АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА ОЗОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к устройствам для увеличения полноты сгорания топлива и может быть использована во впускных системах двигателей внутреннего сгорания для снижения содержания токсичных веществ в отработавших газах.
Известен двигатель внутреннего сгорания (патент РФ №85443, МПК В64С 1/16 от 10.08.2009 г.) содержащий корпус воздушного фильтра, канал воздуховода, дроссельную заслонку, камеру смесеобразования, озонометр, озонатор, источник энергии озонатора.
Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками полезной модели:
1) Канал воздуховода (в заявленной полезной модели - впускной трубопровод);
2) Озонатор;
3) Источник энергии озонатора (в заявленной полезной модели - преобразователь напряжения)
Причиной препятствующей достижению технического результата, является: невозможность установки определенного уровня напряжения на озонаторе в зависимости от влажности воздуха и оборотов двигателя без применения датчика влажности и датчика оборотов коленчатого вала.
Известно устройство для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №48365, МПК F01N 3/08 от 10.10.2005 г.), содержащее каталитический и жидкостной нейтрализаторы, последовательно установленные в выпускном трубопроводе, озонатор, размещенный до жидкостного нейтрализатора, смесительную камеру, размещенную в выпускном трубопроводе между каталитическим и жидкостным нейтрализаторами и соединенную при помощи байпасного трубопровода с выходом каталитического нейтрализатора, датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя и газовую заслонку, причем газовая заслонка и озонатор установлены в байпасном трубопроводе и газовая заслонка электромеханически связана с датчиком частоты вращения вала двигателя, задающий генератор, соединенный с блоком тиристорного зажигания, электроды и сетка для сбора сажи.
Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками полезной модели:
1) озонатор;
2) датчик частоты вращения коленчатого вала;
Причиной препятствующей достижению технического результата, является:
Невозможность горения топливовоздушной смеси с озоном, так как озонатор находится в выпускном коллекторе, а также невозможность установки определенной частоты напряжения на озонаторе в зависимости от количества кислорода в отработанных газах без датчика кислорода.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, является двигатель внутреннего сгорания (патент РФ №97170, МПК F02B 47/00 от 27.08.2010 г.), содержащий цилиндр двигателя, поршень в цилиндре, камеру сгорания, преобразователь напряжения, распределитель тока, свеча зажигания горючей смеси, насос высокого давления топлива, топливный фильтр, топливный бак, распределитель топлива, распылитель топлива, воздушная заслонка, канал воздуховода, блок управления, источник питания озонатора, тумблер включения (выключения) озонатора, входной (приемный) патрубок воздуха, композитная кислородопроводящая мембрана, озонатор, озонометр, реле управления, ключ зажигания, аккумулятор, маховик двигателя.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками полезной модели:
1) Преобразователь напряжения;
2) Блок управления (в заявленной полезной модели - электронный блок управления двигателем);
3) Озонатор;
4) Распределитель тока (в заявленной полезной модели - датчик-распределитель системы зажигания);
5) Топливный бак;
6) Насос высокого давления топлива (в заявленной полезной модели - электрический топливный насос);
7) Топливный фильтр;
8) Ключ зажигания (в заявленной полезной модели - выключатель зажигания);
9) Распределитель топлива (в заявленной полезной модели - топливная рампа);
10) Распылитель топлива (в заявленной полезной модели - форсунка);
11) Реле управления;
12) Канал воздуховода (в заявленной полезной модели - впускной трубопровод);
13) Источник питания озонатора (в заявленной полезной модели - электронный блок управления озонатором);
14) Аккумулятор (в заявленной полезной модели используется аккумуляторная батарея).
Причиной препятствующей достижению технического результата, является: невозможность установки определенного уровня напряжения на озонаторе в зависимости от влажности воздуха без применения датчика влажности.
Задача предполагаемой полезной модели - снижение уровеня загрязнения окружающей среды с помощью добавления озона в топливовоздушную смесь.
Технический результат достигается тем, что в устройство введены регулятор давления топлива, датчик положения дроссельной заслонки, датчик массового расхода воздуха, датчик кислорода, регулятор холостого хода, датчик температуры двигателя, датчик влажности окружающего воздуха, датчик оборотов коленчатого вала, топливная рампа через регулятор давления топлива соединена с топливным баком, электронный блок управления озонатором соединен с датчиком влажности окружающего воздуха, через преобразователь напряжения с озонатором, датчиком оборотов коленчатого вала, озонатор соединен с впускным трубопроводом и датчиком массового расхода воздуха, электронный блок управления двигателем соединен с датчиком массового расхода воздуха, датчиком кислорода, датчиком положения дроссельной заслонки, регулятором холостого хода, датчиком температуры двигателя.
