Адресное микродозирование топлива — КиберПедия 

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Адресное микродозирование топлива



Цель – облегчение воспламенения в цилиндре двс при минимальном расходе топлива.

При бестопливном режиме топливо нужно, в основном, для облегчения воспламенения переобедненной смеси: тогда не нужны высокая индукция в оптимизаторе, большая мощность электрического разряда (искры), другие сложные устройства усиления возбуждающего импульса для начала горения.

Обычно топливо подают в объем камеры сгорания в цилиндре двигателя. Стараются равномерно распределить его по объему при стехиометрическом соотношении топливо – воздух. Но воспламеняется топливо первоначально только в микрозоне разряда между электродами свечи зажигания, не во всем объеме камеры сгорания. Затем объем светящейся области пламени увеличивается постепенно, достаточно медленно, с вращением вправо вдоль стенки цилиндра, если смотреть сверху (фотографии сделаны Е.С. Бугайцом). Если в обычном термическом топливном режиме топливо нужно, и оно воспламеняется затем по всему объему цилиндра, то в автотермическом бестопливном режиме во всем объеме цилиндра работает не топливо, а предварительно обработанный в оптимизаторе воздух. Топливо, если и нужно для облегчения зажигания, то совсем немного и с подачей адресно в микрозону начала воспламенения, в зазор между электродами свечи.

Из стехиометрического соотношения следует, что в цилиндры двигателя должно подаваться топливо в количестве 1/15 от массы смеси всегда, независимо от нагрузки и оборотов. В то же время применение адресного микродозирования позволяет поддерживать стехиометрическое соотношение топливо – воздух постоянным только в микрозоне зазора между контактами свечи. Это требует, как указано выше, минимальной энергии на искру. Для наглядности ориентировочно можно подсчитать расход топлива при его подаче по каплям, например, размером 1 мм3. На каждые два оборота (из 3000 об/мин) в 4-х цилиндрах двигателя ВАЗ-2106 будет расходоваться

(3000/2) × 4 = 6000 мм3/мин = 360 мл/ч, что в 10/0,36 = 28 раз меньше, чем обычно. Это соответствует соотношению топливо – воздух 1:400.

Форсунки с капельной подачей топлива к электродам свечи разработаны, например, Ю. Поповым /21/. Они были изготовлены и испытаны в количестве более двух десятков штук. Так же по имеющейся информации (журнал «Пикап», 2003 г.) автомобильные фирмы, в том числе Мерседес и Тайота, разрабатывают устройства для создания переобедненной смеси. Указывается, что достигнуто соотношение топливо – воздух 1:40…1:50. Во-первых, это многовато, нужно еще меньше. Во-вторых, без дополнительной доцилиндровой и внутрицилиндровой обработки воздуха бестопливный (точнее близкий к бестопливному) режим не будет получен. Автотермический режим с малым расходом топлива начинается ориентировочно при соотношении топливо – воздух менее 1:100. А мы на автомобили ВАЗ-2106 ездили при соотношении 1:600 и менее.



При автотермическом бестопливном режиме горения воздуха, прошедшего обработку в оптимизаторе, электроны связи атомов в молекулах кислорода и азота становятся свободными при втором воздействии – в цилиндре двс – и начинают ФПВР с выделением энергии не из топлива, а из воздуха. При недостаточном энерговозбуждающем воздействии на воздух топливо может потребоваться в мизерном количестве только для облегчения начала воспламенения. Конечно, в этом случае рационально подавать топливо микродозами, каплями, микропорциями непосредственно в зону искры, а не в объем цилиндра, так чтобы начало воспламенения происходило в указанных выше пределах горючести смеси, близких к стехиометрическому соотношению топливо – воздух. При подаче малого количества топлива в объем цилиндра, безадресно, эти значения соблюдаться не будут, воспламенения не получится, двигатель работать не будет. Либо – надо увеличивать в десятки раз расход топлива только для соблюдения пределов горючести, но не для получения мощности, которая обеспечивается за счет энергии воздуха, а топливо тут не нужно.

Первоочередные мероприятия для ДВС

Несмотря на то, что использование топлива в малом количестве облегчает работу двигателя в бестопливном режиме, в том числе, пуск, прогрев, воспламенение, переходные режимы, но лучше все же сразу ориентироваться на совсем бестопливный режим. Преимущества бестопливного режима не только в экономике (исключение топлива) и экологии, но и в серьезном упрощении двигателя, систем его обеспечения и управления (практически одной воздушной заслонкой), облегчении эксплуатации и улучшении пожаро-взрывобезопасности. Причиной отсутствия активности людей в переводе двигателей на бестопливный режим является не только отсутствие информации, но и, в первую очередь, психологический барьер, особенно у специалистов, да практиков автомобилистов: как же, машина без топлива заглохнет! Не заглохнет; более того, топливо мешает бестопливному режиму.



