ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С АКТИВАТОРОМ ВОЗДУХА Российский патент 2009 года по МПК F02B51/04 F02B75/00 

Настоящее изобретение относится к области машиностроения и, в частности, к конструированию дизельных двигателей.

Известен четырехтактный шестицилиндровый дизельный двигатель 211Д1 (64H21/21), содержащий блок цилиндров с крышкой и поршнями, блок картера с кривошипно-шатунным механизмом, соединенным посредством штоков с поршнями, передаточный механизм привода вспомогательных агрегатов, механизм газораспределения, системы: питания, воздухонаддува, охлаждения, смазки и управления. Мощность - 750 л.с.

/Маневровые тепловозы, гл. ред. Н.С.Назаров. М.: Транспорт, 1977, c.53-73, рис.29, 30./

Недостатками известного дизельного двигателя являются: неполное сгорание топлива, потери мощности, затрудненный запуск при минусовых температурах, загрязнение окружающей среды выхлопными газами.

Указанные недостатки обусловлены недостаточной активностью кислорода в подаваемом воздухе, а также конструкцией двигателя.

Известен также двухтактный дизельный двигатель 37Д, содержащий фундаментальную раму, остов двигателя с блоком цилиндров, имеющих продувочные окна, головку блока с выпускными клапанами, картер с кривошипно-шатунным механизмом, который посредством шатунов соединен с поршнями, установленными в цилиндрах, газораспределительный механизм, системы: питания, охлаждения, воздухонаддува, смазки, запуска, пост управления /С.Н.Прасолов, М.Б.Амитин. Устройство подводных лодок. М.: Ордена Трудового Краcного Знамени военное издательство Министерства обороны СССР, 1973, с.236-242, рис.99/.

Известный двухтактный дизельный двигатель 37Д как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату принят за прототип.

Недостатки двухтактного дизельного двигателя 37Д, принятого за прототип, те же.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией дизельного двигателя и низкой активностью кислорода воздуха, подаваемого в цилиндры.

Целью настоящего изобретения является повышение активности кислорода воздуха, подаваемого в цилиндры.

Указанная цель согласно изобретения обеспечивается тем, что в воздушный тракт дизельного двигателя включена активационная камера, впускной патрубок которой пневматически соединен с выходным патрубком воздушного фильтра, а выпускной патрубок упомянутой камеры пневматически соединен с входным патрубком нагнетателя воздуха, выпускной патрубок которого связан с продувочными окнами цилиндров, причем активационная камера представляет собой цилиндрический корпус, закрытый верхней и нижней крышками, внутрь которого вставлена изоляционная втулка, внутрь которой вставлена вторая изоляционная втулка с боковыми отверстиями, в которые вставлены перпендикулярно продольной оси цилиндрического корпуса металлические стержни, расположенные в несколько рядов по вертикали и горизонтали, кроме того, к цилиндрическому корпусу активационной камеры привернут болтами корпус высоковольтного устройства, внутри которого размещены: преобразователь постоянного тока в переменный ток с повышением напряжения, входные клеммы которого соединены через включатель с аккумуляторной батареей, высоковольтный каскадный генератор, вход которого электрически соединен с выходными клеммами преобразователя постоянного тока в переменный ток, а выход высоковольтного каскадного генератора подключен через высоковольтные клеммы активационной камеры к стержням таким образом, что в продольном и поперечном направлениях каждому стержню одного знака заряда противостоит стержень противоположного знака заряда.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображен общий вид дизельного двигателя, на фигуре 2 - вид на дизельный двигатель сбоку в разрезе, на фигуре 3 - устройство активационной камеры в разрезе, на фигуре 4 - разрез по АА фигуры 3, на фигуре 5 - электрическая схема высоковольтного устройства и принцип действия активационной камеры.

