УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ДОБАВКИ ВОДЯНОГО ПАРА, ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F02M25/12 F02B47/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания.

Известно, что добавка водорода в двигатель снижает токсичность выхлопных газов и позволяет работать на топливе с более низким октановым числом (см. статью "Бензин кончится, вода - никогда". Журнал За рулем // 2, 2001, с. 57-58).

Известно устройство для получения и добавки водяного пара, водорода и кислорода в двигатель внутреннего сгорания, содержащее резервуар с жидкостной и газовой полостями, трубки, причем в резервуаре установлены подключенные к генератору электроды, а в резервуар заливается водный раствор щелочи (см. патент Российской Федерации 2044151, МПК F 02 M 27/00, опубл. 1995 г.). Недостатком этого устройства является то, что в устройстве отсутствуют емкость для сбора конденсата, калорифер для подогрева поступающего в резервуар воздуха и огненепроницаемая сетка на всасывающей трубке.

Задачей изобретения является достижение возможности эффективной работы двигателя на топливе с более низким октановым числом и уменьшение токсичности отработанных газов.

Поставленная задача решается тем, что устройство для получения и добавки водяного пара, водорода и кислорода в двигатель внутреннего сгорания, содержащее резервуар с жидкостной и газовой полостями, трубки, причем в резервуаре установлены подключенные к генератору электроды, а в резервуар заливается водный раствор щелочи, согласно изобретению, снабжено емкостью для сбора конденсата, соединенной с газовой полостью резервуара и с всасывающей системой двигателя, калорифером, установленным на выпускном трубопроводе, причем жидкостная полость резервуара соединена с калорифером, а вакуум, создаваемый во всасывающей системе двигателя, засасывает подогретый в калорифере воздух.

При этом воздух, засасываемый в резервуар и нагретый в калорифере, поступает в резервуар по опущенной в электролит трубке, в которой установлен обратный клапан, а емкость для сбора конденсата установлена на всасывающей трубке, в конце которой установлена огненепроницаемая сетка
На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - графики изменения составляющих элементов отработанных газов в зависимости от подаваемого на электроды тока, при этом величина тока изменялась путем изменения концентрации электролита.

Устройство включат резервуар 1, имеющий жидкостную и газовую полости 2 и 3, соответственно. В резервуар 1 опущены электроды 4, которые подключены к генератору двигателя. Для выработки электроэнергии, путем электролиза воды, на двигатель должен быть установлен более мощный или отдельный генератор.

Жидкостная полость 2 соединена трубками 5 и 6, включающими обратный клапан 7 с калорифером 8, представляющим собой цилиндр с набором сетчатых перегородок и установленным на выпускной трубе 9. Газовая полость 3 соединена трубкой 10 с емкостью 11 для сбора конденсата, которая трубкой 12, включающей огненепроницаемую сетку 13, соединена со всасывающей системой 14 двигателя внутреннего сгорания 15.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в резервуар 1 заливается электролит, представляющий собой дистиллированную воду, подщелоченную, например, солями NaОН или КОН, для более интенсивного процесса электролиза воды.

При работе двигателя ток от генератора поступает на электроды 4, происходит электролиз воды на водород и кислород, которые вместе с выделяющимся водяным паром поступают в газовую полость 3. Вакуум, создаваемый во всасывающей системе 14, отсасывает газ из полости 3 через трубки 12 и 10, причем конденсат паров и случайно попавшая в трубку 10 щелочь оседают в емкости 11. Создаваемый в полости 3 вакуум засасывает по трубкам 5 и 6 подогретый в калорифере 8 воздух, который выходит в электролит по трубке 5 в виде пузырьков, создавая интенсивное перемешивание электролита. Это обеспечивает подогрев электролита, что необходимо для эффективного электролиза воды, смывает пузырьки водорода и кислорода с электродов 4 и способствует выделению пузырьков водорода и кислорода из электролита в газовую полость 3.

При случайном выхлопе в коллектор всасывающей системы 14 (например, при глушении двигателя) сетка 13 препятствует распространению огня по трубке 12, а обратный клапан 7 предотвращает выливание электролита через трубку 5, когда в полости 3 образуется давление.

