Повышение топливной экономичности двигателя внутреннего сгорания
Отправьте статью сегодня! Электронный вариант журнала выйдет 14 августа,печатный экземпляр отправим18 августа.

Повышение топливной экономичности двигателя внутреннего сгорания

В статье рассматриваются особенности процесса магнитной активации топлива. Представлены результаты разработки и исследования магнитного активатора на основе неодимового магнита.
Поделиться в социальных сетях
1526 просмотров
Библиографическое описание

Конов, М. Ю. Повышение топливной экономичности двигателя внутреннего сгорания / М. Ю. Конов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 24 (158). — С. 155-159. — URL: https://moluch.ru/archive/158/44604/ (дата обращения: 03.08.2021).



В статье рассматриваются особенности процесса магнитной активации топлива. Представлены результаты разработки и исследования магнитного активатора на основе неодимового магнита.

Ключевые слова: магнитный активатор, технико-экономические показатели, экономия топлива, углеводородные связи

Современные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) — гораздо мощные и экономичные по сравнению с теми, которые выпускались ещё 40–50 лет назад. Тем не менее, производители непрерывно работают над совершенствованием ДВС, делая основной упор на их топливную экономичность.

К ДВС предъявляются следующие требования:

– высокая агрегатная и удельная мощности, обеспечивающие требуемые технико-экономические и динамические показатели транспортного средства;

– низкий удельный расход топлива;

– низкий расход смазочных, охлаждающих и других рабочих материалов;

– хорошие экологические показатели (низкий уровень химического, теплового загрязнения окружающей среды);

– высокая эксплуатационная надежность в любых климатических условиях и условия эксплуатации (высокие долговечность, наработка на отказ, ремонтопригодность, сохраняемость);

– хорошие показатели маневренности (легкий пуск при низких и повышенных температурах, минимальное время подготовки к приему нагрузки);

– низкая стоимость изготовления;

– малые затраты на обслуживание и ремонт;

– технологичность конструкции;

– низкая металлоемкость;

– высокий уровень стандартизации и унификации;

Среди приведенных показателей качества ДВС основными на настоящем этапе являются технико-экономические показатели, экологические показатели, а так же надежность, стоимость изготовления и эксплуатации, удельная мощность при сохранении на приемлемом уровне других показателей качества.

В настоящее время существует множество вариантов повышения технико– экономических показателей. Одним из таких способов является подготовка топливной смеси перед подачей в ДВС. Подготовка топлива осуществляется за счет обработки топлива магнитным полем неодимового магнита. Магнитная обработка топлива осуществляется за счет установки магнитного активатора после топливного насоса на топливопровод или в его разрыв. Магнитный активатор (МА) представляет собой электромагнит, либо неодимовый магнит. Магнитные активаторы топлива, улучшают качество любого топлива, увеличивая полноту его горения. Основные различия конструкций МА состоят в расположении магнитов относительно корпуса магнитного активатора. Они могут быть расположены как внутри, так и снаружи корпуса активатора. Магнитные активаторы достаточно просты по конструкции и не требуют дополнительного обслуживания и никаких дополнительных расходных материалов в течение периода эксплуатации. Простота конструкции магнитного активатора с внешним размещением магнитов позволяет устанавливать его на топливопровод без его разборки, укрепив хомутами. Дальнейший уход за ним не требуется [1].

Принцип работы магнитного активатора заключается в том, что своим мощным магнитным полем МА разрывает углеводородные связи топлива, модифицируя воздушно-топливную смесь в однородную массу, повышает её теплотворность и до 5–10 % экономит исходное топливо для любого ДВС, поскольку обеспечивает полное сгорание уже иного, более энергетического топлива, полученного на выходе магнитного активатора [2]. Под действием сильных магнитных полей молекулы топлива изменяют свою конфигурацию, вследствие этого сила связи между молекулами значительно уменьшается, т. е. повышается внутренняя энергия топлива. В то же время сложные молекулы топлива частично дробятся и ионизируются, двигаясь в направлении противоположном направлению внешнего магнитного поля [4]. Сгорание топлива в ДВС становится более эффективным, а количество выхлопных газов уменьшается. На рис.1 схематично показан принцип работы магнитного активатора.

