способ приготовления топливовоздушной смеси и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ приготовления топливовоздушной смеси на основе бензина, включающий смешивание ингредиентов смеси в карбюраторе и последующую гомогенизацию смеси перед подачей в камеру сгорания, отличающийся тем, что перед смешиванием ингредиентов смеси бензин подвергают кипению путем подачи тепла в герметичную емкость - испаритель от системы охлаждения, при этом бензин нагревают до температуры 70-80°С и создают избыточное давление в герметичной емкости - испарителе порядка 0,25-0,35 МПа.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее корпус, по меньшей мере, с одним каналом для подачи топливовоздушной смеси, отличающееся тем, что оно снабжено автономной герметичной емкостью для бензина, связанной через дозатор с герметичной емкостью - испарителем для кипячения бензина и отбора паровой смеси в проставку, связанную с каналом подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания двигателя, испаритель соединен с радиатором системы охлаждения двигателя, дозатор снабжен средствами для контроля давления и уровня бензина, а также предохранительным клапаном.

3. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено средством для отключения традиционной схемы питания двигателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способам и устройствам для приготовления топливовоздушной смеси и подачи ее в двигатель внутреннего сгорания.

Известны способ и гомогенизатор топливовоздушной смеси для обработки потока топливовоздушной смеси акустическими колебаниями (см. Н.Я.Говорушенко, Экология топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте, Москва, «Транспорт», 1990 г., с.100-102).

Недостатками способа и устройства является сложность изготовления и эксплуатации.

Известно также устройство для гомогенизации топливовоздушной смеси, содержащее корпус, по меньшей мере, с одним каналом для подачи топливовоздушной смеси, магистральный канал для подачи газа и множество газовых каналов для подачи газа по периферии канала для подачи топливовоздушной смеси (см. патент РФ №2018020, опубл. 29.04.1991).

Наиболее близким аналогом заявляемых способа и устройства является изобретение по патенту РФ №2197631, опубл. 27.08.2000, усовершенствованием которого является заявляемое изобретение. Известное устройство для гомогенизации топливовоздушной смеси содержит корпус, по меньшей мере, с одним каналом для подачи топливовоздушной смеси и множество газовых каналов по периферии канала для подачи топливовоздушной смеси, а также магистральный канал для подачи газа. В этом устройстве реализован традиционный способ приготовления смеси топлива и воздуха путем обеспечения ей капельно-газообразного состояния с максимальной степенью перемешивания. Полученная смесь поступает в двигатель и сгорает. Современное состояние техники позволяет обеспечить достаточную полноту сгорания.

В настоящее время широко известны способы и устройства распыления и впрыскивания топлива непосредственно в камеру сгорания ДВС.

Известно, что свойства бензина существенно отличаются от свойств сжиженного нефтяного газа (пропан, бутан). Эти свойства достаточно характерно подтверждают так называемое углеродное число, представляющее собой оптимальное соотношение молекулярных масс углерода и водорода. Углеродное число у бензина - 8,0, у пропана - 3,0, у бутана - 4,0. Плотность жидкой фазы у бензина зависит от температуры окружающей среды, с увеличением которой плотность снижается. В результате теплового расширения при атмосферном давлении и температуре +15°С плотность составит 580 кг/м³. Температура кипения бензина выше температуры окружающей среды в большинстве случаев и составляет +35°С. Это означает, что бензин, находящийся в баке автомобиля, может состоять при атмосферном давлении. Тем не менее, при температуре, близкой к указанной точке кипения, масса бензина, как и любой другой жидкости (воды), подвергается испарению. В бензобаке растет соответственно давление. Очень возможным существенным показателем является теплота сгорания бензина. Нижний предел воспламеняемости бензина - 1,5%, тогда как у нефтяного газа - 1,8-2,4%, т.е. существенно выше. Поэтому бензин безопаснее газа при такой же воспламеняемости на случай взрыва или пожара.

Техническая задача заявляемого изобретения заключается в эффективном использовании топлива, т.е. его сжигании с максимальной полнотой при ограничении выделения продуктов сгорания в атмосферу и достижения лучшей экологии.