По мере убывания электролита в резервуар 1 добавляется дистиллированная вода. Контроль за концентрацией электролита ведется по амперметру, включенному в сеть между генератором и электродами.

Для практической проверки изготовленного устройства оно было установлено на двигатель автомашины Москвич - 412 ИЭ и были проведены испытания. Токсичность газов проверялась на установке INFRALYTIC. Тип GA-400, N013709.

В результате испытаний установлено, что с увеличением тока от 0 до 20 А количество кислорода в выхлопных газах снизилось на 44%, отношение воздуха к топливу (λ) приблизилось к единице, углекислый газ (CO₂) возрос на 23%, угарный газ (СО) остался практически неизменным, а углеводород (СН) уменьшился в три раза (см. фиг.2).

Испытания на возможность замены бензина А-92 на А-76 проводились на том же Москвиче - 412 ИЭ с двигателем 412 Э, имеющим степень сжатия 8,5 и работающим, согласно руководства по эксплуатации, на бензине с октановыми числами 93-95. Расход бензина за один опыт составлял 700 мл, скорость движения была 80 км/ч.

Сравнивался заводской вариант работы автомобиля на бензине А-92 с работой машины на бензине А-76 с установкой предлагаемого устройства, при подаче тока на электроды 15 А.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Из таблицы следует, что при езде на бензине А-76 с предлагаемым устройством время разгона одинаковое, что и на бензине А-92, при этом детонации двигателя не наблюдалось. Это говорит о возможности замены бензина А-93 на А-76 при использовании предлагаемого устройства.

Хотя расход бензина А-76 на 1 км пробега автомобиля больше на 5,3%, однако стоимость бензина на 1 км пробега меньше на 9,6%, за счет разницы цен на бензин.

Таким образом, предлагаемое устройство технологически несложно в изготовлении, позволяет использовать в двигателях внутреннего сгорания топливо с меньшим октановым числом, уменьшает токсичность выхлопных газов.

Кроме того, замечено, что при работе машины с предлагаемым устройством в зимнее время двигатель легче заводится и работает более устойчиво в период прогрева, хотя отдельных опытов на эти показатели не проводили.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство для получения и добавки водяного пара, водорода и кислорода в двигатель внутреннего сгорания содержит резервуар с жидкостной и газовой полостями, трубки. В резервуаре установлены подключенные к генератору электроды, а в резервуар заливается водный раствор щелочи. Устройство снабжено емкостью для сбора конденсата, соединенной с газовой полостью резервуара и с всасывающей системой двигателя и калорифером, установленным на выпускном трубопроводе. Жидкостная полость резервуара соединена с калорифером. Вакуум, создаваемый во всасывающей системе двигателя, засасывает подогретый в калорифере воздух. Воздух, засасываемый в резервуар и нагретый в калорифере, поступает в резервуар по опущенной в электролит трубке, в которой установлен обратный клапан. Емкость для сбора конденсата установлена на всасывающей трубке, в конце которой установлена огненепроницаемая сетка. Технический результат заключается в возможности эффективной работы двигателя на топливе с более низким октановым числом и в уменьшении токсичности отработанных газов. 2 з.п.ф-лы, 1 табл., 2 ил.

1. Устройство для получения и добавки водяного пара, водорода и кислорода в двигатель внутреннего сгорания, содержащее резервуар с жидкостной и газовой полостями, трубки, причем в резервуаре установлены подключенные к генератору электроды, а в резервуар заливается водный раствор щелочи, отличающееся тем, что устройство снабжено емкостью для сбора конденсата, соединенной с газовой полостью резервуара и с всасывающей системой двигателя, калорифером, установленным на выпускном трубопроводе, причем жидкостная полость резервуара соединена с калорифером, а вакуум, создаваемый во всасывающей системе двигателя, засасывает подогретый в калорифере воздух. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что воздух, засасываемый в резервуар и нагретый в калорифере, поступает в резервуар по опущенной в электролит трубке, в которой установлен обратный клапан. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что емкость для сбора конденсата установлена на всасывающей трубке, в конце которой установлена огненепроницаемая сетка.