Рис. 1. Принцип работы магнитного активатора

Магнитные активаторы топлива обеспечивают для ДВС следующие положительные эффекты на чистом топливе:

– снижение расхода любого топлива до 5 -10 %;

– увеличение срока службы двигателей;

– не требует специального инструмента и навыков;

– уменьшение выброса вредных газов в атмосферу;

– могут использоваться на любых ДВС;

На белее низких сортах топлива эффект от магнитной обработки становится мало заметным. Таким образом, совершенствование магнитной обработки топлива в системе топливоподачи ДВС является актуальным и практически значимым.

Для решения поставленных задач была разработана и выполнена экспериментальная установка, представляющая собой физическую модель магнитного активатора топлива. Она предназначена для изучения влияния магнитного поля на молекулы топлива.

На рис. 2 показана экспериментальная установка, которая представляет собой топливный насос ГАЗ-53 с латунной проставкой (рис. 3), установленной в топливном насосе выше диафрагмы. В проставку устанавливается неодимовый магнит, который является активатором топлива.

Рис. 2. Схема принципиальной установки (бензонасоса)

Устройство включает основные элементы: 1 — электромагнитная катушка; 2 — якорь; 3 — привод якоря; 4 — пружина; 5 — диафрагма; 6 — топливная камера; 7 — впускной клапан; 8 — выпускной клапан; 9 — латунная проставка с неодимовым магнитом.

Рис. 3. Проставка под неодимовый магнит

Устройство работает следующим образом. К двигателю марки «40210А» подключался бензонасос со встроенным в него неодимовым магнитом. Топливо проходя через магнитное поле изменяет свою конфигурацию, вследствие этого сила связи между молекулами топлива и их поверхностное натяжение в кластерах топлива уменьшается, т. е. повышает тем самым внутреннюю энергию топлива и равномерно распределяет их в потоке таким образом, чтобы горение топлива в ДВС происходило эффективнее. Схема установки магнитного активатора на ДВС приведена на рис.4.

Рис. 4. Схема установки магнитного активатора на ДВС

Результаты эксперимента были получены следующим образом. К двигателю марки «40210А» номинальной мощностью 66,2 кВт подключался бензонасос со встроенным в него неодимовым магнитом, и учитывался расход топлива за определенный промежуток времени при определенных оборотах двигателя в минуту (1500 об/мин). Затем магнит с бензонасоса извлекался и проводились те же испытания. В результате были получены данные по расходу топлива с использованием магнита в бензонасосе и без него (таблица 1,2).

Таблица 1

Данные по расходу топлива при нагрузке двигателя 3 кВт*ч.

Нагрузка двигателя— 3 кВт*ч

Время, мин

С магнитным активатором

Без магнитного активатора

Расход топлива, г

Расход топлива за 30 минут, г

Расход топлива, г

Расход топлива за 30 минут, г

1

10,66

10,66

10,66

10,66

2

10,33

20,99

10,33

20,99

3

11

31,99

10,66

31,65

4

10,66

42,65

10,66

42,31

5

10,33

52,98

11

53,31

6

10,66

63,64

10,66

63,97

7

11

74,64

10,66

74,63

8

10,33

84,97

11

85,63

9

10,33

95,3

10,66

96,29

10

10,66

105,96

10,66

106,95

11

10,66

116,62

10,66

117,61

12

10,33

126,95

11

128,61

13

10,66

137,61

10,66

139,27

14

10,33

147,94

10,66

149,93

15

11

158,94

10,33

160,26

16

10,66

169,6

10,66

170,92

17

10,33

179,93

10,66

181,58

18

10,66

190,59

10,33

191,91

19

10,66

201,25

10,33

202,24

20

10,33

211,58

10,66

212,9

21

10,66

222,24

11

223,9

22

10,66

232,9

10,66

234,56

23

10,33

243,23

10,66

245,22

24

11

254,23

10,33

255,55

25

10,66

264,89

10,33

265,88

26

10,66

275,55

10,66

276,54

27

10,66

286,21

11

287,54

28

10,33

296,54

10,66

298,2

29

10,66

307,2

10,66

308,86

30

10,66

317,86

10,33

319,19

Таблица 2

Данные по расходу топлива при нагрузке двигателя 6 кВт*ч.

