Устройство для обработки топлива

 

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.

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.

Формула изобретения

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.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2