Спосіб приготування палива для двигуна внутрішнього згорання

Спосіб приготування палива для двигуна внутрішнього згорання, заснований на змішуванні бензину або дизельного палива з водою, емульгатором і стабілізатором, який відрізняє ться тим, що у воду додатково вводять колоїдний розчин металевих наночастинок, отриманих ерозійно-вибуховим диспергуванням металевих гранул у воді, при цьому метал 3 30740 електричних розрядів на воду, забезпечуючи одночасно часткове емульгування її з паливом, а потім проводять остаточне емульгування суміші в емульгаторі (Патент RU №2099575. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ И СИСТЕМА ПОДАЧИ ЕЕ В ЦИЛИНДР ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ. F 02 М 25/025, F02M27/04, F02M43/00. 20.12.1997). Недоліком відомого способу є відносно невисока стійкість отриманої емульсії. Відомий спосіб приготування палива для двигуна вн утрішнього згорання шляхом змішування дизельного палива з водою і емульгатором, в якому в якості емульгатора використовують кременеву кислоту, а паливо готують шля хом змішування його з водними частинками, покритими гідрофобною кремнієвою кислотою і отриманими шляхом різкого струшування протягом 1-2 мін води і кремнієвої кислоти, узятої в кількості 10% на суміш. (Заявка России №2002119952. Способ приготовления топлива для двигателя внутреннего сгорания. МПК 7 C10L1/32, B01F3/08. Опубликовано: 2004.01.20.). Недоліком відомого способу є те, що він не забезпечує отримання ефективного палива з низьким змістом шкідливих викидів вихлопних газів. Найбільш близьким до пропонованого є спосіб приготування палива для двигуна внутрішнього згорання шляхом змішування палива з водою, емульгатором і стабілізатором, в якості якого використовуються солі чотиривалентного титану рицинолевої і 10-оксистеаринової кислот. При цьому емульсія містить 65-95ваг.% бензину або дизельного палива, 5-35ваг.% води, 0,5-1ваг.% емульгатора і 0,01-0,4ваг.% від всієї емульсії стабілізатора. (Патент России №2278892. КОМПОЗИЦИЯ ВОДНО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ. МПК7 C10L1/32, B01F3/08. Опубликовано: 2004.01.20.). Недоліками відомого способу є те, що він не забезпечує отримання ефективного палива з низьким змістом шкідливих викидів вихлопних газів, а також відсутність ефекту плакування (процесу відновлення частинок металу, що осаджуються на поверхні стінок циліндрів ДВЗ), що не дозволяє підвищувати компресійні властивості двигуна. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності способу. Це досягається тим, що спосіб включає введення у воду колоїдного розчину металевих наночастинок, отриманих ерозійно-вибуховим диспергуванням металевих гранул у воді. Запропонований, як і відомий спосіб приготування палива для двигуна внутрішнього згорання заснований на змішуванні бензину або дизельного палива з водою, емульгатором і стабілізатором і, відповідно до цієї пропозиції, у воду додатково вводять колоїдний розчин металевих наночастинок, отриманих ерозійновибуховим диспергуванням металевих гранул у воді, при цьому метал вибраний з групи, що складається з срібла, золота, міді, нікелю, 4 паладію, платини, молібдену, кобальту, родію, ванадію, заліза, марганцю, хрому, цинку, олова, цирконію, титану, алюмінію, магнію, галію, сурми, селену, тербію, празеодиму, самарія, гадолінію, церію, лантану, ітрію, неодиму, а компоненти узяті в наступних співвідношеннях, мас. %: бензин або дизельне паливо 65-95 вода 2-25 колоїдний розчин металевих наночастинок 2-10 із змістом наночастинок 0,00001-0,01 емульгатор 0,5-1 стабілізатор 0,01-0,4 У воду додатково вводять колоїдний розчин металевих наночастинок, отриманих ерозійновибуховим диспергуванням металевих гранул у воді. Це дозволяє зменшити шкідливі викиди вихлопних газів двигуна за рахунок більш повного згорання палива, зменшити витрату палива за рахунок більш повного його згорання, а також отримати ефект плакування за рахунок осадження металевих наночастинок на стінках циліндрів двигуна. Ерозійно-вибухове диспергування металевих гранул у воді забезпечує отримання металевих наночастинок з вузькою кривою розподілу гранулометричного складу наночасток, що дозволяє вводити в композицію вузькодисперсний наноматеріал. Метал вибраний з групи, що складається з