Для достижения технического результата в адаптивную систему озонирования воздуха для двигателя внутреннего сгорания, включающую топливный бак, электрический топливный насос, топливный фильтр, электронный блок управления двигателем, форсунку, топливную рампа, впускной трубопровод, датчик-распределитель системы зажигания, аккумуляторную батарею, выключатель зажигания, электронный блок управления озонатором, озонатор, преобразователь напряжения, реле управления, топливный бак соединен с электрическим топливным насосом, который соединен с топливным фильтром, топливный фильтр соединен с топливной рампой, электронный блок управления озонатором соединен с аккумуляторной батареей, электронный блок управления двигателем соединен с электрическим топливным насосом, форсункой, датчиком-распределителем системы зажигания, реле управления, аккумуляторной батареей, выключателем зажигания, который также соединен с реле управления, введены регулятор давления топлива, датчик положения дроссельной заслонки, датчик массового расхода воздуха, датчик кислорода, регулятор холостого хода, датчик температуры двигателя, датчик влажности окружающего воздуха, датчик оборотов коленчатого вала, топливная рампа через регулятор давления топлива соединена с топливным баком, электронный блок управления озонатором соединен с датчиком влажности окружающего воздуха, через преобразователь напряжения с озонатором, датчиком оборотов коленчатого вала, озонатор соединен с впускным трубопроводом и датчиком массового расхода воздуха, электронный блок управления двигателем соединен с датчиком массового расхода воздуха, датчиком кислорода, датчиком положения дроссельной заслонки, регулятором холостого хода, датчиком температуры двигателя.
На фигуре приведена схема адаптивной системы озонирования воздуха для двигателя внутреннего сгорания, на которой обозначены: 1 - топливный бак; 2 - электрический топливный насос; 3 - топливный фильтр; 4 - электронный блок управления двигателем; 5 - форсунка; 6 - топливная рампа; 7 - регулятор давления топлива; 8 - впускной трубопровод; 9 - датчик положения дроссельной заслонки; 10 - датчик массового расхода воздуха; 11 - датчик кислорода; 12 - датчик температуры двигателя; 13 - датчик-распределитель системы зажигания; 14 - регулятор холостого хода; 15 - аккумуляторная батарея; 16 - выключатель зажигания; 17 - датчик влажности окружающего воздуха; 18 - электронный блок управления озонатором; 19 - озонатор; 20 - датчик оборотов коленчатого вала, 21 - преобразователь напряжения, 22 - реле управления.
Топливный бак 1 через электрический топливный насос 2 и топливный фильтр 3 соединен с топливной рампой 6, которая через регулятор давления топлива 7 соединен с топливным баком 1, электронный блок управления двигателем 4 соединен с электрическим топливным насосом 2, форсункой 5, датчиком положения дроссельной заслонки 9, датчиком массового расхода воздуха 10, датчиком кислорода 11, датчиком температуры двигателя 12, датчиком-распределителем системы зажигания 13, реле управления 22, регулятором холостого хода 14, аккумуляторной батареей 15, выключателем зажигания 16, который также соединен с реле управления 22, электронный блок управления озонатором 18 соединен с датчиком влажности окружающего воздуха 17, озонатором 19, который соединен с впускным трубопроводом 8, через преобразователь напряжения 21, датчик оборотов коленчатого вала 20.
Работает устройство следующим образом. При включении выключателя зажигания 16 от аккумуляторной батареи 15 подается напряжение реле управления 22 и электронный блок управления двигателем 4 и электронный блок управления озонатором 18 включаются. Электронный блок управления двигателем 4 подает сигнал на электрический топливный насос 2 для создания давления в топливной рампе 6, топливо в топливную рампу 6 поступает через топливный фильтр 3, избыток топлива через регулятор давления топлива 7 попадает обратно в топливный бак 1. Электронный блок управления двигателем 4 принимает сигналы от датчик положения дроссельной заслонки 9, датчика массового расхода воздуха 10, датчика кислорода 11, датчика температуры двигателя 12, датчика-распределителя системы зажигания 13 и в зависимости от этих сигналов он управляет регулятором холостого хода 14 и длительностью впрыска форсунки 5. Электронный блок управления озонатором 18 принимает сигналы от датчика влажности окружающего воздуха 17, датчика кислорода 11, датчика оборотов коленчатого вала 20. Анализируя эти сигналы, электронный блок управления озонатором 18 посылает сигнал определенной частоты и напряжения через преобразователь напряжения 21 на озонатор 19, Озонированный воздух проходит через трубопровод 8 и попадает в камеру сгорания.
В данном случае корпус озонатора выполнен из электроизоляционного материала в виде трубки, внутри, перпендикулярно ей прочно закреплены две металлические сетки, причем одна из сеток, к которой подключается отрицательный высоковольтный электрический потенциал, имеет жестко укрепленные металлические иглы, для преобразования необходимого количества озона из кислорода в зависимости от параметров работы двигателя внутреннего сгорания. Но в других конкретных случаях озонатор может иметь другую конструкцию и форму, а также быть собран из других материалов.
Проведя технико-экономическое обоснование, сравнив стоимость используемых в настоящее время устройств и стоимость разрабатываемого устройства, можем сделать вывод, что затраты на разрабатываемое устройство ниже. При этом повышаются автоматизация озонирования воздуха поступающего в камеру сгорания и технические характеристики устройства:
- Компактность;
- Надежность;
- Меньшее потребление электрической энергии.