Нагрузка двигателя— 6 кВт*ч

Время, мин

С магнитным активатором

Без магнитного активатора

Расход топлива, г

Расход топлива за 30 минут, г

Расход топлива, г

Расход топлива за 30 минут, г

1

11

11

11

11

2

10,83

21,83

11

22

3

11

32,83

10,83

32,83

4

10,83

43,66

10,83

43,66

5

10,83

54,49

11,16

54,82

6

11,16

65,65

10,83

65,65

7

10,66

76,31

11,16

76,81

8

11

87,31

11

87,81

9

11

98,31

11

98,81

10

10,83

109,14

10,83

109,64

11

10,83

119,97

11,16

120,8

12

10,66

130,63

11

131,8

13

10,83

141,46

10,66

142,46

14

10,66

152,12

11

153,46

15

11

163,12

10,66

164,12

16

10,83

173,95

10,83

174,95

17

11

184,95

10,83

185,78

18

10,83

195,78

11

196,78

19

10,66

206,44

10,83

207,61

20

11

217,44

11

218,61

21

11,16

228,6

11

229,61

22

10,83

239,43

10,83

240,44

23

10,83

250,26

11

251,44

24

11

261,26

10,83

262,27

25

10,66

271,92

11,16

273,43

26

11

282,92

10,66

284,09

27

10,83

293,75

10,83

294,92

28

10,66

304,41

11

305,92

29

10,83

315,24

10,83

316,75

30

11

326,24

10,83

327,58

По данным таблиц 1 и 2 можно сделать вывод, что экономия топлива за 30 минут работы двигателя и при нагрузке 3 кВт*ч составляет 1,33 грамма (0,417 %), а при нагрузке 6 кВт*ч составляет 1,34 грамм (0,356 %).

Таким образом в результате проведения экспериментального исследования магнитной обработки топлива путем установки магнита в корпус топливного насоса существенных результатов не дало (эффект на уровне 0,5 %). Дальнейшее повышение топливной экономичности ДВС в данной конструкции возможно с использованием кавитатора топлива в камере насоса перед магнитом.

Литература:

1. Пирсол И., Кавитация. — М.: Изд-во «Мир», 1975. — 95 с.

2. Левцев А. П., Импульсные системы тепло- и водоснабжения: монография / А. П. Левцев, А. Н. Макеев; под общ. ред. д-ра техн.наук проф. А. П. Левцева. — Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2015. — 172 с.

3. Потапков Д. В., Любинский С. В., Патент № 2435649, B05B1/00. Топливный кавитатор; Заявл. 08.07.2010; Опубл. 10.12.2011; Бюл. № 34.

4. Страйер Л. Биохимия. — М.: Изд-во «Мир», 1984. –232 с.

5. Карбушев А. А., Антонян Е. В., Карбушева Г. Н., Карбушев В. Ф., Милокостенко Т. П. Патент № 2324838, F02M27/04. Магнитный активатор топлива; Заявл. 05.04.2006; Опубл. 20.05.2008; Бюл № 14.

