Сущность этого эффекта состоит в том, что при прохождении электроразряда
высокого напряжения через жидкость в открытом или закрытом сосуде, некоторый объем
этой жидкости, находящийся в межэлектродном пространстве, мгновенно вскипает, в
результате чего в сосуде образуется газожидкостная смесь.
При расширении образовавшегося газа в сосуде возникают высокие и
сверхвысокие избыточные гидравлические давления, способные совершать полезную
механическую работу (так, если в закрытом сосуде установлен подвижный поршень, то
можно получить его, практически мгновенное, перемещение – рабочий ход). После
прекращения действия избыточного давления происходит конденсация (релаксация) ранее
образовавшихся паров жидкости (в этот момент, в закрытом сосуде, подвижный поршень
совершит обратный ход).
Электрогидравлический эффект [1, 2, 11, 12 и др.] с первых дней его открытия был
и остается постоянным источником создания множества прогрессивных технологических
процессов, которые уже сейчас широко применяются во многих промышленных отраслях
всего мира – машиностроительной, металлургической, горно-геологоразведочной,
нефтяной и др.
Одним из главных преимуществ данного метода является его исключительная
экологичность, так как способ воздействия ЭГЭ не привнесет никаких дополнительных
источников загрязнения окружающей среды в планируемые технологии.
Среди разнообразия известных областей применения ЭГЭ наиболее актуальными,
на взгляд авторов настоящей работы, являются методы использования данного эффекта в
стремительно развивающихся автомобильной и строительной индустриях
промышленности.
Так, для автомобильной промышленности находящейся под жесточайшим
контролем свода норм и правил экологических показателей двигателей внутреннего сгорания (ДВС), разработанных Комитетом по внутреннему транспорту ЕЭК ООН,
обязывает всех автопроизводителей выпускать современные автомобили с ограничением
по дымности, снижением токсичных веществ в отработавших газах, уменьшением
шумности ДВС и т. д. [5, 13].
С этой целью, большинство автогигантов видят выход в создании более
совершенных, экологически чистых и экономически выгодных ДВС, а также
использовании двигателей комбинированного типа – гибридных двигателей на основе
ДВС. И в том, и в другом случаях автопроизводителям приходится иметь дело с
традиционными системами ДВС, без модернизации которых невозможно выполнение
требований, утвержденные Комитетом ЕЭК ООН.
Одной из жизненно важных систем ДВС является система топливоподачи, в центре
которой находится топливный насос высокого давления (ТНВД). Однако серийно
выпускаемые ТНВД имеют ряд недостатков, главным образом, связанных с
ограниченными техническими возможностями используемого электромеханического
привода (сложность конструкции, технологии изготовления и сборки; высокая стоимость
и недолговечность прецизионных плунжерных пар элементов механизированного привода
ТНВД и большие мощностные затраты на его работу; ограниченные возможности по
давлению впрыска < 100МПа и др.), не позволяющего разрешить большую часть
поставленных задач перед автопроизводителями.
Созданная авторами лабораторная установка – макет (рисунки 1…4)
принципиально новой конструкции топливного электрогидравлического насоса высокого
давления (ЭГ-насоса), работающего на эффекте Л.А. Юткина без какого-либо
электромеханического привода, позволяет заменить современные серийно выпускаемые
ТНВД на более простые, менее металлоемкие, компактные и надежные насосные ЭГЭ-
установки [10].
При разработке конструкции ЭГ-насоса, предназначенного для создания высокого
давления впрыска топлива в камеру сгорания с целью повышения общей эффективности и
экологичности работы двигателя, ставилась задача спроектировать такое устройство,
которое было бы технически совершеннее аналогов существующих топливосистем.
В качестве прямых аналогов топливосистем были приняты все современные ТНВД
(плунжерного и поршневого типов, а также насосы-мультипликаторы), так как результаты
проведенного патентного поиска аналогов разработанного ЭГ-насоса показали, что в
мировой практике подобных ЭГЭ-устройств не встречается.
Разработанный ЭГ-насос (рисунок 1) конструктивно состоит из рабочей камеры
(корпус насоса), всасывающего и напорного гидроклапанов, работающих по принципу
”ниппеля”, датчика контроля давлений, установленного в рабочей камере насоса, двух
высоковольтных электрода с контакторами «+» и «–», на которые подается напряжение от
блока преобразователя (рисунки 2 и 3).
yaplakal.com