ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2012 года по МПК B60K15/10 F02B43/10 

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для получения горючей газовой смеси из жидкости с последующим сжиганием в двигателе внутреннего сжигания.

Известна энергетическая установка транспортного средства, содержащая двигатель внутреннего сгорания, к карбюратору которого через управляемый клапан подсоединено электрическое устройство для выделения из жидкости горючей газовой смеси, подключенное к источнику питания посредством переключателя режимов (Патент США №4276131, кл. 204-129, 1981). Для приведения в действие этого источника питания на транспортном средстве затрачивается определенная часть полезной энергии, предназначенной для движения транспортного средства, что экономически не выгодно.

Известна также энергетическая установка транспортного средства, содержащая двигатель внутреннего сгорания, к карбюратору которого через управляемый клапан подсоединено электрическое устройства для выделения из жидкости горючей газовой смеси - электролизер, подключенный к источнику питания посредством переключателя режимов. Источником питания электролизера является устройство в виде преобразователей энергии механических колебаний и вибраций в электрическую энергию (А.с. 1359167, МПК B60K 15/10, 1987. Энергетическая установка транспортного средства). Эта энергетическая установка может работать только при движении транспортного средства по неровной поверхности дорожного покрытия. В этом ее существенный недостаток.

Известна также энергетическая установка транспортного средства, а.с. 1088959, МПК B60K 15/10, 30.04.1984, бюл. №16. Энергетическая установка транспортного средства, содержащая двигатель внутреннего сгорания, к карбюратору которого через управляемый клапан подсоединено электрическое устройство для выделения из жидкости горючей газовой смеси, подключенное к источнику питания посредством переключателя режимов. Упомянутое устройство представляет собой электролизер, а источник питания его тормоз замедлитель - генератор постоянного тока. Эта энергетическая установка транспортного средства показана на фиг.1 состоит из двигателя внутреннего сгорания 1 с карбюратором 2, к которому через управляемый клапан 3, связанный с педалью 4 привода дросселя карбюратора 2, подсоединен электролизер 5, содержащий катодные 6 и анодные 7 электроды, выполненные, например, из волокнистого углеграфита. Электроды 6 и 7 электролизера 5 подключены к обмоткам тормоза-замедлителя 8 через переключатель 9 режимов, который состоит, например, из выключателя с реостатом 10, кинематически связанного с педалью 11 тормоза. Кроме электролизера, карбюратор 2 соединяется топливопроводном 12 с основным топливным баком 13. Энергетическая установка работает следующим образом. Электролизер перед движением автомобиля заправляется электролитом, которым служит водный раствор солей металлов - отходы химических производств. При неравномерном движении автомобиля с частыми торможениями и ускорениями водитель воздействует на тормозную педаль 11, возвращая педаль 4 в исходное состояние. Тогда управляемый клапан 3 закрывается, а переключатель 9 режимов подключает электромагнитный тормоз 8 к электролизеру 5 за счет срабатывания выключателя на реостате 10 под действием педали 11. При дальнейшем нажатии на педаль 11 происходит перемещение движка потенциометра 10, что приводит к увеличению тока в обмотках электромагнитного тормоза 8 и в электролизере 5. Электромагнитный тормоз-замедлитель создает тормозной момент автомобилю, а в электролизере возникает бурное выделение кислородно-водородной горючей газовой смеси, которая запасается в корпусе электролизера 5, так как управляемый клапан 3 закрыт. После торможения автомобиля водитель нажимает на педаль 4, переключатель 9 режимов принимает исходное положение и отключается электромагнитный тормоз. Одновременно открывается управляемый клапан 3 и в режиме ускорения автомобиля горючая смесь основного топлива снабжается кислородно-водородными добавками. Расход основного топлива автомобиля сокращается, снижается токсичность выхлопных газов. Энергетическая установка работает только при движении транспортного средства с частыми торможениями и ускорениями в условиях городских дорог. В этом ее существенный недостаток.

На фиг.2 представлена принципиальная схема энергетической установки транспортного средства, принятая за прототип. Установка прототипа состоит из двигателя внутреннего сгорания 1 с карбюратором 2, к которому через управляемый клапан 3, связанный с педалью 4 привода дросселя карбюратора 2, подсоединен электролизер 5, содержащий катодные 6 и анодные 7 электроды. Электроды 6 и 7 электролизера 5 подключены к электрическому генератору постоянного тока, приводимый в работу с помощью ветроколеса-турбинки 10 преобразователя энергии возобновляемого источника - потока выхлопных газов при работе теплового двигателя в механическую энергию. Кроме электролизера, карбюратор 2 также соединяется топливопроводом с топливным баком 11.

Устройство прототипа работает следующим образом. Электролизер 5 заправляется электролитом, которым служит водный раствор солей металлов - отходы химических производств. После запуска теплового двигателя 1 поток выхлопных газов из выхлопной трубы двигателя приводит во вращение ветроколесо-турбинку 10. Ветроколесо механически связано с электрическим генератором постоянного тока 8, который подключен к электродам 6 и 7 электролизера 5. В электролизере выделяется горючая смесь из кислорода и водорода. Горючая смесь через управляемый клапан 3 подается в карбюратор 2. Дроссель карбюратора 2 и управляемый клапан 3 связаны с педалью 4 привода дросселя карбюратора. Работа электролизера прекращается, если нет отбора кислородно-водородной смеси. Давление этой смеси возрастает, выталкивает электролит электролизера 5 в боковые карманы 9, электроды оголяются. Карбюратор 2 также соединяется топливопроводом с топливным баком 11. При нажатии на педаль 4 при движении автомобиля или его стоянке к основному топливу через управляемый клапан 3 в карбюратор подается дополнительно кислородно-водородная добавка. Процесс горения основного топлива активизируется, сокращается его расход и снижается токсичность выхлопных газов. В устройстве прототипа энергия потока выхлопных газов при работе теплового двигателя рекуперируется в энергию горючих газов, выделяемых в электролизере. Все это в большей мере повышает экономический эффект использования предлагаемого устройства, снижает загрязнение окружающей среды выхлопными газами.

