Топливная система дизельного двигателя

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к производству дизельных двигателей и подготовке водотопливных смесей. Изобретение позволяет снизить расход дизельного топлива и расширить технологические возможности. Топливная система дизельного двигателя содержит топливный бак, фильтр, насос, трубопровод, предпусковой подогреватель двигателя, форсунку, которую закрепляют на головке блока цилиндров. Форсунка дополнительно содержит по меньшей мере два активатора дизельного топлива. Активатор выполняют из набора полупроводниковых пластин в герметичной плоской оболочке и механически закрепляют по схеме ультразвукового свистка. Один активатор устанавливают в трубопроводе перед форсункой, а другой - на головке блока цилиндров в зоне впрыска соосно форсунке, полупроводниковые пластины которых подключают к источнику постоянного напряжения по схеме генерирующих диодов Ганна. Торец оболочки выполняют из материала с низким коэффициентом термического расширения и с малым тангенсом угла диэлектрических потерь. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в производстве дизельных двигателей и подготовке водотопливных смесей.

Известна топливная система дизельного двигателя, содержащая топливный бак, фильтр, насос, трубопровод, форсунку [1]. Недостатком известной топливной системы является то, что затруднен запуск двигателя при низкой температуре.

Известен также двигатель внутреннего сгорания с топливной системой, которая дополнительно содержит предпусковой подогреватель [2]. Недостатком известного устройства является неполное сгорание топлива при больших расходах и форсированных режимах, а также трудности запуска двигателя при низких температурах.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в снижении расхода дизельного топлива на 100 км пробега и расширении технологических возможностей за счет гарантированного запуска двигателя при низкой температуре.

Указанный технический результат достигается тем, что в топливной системе дизельного двигателя, содержащей топливный бак, фильтр, насос, трубопровод, предпусковой нагреватель двигателя и форсунку, которую закрепляют на головке блока цилиндров, согласно изобретению топливная система дополнительно содержит по меньшей мере два активатора дизельного топлива, активатор выполняют из набора полупроводниковых пластин в герметичной плоской оболочке и механически закрепляют по схеме ультразвукового свистка, причем один устанавливают в трубопроводе перед форсункой, а другой на головке блока цилиндров в зоне впрыска топлива соосно форсунке, полупроводниковые пластины которых подключают к источнику постоянного напряжения по схеме генерирующих диодов Ганна, при этом торец оболочки выполняют из материала с низким коэффициентом термического расширения и малым тангенсом угла диэлектрических потерь.

На фиг. 1 представлена часть топливной системы; на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1.

Топливопровод содержит головку блока цилиндров 1 с форсункой 2, трубопровод 3, активатор 4, набор полупроводниковых пластин 5, герметичную оболочку 6, концентратор ультразвуковых колебаний 7 и держатель оболочки 8, в котором располагают токоподводы и полупроводниковые пластины (условно не показаны) и устройство предпускового нагрева (условно не показано).

Топливная система дизельного двигателя работает следующим образом. После прогрева дизельного двигателя с помощью устройства подают постоянное напряжение на полупроводниковые пластины, обеспечивая напряженность не менее 900 В/мм (то есть при толщине полупроводниковой пластины 0,1 мм достаточно 90 В при любом количестве пластин [3]). При этом торцы полупроводниковых пластин 5 и, следовательно, активатора 4 излучают сверхвысокочастотные колебания (СВЧ) гигагерцового диапазона (10¹¹...10¹³ Гц), а плоскости полупроводниковых пластин также дополнительно излучают ультразвуковые колебания (УЗ) гиперзвуковой частоты (10⁹...10¹¹ Гц) [3]. После включения активаторов 4 производят запуск дизельного двигателя по известной схеме [1]. Учитывая, что активаторы механически закрепляют в трубопроводе и зоне впрыска топлива по схеме ультразвукового свистка [4] (то есть торцем к потоку), активатор генерирует ультразвуковые колебания низкой частоты. Активаторы генерируют синхронно и синфазно электромагнитные колебания гигагерцового СВЧ диапазона, а также низкочастотные УЗ колебания, которые в совокупности позволяют в трубопроводе на 10...12^oC повысить температуру топлива и на порядок снизить его вязкость [5] , а в зоне впрыска создать условия получения мелкодисперсных частиц топлива при любых его расходах и на форсированных режимах работы двигателя. При этом электромагнитное облучение мелкодисперсных частиц в камере позволяет продлить время жизни колебаний атомов и молекул топлива, полученных при диспергировании в форсунке (порядка 10¹³...10¹⁴ Гц), что позволяет оптимизировать расход топлива за счет полного его сгорания при форсированных режимах и понизить температурный диапазон, при котором происходит возгорание топливной смеси.

Новым в заявленном техническом решении является создание синхронного и синфазного воздействия на дизельное топливо (либо водотопливную смесь) электромагнитных СВЧ и УЗ колебаний гиперзвукового диапазона. Причем этот же источник генерирует УЗ колебания низкой частоты. Такое воздействие непосредственно на дизельное топливо позволяет на порядок снизить его вязкость, повысить температуру как топлива в трубопроводе, так и мелкодисперсных частиц в камере сгорания, что стабилизировало работу форсунки, оптимизировало расход топлива и снизило температуру возгорания топливной смеси при ее сжатии и также снизило токсичность выхлопных газов вследствие полного сгорания. Учитывая принцип работы активатора и жесткие температурные условия в камере сгорания, его выполняют из высокотемпературных материалов с низким коэффициентом термического расширения и малым тангенсом угла диэлектрических потерь [6].

Список использованных источников 1. Михайловский Е.В., Серебряков К.Б., Тур Е.Я. Устройство автомобиля. М. Машиностроение, 1981. - 342 с.

2. Патент РФ N 1447006. БИ N 5, 1996 г., МКИ F 02 N 17/02. Блохин А.И.

3. Царапкин А.Н. Диоды Ганна. М. Радио. 1979.

4. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. /Гл. ред. Галямина И.П. М.: Советская Энциклопедия, 1979.

5. Физический энциклопедический словарь. /Гл. ред. Прохоров А.М. М.: Советская Энциклопедия. 1983. - 928 с.

6. Балкевич В.Е. Техническая керамика. М.: Стройиздат, 1984. - С. 127-129.

Формула изобретения

Топливная система дизельного двигателя, содержащая топливный бак, фильтр, насос, трубопровод, предпусковой подогреватель двигателя, форсунку, которую закрепляют на головке блока цилиндров, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по меньшей мере два активатора дизельного топлива, активатор выполняют из набора полупроводниковых пластин в герметичной плоской оболочке и механически закрепляют по схеме ультразвукового свистка, причем один активатор устанавливают в трубопроводе перед форсункой, а другой - на головке блока цилиндров в зоне впрыска соосно форсунке, полупроводниковые пластины которых подключают к источнику постоянного напряжения по схеме генерирующих диодов Ганна, при этом торец оболочки выполняют из материала с низким коэффициентом термического расширения и с малым тангенсом угла диэлектрических потерь.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2