УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОТОВКИ РАБОЧЕЙ СМЕСИ ПЕРЕД ЕЕ СЖИГАНИЕМ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (ВАРИАНТЫ)
DEVICE FOR ICE FUEL MIX PREPARATION PRIOR TO MIX IGNITION (VERSIONS)

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к обработке топлива и требуемой для его сгорания атмосферной среды в двигателе внутреннего сгорания.
Известно устройство для обработки топливовоздушной смеси в приточном режиме перед ее сгоранием по патенту Российской Федерации №2067685, опубл. 10.10.1996, включающее блок подготовки и подачи топлива, топливный насос, воздухоочиститель, блок подготовки атмосферной среды и карбюратор (прототип для обоих вариантов устройства).
Основным недостатком известного устройства при сжигании топлива в двигателях внутреннего сгорания является образование большого количества вредных для человека и природы продуктов сгорания, а также повышенный расход топлива, отрицательное воздействие на камеру сгорания, что приводит к сокращению срока службы цилиндропоршневой группы.
Технический результат - снижение токсичности продуктов сгорания, повышение долговечности работы оборудования, обеспечение более полного сжигания топлива и повышение к.п.д. двигателя.
По первому варианту это достигается тем, что известное устройство подготовки рабочей смеси перед сжиганием в бензиновых двигателях внутреннего сгорания, включающее блок подготовки и подачи топлива, топливный насос, воздухоочиститель, блок подготовки атмосферной среды и карбюратор, снабжено блоком для обработки топлива магнитным полем и блоком обработки воздушной смеси в электрическом поле с последующим смешением активизированных топливной и воздушной составляющих, причем блок для обработки топлива магнитным полем содержит многоконтурный магнитный активатор для активизации топлива, топливопроводы из немагнитного материала и блок стабилизации химического состава активизированного топлива, содержащий магнитный активатор с вводным и выводным парубками, выполненный в виде двухконтурного каскада кольцевых постоянных магнитов, блок обработки воздушной смеси в электрическом поле состоит из трубок для подачи активизированной воздушной среды в корпус воздухоочистителя и разрядной камеры.
По второму варианту это достигается тем, что устройство подготовки рабочей смеси перед сжиганием в бензиновых двигателях внутреннего сгорания, включающее блок подготовки и подачи топлива, содержащий топливный насос, воздухоочиститель, блок подготовки атмосферной среды и карбюратор, снабжено блоком для обработки топлива магнитным полем и блоком обработки воздушной смеси в электрическом поле с последующим смешением активизированных топливной и воздушной составляющих, причем блок для обработки топлива магнитным полем содержит многоконтурный магнитный активатор для активизации топлива, топливопроводы из немагнитного материала и блок стабилизации химического состава активизированного топлива, содержащий магнитный активатор с вводным и выводным парубками, выполненный в виде двухконтурного каскада кольцевых постоянных магнитов, а блок обработки воздушной смеси в электрическом поле состоит из трубок для подачи активизированной воздушной среды в корпус воздухоочистителя, разрядной камеры, закрепленной на кронштейне, воздушного фильтра разрядной камеры с фиксатором воздушного фильтра и соединительного провода, разрядная камера выполнена цилиндрической, а ее торцевые части выполнены большего диаметра, чем цилиндрическая часть, так, что со стороны входа воздушной среды в расширенной части камеры располагают воздухоочиститель, а выходная расширенная часть разрядной камеры выполнена в виде изолированной емкости с каналами для повышения объемной однородности активизированной части воздуха.
На чертеже изображена принципиальная схема устройства для подготовки рабочей смеси перед ее сжиганием в двигателе внутреннего сгорания (на примере автомобильных ДВС).
Устройство для подготовки рабочей смеси перед ее сжиганием состоит из корпуса 9 ДВС, на котором крепятся корпус 8 воздухоочистителя 7 для ввода активизированной части воздушной среды, а также терморегулятор 10 воздухоочистителя с приемным патрубком 11 воздухоочистителя для забора воздуха из атмосферы, с зондом 12 специальной конструкции.
Кроме того, в предлагаемом устройстве предусмотрен источник высокого напряжения, включающий источник первичного напряжения 1, например аккумуляторная батарея (или электрический генератор автомобиля); высоковольтный кабель 18, связывающий данный источник с блоком обработки (активизации) воздушной смеси в электрическом поле, трансформатор преобразователя 19, преобразователь напряжения 20 и включатель 23 преобразователя напряжения.
Устройство содержит два основных блока: блок для обработки (активизации) топлива магнитным полем и последующей стабилизации его химического состава; блок обработки (активизации) воздушной смеси в электрическом поле с последующим смешением активизированных топливной и воздушной составляющих.