Доцилиндровая обработка воздуха

1. Установка магнитных оптимизаторов.

2. Усиление действия оптимизаторов с помощью:

- концентраторов магнитного потока;

- катализаторов, размещенных в магнитном поле.

3.Наложение дополнительного электрического поля:

- подмагничивание;

- поле высокого напряжения.

4. Импульсное воздействие – создание системы волн.

5. Резонанс.

Могут быть и другие меры из числа перечисленных выше факторов воздействия, способствующих горению.

Внутрицилиндровая обработка

6. Использование, по возможности, тех же методов, что и в доцилиндровой обработке (п.п 1-5).

7. Настройка двигателя:

- по топливу (если оно необходимо): переобеднение смеси;

- по углу зажигания;

- по положению работы заслонок;

- наработка изотопов – катализаторов.

Усиления магнитной индукции можно достичь статическим и динамическим способами. При статическом способе магнитную индукцию увеличивают добавками редкоземельных металлов (РЗМ). Ограничением является их избыточная концентрация, при которой происходит их возгорание на воздухе. Отмечается /22/, что в Японии создали постоянный магнит с индукцией 15 Тл. Надо сказать, что индукция даже в Токамаках не превосходит 6 Тл, так что вряд ли эта информация достоверна. Однако, импульсными методами /23/ можно создать магнитную индукцию 2500 Тл. Там же указано, что в постоянных магнитах с заостренными полюсами, можно достичь увеличения магнитной индукции в 2,5 и более раз (с.20). Это объясняется тем, что по аналогии с электрическим разрядом на электродах, на северном полюсе магнита тоже может накапливаться заряд (электрино), особенно, если полюс – остроконечный, выше индукции насыщения. Затем идет разряд от большей концентрации к меньшей. Шероховатость в виде микроостриев и магнитные порошки (порошинки играют роль остриев) с размерами 1-10 мкм тоже могут служить концентраторами магнитного потока и усиления индукции. Пленочные магниты с РЗМ могут не только усилить индукцию, но и позволят сократить расход материала.

При динамическом способе усиление индукции достигается импульсным магнитным потоком во вращающихся или электромагнитных системах при увеличении частоты вплоть до резонансной.

Использование катализаторов

Усиление катализаторов в магнитном или электрическом поле происходит следующим образом. Основным разгонным органом снарядов – электрино является их вихрь, вращающийся вокруг атомов кристаллической решетки. Скорости электрино достигают в нем значения 1025 м/с. Это очень большая скорость, так как уже скорости 1019 степени достаточно для разрушения атомов, например, золота, на отдельные нейтроны /7/. Но эта скорость в межатомном пространстве катализатора очень быстро убывает, а реагенты в этом межатомном пространстве попадают, конечно, не вплотную к атомам, а вероятнее в середину пространства ввиду равнодействия и равноудаленности от атомов решетки, где скорость ниже указанных. Вихри частично компенсируют избыточный отрицательный заряд металла, и очень незначительно: на 1-5%. Поэтому есть еще возможность увеличить вихрь в 20-100 раз в пределе до полной компенсации заряда, а фактически, конечно, меньше. Это подтверждается, например, использованием губчатого тантала с развитой поверхностью для изготовления электрических конденсаторов, которые заряжаются как раз по указанному принципу компенсации избыточного заряда. В магнитном и электрическом поле будет не только увеличиваться вихрь электрино, но и молекулы воздуха, имеющие существенно меньше размеры, чем атомы катализатора, и, тем более, размера межатомного пространства, свободно проникающие туда в приповерхностном слое атомов катализатора, будут магнитным и электрическим потоками прижиматься ближе к атомам в зоны вихрей с высокими скоростями электрино. Тем самым нейтрализация и разрушение межатомных связей в молекулах кислорода и азота будет полнее. Усилить каталитическое действие можно импульсным изменением напряженности магнитного и электрического поля. Тогда уже вступают в действие ударные высокоскоростные эфирные волны электринных потоков с высокими же параметрами (давление, температура, концентрация) на фронте волны, активизирующими молекулы воздуха, и разрежением за фронтом волны, их разрушающим после активизации. Предельным состоянием может быть резонанс вынужденной частоты с собственной частотой колебания атомов кристаллической решетки. Можно усилить катализ еще многократной циркуляцией воздуха через оптимизатор или многократным действием каскада оптимизаторов. Поверхность катализатора, как видно, должна быть развитой, а степень нейтрализации межатомной связи в кислороде и азоте не должна достигать ее полного разрушения, вызывающего горение воздуха (ФПВР), так как катализатор в пламени окисляется атомарным кислородом и выходит из строя. Например, тантал окисляется до Та2О5.

