только из экономии топлива за счет снижения сил поверхностного натяжения капель в распылителе и образования более томогенной смеси, которая лучше сгорает при электростатической обработке, но и за счет снижения затрат на техническое обслуживание и ремонт системы, использование различных топлив с примесями, снижение нагарообразования и токсичности выхлопа, повышение моторесурса деталей системы до капитального ремонта.

Формула изобретения

Система подачи топлива в камеру сгорания, содержащая источник давления потока топлива, проточный корпус с элементом обработки топлива, выполненным из пористого диэлектрического материала с увеличением пористости материала от входа к выходу, причем пористый материал выполнен с диэлектрической проницаемостью большей, чем диэлектрическая проницаемость топлива, и топливораспылитель, последовательно сообщенные между собой трубопроводами, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности использования системы и расширения ее функциональных возможностей, дополнительно снабжена регулировочным клапаном, установленным на входе проточного корпуса и подключенным к управляющей мембране, закрепленной в коробке с двумя дифференциальными входами, а также по меньшей мере одним элементом турбулизации топлива, установленным в средней части проточного корпуса, где элемент обработки топлива из пористого диэлектрического материала выполнен в виде по меньшей мере двух съемных кассет с увеличением диэлектрической проницаемости материала в кассетах от входа к выходу проточного корпуса, а на выходе проточного корпуса установлен диффузор из диэлектрического материала, соединенный с топливораспылителем, причем первый дифференциальный вход коробки управляющей мембраны соединен с впускным коллектором системы подачи топлива в камеру сгорания, а второй дифференциальный вход коробки управляющей мембраны соединен с выходом источника давления потока топлива.

РИСУНКИ

Рисунок 1