Блок для обработки (активизации) топлива магнитным полем содержит многоконтурный магнитный активатор 2 (например, двухконтурный) для активизации топлива, топливопроводы 3 и 5 из немагнитного материала, нагнетатель топлива 4 (бензонасос), блок 6 стабилизации (стабилизатор) химического состава активизированного топлива, содержащий магнитный активатор с вводным и выводным парубками, который выполнен в виде двухконтурного каскада кольцевых постоянных магнитов.
Блок обработки (активизации) воздушной смеси в электрическом поле состоит из трубок 13 и 14 для подачи активизированной воздушной среды в корпус воздухоочистителя, разрядной камеры 15, закрепленной на кронштейне 16, воздушного фильтра 17 разрядной камеры 15 с фиксатором 21 воздушного фильтра и соединительного провода 22.
Устройство для подготовки рабочей смеси перед ее сжиганием в ДВС работает следующим образом.
Топливо из бензобака автомобиля по топливопроводу 3 с помощью бензонасоса 4 подается не в карбюратор, как обычно, а в магнитный активатор 2, в котором производится активизация компонент бензина, после чего активизированное топливо по топливопроводу 5 поступает в блок стабилизации химического состава и после него - в карбюратор, на смешение с активизированным воздухом.
Из топливного бака бензин поступает в трубчатый элемент (на чертеже не показан) магнитного активатора, вытекает через отверстия в нем и поступает на магнитную обработку в первом каскаде в поле кольцевых магнитов 6.
После обработки через топливный фильтр 2 бензин поступает снова в топливопровод 3 и подается к бензонасосу 4, а затем в блок стабилизации химического состава.
Блок получения высоковольтного напряжения для подачи его в разрядную камеру 15. работает следующим образом. Электронный блок (поз. 19, 20) питается от источника первичного напряжения 1 и преобразует это напряжение в напряжение, достаточное для образования в разрядной камере 15 тлеющего разряда между первым (внутренним) цилиндрическим электродом и металлическим корпусом (вторым электродом). Электронный блок подключается к внутреннему электроду высоковольтным проводом 18, а в качестве второго проводника 22 можно использовать металлические детали ДВС или подсоединить к нему второй выход блока высокого напряжения и наружный электрод камеры 15.
Сама камера 15 выполнена цилиндрической, а ее торцевые части выполнены большего диаметра, чем цилиндрическая часть, так, что со стороны входа воздушной среды в расширенной части камеры располагают воздухоочиститель, например тканевого типа, а выходная расширенная часть разрядной камеры 15 выполнена в виде изолированной емкости с каналами для повышения объемной однородности активизированной части воздуха, содержащей кислород, положительные ионы водорода и озон. Эта активизированная часть воздушной среды направляется в корпус воздухоочистителя 8 на смешение с остальным количеством воздушной среды, после чего поступает на смешение с активизированным топливом. Для получения высокого качества перемешивания активизированный в камере 15 воздух подается непосредственно во внутреннюю полость приемного патрубка 11 воздухоочистителя ДВС.
Активизированная часть воздуха из камеры 15 подается во внутреннюю полость приемного патрубка 11 посредством гибкого шланга 14, на конце которого установлен зонд 12 специальной конструкции, улучшающий качество перемешивания воздушной смеси. При этом выход зонда располагают в начале криволинейного участка приемного патрубка воздухоочистителя 11 с возможностью механических колебаний этого зонда.
Способ для подготовки рабочей смеси перед ее сжиганием в ДВС осуществляют следующим образом.
Регулируют количество подаваемого в карбюратор активного воздуха для обеспечения оптимальных условий последующего сгорания топливной смеси: в зависимости от развиваемой ДВС мощности и меняют разрежение в зоне расположения выхода гибкого шланга (в патрубке воздухоочистителя) и, соответственно, меняют количество подаваемого активного воздуха, при этом смешивание активизированного топлива и воздушной среды осуществляют в устройстве смешения ДВС (карбюратор или другое устройство с аналогичными функциями), а образование активных гидроперекисей по связям С-Н осуществляют посредством гидролиза компонент топлива во всем тракте прохождения смеси, включая камеру сгорания, при этом происходит разложение топлива, включая его тяжелые фракции, на более легкие и активные спирты и кислоты.
При горении смеси подобного состава существенно увеличивается полнота сгорания смеси, особенно той ее части, которая без применения описываемого способа выбрасывалась несгоревшей из ДВС. В камере сгорания и выхлопном тракте ДВС при этом наблюдается практически полное отсутствие сажи на деталях.
Значительное увеличение чистоты выхлопа ДВС позволяет по-новому подойти к применению уже известных способов нейтрализации вредных компонент выхлопных газов и, при необходимости, с их помощью дополнительно еще более снизить количество вредных выхлопов. При снабжении ДВС устройством, реализующим предлагаемый способ, в выхлопном тракте ДВС для дополнительного снижения содержания СО можно применить нейтрализатор каталитического типа на никелевой основе, который многократно дешевле широко известных катализаторов на основе платины и, к тому же, не отравляется (т.е. сохраняет работоспособность) даже при работе ДВС на этилированном бензине.