Струйно-кавитационная обработка топлива

Новая технология обработки жидкого углеводородного бензина и дизельного топлива разработана авторами для комплексного повышения экологической чистоты автомобильного транспорта.

Сегодня почти две трети всех экологически вредных выбросов в крупных городах составляют выбросы автотранспорта и сопутствующей техники. Учитывая некоторое ухудшение качества автомобильного топлива (по причине снижения качества исходной нефти), фактическое количество экологически вредных выбросов в городах значительно больше. Действительно, каждое автотранспортное средство является опасным загрязнителем. Кроме того, для своей работы автомобильный двигатель требует значительного количества кислорода.

Основными загрязнителями при эксплуатации легковых автомобилей, грузовых автомашин и пассажирских автобусов являются выхлопные газы и используемые автомобильные жидкости: топливо, горюче-смазочные материалы и охлаждающие жидкости. Вместе с выхлопными газами двигателей в атмосферу сбрасывается до 1-1,5% потребляемого автомобилем топлива.

Известно, что выхлопные газы автомобилей, сжигающих жидкое топливо, имеют в своем составе более 200 высокотоксичных и ядовитых химических элементов, соединений и веществ, причем 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.

К сожалению, на сегодняшний день специальных устройств и систем, снижающих вредное воздействие эксплуатируемого дизельного двигателя на окружающую природную среду, не существует. Установка же каталитического конвертера (катализатора) на автомобиль с дизельным двигателем позитивных результатов не дает.

Но 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: для карбюраторных двигателей – «Система питания карбюраторного двигателя (СПКД)» и для дизельных двигателей – «Топливная система двигателя внутреннего сгорания (ТСДВС)».

Предлагаемая технология разработана для автомобильных двигателей внутреннего сгорания: карбюраторного и дизельного. СПКД и ТСДВС 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.

СПКД и ТСДВС 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% 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 бензапирен, в 15-20 раз снизить количество сажи и сократить выбросы СО, NО-, 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.

К сожалению, из-за финансовых трудностей с 2000 года работы в данной области авторами были прекращены. Однако при наличии заинтересованных лиц или организаций и необходимого финансирования данные работы могут быть продолжены на договорных условиях и доведены до массового внедрения. На первом этапе работы по разработке и внедрению автомобильных систем топливообработки целесообразно начать с выполнения комплексной НИОКРа.

Источник: Энергетика и промышленность России