Техническая задача достигается тем, что в способе приготовления топливовоздушной смеси на основе бензина, включающем смешивание ингредиентов смеси в карбюраторе и последующую гомогенизацию смеси перед подачей в камеру сгорания, согласно изобретению перед смешиванием ингредиентов смеси бензин подвергают кипению путем подачи тепла в герметичную емкость-испаритель от системы охлаждения, при этом бензин нагревают до температуры 70-80°С и создают избыточное давление в герметичной емкости-испарителе порядка 0,25-0,35 МПа.

Для осуществления способа предлагается устройство, содержащее корпус, по меньшей мере, с одним каналом для подачи топливовоздушной смеси. Согласно изобретению устройство снабжено автономной герметичной емкостью для бензина, связанной через дозатор с герметичной емкостью-испарителем для кипячения бензина и отбора паровой смеси в проставку, связанную с каналом подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания двигателя, испаритель соединен с радиатором системы охлаждения двигателя, дозатор снабжен средствами для контроля давления и уровня бензина, а также предохранительным клапаном. Устройство может быть снабжено средством для отключения традиционной схемы питания двигателя.

Заявляемые способ и устройство достаточно просты и не требуют переделки автомобиля. Параллельно существующей системе питания с карбюратором пристраивается не занимающая много места небольшая герметичная емкость и к ней подводятся трубопроводы.

Если в существующих современных двигателях требуется установка так называемых «ловушек», основанных на явлении адсорбции, то в нашем случае этого не нужно.

Чертежи, поясняющие изобретение:

фиг.1 - общая схема устройства,

фиг.2 - продольный разрез узла I на фиг.1.

Устройство для приготовления топливовоздушной смеси для осуществления способа состоит из бачка 1 для бензина емкостью от 3 до 5 литров, выполненное из нержавеющей стали толщиной 1 мм, оборудованного краном 2, бензопроводом 3, дозатором 4, герметичной емкостью-испарителем 5 (далее испаритель) с предохранительным клапаном 6, соединенным через бензопровод 7 и электроуправляемый клапан 8 с проставкой 9. Проставка 9 соединена с карбюратором, имеющим корпус 10 и каналы 11, 12 для топлива и воздуха. У двигателя 13 имеется система охлаждения, включающая радиатор 14, который соединен с испарителем 5. На бензопроводе 15 установлен запорный клапан 16. Дозатор 4 имеет поплавковый клапан 17, предназначенный для контроля уровня бензина, и клапан 18 для контроля давления. Дозатор 4 через клапан 19 соединен с бачком 1. Радиатор 14 связан с двигателем 13 трубопроводом 20.

На испарителе 5 установлен манометр 21. Бензопровод 7 связан с каналами 22 и 23 проставкой 9, которые соединены с каналами 24 подачи топливовоздушной смеси.

В исходном положении дозатор 4 имеет полный запас бензина. Испаритель 5 тоже заполнен бензином. Клапан 8 закрыт, клапан 16 открыт. При запуске двигателя 13 топливовоздушная смесь смешивается в корпусе 10 карбюратора и через проставку 9 поступает в двигатель 13. Система охлаждения через трубопровод 20 подает тепло на испаритель 5. При достижении температуры 70-80°С в испарителе 5 бензин кипит, его пары через клапан 8 и бензопровод 7 поступают в проставку 9. Топливовоздушная смесь обогащается. Двигатель работает в форсированном режиме. Давление паровой смеси нарастает до верхнего предела 0,35 МПа. От системы управления поступает сигнал на закрытие клапана 16. Двигатель полностью работает от испарителя 5. При убывании бензина в испарителе 5 его расход компенсируется от дозатора 4. Пополнение дозатора 4 осуществляется через клапан 19 из бачка 1.

Температура в системе охлаждения колеблется в пределах 70-80°С, соответствует паспортным данным автомобиля и зависит от климата. В то же время для бензина эта температура не имеет значения, поскольку температура кипения бензина +35°С. Давление в испарителе также достаточно для подачи в камеру сгорания, в которой вакуумом. Давление 0,25-0,35 МПа также является паспортной характеристикой двигателя.

Эффект от использования предлагаемого изобретения очевиден. Снижается расход бензина. Повышается экологичность. Карбюраторные двигатели еще рано списывать.