ФИЛЬТР МАГНИТНОЙ ОЧИСТКИ И ОБРАБОТКИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТОПЛИВА ЭКОМАГ-10Г
ECOMAG-10G AUTOMOBILE FUEL CLEANING AND TREATMENT MAGNETIC FILTER

Изобретение относится к области техники, где требуется тонкая очистка, магнитная обработка (активизация атомов топлива и структуризация его молекул относительно друг друга и получение качественно новых показателей, характеристик) жидкотекучих сред, например тонкодисперсное распыление в вакууме или в воздушной среде, а также получение однородной структуры жидкости, преимущественно автомобильного топлива (бензина), в частности получение однородной по объемной структуре и тонкодисперсной по составу топливно-воздушной смеси, поступающей в камеру сгорания двигателя автомобиля, самолета, работающего как на бензине, дизельном топливе, газе, керосине, так и на спиртосодержащих жидкостях.
Аналогом предложенного фильтра служит «Фильтр магнитной очистки и обработки автомобильного топлива ЭКОМАГ-10Г» по патенту РФ за №2268388, опубл. 20.01.2006, включающий цилиндрический корпус, внутри которого по оси установлена магнитная система из С-образных магнитов. Внутри магнитной системы установлен цилиндрический стержень, в котором выполнен глухой канал. В канал установлены цилиндрические магниты. Торец стержня расположен напротив входного штуцера и выполнен плоским, конусным или плоским с фаской.
Прототипом является «Фильтр магнитной очистки и обработки автомобильного и авиационного топлива ЭКОМАГ-10Г» по патенту РФ №2327895, опубл. 27.06.2008, включающий цилиндрический корпус с входным каналом, крышку с выходным каналом, магнитную систему из постоянных С-образных магнитов и стрежень с соосным диском, в котором на его толщину по среднему диаметру равномерно выполнены сквозные каналы параллельно оси стержня.
Недостатки прототипа:
- основным и главным недостатком является малое время обработки топлива (1-2 сек) в магнитном поле фильтра, т.к. длина кольцевого канала мала: 40 мм;
- для мощных машин с объемом двигателя от 2 до 6 литров требуется большее время для обработки топлива, но увеличение времени обработки за счет удлинения кольцевого канала не повысило эффективность обработки топлива;
- увеличение количества фильтров прототипа до 3-4 установленных последовательно в линию подачи топлива повысило эффективность обработки топлива, и получен эффект экономии топлива (бензина) на автомобилях БМВ до 16 литров на 100 км пробега.
Задача изобретения:
- устранение вышеперечисленных недостатков для мощных автомашин и машин с двигателями внутреннего сгорания (ДВС);
- повышение эффективности магнитной очистки и обработки топлива;
- обеспечение перемешивания топлива после начальной обработки топлива и дотуп топлива к его следующей обработке;
- снижение содержания СО в выхлопных газах двигателя;
- снижение расхода топлива.
Поставленные задачи достигаются тем, что в известном фильтре магнитной очистки и обработки автомобильного топлива, содержащем корпус, имеющий форму полого цилиндра, крышку, постоянные магниты, постоянные магниты С-образной формы и стержень с соосным диском, согласно заявленному изобретению с обеих сторон корпуса выполнены наружные одинаковые и равные друг другу резьбы, на которые навинчены две равные по размерам и форме крышки, внутри которых расположены втулки-разделители, имеющие равные друг другу пазы, а С-ообразной формы магниты расположены в пазах, крышки имеют форму полого цилиндра, имеющего, с одной стороны, торец, в центре которого выполнен соосно с продольной осью цилиндра входной канал, который продлен по оси штуцера, выполненного на внешней стороне торца крышки, которая имеет в поперечном сечении форму шестигранника с равными: углами, шириной, длиной поверхностей граней, а с другой стороны, крышка имеет внутреннюю резьбу.
