RU2070655C1 - Газификатор топлива - Google Patents

Abstract

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: газификатор топлива предназначен для приготовления газифицированной топливно-воздушной смеси для питания двигателей внутреннего сгорания из жидкого топлива. В газификаторе топливо, поступающее из распылителя в диффузор карбюратора попадает на испаритель, нагретый теплом выхлопных газов двигателя посредством тепловой трубы, испаряется и перемешивается с воздухом благодаря тому, что испаритель имеет форму при обтекании которой газицированной топливно-воздушной смесью возникают завихрения и генерируются ультразвуковые волны. Поверхность испарителя покрыта слоем катализатора, на котором происходит термическое разложение топлива на более легкие компоненты. Для облегчения запуска двигателя при низкой температуре тепловая труба имеет дополнительный электрический нагреватель, включаемый на короткое время перед запуском холодного двигателя. Газификатор может дополняться устройством для впрыска воды. Система питания двигателя не подвергается коренным переделкам. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Предназначен для приготовления газифицированной топливно-воздушной смеси для питания двигателей внутреннего сгорания из жидкого топлива.

Известно, что топливо сгорает тем полнее и дает меньше вредных веществ, чем мельче его частички и чем они лучше перемешаны с воздухом, поэтому наилучшим является газообразное топливо. Широко применяемое жидкое топливо трудно превратить в высококачественную топливно-воздушную смесь несмотря на совершенствование карбюраторов. Дело в том, что часть топлива оседает пленкой на стенках смесительной камеры карбюратора и впускных каналах двигателя, а другая недостаточно хорошо перемешивается с воздухом. Поэтому многие конструкторы пытаются газифицировать приготовляемую карбюратором топливно-воздушную смесь, используя тепло выхлопных газов двигателя. В журнале "ИР" N 11 за 1991 год "Езда на выхлопных газах" Б.Гольдберг предлагает два способа газифицирования топливно-воздушной смеси: подача горячих выхлопных газов под дроссельную заслонку карбюратора с помощью газоотводящей трубки от выхлопного коллектора двигателя и переделка впускного коллектора двигателя, заключающаяся в его совмещении с выпускным с тем, чтобы выхлопные газы проходя по выпускному коллектору нагревали стенки впускного, что приводит к сильному нагреву топливно-воздушной смеси и ее газифицированию. Оба эти способа имеют существенные недостатки. При первом способе в цилиндры двигателя попадают выхлопные газы, уменьшающие ресурс двигателя и его мощность. Кроме этого не удается газифицировать топливно-воздушную смесь полностью, так как не хватает тепла, подводимого через газоотводящую трубку (при увеличении подвода выхлопных газов резко ухудшается экономичность двигателя из-за попадания их в цилиндры). Второй способ приводит к резкому снижению весового заряда горючей смеси, поступающей в цилиндры двигателя из-за сильного разогрева топливно-воздушной смеси. Кроме этого, сложна конструкция впускного коллектора, совмещенного с выпускным.

С целью улучшить экономичность двигателя, облегчить ее запуск при низких температурах, уменьшить перегрев газифицированной топливно-воздушной смеси, предотвращения попадания выхлопных газов в цилиндры двигателя, предлагаю газификатор топлива, в котором газификация осуществляется за счет локального нагрева и испарения топлива, распыляемого в диффузоре карбюратора за счет тепла выхлопных газов, подводимого к испарителю от выхлопного коллектора двигателя тепловой трубой с встроенным электрическим нагревателем. Тепловая труба (журнал "Наука и жизнь" N 6 за 1973 год "Работают тепловые трубы") это запаянная с двух сторон трубка из материала с необходимой прочностью и коррозионной устойчивостью в рабочем диапазоне температур. Внутренние стенки пористые. В трубку помещают рабочее тело-металл с низкой температурой кипения и т. п. и откачивают воздух. Когда один конец тепловой трубы нагревают, рабочее тело испаряется, отнимая тепло и пар движется к противоположному концу, а там конденсируется, отдавая тепло и по пористой стенке за счет капиллярных сил жидкое рабочее тело возвращается в зону нагрева и снова испаряется. Тепловая труба может передавать тепловые потоки в тысячи раз большие чем медный стержень равный по диаметру и длине. Так как через смесительную камеру карбюратора легкового автомобиля за час проходит в среднем 5 8 литров бензина, то для их испарения необходимо затратить 370 600 килокалорий тепла, а с учетом разных потерь 1 1,5 тысячи килокалорий. С этим справится тепловая труба диаметром 5 7 миллиметров. При этом карбюратор конструктивно не изменяется. У него необходимо увеличить диаметр смесительной камеры, которую необходимо сделать разъемной по месту вхождения в нее тепловой трубы. А если карбюратор многокамерный, то тепловой трубой тепло подводится к каждой смесительной камере.