Двухтактный дизельный двигатель содержит блок цилиндров 1, головку блока цилиндров 2 с форсункой 3, картер 4, в подшипниках которого установлен коленчатый вал 5, соединенный посредством шатунов 6 с поршнями 7. С правой стороны к блоку цилиндров прикреплена выпускная труба 8, соединенная с выпускными окнами 9 блока цилиндров. С левой стороны к блоку цилиндров прикреплена активационная камера 10, к которой болтами привернут корпус высоковольтного устройства 11. Входной патрубок активационной камеры пневматически соединен с выходным патрубком воздушного фильтра 12, выходной патрубок которой пневматически соединен с входным патрубком нагнетателя воздуха 13, выходной патрубок которого связан с впускными окнами блока цилиндров 14. Активационная камера содержит цилиндрический корпус 15, закрытый верхней 16 и нижней 17 крышками, имеющими соответственно входной 18 и выходной 19 патрубки. Внутрь цилиндрического корпуса вставлена изоляционная втулка 20, в которую вставлена вторая изоляционная втулка 21 с боковыми отверстиями, в которые вставлены стержни 22, расположенные в несколько рядов по вертикали и горизонтали перпендикулярно продольной оси активационной камеры, на корпусе которой установлены высоковольтные клеммы 23, соединенные с соответствующими стержнями. Внутри корпуса высоковольтного устройства размещены преобразователь постоянного тока в переменный ток 24 с повышающим напряжение трансформатором, входные клеммы которого соединены через включатель 25 с аккумуляторной батареей 26 /Справочник радиолюбителя, изд.3, гл. ред. А.А.Куликовский. М.-Л.: Государственное энергетическое издательство, 1961, с.224/, высоковольтный каскадный генератор, вход которого электрически соединен с выходными клеммами преобразователя постоянного тока в переменный ток. Выход высоковольтного каскадного генератора 27, выполненного на диодах и конденсаторах, подключен через высоковольтные клеммы к стержням активационной камеры таким образом, что в продольном и поперечном направлениях каждому стержню одного знака заряда противостоит стержень противоположного знака заряда /Физический энциклопедический словарь, гл. ред. A.M.Прохоров. М.: Советская энциклопедия, 1983, с.244/. Дизельный двигатель также содержит системы: питания, охлаждения, воздухоподготовки, смазки, запуска и управления.

Работа дизельного двигателя.

Перед запуском дизельного двигателя включателем 25 аккумуляторная батарея 26 подключается ко входу преобразователя постоянного тока в переменный ток 24 высоковольтного устройства 11. С выхода преобразователя постоянного тока в переменный ток 24 на вход высоковольтного каскадного генератора поступает переменный ток более высокого напряжения, где он выпрямляется и повышается до 50-70 кВ. С выхода высоковольтного каскадного генератора 27 ток высокого напряжения подается через высоковольтные клеммы 23 на стержни 22, между которыми в вертикальном и горизонтальном направлениях возникают электрические разряды. После запуска дизельного двигателя атмосферный воздух проходит через воздушный фильтр 12, внутреннюю полость активационной камеры 10, обтекая стержни 22. Под действием электрических разрядов атомарный кислород воздуха (O) превращается в озон (О₃) и молекулярный кислород (О₂). Далее атмосферный воздух, обогащенный озоном и молекулярным кислородом, подается воздухонагнетателем 13 в цилиндры дизельного двигателя, где участвует в окислении поступающего топлива (фиг.5). Воздух, обогащенный озоном и молекулярным кислородом, более активно и более быстро окисляет топливо, улучшая его горение /Пособие по химии для поступающих в вузы, изд. 2. Издательство Московского университета, 1975, с.117-118/. При этом при образовании озона и молекулярного кислорода происходит охлаждение воздуха, поступающего в цилиндры, что также способствует лучшей работе дизельного двигателя. Далее работа данного двигателя ничем не отличается от работы обычных двухтактных дизельных двигателей. После остановки двигателя активационная камера и высоковольтное устройство отключаются посредством выключателя 25.