Каждая втулка-разделитель может состоять из параллельно расположенных колец, соединенных поочередно между собой боковыми продольно-параллельными ребрами и попарно расположенных друг по отношению к другу на 90°, и выполнена в виде цилиндрической пространственной решетки, в пазах которой расположены постоянные магниты С-образной формы, втулка-распределитель обеспечивает параллельность каждого ряда пар магнитов С-образной формы, их разворот друг относительно друга.
Постоянные магниты могут иметь в поперечном сечении цилиндрическую, квадратную, овальную или треугольную форму.
Стержень может иметь в поперечном сечении наружную цилиндрическую, квадратную, овальную, шестигранную или треугольную форму.
Стержень может быть выполнен с каналом, в который введены постоянные магниты.
Таким образом, обеспечивается выполнение поставленных выше задач по обеспечению качественного перемешивания топлива в свободном пространстве внутри корпуса фильтра, что повышает эффективность обработки и очистки автомобильного топлива, что повышает энергетику и структуру, снижает вязкость, повышает мощность двигателя и снижает содержание СО в выхлопных газах двигателя.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез фильтра, на фиг.2 показана изометрическая проекция разделителя, на которых
1 - корпус выполнен в виде полого цилиндра из немагнитного материала, с наружной резьбой с двух сторон;
2 - крышка из немагнитного материала выполнена в форме шестигранника по наружной поверхности, внутри глухая цилиндрическая полость, в которой с одной стороны она имеет внутреннюю резьбу, а с другой - торец, на наружной поверхности соосно выполнен штуцер с внутренней резьбой и выходной канал;
3 - крышка из немагнитного материала выполнена в форме шестигранника по наружной поверхности, внутри глухая цилиндрическая полость, в которой, с одной стороны, она имеет внутреннюю резьбу, а с другой - торец, на наружной поверхности соосно выполнен штуцер с внутренней резьбой и входной канал;
4 - штуцер с наружной резьбой и каналом;
5 - штуцер с внутренней резьбой и каналом;
6 - входной канал для поступления топлива (бензина) внутрь магнитных систем фильтра;
7 - выходной канал для вывода очищенного и обработанного топлива из фильтра;
8 - втулка-разделитель из немагнитного материала в форме полого цилиндра с пазами;
9 - боковые продольно-параллельные ребра разделителя, обеспечивающие разделение на заданное расстояние пар магнитов друг от друга и разворот каждой пары магнитов друг относительно друга;
10 - кольца разделителя, обеспечивающие параллельность расположения пар магнитов друг относительно друг (см. фиг.2);
11 - пазы разделителя для расположения в них магнитов в свободно плавающем состоянии (см. фиг.2);
12 - постоянные С-образной формы магниты, могут быть из синтетического или металлообразного материала;
13 - стержень из немагнитного материала, соосно с ним выполнен диск;
14 - сквозное осевое ступенчатое отверстие в стержне и диске;
15 - диск из немагнитного материала выполнен совместно со стержнем;
16 - сквозные каналы в диске выполнены параллельно продольной его оси;
17 - постоянные магниты цилиндрической формы;
18 - свободная полость пространства для объема запаса топлива и активного его перемешивания;
19 - наружная поверхность диска;
20 - внутренняя поверхность цилиндрической полости корпуса;
21 - канал кольцевой формы образован внутренними поверхностями С-образных магнитов, ребер и колец разделителя и наружной поверхностью стержня, в котором расположено и функционирует сложной формы постоянное магнитное поле двух магнитных систем фильтра;
22 - скругленный торец стержня, закрепляющий во внутреннем канале стержня систему постоянных магнитов цилиндрической формы;
23 - наружные поверхности шестигранника крышек фильтра.
Все вышеперечисленные конструктивные особенности заявляемого фильтра магнитной очистки и обработки автомобильного топлива устраняют недостатки прототипа, являются новыми и полезными для выполнения поставленной задачи предлагаемого технического решения.
