Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02M31/18 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестрое- ниго и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1321888.

Цель изобретения - повьшение эффективности использования топлива путем увеличения полноты сгорания.

На чертеже представлена схема двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель 1 внутреннего сгорания, преимущественно с внутренним смесеобразованием, содержит испаритель 2, камера которого выполнена в виде цикпаросборнику 5. Паросборник 5 элек троизолирован от массы двигателя 1 с помощью прокладок 29, а его боко вая поверхность 30 покрыта изнутри и снаружи слоями 31 и 32 соответст венно диэлектрического материала, которого выполнены также направляю щие лопатки 8. Благодаря этому меж Q циклоном 3 и боковой поверхностью паросборника 5 и поверхностью выхл ной трубы 6 возникает тлеющий разр сила которого регулируется толщино слоев 31 и 32, размещенных на боко

лона 3, снабженного патрубком 4 тан- 15 вой поверхности 30 паросборника 5.

Двигатель работает следующим об разом.

генциального подвода воздуха и паросборником 5, установленным в верхней части циклона 3 и образующим с выхлопной трубой 6 кольцевой канал 7 на входе, в который установлены на- й равляющие лопатки 8, а выхлопная труба 6 снабжена змеевиком 9, боль- щая часть которого установлена внутри нее, а меньшая - на ее поверхности, причем в меньшей части змеевика 9 со стороны, примыкающей к выхлопной трубе 6, выполнены отверстия 10, Трубопровод 11 подачи топлива содержит клапан 12, циклон 3 снабжен сливДвигатель работает следующим образом.

При работе двигателя 1 через клапан 12 топливо поступает в змеевик 9,

20 в котором происходит предварительный подогрев, С целью эффективного использования тепловой энергии отработавших газов змеевик 9 вьтолняется из теплопроводящего материала, напри25 мер меди, и е го большая часть устанавливается внутри выхлопной трубы 6, Далее подогретое топливо через отверстие 10 струйками поступает на поверхность выхлопной трубы 6. Таким

ным патрубком 13, соединенным с дре-30 способом ни этой поверхности образу- нажным трубопроводом 14 подачи топлива в топливную систему 15 и трубками 16, подключенными к впускному коллектору 17 двигателя 1. Кроме того, двигатель 1 снабжен камерой. 18 подогре- 5 при пуске и остановке) через на с магистралями подвода 19 и отвода сливной патрубок 13 поступают обрат- 20 топлива и струйным насосом 21 с ,«о в топливную систему 15. всасьшающим 22 и напорным 23 патруб- Поток воздуха подается в циклон 3

ется пленка стекающего топлива. Количество пара определяется поверхностью испарения вьпшопной трубы 6. Излишки неиспарившегося топлива (что часто

ками. Камера 18 подогрева топлива размещена в нижней части циклона 3, 40 магистраль 29 подвода топлива подключена к трубопроводу 11 подачи топлива перед клапаном 12, струйный насос 21 установлен в трубопроводе 11 подачи топлива после клапана 12 и подключен дд всасывающим патрубком 22 к магистрали 20 отвода топлива из камеры 18 подогрева, а напорным патрубком 23 - к змеевику 9. Двигатель 1 внутреннего

сгорания также снабжен отсечными клапанами 24, установленными в каждой трубке 16 подачи испаренного топлива, а камера 18 подогрева топлива - сливным патрубком 25.

Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит также источник 26 высоковольтного питания двигателя 1, подключенный одним концом 27 к массе двигателя 1, а другим концом 28 - к

2255 . 2

паросборнику 5. Паросборник 5 электроизолирован от массы двигателя 1 с помощью прокладок 29, а его боковая поверхность 30 покрыта изнутри и снаружи слоями 31 и 32 соответственно диэлектрического материала, из которого выполнены также направляющие лопатки 8. Благодаря этому между Q циклоном 3 и боковой поверхностью 30 паросборника 5 и поверхностью выхлопной трубы 6 возникает тлеющий разряд, сила которого регулируется толщиной слоев 31 и 32, размещенных на боко-

вой поверхности 30 паросборника 5.

Двигатель работает следующим образом.

