Струйно-кавитационная обработка топлива

Ресурсосберегающая технология для топливных систем

Известно, что выхлопные газы автомобилей, сжигающих жидкое топливо, имеют в своем составе более 200 высокотоксичных и ядовитых химических элементов, соединений и веществ, при чем токсичность некоторых из них сопоставима с боевыми отравляющими веществами. Работающие автомобильные двигатели являются также мощными источниками теплового излучения. В современных автотранспортных двигателях около 40% тепловой энергии сгораемого топлива сбрасывается в атмосферу в виде горячих газов. Учитывая постоянное увеличение суммарного количества автотранспортных средств, их негативное влияние на экологическое состояние города весьма ощутимо и неуклонно возрастает.

Для комплексного повышения экологической чистоты автомобильного транспорта была разработана технология обработки жидкого углеводородного автомобильного топлива (бензина и дизельного топлива), которая реализована в конструкции системы обработки топлива.

Предлагаемая технология разработана для автомобильных двигателей внутреннего сгорания (ДВС): карбюраторного и дизельного. “Система питания карбюраторного двигателя” и “Топливная система двигателя внутреннего сгорания” являются системами ресурсосберегающими, природоохранного (экологического) назначения и обеспечивают повышение экономичности, надежности, маневренности карбюраторных и дизельных двигателей, снижение теплового излучения и повышение экологической чистоты автомобиля в целом. “Система питания карбюраторного двигателя” и “Топливная система двигателя внутреннего сгорания” прошли лабораторные испытания и показали свою работоспособность в соответствии со своим назначением на карбюраторном двигателе ВАЗ 2105 (70 л. с.) и дизельном двигателе типа 7Д6 (150 л. с.).

Сущность предлагаемой технологии заключается в струйно-кавитационной обработке автомобильного топлива, которая осуществляется на молекулярном уровне непосредственно перед его сжиганием. При необходимости к обрабатываемому топливу можно подмешивать до 7,0% пресной воды. Результатом реализации предлагаемой технологии является получение обработанного топлива, топливной смеси (ТС) или высококачественной водотопливной эмульсии (ВТЭ). Обработанное топливо и ТС имеют меньшую плотность и вязкость, а вода в ВТЭ распределена равномерно по всему топливному объему в виде микроскопических капель (3–5 мкм). Наряду с автомобильным топливом (бензином или дизельным топливом) компонентами ТС и ВТЭ могут быть отработанные автомобильные масла, соответствующие ГОСТу 21046-86, чистая или загрязненная пресная вода. Наибольший эффект при использовании предлагаемой технологии достигается при обработке дизельного топлива как обычного, так и ухудшенного качества, некондиционного и обводненного.

Обработанное топливо, ТС и ВТЭ сгорают в объеме камеры сгорания карбюраторного или дизельного двигателя без химического и физического недожогов, со значительно сниженными коэффициентами избытка воздуха с большей эффективностью, при этом отсутствуют золо- и нагароотложения на внутренних поверхностях цилиндровых втулок, головок, поршней, поршневых колец и в выхлопном тракте ДВС, то есть в глушителе. Вода, равномерно распределенная по объему топлива, активно участвует во всех процессах, происходящих в зоне горения, и позволяет не только исключить в продуктах сгорания бенз(а)пирен, в 15–20 раз снизить количество сажи и сократить выбросы СО, NO, но и на 25% снизить температуру выхлопных газов.

Использование системы обработки автомобильного топлива позволяет: – экономить бензин (до 4,0%) и дизельное топливо (до 5,0 %); – расширить диапазон нефтяных топлив, используемых в автомобильных двигателях; –эффективно сжигать в двигателе автомобиля обводненное топливо и отстой воды в баке без негативного влияния на его работу; –повысить экологическую чистоту автотранспортного средства в целом.

Предлагаемая система обработки топлива, предназначенная для использования в автотранспортных средствах, представляет собой систему-приставку к штатной топливоподающей системе двигателя и выполняется по прямоточной схеме. В состав системы входят: диспергирующее устройство (ДУ); трубопроводы – входной (напорный), выходной (обработанного топлива, готовой ТС или ВТЭ), всасывающий; запорные органы; манометр и емкость утилизируемых жидкостей. Основным элементом системы обработки топлива является самовсасывающее диспергирующее устройство струйно-кавитационного типа, которое рассчитывается и изготавливается индивидуально. Место установки системы-приставки в штатную топливоподающую систему определяется по результатам гидравлического расчета последней.

Широкое внедрение данной системы обработки топлива на двигателях внутреннего сгорания различных транспортных средств позволит не только значительно оздоровить экологическую обстановку городов, населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий и зон отдыха, но и сэкономить большое количество дорогостоящих автомобильных топлив.

