УСТРОЙСТВО ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно к конструкции устройств, направленных на снижение токсичности отработавших газов, и при его использовании обеспечит создание экологически чистого двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Известно устройство для обработки топлива (RU №1590608, F02М 27/04, заявл. 08.06.1988, опубл. 07.09.1990). Устройство входным штуцером соединено с помощью шланга с бензонасосом, а выходным патрубком - с карбюратором, т.е. при запуске двигателя топливо из бензонасоса по шлангу поступает через входной штуцер в топливный канал устройства. В процессе протекания топливо поляризуется под воздействием электрического поля высокого напряжения, создаваемого положительным и отрицательным электродами, при этом частицы топлива деформируясь превращаются в диполи, которые ориентируются вдоль силовых линий поля, что позволяет повысить эффективность его сгорания в ДВС. Недостатки устройства: - наличие положительного и отрицательного электродов внутри корпуса, через которое проходит топливо, т.е. воздействие, идет только на топливо, что не обеспечивает полноту его сгорания, - сложность конструкции.
Известен активатор жидкого топлива для ДВС (RU №2310769, F02M 27/04, заявл. 21.02.2006, опубл. 20.11.2007), который позволяет увеличить эффективность сгорания жидкого топлива, уменьшить выброс отработавших газов и повысить экономичность. Активатор содержит установленный в корпусе источник постоянного тока, выполненные из диэлектрика цилиндр и днище. В цилиндре размещены токопроводящий магнит, пластина и стержень. При этом на пластине установлен источник постоянного тока своим плюсовым концом, а минусовым концом он замкнут на корпус. Стержень установлен своим концом в отверстии бензопровода с возможностью взаимодействия с активируемым жидким топливом, поступающим по бензопроводу в ДВС. В полости, образованной днищем, стержнем, цилиндром и магнитом, помещено активирующее вещество, которое содержит биологически активные компоненты из минералов, масла растений, вещества животного происхождения, порошка серебра. С помощью источника токопроводящего магнита создается электромагнитное поле, воздействующее на стержень, который в свою очередь воздействует на жидкое топливо, с которым соприкасается. В результате жидкое топливо подвергается активации и его сгорание происходит эффективнее с уменьшением выброса угарного газа и экономии жидкого топлива. Недостатком этого устройства является одностороннее активное воздействие на один (топливо) из двух компонентов (топливо плюс окислитель), что не обеспечивает полноту сгорания топлива, а также сложность и многокомпонентность конструкции.
Известно устройство, осуществляющее способ интенсификации работы двигателя внутреннего сгорания, позволяющее уменьшить токсичность выхлопных газов (реферат US 2005011500, опубл. 2005.01.20). Устройство содержит воздухопровод, топливопровод, камеру смешивания топлива с воздухом (окислителем), камеру сгорания, источник питания. Изолированный электрод установки, закрепленный в топливно-воздушном тракте между карбюратором и головкой цилиндров, подключают к отрицательному полюсу источника энергии. Свечу зажигания через конденсатор подключают к положительному полюсу источника питания. Конденсатор включается в цепь между распределителем-прерывателем и свечой зажигания. Установка, осуществляющая способ, подключается к впускному тракту и к головке блока цилиндров и обеспечивает подачу отрицательного заряда по мере прохождения топливно-воздушной смеси по впускному тракту от карбюратора до сопла топливной форсунки камеры сгорания. Вследствие этого в камеру сгорания попадает отрицательно заряженная топливно-воздушная смесь. Поскольку свеча имеет положительный заряд, топливно-воздушная смесь притягивается к свече, где происходит ее воспламенение.
Недостаток установки заключается в том, что воздействие отрицательным полюсом осуществляется уже на топливно-воздушную смесь, а положительный полюс создают на свече зажигания. Воспламенение топливно-воздушной смеси в непосредственной зоне свечи зажигания не обеспечивает полноту сгорания смеси, поэтому проблема создания экологически чистого двигателя внутреннего сгорания с использованием известной установки решается частично. К недостаткам можно отнести сложность конструкции в виду большого количества дополнительных энергоагрегатов, требующих повышения напряжения источника энергии (бортовой сети), что снижает экономичность двигателя.
Известно устройство, направленное на повышение полноты сгорания жидкого топлива за счет его активации в электрическом поле (RU 2032107, F02M 27/04, заявл. 11.01.1991. опубл. 27.03.1995). Устройство включает топливопровод, систему подачи топлива, воздухопровод, камеру смешивания топлива с воздухом, источник постоянного тока. Активатор топлива смонтирован в линии подачи топлива после подкачивающего насоса и содержит корпус с входным и выходным патрубками и электроды, размещенные внутри активатора, подключенные к источнику тока высокого напряжения. Активатор для повышения полноты сгорания снабжен полупроницаемой мембраной для разделения заряженных потоков, расположенной между электродами. Поток топлива под действием электрического поля разделяется на два разноименных. Положительный поток подают на смешение с воздухом, а отрицательный выводят в бак.
Недостаток указанного устройства заключается в необходимости создания высокого напряжения на электродах и регулирования частоты импульсного тока и напряжения, а также в ограничении технических возможностей в виду использования в двигателях с предварительным процессом смесеобразования. Кроме того, воздействие электрическим полем только на топливо и создание одноименного, а именно, положительного потока топлива полноту сгорания топлива решает частично.
Задачей полезной модели является расширение технических возможностей устройства, а также повышение активации топлива и воздуха (окислителя), обеспечивающих максимальную полноту сгорания топлива, что приводит к экономичности двигателя, повышению коэффициента полезного действия (КПД), мощности и экологичности.