Адаптация зажигания

Теперь о зажигании. Выше уже поясняли причину, почему молния не может взорвать атмосферу. Так и искра электрического заряда не может самостоятельно взорвать чистый воздух в цилиндре двигателя. С топливом – это можно сделать. При этом желательно нейтрализовать свободные электроны, поставляемые топливом в плазму горения. Ориентировочные расчеты показывают, что, например, для автомобиля ВАЗ-2106 мощность искры должна быть по этой причине не менее 1 Дж. Поэтому следует применять усиленные свечи зажигания, например, Е.С. Бугайца (с конденсаторами, со специальной формой электродов), И.Н. Стаценко (плазменно-форкамерные свечи со сверхзвуковым пламенем). Они дают более мощную искру с высокоскоростной и высокочастотной плазмой, увеличивают каталитический эффект. Пламя быстрее, чем обычно, охватывает весь объем камеры сгорания цилиндра двс, возникает вращение пламени в цилиндре, соответственно, с разрежением на оси вращения как в середине цилиндра, так и на оси вращения «баранки» вихря. Это тоже способствует разрушению молекул воздуха и бестопливному горению как и сверхзвуковая плазма. При этом вследствие кориолисовых сил и наличия энергии в плазменном вихре, этот вихрь может быть длительно устойчивым. Этому может способствовать также форма поршня. Зажигание может быть не только однократным, как обычно, но и многократным, и частотным. На основе индикаторной диаграммы можно будет уточнить углы зажигания в разных точках хода поршня (см. также /1, 2, 3/).

Повышение оборотов

Практика показывает, что повышение оборотов способствует наступлению азотного цикла, не совсем бестопливного, но уже с участием не только кислорода, но и азота в горении. Внешними визуальными признаками этого режима являются следующие:

- много воды в виде пара на выхлопе;

- отсутствует запах выхлопных газов;

- низкая 50-600С температура выхлопной трубы, так что за нее можно держаться голой рукой;

- мягкая бесшумная работа двигателя;

- снижение температуры охлаждающей двигатель жидкости на 10-150С;

- с помощью индикатора качества смеси (ИКС) видно искру на черном фоне беспламенного «холодного» горения;

- ручка переключения скорости становится неподвижной, не дрожит, как обычно.

Это все свидетельствует о пониженном давлении и температуре в цилиндрах двигателя. При этом его мощность не только не снижается, но и возрастает, что является следствием усиленной диссоциации воздуха, вплоть до нуклонов, как указывалось выше на примере золота /7/. Вот откуда еще один источник единичных элементарных атомов, то есть атомов водорода, для образования воды в большом количестве, визуально и инструментально определяемом на выходе из выхлопной трубы. Если построить примерную индикаторную диаграмму работы двигателя в азотном частично автотермическом режиме с учетом большого опережения угла зажигания (начала горения), диссоциации и плавного нарастания и снижения (меньшего по максимуму) давления, обратной продувки цилиндров повышенным более атмосферного давлением выхлопа с отжиманием и отсеканием топлива в карбюраторе от отверстий его подачи в первичной и вторичной камерах, то такая уточненная эпюра совмещенных в двигателе давлений 4-х цилиндров (для ВАЗ-2106) показывает, что огибающая кривая давлений – почти постоянная. Вот почему не дрожит ручка переключателя скорости, а работа двигателя бесшумна, по сравнению с обычным двигателем, для которого индикаторная диаграмма имеет достаточно острый пик, совокупность которых и дает дрожание конструкции и ручки.

13.2.6. Устранение несанкционированного
подсоса топлива

Одним из недостатков карбюраторного способа подачи топлива является несанкционированный подсос его из бака. От бака до цилиндров канал открыт практически беспрепятственно для прохода топлива. Много каналов и отверстий подсоса, практически неучтенных, когда, особенно, на переменных режимах, топливо скачком увеличивает расход за счет резкого изменения давления и разрежения, что видно оперативно по установленному датчику расхода топлива. Кроме того, топливо уходит под иглу поплавкового клапана даже тогда, когда двигатель не работает, после его остановки. Замер мензуркой показывает, что в этом случае расход топлива составляет 0,1-0,2 л/ч. При работающем двигателе топливо уходит под иглу значительно больше вследствие вибрации иглы и открытия канала. Игла работает как поршень, подкачивая топливо в камеру. Камера переполняется и топливо следует в цилиндры. Контролируемый и регулируемый уровень топлива в камере карбюратора с помощью электроклапана отчасти решает эту проблему. Для азотного режима уровень топлива должен быть как можно меньше, тогда лучше обеспечивается переобедненная смесь. Исключение топлива безусловно решит рассмотренную проблему.






Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...



© cyberpedia.su 2017 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав

0.008 с.