Факторы, влияющие на расход топлива

  Экономичный способ уменьшения расхода топлива. Сокращение расхода топлива достигается за счет плавности движения и грамотного использования дорожной ситуации (полосы движения, режима включения сфетофоров и т.д.). Скорость движения автомобиля на высшей передаче ограничивается даже на автомагистралях величиной 80 - 90 км / ч. При разгонах вторая, третья и последующие передачи включаются как можно раньше, когда частота вращения двигателя не превышает 200 об / мин. Так управлять автомобилем не всегда возможно и достаточно утомительно, но это оптимальный способ экономии. При этом удается заметно снизить расход, а двигатель и другие механизмы автомобиля используются в щадящем режиме.   Наименьшему расходу топлива способствует плавное движение автомобиля, без резких разгонов и торможений. Каждое нажатие на педаль акселератора (газа) для ускорения и последующее - на педаль тормоза для замедления ведет к перерасходу топлива.   Конструкция транспортного средства во многом определяет расход топлива - он будет выше для легкового автомобиля: с большими размерами, массой и мощным двигателем; полноприводного (и тем более вседорожного); имеющего аэродинамически несовершенную форму кузова; с карбюраторным двигателем (в сравнении с впрысковым); имеющего двигатель с двумя клапанами на цилиндр (в сравнении, например, с четырехклапанным); с автомотической коробкой передач; снабженного усилителем руля и кондиционером.   Для уменьшения расхода топлива необходимо выключать двигатель при длительных остановках, например в безнадежных пробках или при закрытом железнодорожном переезде.   Для уменьшения расхода топлива необходимо сразу же после использования снимать багажник с крыши.   Для уменьшения расхода топлива необходимо применять качественный бензин с достаточным октановым числом.   Для уменьшения расхода топлива необходимо на автомобилях с автоматической коробкой использовать экономичный или зимний режимы, которые обеспечивают переключение передач при более низких оборотах двигателя и экономию топлива в отличие от других режимов, например "спортивного".   Для достаточной экономии горючего автомобиль, прежде всего, должен быть исправен и правильно отрегулирован согласно инструкции по эксплуатации. Многие неисправности приводят к такому перерасходу топлива, который не компенсировать никакими самыми эффективными приемами вождения.   Для уменьшения расхода топлива необходимо двигаться как можно равномернее, перед поворотами желательно выбирать скорость, позволяющую пройти их безопасно, не притормаживая, без переключения передач и последующего разгона.   Для уменьшения расхода топлива необходимо использовать моторное и трансмиссионное масло с минимально допустимой вязкостью (с учетом климатических условий).   Современные автомобили достаточно экономичны. Но в реальных условиях эксплуатации потребление топлива может быть лучше, чем указано в их технических характеристиках. Связано это не только с интенсивным движением и пробками на дорогах, но и с индивидуальным стилем управления, применяемым водителем.   Затраты для привода вспомогательных устройств - генератора, компрессора кондиционера, гидроусилителя рулевого управления и т. д. - составляют примерно 2 - 5 % от общего расхода топлива.   Температура охлаждающей жидкости ниже расчетной приводит к увеличению расхода топлива на 10 %. Непрогретый двигатель - причина возрастания потребности в топливе на 20 %.   Если автомобиль оборудован дизельным двигателем, можно сэкономить значительные средства в процессе эксплуатации за счет меньшего расхода топлива. Чем это объясняется? У дизельных двигателей легкового автомобиля степень сжатия находится в пределах 20 - 22 единиц по сравнению с девятью - десятью у бензиновых моторов, что обеспечивает более высокий КПД. В условиях эксплуатации стабильность мощностных показателей и расхода топлива зависит в первую очередь от сопротивления воздухоочистителя, влияющего на наполнение цилиндров воздухом (что касается и двигателей с турбонадувом), от угла опережения впрыска топлива, давления начала подъема иглы форсунки (давления начала впрыска), качества распыления топлива форсунками, а также от характера (закона) подачи топлива топливным насосом высокого давления.   Повышенный износ цилиндропоршневой группы отрицательно сказывается на топливном режиме. Снижение компрессии всего на одну атмосферу (единица измерения) оборачивается увеличением расхода топлива на 10 %.   Неправильно выставленные зазоры в свечах зажигания, а также перебои в работе свечей имеют следствием повышение расхода топлива на 10 %.   Динамичный способ уменьшения расхода топлива отличается от экономичного только тем, что вместо плавных ускорений применяют короткие, энергичные разгоны. За счет максимального сокращения времени ускорения удается частично компенсировать возросший расход топлива.   Расход топлива во многом зависит от массы, состояния автомобиля, его класса, дорожных условий, времени года, мастерства водителя и других факторов. Город - не лучшее место для экономичной езды. Обычно она возможна на больших трассах или загородных дорогах. В городе из - за частых остановок, пробок, тех или иных маневров расход топлива значительно увеличивается. Избегайте движения в часы пик, выбирайте объездные дороги. Старайтесь регулярно осматривать основные узлы и перед поездкой проверять техническое состояние машины. Имейте в виду, что в холодную погоду автомобиль потребляет топлива больше на 20 - 40 %. При езде с прицепом расход возрастает примерно на треть. Резкие разгоны и торможения могут увеличить его на 20 %, а уменьшить давления в шинах на 0,5 кгс/см 2 – более чем на 10 %. Для экономии предпочтительнее бескамерные покрышки радиальной конструкции. Слишком сильная затяжка подшипников, неисправности тормозной системы, плохо отрегулированные узлы, неправильный баланс колес, слишком густые масла - все это снижает экономичность.

ЛЕКЦИЯ 14

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СМАЗКИ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ

АВТОТРАНСПОРТА