УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F02M27/04 

Изобретение относится к устройствам для обработки воздуха в двигателях внутреннего сгорания, повышающих качество сгорания топлива и снижающих токсичность отработанных газов, и может быть использовано в машиностроении.

Известно устройство для обработки воздуха в двигателе внутреннего сгорания, содержащее коллектор воздуха с установленным в нем ионизатором воздуха, выполненным в виде крыльчатки, подключенной к положительному электроду источника тока, отрицательный электрод которого подключен к коллектору /а.с. N 1218161, кл. F 02 B 37/00, 1984 г/.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность процесса ионизации из-за отсутствия электрических зарядов, вызывающих образование из кислорода воздуха сильного окислителя ионов озона, и вследствие этого недостаточно полное сгорание топлива и повышенная вредность отработанных газов двигателя внутреннего сгорания.

Наиболее близким техническим решением является устройство для обработки воздуха в двигателе внутреннего сгорания, содержащее патрубок с высоковольтной коронирующей системой, размещенные между воздушным фильтром и карбюратором. Коронирующая система выполнена в виде набора параллельных зубчатых дисков, размещенных на коронодержателе с межэлектродным зазором между вершиной зубца диска и внутренней поверхностью патрубка (прототип).

Однако известное устройство не обеспечивает работы двигателя внутреннего сгорания в оптимальном устойчивом режиме сжигания топлива, так как не подобраны нужные для этого процесса параметры коронирующей системы, а также ее расположение в патрубке.

Задачей изобретения является улучшение процесса сгорания топлива и снижение токсичности отработанных газов за счет создания оптимальных условий для сжигания топлива в двигателе внутреннего сгорания.

Для достижения поставленной задачи устройство содержит патрубок с высоковольтной коронирующей системой, размещенные между воздушным фильтром и карбюратором, при этом коронирующая система выполнена в виде набора параллельных зубчатых дисков, размещенных на коронодержателе с межэлектродным зазором между вершиной зубца диска и внутренней поверхностью патрубка, определяемым из соотношения:

где
h расстояние между вершиной зубца диска и внутренней поверхностью патрубка (см);
U_N выходное напряжение высоковольтного источника питания (кВ);
I_p постоянная составляющая разрядного тока (mA);
R_p полное сопротивление цепи (Мом);
E_p усредненная напряженность электрического поля (кВ/см).

На чертеже изображена схема устройства для обработки воздуха.

Воздушный фильтр 1 через изоляционный материал 2 соединен с патрубком 4, закрепленном в держателе 3. Внутри патрубка 4 установлена высоковольтная коронирующая система, выполненная в виде коронодержателя 5 с размещенным на нем набором зубчатых дисков 6. Зубчатые диски 6 разделены между собой шайбами 7. Коронодержатель 5 ограничен контактным цилиндром 8 и центрирован изолятором 9. Подпружиненный контакт 10 закреплен на вводе 11, в качестве которого использована стандартная свеча зажигания. Патрубок 4 своим выходным концом соединен с карбюратором 12.

Устройство работает следующим образом:
В зависимости от вида применяемого топлива и ожидаемой концентрации вредных выбросов устанавливают нужную для полного сжигания топлива концентрацию ионов озона и соответствующей ей силу тока. По соотношению определяют межэлектродный зазор и располагают в соответствии с этим параметром коронирующую систему в патрубке 4 двигателя внутреннего сгорания. Атмосферный воздух под действием всасывающего усилия карбюратора 12 подают через воздушный фильтр 1 в патрубок 4. При подаче высокого напряжения в межэлектродном зазоре возникают по всему объему патрубка 4 однородные факельные разряды, вызывающие образование отрицательных ионов озона с концентрацией, необходимой для взаимодействия с парами топлива и более равномерном его окислении до полного сгорания. При нормальном давлении всасываемого воздуха в объемном разряде образуется до 80% ионов озона.

Таким образом, подавая в камеру сгорания пары топлива и озоновоздушную смесь с заданной концентрацией ионов озона, которую можно получить только в межэлектродном зазоре, определяемым из указанного соотношения, топливо сгорает наиболее полно, выбрасывая в атмосферу минимум токсичных веществ.

Авт.св.N 1218161, кл. F 02 B 37/00, от 1984г.

2. Пат. Великобритании N 2052627 кл. F 02 M 17/28, опубл. 1981 г.

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения заключается в выборе оптимальных размеров коронирующей системы генератора озона, состоящий из параллельных зубчатых дисков, расположенных на коронодержателе с межэлектронным зазором. Система обеспечивает улучшенное сгорание топлива и снижение токсичности выхлопа. 1 ил.

Устройство для обработки воздуха в двигателе внутреннего сгорания, содержащее патрубок с высоковольтной коронирующей системой, размещенные между воздушным фильтром и карбюратором, при этом коронирующая система выполнена в виде набора параллельных зубчатых дисков, размещенных на коронодержателе с межэлектродным зазором между вершиной зубца диска и внутренней поверхностью патрубка, отличающееся тем, что величина межэлектродного зазора определяется соотношением

где h межэлектродный зазор, расстояние между вершиной зубца диска и внутренней поверхностью корпуса;
U_N выходное напряжение высоковольтного источника зажигания;
E_p усредненная напряженность электрического поля в зазоре;
I_p постоянная составляющая суммарного разрядного тока;
R_p полное (суммарное) омическое сопротивление разрядной цепи.