Сборка фильтра
1. Постоянные магниты 12 одноименными полюсами друг к другу вставляются в пазы 11 втулки-разделителя 8 поочередно; каждый ряд магнитов 12 постепенно вводится в цилиндрическую полость крышки 2 и 3 таким образом собираются все пары магнитов 12, и магнитная система вводится до упора в стенку цилиндрической полости крышки 2.
2. Затем в канал 14 стержня 13 вводятся постоянные магниты цилиндрической формы 17 одноименными полюсами друг к другу на расстоянии друг к другу в треть их длины и закрепляются простыми механическими способами типа завальцовки, и стержень 13 вместе с диском 15 вставляются в крышки 2 и 3. В расточку корпуса 1 устанавливается резиновое кольцо, и крышки 2 и 3 навинчиваются на корпус 1 и затягиваются до упора. Таким образом, закрепляется втулка-разделитель 8 с магнитной системой и диск 15 вместе со стержнем 13 в крышках 2 и 3 фильтра. Магнитные поля наружной магнитной системы внутренней магнитной системы начинают взаимодействовать.
Сборка фильтра и общей его магнитной системы завершена. Фильтр магнитной очистки и обработки топлива ЭКОМАГ-10Г готов к установке в топливный шланг (рукав) двигателя автомобиля.
Название ЭКОМАГ-10Г расшифровывается:
ЭКО - экологический,
МАГ - магнетизм,
10 - модель фильтра,
Г - Голиков - автор.
После полной сборки фильтра измененной конструкции по отношению к прототипу в его кольцевом канале 21 сжатое по всей продольной оси, концентрированное и скрученное по поперечной оси постоянное магнитное поле, частицы которого вибрируют в широком диапазоне частот, а за счет воздействия и магнитных полей цилиндрических магнитов 17 концентрация, уплотнение, скручивание и их взаимодействие друг с другом повышает эффективность магнитной обработки топлива в кольцевом канале 21.
Процесс очистки автомобильного топлива (бензина) внутри кольцевого канала фильтра
Поток бензина по каналу 6, огибая торец 22 канала стержня 13, поступает в кольцевой канал 21, пересекает концентрированное, сжатое, скрученное постоянное магнитного поля, которое «захватывают» частицы, обладающие магнитными свойствами, «транспортируют» их к поверхности магнитов 12, где они и закрепляются. Таким образом, бензин очищается от частиц, обладающих магнитными свойствами. Особо мелкие металлические частицы закрепляются на поверхности стержня 13.
С помощью микроскопа были осмотрены поверхности магнитов 12, которые «проработали» в потоке бензина около шести месяцев, и было обнаружено значительное количество мелких металлических блестящих шариков размером от пяти сотых миллиметра до одного миллиметра, а поверхности магнитов «ощетинились» мельчайшими частицами, как «ежики».
При этом вязкость бензина уменьшилась на одиннадцать целых тридцать восемь сотых процента, а воды - на семь целых четырнадцать сотых процента.
Магнитная обработка топлива
Одновременно с магнитной очисткой топлива происходит его магнитная обработка: активизация атомов и структуризация молекул по всему объему составляющих топлива согласно известным законам физики.
Зоной возбуждения для топлива, проходящего по кольцевому каналу 21, является:
специальной формы постоянные магниты 12 и их оригинальное взаиморасположение в пространстве друг к другу и относительно потока топлива, и магниты 17 цилиндрической формы в стержне 13.
Известно, что в бензине, воде и других жидкостях, содержащих водород, имеются так называемые водородные «связи» - короткие и длинные, первые имеются в атомах водорода, другие - в молекулах и между молекулами.