основные термины

генерируются автоматически
магнитный активатор, технико-экономические показатели, экономия топлива, углеводородные связи
Похожие статьи
Чечулин Владислав Дмитриевич
Разработка генератора постоянного тока на неодимовых магнитах на магнитных подвесах
Спецвыпуск
2016
Сидоренко Николай Сергеевич
Энергетическая установка на постоянных магнитах
Технические науки
2017
Анисимов Александр Сергеевич
Способы улучшения эксплуатационных свойств дизельного топлива
Технические науки
2016
Артемов Василий Андреевич
Обзор электроракетных двигателей холловского типа с магнитной системой, основанной на постоянных магнитах
Технические науки
2017
Довыдовский Владимир Александрович
Современные дизельные двигатели. Топливная система
Технические науки
2016
Галка Галина Александровна
Обзор применения водно-топливных эмульсий в ДВС
Технические науки
2017
Коротких Юлия Сергеевна
Влияние цетаноповышающих присадок на работу двигателей, работающих на дизельных топливах
Технические науки
2016
Бубенчиков Антон Анатольевич
Использование магнитных подвесов при проектировании ВЭУ с вертикальной и горизонтальной осью вращения
Спецвыпуск
2016
Чечулин Владислав Дмитриевич
Разработка генератора постоянного тока на неодимовых магнитах на магнитных подвесах
Спецвыпуск
2016
Сидоренко Николай Сергеевич
Энергетическая установка на постоянных магнитах
Технические науки
2017
Анисимов Александр Сергеевич
Способы улучшения эксплуатационных свойств дизельного топлива
Технические науки
2016
Артемов Василий Андреевич
Обзор электроракетных двигателей холловского типа с магнитной системой, основанной на постоянных магнитах
Технические науки
2017
Довыдовский Владимир Александрович
Современные дизельные двигатели. Топливная система
Технические науки
2016
Галка Галина Александровна
Обзор применения водно-топливных эмульсий в ДВС
Технические науки
2017
Коротких Юлия Сергеевна
Влияние цетаноповышающих присадок на работу двигателей, работающих на дизельных топливах
Технические науки
2016
Бубенчиков Антон Анатольевич
Использование магнитных подвесов при проектировании ВЭУ с вертикальной и горизонтальной осью вращения
Спецвыпуск
2016
публикация
№24 (158) июнь 2017 г.
дата публикации
июнь 2017 г.
рубрика
Технические науки
язык статьи
Русский
Опубликована
Похожие статьи
Чечулин Владислав Дмитриевич
Разработка генератора постоянного тока на неодимовых магнитах на магнитных подвесах
Спецвыпуск
2016
Сидоренко Николай Сергеевич
Энергетическая установка на постоянных магнитах
Технические науки
2017
Анисимов Александр Сергеевич
Способы улучшения эксплуатационных свойств дизельного топлива
Технические науки
2016
Артемов Василий Андреевич
Обзор электроракетных двигателей холловского типа с магнитной системой, основанной на постоянных магнитах
Технические науки
2017
Довыдовский Владимир Александрович
Современные дизельные двигатели. Топливная система
Технические науки
2016
Галка Галина Александровна
Обзор применения водно-топливных эмульсий в ДВС
Технические науки
2017
Коротких Юлия Сергеевна
Влияние цетаноповышающих присадок на работу двигателей, работающих на дизельных топливах
Технические науки
2016
Бубенчиков Антон Анатольевич
Использование магнитных подвесов при проектировании ВЭУ с вертикальной и горизонтальной осью вращения
Спецвыпуск
2016
Чечулин Владислав Дмитриевич
Разработка генератора постоянного тока на неодимовых магнитах на магнитных подвесах
Спецвыпуск
2016
Сидоренко Николай Сергеевич
Энергетическая установка на постоянных магнитах
Технические науки
2017
Анисимов Александр Сергеевич
Способы улучшения эксплуатационных свойств дизельного топлива
Технические науки
2016
Артемов Василий Андреевич
Обзор электроракетных двигателей холловского типа с магнитной системой, основанной на постоянных магнитах
Технические науки
2017
Довыдовский Владимир Александрович
Современные дизельные двигатели. Топливная система
Технические науки
2016
Галка Галина Александровна
Обзор применения водно-топливных эмульсий в ДВС
Технические науки
2017
Коротких Юлия Сергеевна
Влияние цетаноповышающих присадок на работу двигателей, работающих на дизельных топливах
Технические науки
2016
Бубенчиков Антон Анатольевич
Использование магнитных подвесов при проектировании ВЭУ с вертикальной и горизонтальной осью вращения
Спецвыпуск
2016