Адресное микродозирование топлива — КиберПедия 

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

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

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.






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

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

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

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.