срібла, золота, міді, нікелю, паладію, платини, молібдену, кобальту, родію, ванадію, заліза, марганцю, хрому, цинку, олова, цирконію, титану, алюмінію, магнію, галію, сурми, селену, тербію, празеодиму, самарія, гадолінію, церію, лантану, ітрію, неодиму. Благородні метали, а також марганець, нікель, хром, магній є каталізаторами горіння і сприяють більш повному згоранню палива. Мідь, олово, цинк, залізо, срібло, молібден, титан, нікель і хром виступають в ролі металів, що плакують. За ра хунок того, що цилиндро-поршнева група постійно обробляється металами, що плакують, припиняється процес старіння двигуна, стан якого покращується, компресія вирівнюється і зростає. Наночастинки, зважаючи на їх малий розмір, утворюють надзвичайно тонкий шар плакування на цилиндро-поршневій групі і не призводять до появи подряпин. Родій, мідь, срібло, золото, паладій, платина, залізо, марганець, хром, кобальт, ванадій, цирконій, титан, тербій, празеодим, самарій, гадоліній, сурма, селен підвищують ефективність палива. Рідкоземельні метали, перехідні метали, метали груп ПА, ПІВ, VB або VIB Періодичної Таблиці Д. І. Менделєєва підвищують ефективність палива. Мідь, цирконій олово, молібден, цинк, нікель, срібло і алюміній сприяють зменшенню витрати палива і зниженню токсичності вихлопних газів двигуна. Рідкоземельні метали сприяють поліпшенню згорання палива і згоранню сажі. Змішування компонентів проводять при наступних співвідношеннях, мас. %: бензин або дизельне паливо 65-95 вода 2-25 5 30740 колоїдний розчин металевих наночастинок 2-10 із змістом наночастинок 0,00001-0,01 емульгатор 0,5-1 стабілізатор 0,01-0,4 При значеннях мас. % компонентів менше нижніх меж знижується ефективність палива і знижується седіментаційна стійкість емульсії. При збільшенні мас. % води більше 25 також знижується ефективність палива. При збільшенні мас. % колоїдного розчину і металевих наночастинок більше верхніх меж непропорційно збільшуються витрати. Оптимальні значення мас. % емульгатора - 0,5-1; стабілізатора - 0,01-0,4. При цих значеннях спосіб дозволяє отримувати паливо з хорошою агрегативною стійкістю. Спосіб приготування палива для двигуна внутрішнього згорання здійснюють таким чином. Бензин і дизельне паливо застосовують всіх марок. Воду застосовують дистильовану або очищену на побутових фільтрах. В якості емульгатора застосовують пентол в суміші з твін80 у ваговому співвідношенні 2:1, пентол в суміші з ОП-4 у ваговому співвідношенні 3:1. Вагове співвідношення емульгаторів визначає якнайкращі властивості емульгування при їх застосуванні в концентрації 0,5-1% від всієї емульсії. Нижній і верхній показник складу емульгатора відповідають хорошій агрегативній стійкості емульсії. В якості стабілізатора застосовують солі чотиривалентного титану в кількості 0,01-0,4мас.% від всієї емульсії. У даному інтервалі концентрацій стабілізатора зберігається хороша седіментаціна стійкість емульсії. Для приготування палива використовується колоїдний розчин металевих наночастинок по ТУ У 24.6-35291116-001:2007 із змістом наночастинок 0,00001-0,01мас.% по відношенню до всієї емульсії. Водний колоїдний розчин металевих наночастинок отримують заздалегідь ерозійновибуховим диспергуванням металевих гранул, що знаходяться у воді (див. Патент України на корисну модель №23550. Спосіб ерозійновибухового диспергування металів. МПК B22F 9/14. Опубл.25.05.2007. Бюл.№7.). При проходженні через ланцюжки металевих гранул імпульсів електричного струму, в яких енергія імпульсів перевищує енергію сублімації випарованого металу, в точках контактів металевих гранул одна з одною виникають іскрові розряди, в яких здійснюється вибухоподібне диспергування металу. У каналах розряду температура досягає 10 тис. градусів. Ділянки поверхні металевих гранул в зонах іскрових розрядів плавляться і вибухоподібно руйнуються на найдрібніші наночастинки і пару. Розплавлені наночастинки, що розлітаються, потрапляють у воду і утворюють колоїдний розчин, який додають в композицію. Для приготування палива колоїдний розчин в кількості 2-10мас.% із змістом металевих наночастинок 0,00001-0,01мас.% від всієї емульсії вводять у воду. Потім розчиняють емульгатор у воді, що містить колоїдний розчин наночастинок. Стабілізатор розчиняють в бензині або 6 дизельному паливі. Потім за допомогою ультразвукового диспергатора перемішують розчини разом для створення емульсії. Після приготування емульсії її використовують замість бензину або дизельного палива в автомобілях.