Указанная задача решается тем, что устройство интенсификации работы двигателя внутреннего сгорания, содержащее трубопровод воздухозаборника, воздушный фильтр, топливоподающую систему, камеру смешивания топлива с воздухом (окислителем), камеру сгорания, источник тока, воздействующий зарядом сердечника на топливо в топливопроводе, согласно предложению, оно снабжено вторым источником тока, воздействующим зарядом сердечника на воздух в трубопроводе воздухозаборника, при этом качестве источников зарядов на топливопроводе и трубопроводе воздухозаборника установлены электромагниты с возможностью включения последних с соответствующей сменой разноименных полюсов.
Расположение электромагнитов выше указанным образом позволяет осуществлять воздействие разноименными полюсами электромагнитов на топливо и воздух (окислитель) соответственно в топливном и воздушном каналах одновременно и постоянно до попадания их в камеру смешивания топлива с воздухом и/или в камеру сгорания.
Включение электромагнитов осуществляют таким образом, что, если на топливопровод направлен положительный или отрицательный полюс одного из электромагнитов, то на трубопровод воздухозаборника направлен противоположный - отрицательный или положительный - полюс другого электромагнита.
В предлагаемом устройстве разнополюсная обработка электромагнитным полем топлива и воздуха создает различную деполяризацию их молекул, что позволяет таким молекулам при попадании в камеру сгорания значительно увеличить количество окислительных цепей в объеме камеры, принимающих участие в процессах смесеобразования, воспламенения и горения на всех рабочих режимах, в том числе и пусковых. Такая интенсификация окислительных процессов приводит к более полному сгоранию попавшего в камеру топлива, повышению экономичности, КПД и, соответственно, мощности двигателя. Более полное сгорание топлива в свою очередь ведет к сокращению выбросов вредных веществ с отравляющими газами, являющимися в основном результатом неполного сгорания топлива.
Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 - дана структурная схема расположения электромагнитов в воздушной и топливной системах ДВС; на фиг.2 - сечение I-I фиг.1, электромагнит - на трубопроводе воздухозаборника; на фиг 3 - сечение II-II фиг.1, электромагнит - на топливопроводе.
Предлагаемое устройство содержит трубопровод 1 воздухозаборника, соединенного через воздушный фильтр 2 и воздухопровод 3 (для ДВС с внутреннем смесеобразованием) или трубопровод 4 подвода смеси топлива с воздухом (для ДВС с внешним смесеобразованием) в камеру сгорания 5. Камера сгорания расположена над поршнем 6 и имеет коллектор 7 для отвода отработавших газов. Устройство содержит топливопровод высокого давления 8, соединенный с топливоподающей системой 9, топливопровод низкого давления 10 и топливопровод 11 подачи топлива в камеру смешивания (для ДВС с внешним смесеобразованием).
На топливопроводе 10 расположен подключенный к первому источнику тока первый электромагнит 12, сердечник которого воздействует положительным или отрицательным полюсом 13 создаваемого электромагнитного поля на топливо, подаваемое через топливозаборник 14 из топливного бака 15.
На трубопроводе 1 воздухозаборника расположен подключенный ко второму источнику тока второй электромагнит 16, сердечник которого воздействует отрицательным или положительным полюсом 17 создаваемого электромагнитного поля на воздух в трубопроводе.
Длина сердечника электромагнита выбрана в зависимости от необходимой напряженности электромагнитного поля.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
На топливопроводе 10 низкого давления расположен первый электромагнит 12 для обработки топлива, сердечник которого обращен к нему через прослойку из воздуха или диэлектрика (фиг.3).
На трубопроводе 1 воздухозаборника расположен второй электромагнит 16 для обработки воздуха, сердечник которого обращен к нему также через прослойку из воздуха или диэлектрика (фиг.2).
Особенность предлагаемого устройства состоит в том, что на топливо, попадающее в двигатель из топливного бака 15, через топливозаборник 14, топливоподающую систему 9, топливопроводы 10 и 11 в камеру смешивания 18 топлива с воздухом для ДВС с внешним смесеобразованием или через топливопровод 8 в камеру сгорания 5 с поршнем 6 для ДВС с внутренним смесеобразованием осуществляется постоянное воздействие положительным (или) отрицательным полюсом электромагнита 12. При подаче воздуха в двигатель на воздух, попадающий в двигатель через трубопровод 1 воздухозаборника, воздушный фильтр 2, трубопровод 19 к камере смешивания 18 топлива с воздухом или трубопровод 3 к камере сгорания 5 с поршнем 6, осуществляется постоянное воздействие отрицательным (или) положительным полюсом 19 электромагнита 18, т.е. противоположным полюсу 13 электромагнита магнита 12.
Обработка топлива положительным полюсом, а воздуха - отрицательным и наоборот (смена полюсов) значительно влияет на интенсивность процессов, улучшая показатели ДВС, например, повышение экономичности двигателя до 20-25%, КПД - на 0,04-0,05, мощности на 10-15%, снижение выброса токсичных компонентов в 1,5-2 раза.
Электромагнитное поле необходимого полюса можно получить от электромагнита элементарной конструкции, имеющего небольшую стоимость.
Предлагаемое устройство может быть использовано для ДВС с любыми процессами смесеобразования, воспламенения и горения: бензиновых карбюраторных, бензиновых с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания, дизельных. Устройства применимо для обработки воздуха (окислителя) и топлива любого физико-химического состава - бензина, дизельного, газового, спиртового и их смесей, а также для ДВС любого назначения - стационарных, транспортных, тракторных, комбайновых, генераторных, буровых и т.д.