Молекулы топлива, попадая в зону возбуждения (в магнитную систему) фильтра, подвергаются воздействию зарядов, магнитных полей и вибраций, что приводит к увеличению частоты и амплитуды вибрации протона (ядра) атома водорода (северное сияние в широких высотах Земли, имеющей в этих местах концентрированное, уплотненное магнитное поле), и он (протон) начинает с повышенной скоростью перескакивать от одной пары электронов к другой, при приближении к другой паре электронов происходит его «торможение», и он (протон) «сбрасывает» в поток топлива полученный заряд с положительным знаком от магнитного поля зоны возбуждения. Это называется «короткие водородные связи внутри атома». То же происходит и в молекуле. Этими зарядами, ионами покрываются поверхности всех молекул топлива.
Одновременно электроны атома водорода, попадая в зону возбуждения, начинают вращаться вокруг своей оси и по своей орбите с повышающейся скоростью, пытаясь выйти на более высокую орбиту (в 600 раз большую), но, так как они (атомы) плотно упакованы в потоке топлива и, значит, электроны не могут увеличить свою орбиту, то и они «сбрасывают» полученную избыточную для них энергию в виде заряда кулона, иона в поток топлива, что увеличивает количество оседающих ионов на поверхности молекул топлива. Получается, что все молекулы, составляющие топливо, находятся на равном удалении друг от друга, так как покрыты одинаковыми по знаку и величине зарядами, взаимоотталкиваются друг от друга.
Так происходит процесс активизации - вибрации молекул топлива. Как следствие, при активизации молекул происходит и его структуризация (равная удаленность молекул), то есть получение однородной структуры по всему объему топлива. Аналогичные процессы происходят и с другими атомами и молекулами составляющих топлива, при этом вязкость бензина уменьшилась на 11,38%.
Топливо с новыми характеристиками (пониженной вязкостью, активизацией и структуризацией), попадая при своем дальнейшем движении по трубопроводам, карбюратору, жиклерам, форсункам и прочим каналам приборов, передает часть своего заряда внутренним стенкам каналов, поэтому величина гидравлического сопротивления каналов уменьшается, что повышает коэффициент полезного действия различных топливных систем и других транспортных систем гидравлики.
Движение потока топлива
Учитывая все выше изложенное, рассмотрим последовательность движения топлива по каналам фильтра.
Топливо по входному каналу 6, огибая торец 22 стержня 12, поступает в кольцевой канал 21 и, не образуя застойных зон, продвигается по зоне возбуждения - магнитному полю фильтра, очищается, обрабатывается, снижает вязкость и по каналам 16 диска 15 входит в свободную полость 18 - пространство, в котором активно механически перемешивается, передавая от молекулы к молекуле заряды, полученные в магнитном поле предварительной обработки, при этом часть зарядов с молекул оседает на поверхности канала 16, стенке 20 полости 18 и наружной поверхности 19 диска 15.
Целью перемешивания топлива является получение однородного по структуре и равномерного по объему распределения зарядов во всем объеме топлива в процессе его движения по каналам фильтра. Молекулы, покрытые одноименными зарядами, отталкиваются друг от друга, что способствуют более активному их перемещению друг относительно друга, тем самым повышается качество структуризации топлива.
Затем топливо, предварительно структурированное во входной части фильтра, подвергается основной магнитной обработке: поступает из полости 18 в каналы 16 диска 15 другой части фильтра, где также подвергается дополнительно очистке и обработке в кольцевом канале 21, аналогичном кольцевому каналу во входной части фильтра, по принципу «симметрия в асимметрии».
Одновременно с очисткой, обработкой и снижением вязкости топливо насыщается энергией пространства (окружающей среды) через и при помощи шестигранной формы крышек фильтра (аналог: пчелиные соты ульев, в которых пчелы живут при минус 40°С), и как результат повышается энергетика топливно-воздушной смеси (ТВС). Все вышеперечисленное повышает теплотворную способность любого углеводородного топлива.
