Система для обработки топлива и воздуха в двигателе внутреннего сгорания

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно к системам для обработки топлива и воздуха и может быть использована на железнодорожном транспорте в двигателях внутреннего сгорания.
Известна система для обработки топлива электрическим полем в двигателе внутреннего сгорания, содержащая гидравлическое устройство, состоящее из полого составного корпуса, первого электрода в виде сетки, второго и третьего электродов, входного и выходного каналов, сообщенных с входным и выходным топливопроводами двигателя, рабочего канала для прохода топлива, образованного отверстиями в электродах и зазорами между электродами, высоковольтный преобразователь энергии с положительным и отрицательным полюсами, подключенный положительным полюсом к третьему электроду, отрицательным полюсом ко второму электроду и сообщенный с источником высокого напряжения, отличающаяся тем, что она снабжена вторым высоковольтным преобразователем энергии с положительным и отрицательным полюсами, первым и вторым задатчиками сигналов, датчиком режима работы двигателя, причем второй высоковольтный преобразователь энергии подключен положительным полюсом к первому, а отрицательным полюсом ко второму электродам и сообщен с источником низкого напряжения, первый и второй высоковольтные преобразователи энергии сообщены с источником низкого напряжения через соответственно первый и второй задатчики сигналов, а датчик режима работы двигателя подключен к первому и второму задатчикам сигналов. Система снабжена кожухом, в котором размещены гидравлическое устройство, первые и вторые высоковольтные преобразователи энергии и задатчики сигналов. Первый и второй высоковольтные преобразователи энергии выполнены в виде высоковольтных трансформаторов. Первый и второй задатчики сигналов выполнены в виде прерывателей с возможностью, модулирования частоты и напряжения сигналов [Патент РФ 2196919, МПК: F02M 27/04, опубл. 20.01.2003, авторы Евстифеев Б.В.; Соин Ю.В.; Панков Ю.Н. «Система для обработки топлива электрическим полем в двигателе внутреннего сгорания»].
Недостатками данной системы подачи топлива в камеру сгорания являются низкая степень ионизации топлива и невозможность регулирования параметров ионизации в зависимости от объема выбросов продуктов сгорания.
Известна так же система для обработки топлива электрическим полем в двигателе внутреннего сгорания, содержащая гидравлическое устройство, состоящее из входного и выходного каналов, сообщенных с входным и выходным топливопроводами двигателя, каналов для прохода топлива, высоковольтный преобразователь энергии с положительным и отрицательным полюсами, сообщенный с источником низкого напряжения, второй высоковольтный преобразователь энергии с положительным и отрицательным полюсами, датчик режима работы двигателя, причем второй высоковольтный преобразователь энергии сообщен с источником низкого напряжения, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены датчики ионного тока, датчики излучения, блок анализа, блок принятия решения и третий высоковольтный преобразователь энергии с положительным и отрицательным полюсами, который подключен к источнику низкого напряжения, а гидравлическое устройство выполнено из последовательно соединенных электромагнитного эмиссионного ионизатора, электростатического ионизатора и электрометра, причем электромагнитный эмиссионный ионизатор соединен с положительными и отрицательными полюсами первого и второго высоковольтных преобразователей энергии, электростатический ионизатор соединен с положительным и отрицательным полюсами третьего высоковольтного преобразователя энергии, а электрометр, датчик ионного тока, датчик излучения и датчик режима работы двигателя соединены с блоком анализа, выход которого подключен к блоку принятия решения, который, в свою очередь, регулирует все три высоковольтных преобразователя энергии.
[Патент РФ 82003, МПК: F02M 27/04, опубл. 10.04.2009, авторы Носырев Д.Я.; Козьменков И.Н.; «Система для обработки топлива электрическим полем в двигателе внутреннего сгорания»].
Недостатком данной системы является низкая степень ионизации, из-за отсутствия источника свободных зарядов и слабого электрического поля и невозможность регулирования параметров ионизации в зависимости от объема выбросов продуктов сгорания.
Данная система выбрана авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение степени ионизации топлива и воздуха, за счет обработки их в электромагнитном и электростатическом поле, анализа и регулирования выброса продукта сгорания.
Технический результат достигается тем, что система для обработки топлива и воздуха электрическим полем в двигателе внутреннего сгорания, содержит гидравлическое устройство, состоящее из входного и выходного каналов, сообщенных с входным и выходным топливопроводами двигателя, каналов для прохода топлива, первый высоковольтный преобразователь энергии с положительным и отрицательным полюсами, сообщенный с источником низкого напряжения, второй высоковольтный преобразователь энергии с положительным и отрицательным полюсами, датчик режима работы двигателя, причем второй высоковольтный преобразователь энергии сообщен с источником низкого напряжения, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены датчики ионного тока, датчики излучения, блок анализа, блок принятия решения и третий высоковольтный преобразователь энергии с положительным и отрицательным полюсами, который подключен к источнику низкого напряжения, а гидравлическое устройство выполнено из последовательно соединенных электромагнитного эмиссионного ионизатора, электростатического ионизатора и электрометра, причем электромагнитный эмиссионный ионизатор соединен с положительными и отрицательными полюсами первого и второго высоковольтных преобразователей энергии, электростатический ионизатор соединен с положительным и отрицательным полюсами третьего высоковольтного преобразователя энергии, а электрометр, датчик ионного тока, датчик излучения и датчик режима работы двигателя соединены с блоком анализа, выход которого подключен к блоку принятия решения, который, в свою очередь, регулирует все три высоковольтных преобразователя энергии.