Одна из возможных конструкций газификатора представлена на чертеже.

Основной частью газификатора является тепловая труба 1, покрытая на протяжении от выпускного коллектора до карбюратора теплоизоляцией. Нагреваемая часть тепловой трубы не имеет теплоизоляции и помещена внутрь выхлопного коллектора 2. Внутри тепловой трубы расположен электрический нагреватель 3, использующийся для облегчения запуска двигателя при низкой температуре. Через изолятор 4 вывод 5 нагревателя 3 при необходимости подключается к аккумуляторной батарее. Через теплоизоляционную втулку 6 противоположный конец тепловой трубы входит в смесительную камеру 7 карбюратора, корпус которого в этом месте сделан разъемным и соединяется винтами 8. На конце тепловой трубы находится испаритель 9, изготовленный из материала с высокой теплопроводимостью. Для увеличения поверхности испаритель сделан пористым. Его можно покрыть катализатором, что позволит расщеплять топливо на более легкие фракции. Испаритель расположен под диффузором 10, в который топливо подается из поплавковой камеры карбюратора распылителем 11. Геометрическая форма и размеры испарителя рассчитываются так, чтобы при обтекании его топливно-воздушной смесью возникали завихрения и генерировались ультразвуковые волны, улучшающие смесеобразование. Ниже испарителя расположена дроссельная заслонка 2, регулирующая подачу газифицированной топливно-воздушной смеси в двигатель. Газификатор работает следующим образом: перед запуском холодного двигателя включают нагреватель 3, который испаряет рабочее тело тепловой трубы 1. Горячие пары рабочего тела поступают в испаритель 9, где конденсируются, нагревая его и возвращаются к нагревателю 3. Вскоре испаритель разогревается до температуры 200 300 градусов. Теперь можно включить зажигание и запустить двигатель. При проворачивании коленчатого вала двигателя стартером первая порция топлива, проходящая через диффузор 10 карбюратора, попадает на горячий испаритель 9, мгновенно испаряется, перемешивается с воздухом и поступает в цилиндры двигателя. Такая газифицированная топливно-воздушная смесь легко воспламеняется электрической искрой и двигатель запускается. Горячие выхлопные газы поступают в выпускной коллектор и нагревают конец тепловой трубы 1. Теперь отключают электрический нагреватель 3, так как теперь в нем нет необходимости. Чем больше в двигатель поступает топлива, тем выше температура выхлопных газов и тем больше тепла передает тепловая труба 1 испарителю 9, поэтому система обладает свойством саморегулирования. Приданной системе происходит значительно меньший разогрев газифицированной топливно-воздушной смеси чем в конструкции Б.Гольдберга при полной газификации топливно-воздушной смеси. Если использовать испаритель с каталитически активной поверхностью, то вероятно, что в качестве топлива можно использовать более тяжелое топливо, чем бензин. Добавив устройство для подачи воды на испаритель, можно еще больше увеличить экономичность двигателя. Тепловая труба имеет очень высокую надежность и может работать при значительных ее изгибах, а сам карбюратор не подвергается значительным конструктивным переделкам.

Claims (2)

1. Газификатор топлива для приготовления газифицированной топливовоздушной смеси для питания двигателя внутреннего сгорания из жидкого топлива путем его испарения теплом выхлопных газов двигателя, содержащий карбюратор, испаритель и устройство для передачи тепла выхлопных газов испарителю, отличающийся тем, что для передачи тепла выхлопных газов испарителю используется тепловая труба, снабженная дополнительным электрическим нагревателем, испаритель расположен непосредственно под диффузором карбюратора и имеет геометрическую форму, обеспечивающую при его обтекании газифицированной топливовоздушной смесью создание завихрений и генерирование ультразвуковых волн, при этом поверхность испарителя выполнена каталитически активной.

2. Газификатор топлива по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен устройством для подачи воды на испаритель.