ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ МОТОР МАЛОГАБАРИТНЫЙ

Полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), конкретно к электролитическим моторам, использующим воду в качестве рабочего вещества.
Известны ДВС (двигатель внутреннего сгорания. RU 110418, F02P23/00, Н05Н1/46, 20.11.2011 и двигатель внутреннего сгорания. WO 2011005135, F02P23/00, F02M27/00, F02B51/00, Н05Н1/46,28.10.2010), использующие воду в качестве рабочего вещества и основанные на СВЧ - катализе (резонансном разложении) паров воды атмосферного воздуха на горючие составляющие.
Недостатком известных ДВС является сложность конструкции.
Известен ДВС (Двигатель внутреннего сгорания. RU 2261342, F02B43/10, F02P15/00, 27.09.2005), выбранный за прототип, далее электролитический мотор малогабаритный, использующий воду в качестве рабочего вещества и основанный на использовании комбинации химического и электроразрядного методов катализа (разложения) воды на горючие составляющие.
Известный электролитический мотор включает пульт управления, не менее одного рабочего цилиндра, снабженного подвижным поршнем и рабочей камерой для электролита, электродуговой активатор электролита, соединенный по входу с электрическим аккумулятором и выходом электромеханического генератора, приводной вал которого кинематически соединен через кривошипно-шатунным механизм с подвижным поршнем рабочего цилиндра.
При этом в качестве электролита используется водный раствор щелочи типа едкого калия. Рабочая камера для водного электролита выполнена в виде съемной головки, установленной над рабочим цилиндром. В головке цилиндра установлены впускной клапан, соединенный с емкостью хранения электролита, и выпускной клапан, соединенный с выхлопной тубой, а также установлены разрядные электроды с возможностью принудительного регулирования зазора между ними для зажигания и тушения вольтовой (электрической) дуги в рабочей камере. Электродуговой активатор электролита выполнен в виде высоковольтного источника электрической энергии, соединенного с разрядными электродами для диссоциации (разложения) в рабочей камере воды (расходного материала электролита) на водород и кислород под действием вольтовой дуги. При другом варианте исполнения электролитического мотора зажигание и тушение вольтовой (электрической) дуги в рабочей камере может быть выполнено замыканием и размыканием контактов прерывателя- распределителя, кулачковый валик которого получает вращение от распределительного вала мотора.
Недостатком известного электролитического мотора является недостаточная надежность работы, связанная с фиксированным составом применяемого жидкого электролита.
Задачей и техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности работы электролитического мотора путем приготовления жидкого электролита непосредственно в рабочей камере мотора.
Достижение заявленного технического результата и решение поставленной задачи обеспечиваются тем, что электролитический мотор, включающий пульт управления, не менее одного рабочего цилиндра, снабженного подвижным поршнем и рабочей камерой для электролита, электродуговой активатор электролита, соединенный по входу с электрическим аккумулятором и выходом электромеханического генератора, приводной вал которого кинематически соединен через кривошипно-шатунный механизм с подвижным поршнем рабочего цилиндра, согласно полезной модели он дополнительно содержит электронно-вычислительную машину (ЭВМ) управления, отдельную ёмкость для воды и отдельную ёмкость для жидкого химического катализатора, емкости соединены через соответствующие электромагнитные вентили и впускные клапаны с полостью рабочей камеры, установленной под цилиндром и соосно с ним, в нижней части рабочей камеры и соосно с ней установлен термостойкий электрод, электрически изолированный от токопроводящего корпуса рабочей камеры и соединенный с потенциальной шиной электродугового активатора, заземленная шина которого соединена с токопроводящим корпусом рабочей камеры, причем управляющие входы электромагнитных вентилей, электромеханического генератора и электродугового активатора соединены через ЭВМ с пультом управления.