Поле вторичной (основной) обработки топливо получается качественно структурировано, очищено, повышена его энергетика (за счет зарядов на поверхности молекул) и снижена его вязкость, что позволяет получить качественную топливно-воздушную смесь (ТВС) для работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Поэтому для автомобилей с ДВС объемом до 2,5 литров появилась возможность установки одного фильтра вместо двух, ранее применяемых, а при объеме двигателя от 2,5 до 4,5-5 литров устанавливается в линию подачи топлива два фильтра вместо трех-четырех.
Топливо в результате обработки получает новые качественно отличающиеся от необработанного топлива свойства, что подтверждается данными в «Протоколах испытаний», приведенных по базе ИЦАИ НАМИ от 25 июля 1995 года, и статистикой, приведенной ниже по тексту.
Таким образом, обработка в фильтре ЭКОМАГ-10Г обеспечивает получение тонкодисперсной топливно-воздушной смеси, что и является выполнением поставленной задачи техническим решением, указанным в данной заявке на изобретение.
Данные, полученные при испытаниях фильтра ЭКОМАГ на базе института НАМИ, а также данные статистики в процессе эксплуатации фильтров (см. ниже), подтвердили предполагаемые положительные технические эффекты, заложенные в предлагаемой конструкции магнитной системы фильтра активизации и структуризации автомобильного топлива.
Положительные технические, экологические, экономические и политические эффекты от применения фильтра ЭКОМАГ на двигателях внутреннего сгорания автомобилей различных марок и систем
Положительный экологический эффект:
Данные, полученные с автомобилем марки «Волга» на роликовом стенде НАМИ 25.06.1995.
ЭКОМАГ-7Г
Обороты холостого хода, об/мин
Содержание. %
NO<sub>x</sub>
СО
СН
Без фильтра
550
26,07
1,2
14,89
С фильтром
650
-
0,65
-
С фильтром и возвратом оборотов холостого хода
550
16,27
0,2
12,49
Скорость, км/час
Содержание СО, %
Без фильтра
С фильтром
15
0,45
0,15
60
0,65
0,3
Количество СО в выхлопных газах автомобилей снижается в шесть раз. Вязкость бензина снижается на 11,38%.
При массовом использовании фильтра типа ЭКОМАГ на автомобилях различных марок и моделей, как военных, так и гражданских, значительно улучшит экологическую среду обитания человека на Земле, так как снизит содержание вредных для человека выхлопных газов на многие тонны.
Положительные технические эффекты, полученные на двигателях внутреннего сгорания ряда автомобилей:
фильтр обеспечивает топливу, поступающему в двигатель внутреннего сгорания одновременно и последовательно:
- ионизацию молекул всех составляющих топлива по всему его объему, молекулы находятся на равном расстоянии друг от друга;
- однородную структуру всех веществ, составляющих топливо, в том числе и при смешивании различных марок бензина и даже при наличии воды в баке автомобиля;
- активизацию, повышение заряда его атомов, молекул и их взаимосвязей;
- уменьшение смольности, коксообразования, гидравлического сопротивления потоку топлива в трубах, каналах, жиклерах, форсунках.
Как следствие вышеперечисленного повышается теплотворная способность топлива, и за счет получения особо тонкодисперсной структуры топливно-воздушной смеси, которая в камере сжатия более полно и с повышенной скоростью сгорает, улучшая технические характеристики двигателя.
Результаты, полученные на автомобиле «Волга», в %: повышение мощности на 10…15, уменьшение содержания СО и СН на 70…80, окислов азота на 10…12, смольности на 14, снижение гидросопротивления на 10…12, снижение вязкости на 11,38.
Фильтр предотвращает: детонацию при смешивании различных марок бензина, «калильное» зажигании, образование в поплавковой камере и насосе водо-грязе-смольно-бактериальной эмульсии-геля, образование нагара на днище поршней и свечах зажигания, износ диаметров каналов жиклеров и форсунок, преждевременный и коварный износ поршневых колец и стенок цилиндров и юбок поршней, засорение-забивку каналов форсунок.
Фильтрующие элементы фильтра не замерзают в осенне-зимний период.