В систему для обработки топлива и воздуха в двигателях внутреннего сгорания дополнительно введены четвертый, пятый и шестой высоковольтные регулируемые преобразователи энергии, которые питаются от источника низкого напряжения соединены с блоком принятия решений и гидравлическое устройство для обработки воздуха с входным и выходным каналами, которые соединены для прохода воздуха, с входным и выходным каналами воздуховода двигателя внутреннего сгорания, состоящее из последовательно соединенных второго электростатического ионизатора воздуха и второго электрометра, который соединен с блоком анализа, причем четвертый и пятый высоковольтные регулируемые преобразователи энергии установлены на входе и выходе второго электромагнитного эмиссионного ионизатора воздуха, а шестой - на втором электростатическом ионизаторе воздуха.
В систему дополнительно введено устройство для обработки воздуха, с входным и выходным каналами, которые соединены с входным и выходным воздуховодами двигателя, состоящее из последовательно соединенных электростатического ионизатора воздуха, электрометра, который соединен с блоком анализом, трех высоковольтных регулируемых преобразователей энергии, которые установлены на входе и выходе электромагнитного эмиссионного ионизатора воздуха и на электростатическом ионизаторе воздуха, позволяет снизить удельный расход топлива и сократить выброс продуктов сгорания в атмосферу.
На фиг. 1 представлена система для обработки топлива и воздуха электрическим полем в двигателе внутреннего сгорания.
Система обработки топлива двигателя внутреннего сгорания состоит: гидравлическое устройство для обработки топлива - 1; первый электромагнитный эмиссионный ионизатор топлива - 2; первый электростатический ионизатор топлива - 3; электрометр - 4; первый высоковольтный регулируемый преобразователь энергии - 5; второй высоковольтный регулируемый преобразователь энергии - 6; третий высоковольтный регулируемый преобразователь энергии - 7; источник низкого напряжения - 8; датчик режима работы двигателя - 9; датчик ионного тока - 10; датчик излучения - 11; блок анализа - 12; блок принятия решения - 13; второе гидравлическое устройство для обработки воздуха - 14; второй электромагнитный эмиссионный ионизатор воздуха - 15; второй электростатический ионизатор воздуха - 16; второй электрометр - 17; четвертый высоковольтный регулируемый преобразователь энергии - 18; пятый высоковольтный регулируемый преобразователь энергии - 19; (шестой высоковольтный регулируемый преобразователь энергии - 20;
Система работает следующим образом.
Топливо поступает в гидравлическое устройство для обработки топлива 1, состоящее из первого электромагнитного эмиссионного ионизатора 2, где топливо насыщается свободными зарядами, за счет энергии поступающей от первого высоковольтного регулируемого преобразователя энергии 5, и ионизируется, за счет энергии поступающей от второго высоковольтного регулируемого преобразователя энергии 6, затем топливо, проходя через каналы для прохода топлива поступает в первый электростатический ионизатор 3, обрабатывается сильным электростатическим полем, создаваемым энергией поступающей от третьего высоковольтного регулируемого преобразователя энергии 7, после чего, проходя через электрометр 4, откуда показания об измеряемом ионном токе в топливе направляются в блок анализа 12, топливо через выходной топливопровод поступает в камеру сгорания (на чертеже не показана). Информация о процессах происходящих в камере сгорания, снимаемая датчиками режима работы двигателя 9, ионного тока 10 и излучения 11, поступает в блок анализа 12, связанный с блоком принятия решений 13. Блок принятия решений 13, в соответствии с анализом данных об ионизации и о горении топлива в камере сгорания, управляет, посредством регулируемых, первого 5, второго 6 и третьего 7 высоковольтных преобразователей энергии, питаемых от источника низкого напряжения 8. Воздух поступает во второе гидравлическое устройство для обработки воздуха 14, состоящее из второго электромагнитного эмиссионного ионизатора воздуха 15, где воздух насыщается свободными зарядами, за счет энергии поступающей от четвертого высоковольтного регулируемого преобразователя энергии 18, и ионизируется, за счет энергии поступающей от пятого высоковольтного регулируемого преобразователя энергии 19, затем воздух, проходя через каналы для прохода воздуха поступает во второй электростатический ионизатор воздуха 16, обрабатывается сильным электростатическим полем, создаваемым энергией поступающей от шестого высоковольтного регулируемого преобразователя энергии 20, после чего, проходя через второй электрометр 17, откуда показания об измеряемом ионном токе в воздухе направляются в блок анализа 12, воздух через выходной воздухопровод поступает в камеру сгорания (на чертеже не показана).
Информация о процессах, происходящих в камере сгорания, снимаемая датчиками режима работы двигателя 9, ионного тока 10 и излучения 11, поступает в блок анализа 12, связанный с блоком принятия решений 13. Блок принятия решений 13, в соответствии с анализом данных об ионизации воздуха, управляет, посредством регулируемых, четвертого 18, пятого 19 и шестого 20 высоковольтных преобразователей энергии, питаемых от источника низкого напряжения 8.
Предлагаемая система для обработки топлива и воздуха электрическим полем в двигателе внутреннего сгорания позволяет снизить удельный расход топлива на более чем 4% и сократить выброс продуктов сгорания в атмосферу.