При этом электродуговой активатор электролита выполнен в виде высоковольтного емкостного и/или индуктивного накопителя энергии с цифровым управлением частотой подачи активирующих высоковольтных разрядов на электролитическую смесь, сформированную в рабочей камере цилиндра. Высоковольтный емкостной накопитель электрической энергии содержит последовательно соединенные мультивибратор, повышающий трансформатор с ферритовым магнитопроводом, высоковольтный выпрямитель, блок высоковольтных конденсаторов и электронный коммутатор, управляющий вход которого по частоте активации электролита соединен с выходом ЭВМ. Термостойкий электрод выполнен на основе вольфрама и/или графита.
Дополнительное введение ЭВМ управления, отдельных ёмкостей для воды и жидкого химического катализатора на основе горючих материалов, соединение емкостей через соответствующие электромагнитные вентили и впускные клапаны с полостью рабочей камеры, установка последней под цилиндром и соосно с ним, соединение электромагнитных вентилей по управляющим сигналам с выходом ЭВМ позволяют облегчить процесс создания жидкого электролита с концентрацией воды и катализатора, требуемой для устойчивого разложения электролита вольтовой дугой на горючие составляющие в зависимости от погодных условий, температуры мотора и скорости вращения его выходного вала. Следствием этого является повышение надежности работы мотора.
Установка в нижней рабочей камеры и соосно с ней термостойкого электрода, электрически изолированного от токопроводящего корпуса рабочей камеры и соединение электрода с потенциальной шиной электродугового активатора, заземленная шина которого соединена с токопроводящим корпусом рабочей камеры позволяет исключить ненадежные в работе подвижные электроды, используемые в прототипе, и, как следствие дополнительно повысить надежность работы электролитического мотора.
Выполнение электродугового активатора жидкого электролита в виде высоковольтного емкостного накопителя электрической энергии, включающего последовательно соединенные мультивибратор с частотой единицы кГц, повышающий трансформатор с ферритовым магнитопроводом, высоковольтный выпрямитель, блок высоковольтных конденсаторов и электронный коммутатор, управляющий вход которого по частоте активации электролита соединен с выходом ЭВМ позволяет синхронизировать регулировать момент поджига вольтовой дуги относительно момента открытия вентилей подачи воды и катализатора в рабочую и, тем самым, дополнительно повысить надежность работы мотора.
А-А
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где: на фиг.1 представлена функциональная схема каталитического мотора; на фиг.2 - поперечный разрез рабочей камеры по линии  фиг. 1;
Пример выполнения предлагаемого решения электролитического мотора.
Электролитический мотор (фиг. 1) включает не менее одного рабочего цилиндра 1, снабженного подвижным поршнем 2 и рабочей камерой 3 для электролита, электродуговой активатор 4 электролита, соединенный по входу с аккумулятором 5 и выходом электромеханического генератора 6. Приводной вал 7 генератора 6 кинематически через кривошипно-шатунный механизм 8 соединен с подвижным поршнем 2 цилиндра 1. Рабочая камера 3 установлена под цилиндром 1 и соосно с ним. В стенках 9 камеры 3 установлены впускные клапаны 10 и 11, соединенные через вентили 12 и 13 соответственно с ёмкостью 14 для воды и ёмкостью 15 для жидкого химического катализатора. Вентили 12 и 13 выполнены электромагнитными с цифровым управлением. В нижней части рабочей камеры 3 и соосно с ней установлен термостойкий электрод 16, электрически изолированный от токопроводящего корпуса 9 камеры 3 и соединен с потенциальной шиной 17 электродугового активатора 4, заземленная шина которого соединена с токопроводящим корпусом 9 рабочей камеры 3. В верхней части цилиндра 1 вблизи верхней мертвой точки поршня 2 установлен предохранительный (по избыточному давлению горючих газов) выпускной клапан 18. Клапан 18 по выходу горючих газов соединен с выхлопной трубой 19. Управляющие входы электромагнитных вентилей 12 и 13, электромеханического генератора 6 и электродугового активатора 4 соединены через ЭВМ 20 с пультом 21 управления. Электродуговой активатор 4 жидкого электролита выполнен в виде высоковольтного емкостного и/или индуктивного накопителя энергии с цифровым управлением частотой подачи активирующих высоковольтных разрядов на электролитическую смесь, сформированную в рабочей камере цилиндра. Высоковольтный индуктивно-емкостной накопитель энергии содержит последовательно соединенные мультивибратор 22, выполненный с частотой единицы кГц, нагруженный на первичную обмотку высоковольтного трансформатора 23, выпрямитель 24, блок высоковольтных конденсаторов 25 и электронный коммутатор 26, соединенный с термостойким электродом 16. Электрод 16 выполнен на основе вольфрама и/или графита.