При работе двигателя 1 через клапан 12 топливо поступает в змеевик 9,

в котором происходит предварительный подогрев, С целью эффективного использования тепловой энергии отработавших газов змеевик 9 вьтолняется из теплопроводящего материала, например меди, и е го большая часть устанавливается внутри выхлопной трубы 6, Далее подогретое топливо через отверстие 10 струйками поступает на поверхность выхлопной трубы 6. Таким

способом ни этой поверхности образу- при пуске и остановке) через сливной патрубок 13 поступают обрат- «о в топливную систему 15. Поток воздуха подается в циклон 3

ется пленка стекающего топлива. Количество пара определяется поверхностью испарения вьпшопной трубы 6. Излишки неиспарившегося топлива (что часто

0 д

0

5

через патрубок 4, где происходит его завихрение. Далее воздух отводится в кольцевой канал 7 с направляющими лопатками 8 протйвоточно стекающей пленке топлива. В результате противо- точного движения топлива и воздуха в паросборнике 5 образуется однородная смесь паров топлива и воздуха. Процесс испарения топлива в воздушной среде с быстро удаляемыми из нее парами топлива имеет более высокую скорость испарения, чем процесс испарения в среде паров топлива. При этом пленка густой фракции топлива, стекающая с поверхности выхлопной трубы 6, падает на поверхность све- жегд топлива, поступающего из магистрали 19 в камеру 18 подогрева топлива. При этом происходит передача топ-г- лива свежему ненагретому топливу, находящемуся в камере 18 подогрева топлива. Нагретое путем смешения топливо в камере 18 отводится магистралью 20 через всасывающий патрубок 22 струйного насоса 21 на вход змееви- ка 9, Это повьппает температуру испаряемого топлива и глубину протекания процесса испарения.

При работе двигателя внутреннего сгорания в нерасчетных реткимах (рез- кий сброс нагрузки, выключение двигателя, торможение двигателем и т.д.) с целью обеспечения надежности работы двигателя и эффективности использования топлива отсечными клапанами 24 прерывается подача испарённого топлива во впускной коллектор 17.

Одновременно с подачей воздуха через патрубок 4 в циклоне 3 происходит преобразование кислорода воздуха из молекулярного состояния 0, неактивного с точки зрения протекания процесса окисления, в озонированное состояние Оз активное с точки зрения процесса окисления, благодаря проте- канию тлеющего разряда между циклоном 3 и боковой поверхностью 30 паросборника 5.. При этом происходит перевод молекул топлива, находящихся в паровой фазе, в атомарное, а также дисоциированное - ионное состояние. Все это повьппает готовность топлива к сжиганию в цилиндрах двигателя 1. Этот процесс идет далее и в паросборнике 5 за счет повторного прохождения тлеющего разряда между боковой поверхностью 30 и поверхностью выхлопной трубы 6. При этом происходит расщепление тяжелых фракций углеводородного топлива как за счет взаимодейст- ВИЯ с озоном, так и за счет ионизации частиц паров TonjjHBa в электрическом поле.

Озон, являясь сильным окислителем, активно доокисляет продукты неполно- го сгорания топлива такие, как сажа, окись углерода (СО), окись азота (N0) даже при невысоких температурах отра- ботавших газов, имеющихся на выхлопе.

При этом более токсичные для окружающей среды и человека продукты неполного сгорания переводятся в менее токсичные продукты полного сгорания топлива даже в условиях кратковременного процесса горения в цилиндрах двигателя 1. Таким путем происходит снижение токсичности отработавших газов. Затраты энергии на образование тлеющего разряда между циклоном 3 и боковой поверхностью 30 паросборника 5 и поверхностью выхлопной трубы 6 невелики и ниже затрат энергии в одной свече в момент искрообразова ния. Если двигатель 1 карбюраторный, то паросборник 5 может быть подсоединен к имеющемуся источнику высоковольтного питания. Если двигатель 1 дизельный, необходимо устанавливать новый источник высоковольтного питания.

Двигатель внутреннего сгорания значительно повышает эффективность использования топлива в условиях высокогорья, где ценность и значение каждой единицы высокоактивного окислительного объема для поддержания процесса горения возрастает.

Формула изобретения

Двигатель внутреннего сгорания по авт. св. № 1321888, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности использования топлива путем увеличения полноты сгорания, он дополнительно снабжен источником высоковольтного питания и электроизолирующими прокладками, а на- правляюп1ие лопатки и паросборник покрыты слоем диэлектрического материала, причем источник высокого напряжения подключен одним полюсом к массе двигателя, а другим - к паросборнику а последний прикреплен к двигателю через электроизолирующие прокладки.

Изобретение позволяет повысить эффективность использования топлива двигателем путем увеличения полноты сгорания. Источник 26 высоковольтнойш х 12 U го питания двигателя 1 подключен одним полюсом к массе двигателя, а другим - к паросборнику (ПС) 5, покрытому так же, как и направляющие лопатки 8, слоем диэлектрического материала. ПС прикреплен к двигателю через электроизолирующие прокладки 29. Такое выполнение обеспечивает в ПС противоточное движение топлива и воздуха. Процесс испарения топлива в воздушной среде имеет более высокую скорость испарения, чем процесс испарения топлива в среде паров топлива. Одновременно в ПС происходит расщепление тяжелых фракций углеводородного топлива как за счет взаимодействия с озоном, так и за счет ионизации частиц паров топлива в электрическом поле. 1 ил. К топливной а/сте е 15 Ш (Л N)