Предлагаемый активатор воздуха может быть использован на различных дизельных двигателях.

Положительный эффект: более высокая мощность двигателя, улучшение запуска при минусовых температурах, экономия топлива, уменьшение загрязнения окружающей среды, более полное сгорание топлива.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к дизельным двигателям внутреннего сгорания. Дизельный двигатель с активатором воздуха содержит блок цилиндров с поршнями, кривошипно-шатунный механизм, расположенный в картере и посредством шатунов соединенный с поршнями, механизм привода вспомогательных агрегатов, системы: питания, воздухоподготовки, охлаждения, смазки, запуска и управления. В воздушный тракт двигателя включена активационная камера, впускной патрубок которой пневматически соединен с выходным патрубком воздушного фильтра. Выпускной патрубок упомянутой камеры пневматически соединен с входным патрубком нагнетателя воздуха, выпускной патрубок которого связан с продувочными окнами цилиндров. Активационная камера представляет собой цилиндрический корпус, закрытый верхней и нижней крышками, внутрь которого вставлена изоляционная втулка, внутрь которой вставлена вторая изоляционная втулка с боковыми отверстиями, в которые вставлены перпендикулярно продольной оси цилиндрического корпуса металлические стержни, расположенные в несколько рядов по вертикали и горизонтали. К цилиндрическому корпусу активационной камеры привернут болтами корпус высоковольтного устройства, внутри которого размещены: преобразователь постоянного тока в переменный ток с повышением напряжения, входные клеммы которого соединены через включатель с аккумуляторной батареей, высоковольтный каскадный генератор, вход которого электрически соединен с выходными клеммами преобразователя постоянного тока в переменный ток, а выход высоковольтного каскадного генератора подключен через высоковольтные клеммы активационной камеры к стержням таким образом, что в продольном и поперечном направлениях каждому стержню одного знака заряда противостоит стержень противоположного знака заряда. Техническим результатом является более полное сгорание топлива, экономия топлива, повышение мощности, уменьшение загрязнения атмосферы. Указанный технический результат достигается превращением, под действием непрерывных электрических разрядов в активационной камере, атомарного кислорода воздуха в озон (O₃) и молекулярный кислород (О₂), что значительно повышает его химическую активность и взаимодействие с топливом. 5 ил.

Дизельный двигатель с активатором воздуха, содержащий блок цилиндров с поршнями, кривошипно-шатунный механизм, расположенный в картере и посредством шатунов соединенный с поршнями, механизм привода вспомогательных агрегатов, системы: питания, воздухоподготовки, охлаждения, смазки, запуска и управления, отличающийся тем, что в воздушный тракт двигателя включена активационная камера, впускной патрубок которой пневматически соединен с выходным патрубком воздушного фильтра, а выпускной патрубок упомянутой камеры пневматически соединен с входным патрубком нагнетателя воздуха, выпускной патрубок которого связан с продувочными окнами цилиндров, причем активационная камера представляет собой цилиндрический корпус, закрытый верхней и нижней крышками, внутрь которого вставлена изоляционная втулка, внутрь которой вставлена вторая изоляционная втулка с боковыми отверстиями, в которые вставлены перпендикулярно продольной оси цилиндрического корпуса металлические стержни, расположенные в несколько рядов по вертикали и горизонтали, кроме того, к цилиндрическому корпусу активационной камеры привернут болтами корпус высоковольтного устройства, внутри которого размещены: преобразователь постоянного тока в переменный ток с повышением напряжения, входные клеммы которого соединены через включатель с аккумуляторной батареей, высоковольтный каскадный генератор, вход которого электрически соединен с выходными клеммами преобразователя постоянного тока в переменный ток, а выход высоковольтного каскадного генератора подключен через высоковольтные клеммы активационной камеры к стержням таким образом, что в продольном и поперечном направлениях каждому стержню одного знака заряда противостоит стержень противоположного знака заряда.