Электролитический мотор работает следующим образом.
Перед пуском мотора емкости 14 и 15 заправлены соответственно технической водой и химическим катализатором. Поршень 2 мотора установлен в положении нижняя мертвая точка (НМТ).
Подают с пульта 21 на ЭВМ 20 управления сигнал «зажигание». При этом по заданной программе ЭВМ 20 вырабатывает управляющие сигналы, подаваемые на вентили 12, 13, электромеханический генератор 6 и активатор 4. При этом проходные отверстия вентилей 12 и 13 устанавливается в положении формирования обогащенной горючей смеси в камере 3.
Одновременно генератор 6 переводится в режим «стартера», напряжение с аккумулятора 5 подается на его соответствующие обмотки и вал 7 генератора 6 приводится во вращение. Вращение вала 7 генератора 6 передается на кривошипно - шатунный механизм 8. При этом поршень 2 поднимается вверх в направлении верхней мертвой точки (ВМТ). Между нижней частью поршня 2 и днищем камеры 3 образуется разряжение. Под действием этого разряжения открываются клапаны 10, 11 ив камеру 3 всасываются через вентили 12, 13 соответственно вода и жидкий катализатор в заданном ЭВМ 20 соотношении. При этом в камере 3 производится смешение воды и катализатора и формируется электролит требуемой для зажигания плотности. После формирования требуемой плотности электролита и возвращении (под действием силы механизма 8) поршня 2 в положение НМТ ЭВМ 20 вырабатывает сигнал поджига и передает его на электронный коммутатор 26. При этом с активатора 4 на электрод 16 подается высоковольтный импульс разряда конденсаторов блока 25. При этом между электродом 16 и внутренней стороной стенки 9 камеры 3 возникает электрическая дуга. Под действием электрической дуги жидкостный электролит в камере 3 разлагается на горючие составляющие, происходит воспламенение последних, создание и расширение плазмы с образованием детонационной волны. Детонационная волна поднимает поршень 2 в направлении положения ВМТ. При превышении силы давления детонационной волны силы открытия выпускного клапана 18 происходит сброс части отработанных газов в выхлопную трубу 31, предотвращая разрыв цилиндра 1. После сброса излишнего давления разрядной плазмы и достижении предельного ее значения в камере 3 происходит сжатие плазмы и образование вакуума в камере 3. Под действием силы вакуума поршень 2 движется в обратном направлении к НМТ и одновременно происходит автоматическое всасывание из емкостей 14 и 13 соответственно воды и жидкого катализатора в камеру 3 под управлением ЭВМ 20. Далее процесс образования электролита, разложения его вольтовой дугой на горючие составляющие и их поджиг повторяется. После выхода мотора в рабочий режим происходит самостоятельное возвратно - поступательное движение поршня 2 в цилиндре 1 под последовательным действием сил расширения и сжатия плазмы в камере 2. При этом ЭВМ 24 корректирует состав электролита путем управления проходным сечением вентилей 12 и 13 и переводит генератор 6 из режима двигателя в режим генерации электрического напряжения для подзарядки аккумуляторной батареи 5 и электропитания активатора 4 в режиме повышенной мощности. Одновременно с вала 7 механизма 8 кинетическая энергия его вращения передается на вал отбора мощности потребителю механической энергии электролитического мотора (на фигурах не показано). Одновременно электрическое напряжение с генератора 6 может передаваться внешнему потребителю электроэнергии.