Фильтр обеспечивает нормальный запуск двигателя в зимнее время и при высокой влажности воздуха.
Положительный экономический эффект:
После установки фильтра достигается уменьшение расхода бензина без потери мощности:
Автомобили с двигателями карбюраторного типа
«Волга»
Экономия: снижение расхода до 9 литров на 100 км (без фильтра 13 литров на 100 км)
«Москвич»
Экономия: снижение расхода до 5 литров по трассе и до 7 литров по городу на 100 км
«Жигули»
Экономия: снижение расхода до 6 литров на 100 км (без фильтра 10 литров на 100 км)
Новая «Нива»
На одной заправке проезжает 800 км (без фильтра 650 км)
«MISUBI-SHI»
Позволяет использовать бензин марки А92 вместо А95, а также дает экономию 1,5 литра на 100 км
Автомобили с двигателями инжекторного типа
«Ford»
Повышение мощности на 10…12%
«Audi», «Volvo», «TOYOTA»
«Резвее» бегают
«BMW» с объемом двигателя 3,5 л
Экономия: при установке последовательно трех фильтров и отключении λ-зоны катализатора было достигнуто снижение расхода до 9 литров на 100 км с сохранением мощности 220 л/с (без фильтра расход 25 литров на 100 км)
ГА3-54
Экономия: снижение расхода до 14 литров на 100 км (без фильтра 20 литров на 100 км)
Газель (ДВС на газе)
После установки двух фильтров СО снизилось с 1,4% до 0,5%
«Волга»
Без фильтра на одной заправке проезжает 360 км, с фильтром - 450 км при СО меньше 0,5%
Автомобили с двигателями дизельного типа
«NISSAN», «Ford»
Экономия 1,5 литра на 100 км пробега, зимой не замерзает фильтр топлива, хороший запуск двигателя зимой.
«Ford», объем 1,8 л
Установка двух фильтров прототипа дает повышение мощности на 10-12% и экономию топлива 20%
«Шевроле», объем 5.5 л
Установлены три фильтра прототипа, получена экономия 2 л на 100 км пробега и возможность ездить на бензине марки АИ-80 без потери мощности
«Субару», объем 5,5 л
Установлено 4 фильтра прототипа. Экономия по трассе 11 л на 100 км без потери мощности
По последним данным после установки на автомобиль BMW с объем двигателя 3,5 л и расходом 25 л/100 км трех фильтров прототипа последовательно расход топлива установился на уровне 9 л/100 км с сохранением мощности 220 л/с при отключенной λ-зоне катализатора.
В процессе эксплуатации фильтров ЭКОМАГ-10Г выявлены следующие положительные технические, экономические и эксплуатационные эффекты, позволяющие:
экономию топлива: на 10-20 и более % (бензин, дизельное топливо, газ);
- использовать дешевый бензин: (АИ-80 вместо АИ-92 и АИ-92 вместо АИ-95);
- понизить содержание СО в выхлопных газах на 50-70% и даже до 0%;
- получить прибавку в динамике и мощности до 10-12%;
- увеличить ремонтный срок работы двигателя и замены свечей зажигания в 2-3 раза;
- экономить на чистке инжектора и карбюратора, т.к. снижение вязкости топлива в процессе эксплуатации двигателя и топливной системы увеличивает проникающую способность топлива и ТВС и, как результат, «смывает» с камеры сгорания, клапанов, с кромок форсунок нагар и смольные образования;
- экономить на замене нейтрализатора, т.к. сгоревшая ТВС сохраняет «заряды» молекул топлива в выхлопных газах, и поверхность напыленных благородных (платина) металлов очищается от нагара и загрязнения;
- экономить на промывке дроссель-заслонки срок службы увеличивается в 2-3 раза;
- экономить на топливных присадках, т.к. их не нужно более покупать.
Все вышеперечисленные положительные эффекты говорят о том, что предлагаемое техническое решение является своевременным и необходимым для решения насущных проблем человечества.