РЕФЕРАТ к полезной модели «Устройство для экономии топлива в двигателе внутреннего сгорания»
Предложено простое устройство для экономии топлива в двигателе внутреннего сгорания, на основе стандартного электрогидромеханического устройства для омывки смотрового стекла автомобиля. Устройство содержит емкость для воды, электронасос, присоединенный по цепи электропитания к бортовой аккумуляторной батарее, водяную форсунку –распылитель воды, шланг для подачи воды в электронасос и шланг, соединяющий выход электронасоса с этой водяной форсункой, в котором для осуществления данной цели, добавлен дозатор воды, размещенный в подающем шланге, между электронасосом и этой форсункой.
Водяная форсунка установлена выходным соплом непосредственно в воздушном тракте двигателя, а в устройство добавлены электронный широтно-импульсный регулятор напряжения, электрически включенный между аккумуляторной батареей и клеммами электропитания упомянутого электронасоса, релейный датчик температуры двигателя и датчик расхода топлива, подключенными на входы устройства управления регулятора напряжения.
Вследствие высокой температуры в камерах сгорания прогретого двигателя, влага из влажного воздуха мгновенно испаряется, создавая дополнительную силу давления на поршни, а затем она частично превращается (диссоциирует ) термическим способом в водород и кислород, которые эффективно сгорают вместе с топливной смесью. В результате, дозированная подача воды в воздушный тракт автомотора приводит к существенной экономии топлива на всех режимах работы прогретого двигателя.
УСТРОЙСТВО ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА ДЛЯ ТЕПЛОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
Полезная модель относится к устройствам экономии топлива и снижения токсичности выхлопных газов тепловых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Точнее, данная полезная модель относится к устройствам подачи воды в ДВС. История добавления воды в двигатели внутреннего сгорания (ДВС) насчитывает около 100 лет. Появление идеи и первых устройств впрыска воды в двигатель внутреннего сгорания (ДВС) возникло сразу же с его изобретением. Что-то подобное уже делали, например, в топках паровозов, котельных установках, практически везде, где происходил процесс сгорания. Да и сейчас, в инструкциях эксплуатации топок, турбин ТЭЦ есть нормативы, рекомендующие впрыскивать пар или водух в зону горения (аналоги- в кн. Политехнический словарь, , М., 1976 г. c.83 ).
Однако известные устройства сложны, энергозатратны и не приспособлены для применения для экономии топлива в ДВС, а простых и апробированных конструкций устройств такого типа пока нет. Наиболее близко по техническому решению и составу существенных признаков к заявляемой полезной модели стандартное автомобильное электрогидромеханическое устройство для подачи воды –омыватель смотрового стекла автомобиля.
Известно серийное автомобильное устройство для омывки стекол авто –содержащее устройство подачи и распыления воды, включающее емкость с водой , миниэлектронасос, подающие шланги, распылительные форсунки, и бортовой источник электропитания, присоединенный к нему через электрический тумблер (прототип- электроустройство омывки смотрового стекла в книге «Электрооборудованию автомобилей ВАЗ «, издат. «За рулем»,2008 г., с. 96).
Сущность работы прототипа состоит в создании электронасосом давления воды на его выходе, которое и приводит к подаче воды из накопительной емкости по шлангам к водяным форсункам и к распылению воды на смотровые стекла автомобиля с целью их очистки от грязи и пыли. При всех достоинствах и пользе применения прототипа, это известное устройство не приспособлено для подачи воды непосредственно в ДВС , поскольку не имеет дозатора и регулятора подачи воды, в нем также нет и устройства подачи воды в сам ДВС. Целью предлагаемого технического решения - данной полезной модели, является конструктивная доработка прототипа, для полезного применения его в качестве устройства экономии топлива ДВС, конкретнее, устранение существенных недостатков прототипа, для расширение сферы его применения в качестве устройства экономии топлива в ДВС. Иными словами, целью полезной модели является модернизация известных серийных простых электрогидромеханических устройств для омывки стекол автомобилей применительно к подаче воды в камеры сгорания тепловых ДВС.
Технический результат в данной полезной модели достигается тем, что в известное серийное автомобильное электрогидромеханическое устройство для омывки лобового смотрового стекла, содержащее емкость для воды, водяную форсунку, электронасос, присоединенный по электропитанию к аккумуляторной батарее , шланг для подачи воды в электронасос и шланг, подающий воду от него к водяной форсунке, добавлен дозатор воды, размещенный между электронасосом и водяной форсункой, причем водяная форсунка установлена в воздушном тракте двигателя внутреннего сгорания, причем в устройство также добавлен и электронный широтно-импульсный регулятор напряжения, электрически включенный между аккумуляторной батареей и клеммами электропитания упомянутого электронасоса, причем устройство дополнено также релейным датчиком температуры двигателя, и датчиком расхода топлива, подключенными на входы устройства управления регулятора напряжения.
ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА В СТАТИКЕ
Устройство полезной модели показано упрощенно в виде блок- схемы (рис.1) и содержит емкость 1 для воды ,водяной электронасос 2, электрически присоединенный к бортовой аккумуляторной батарее 3, через регулятор напряжения 4 (широтно-импульсный),причем на вход его устройства управления 5, присоединен датчик температуры двигателя 6, и датчик расхода топлива 7. Электронасос 2 присоединен по выходу гибким силиконовым шлангом 8 через дозатор 9 к водяной форсунке 10 , которая установлена выходным соплом в воздушном тракте 11 двигателя после его воздушного фильтра 12.
Устройство экономии топлива ДВС
ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА В ДИНАМИКЕ
Полезная модель (рис.1) работает следующим образом:
Вначале заливают воду в емкость 1 . Затем включают и прогревают двигатель внутреннего сгорания (он показан на рис. 1 только частично).Затем при прогреве двигателя до 90 градусов -по команде релейного датчика 6 температуры , срабатывает реле(не показано) и через систему управления включается в работу широтно-импульсный регулятор напряжения 4, подающий напряжением питания с аккумуляторной батареи 3 на электронасос 2 .Величина выходного напряжения с выхода регулятора 4 определяется (задается)устройством управления 5 в зависимости от величины сигнала с датчика 7 расхода топлива ДВС. Электронасос 2 подает воду из емкости 1 с регулируемым расходом и под регулируемым давлением через выходной шланг 8, дозатор 9 в форсунку 10. Эта вода в поступаемая от электронасоса 2 в форсунку 10, в дозированном количестве в зависимости от режима работы ДВС распыляется соплом форсунки 10 в воздушном тракте 11 ДВС сразу после воздушного фильтра 12 .Во впускном воздушном тракте 11 распыленная воды быстро смешивается с воздухом и далее в камеры сгорания ДВС(не показаны) подается уже увлажненный таким способом воздух. Вследствие высокой температуры в камерах сгорания прогретого двигателя , влага из влажного воздуха мгновенно испаряется, создавая дополнительную силу давления на поршни , а затем она частично превращается (диссоциирует )термическим способом в водород и кислород, которые эффективно сгорают вместе с топливной смесью. В результате , дозированная подача воды в воздушный тракт ДВС приводит к существенной экономии топлива на всех режимах работы прогретого двигателя, за счет повышения полноты сгорания топливной смеси , что существенно снижает и токсичность выхлопных газов ДВС, т.е. приводит к улучшению экологических показателей любых видов транспорта с тепловыми ДВС.
Положительный эффект от применения данного устройства в ДВС
Данное устройство дозированной подачи воды в двигатель ДВС по сути представляет собой автоматизированную систему подачи воды в камеры сгорания ДВС, то есть систему водяного впрыска с термоконтролем и подбором оптимального расхода воды в зависимости от частоты вращения двигателя. Наши опыты применения данного устройства в ДВС показали полезность данного устройства для уменьшение расхода топлива на 20% в городском цикле, и 30% в трассовом режиме, увеличение до 30% крутящего момента двигателя (особенно ощутимо в городском цикле), за счет увеличения крутящего момента (мощности) двигателя; возможность применения бензина с октановым числом ниже, чем предусмотрено изготовителем автомобиля, повышение компрессии и ресурса двигателя, снижение ударных нагрузок в работе кривошипно-шатунного механизма; полное исчезновение нагара на поршнях, клапанах, свечах и уменьшение выброса СО в три раза (достигается за счет оптимизации сгорания топлива); увеличения срока службы катализатора (достигается за счет оптимизации сгорания топлива и исчезновение нагара); более эффективное охлаждение двигателя ДВС в жаркий период, мягкость и значительное снижение шумности работы двигателя.
Уменьшение расхода топлива при подаче дозированного количества воды в ДВС осуществляется за счет увеличения мощности двигателя, что позволяет водителю использовать более высокие передачи. Полный эффект достигается после 300-500 км пробега (после снятия нагара с цилиндропоршневой группы). Легкость эксплуатации данного устройства экономии топлива ДВС осуществляется за счет полной автоматизации всех процессов микроконтроллерной системой.
Формула на полезную модель
Устройство для экономии топлива в двигателе внутреннего сгорания, содержащее емкость для воды, электронасос, присоединенный по цепи электропитания к бортовой аккумуляторной батарее, водяную форсунку–распылитель воды, шланг для подачи воды в электронасос и шланг, соединяющий выход электронасоса с этой водяной форсункой, отличающееся тем, что в устройство добавлен дозатор воды, размещенный в подающем шланге, между электронасосом и этой форсункой, причем водяная форсунка установлена воздушном тракте двигателя, причем в устройство также добавлены также электронный широтно-импульсный регулятор напряжения, электрически включенный между аккумуляторной батареей и клеммами электропитания упомянутого электронасоса, причем устройство дополнено также релейным датчиком температуры двигателя, и датчиком расхода топлива, подключенными на входы устройства управления регулятора напряжения.