Энергетическая установка прототипа не в полной мере позволяет использовать другие возобновляемые источники энергии при работе транспортных средств. В этом недостаток энергетической установки прототипа.

Задача предлагаемого изобретения - расширение возможностей энергетической установки, уменьшение расхода топлива за счет использования возобновляемого источника энергоресурса автомобиля - потока воздуха между кабиной водителя и кузовом самосвала большегрузного транспортного средства.

На фиг.3 представлена принципиальная схема предлагаемой энергетической установки транспортного средства, в которой источник возобновляемого энергоресурса автомобиля - потока воздуха между кабиной водителя и кузовом самосвала большегрузного транспортного средства при его движении преобразуется с помощью ветроколеса-турбинки в механическую энергию.

Энергетическая установка транспортного средства, фиг.3, состоит из двигателя внутреннего сгорания 1 с карбюратором 2, к которому через управляемый клапан 3, связанный с педалью 4 привода дросселя карбюратора 2, подсоединен электролизер 5, содержащий катодные 6 и анодные 7 электроды. Электроды 6 и 7 электролизера 5 подключены к генератору постоянного тока 8, приводимый во вращение турбинкой 10. Турбинка 10 преобразует энергию потока воздуха между кабиной водителя 12 и кузовом самосвала 13 большегрузного транспортного средства при его движении в механическую энергию.

Кроме электролизера, карбюратор 2 соединяется топливопроводном с топливным баком 11.

Определим примерную мощность ветроколеса N_BK, Вт с окружной площадью F_BK=20·10^-3 м², при плотности воздушной среды ρ=1,29 кг/м³ (Х.Кухлинг. Справочник по физике, с.456, таб.2), коэффициенте аэродинамического сопротивления С_ВК=1,11 и коэффициенте полезного действия для ветроколес η_BK=0,467 (Е.М.Фатеев. Ветродвигатели и ветроустановки ОГИЗ-Сельхозгиз, - М., 1948, с.122), скорости истечения газа V=20 м/с, коэффициенте обтекаемости ветроколеса К_ВК=ρ/2·С_ВК=1,29/2·1,11=0,716, N_BK=К_ВК·F_BK·V³·η_ВК=0,716·20·10^-3·20³·0,467=133,8 Вт.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Электролизер 5 заправляется электролитом, которым служит водный раствор солей металлов - отходы химических производств. Поток воздуха между кабиной водителя и кузовом самосвала большегрузного транспортного средства при его движении преобразуется с помощью ветроколеса-турбинки 10 в механическую энергию.

Турбинка механически связана с электрическим генератором постоянного тока 8, который подключен к электродам электролизера 5. В электролизере выделяется горючая смесь из кислорода и водорода. Горючая смесь через управляемый клапан 3 подается в карбюратор 2. Дроссель карбюратора 2 и управляемый клапан 3 связаны с педалью 4 привода дросселя карбюратора. Работа электролизера прекращается, если нет отбора кислородно-водородной смеси. Давление этой смеси возрастает, выталкивает электролит электролизера 5 в боковые карманы 9, электроды оголяются. Карбюратор 2 также соединяется топливопроводом с топливным баком 11. При нажатии на педаль 4 при движении автомобиля к основному топливу через управляемый клапан 3 в карбюратор подается дополнительно кислородно-водородная добавка. Процесс горения основного топлива активизируется, сокращается его расход и снижается токсичность выхлопных газов. Предлагаемым устройством энергия потока воздуха между кабиной водителя и кузовом самосвала большегрузного транспортного средства при его движении преобразуется с помощью ветроколеса-турбинки и генератора постоянного тока в электрическую энергию. Электрическая энергия преобразователя используется для питания электролизера с целью получения кислородно-водородной горючей смеси. Все это в большей мере повышает экономический эффект использования предлагаемого устройства, снижает загрязнение окружающей среды выхлопными газами.

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для получения горючей газовой смеси из жидкости с последующим сжиганием в двигателе внутреннего сжигания. Энергетическая установка содержит преобразователь энергии возобновляемого источника энергоресурса автомобиля. Преобразователь энергии является турбинкой малой величины и установлен между кабиной водителя и кузовом самосвала большегрузного транспортного средства. Турбинка вращает генератор постоянного тока. Электрическая энергия генератора используется в электролизере. В электролизере выделяется горючая смесь из кислорода и водорода. Горючая смесь через управляемый клапан подается в карбюратор. Технический результат заключается в сокращении расхода топлива и снижении токсичности выхлопных газов. 3 ил.

Энергетическая установка транспортного средства, содержащая двигатель внутреннего сгорания, карбюратор которого через управляемый клапан газопроводом сообщен с электролизером для выделения горючей газовой смеси, источник питания электролизера - генератор постоянного тока, отличающаяся тем, что она снабжена ветроколесом-турбинкой малой величины, механически связанным с электрическим генератором постоянного тока для преобразования энергии возобновляемого источника - потока воздуха между кабиной водителя и кузовом самосвала большегрузного транспортного средства, а электролизер имеет карманы, в которые вытесняется электролит горючей газовой смесью при отсутствии ее отбора.