1
Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способам обработки горючей смеси непосредственно в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания и к устройствам для его осуществления.
Известен способ обработки горючей смеси двигателя внутреннего сгорания путем подачи на электроды, установленные во впускном тракте двигателя высокого напряжения 1.
Устройство для осуществления известного способа содержит источник высокого напряжения до t кВ и ионизатор, установленный во впускном тракте двигателя. Ионизатор выполнен в виде концентрично расположенных и изолированных друг от друга воздушным зазором труб. Причем на внешней поверхности внутренней трубы прикреплены металлические иглы так, что зазор между остриями и внутренней поверхностью наружной трубы составляет 12,5 мм. При рабо
те системы на внутреннюю трубу подают высокое напряжение, чем обеспечивается предварительная ионизация горючей смеси до ее поступления в цилиндры двигателя l .
Однако при движении предварительно ионизированной смеси по выпускному тракту двигателя и при нахождении в цилиндре в течение тактов всасывания и сжатия эта смесь соприкасается с металлическими поверхностями указанных узлов, вследствие чего она теряет большую часть заряженных частиц. Поэтому известный способ и устройство для его осуществления имеют такие недостатки, как неполное сгорание топлива, конструктивная сложность и требуют автономного источника высокого напряжения.
Известен также способ обработки горючей смеси преимущественно двигателя внутреннего сгорания путем подауи во время рабочегоцикла через искровые зазоры высокочастотных импульсов высокого напряжения на свечу, в которой напряженности элек рических полей между центральным и боковым электродами и центральным электродом и внутренней кромкой тор ца юбочки свечи выполнены равными между собой 2. Данный способ осуществяется устройством, содержащим распределитель высокого напряжения с ротором, снаб женным токоразностным электродом в виде cieKTopa, образующим искровые зазоры с токоприемными электродами крышки распределителя, соединенными со свечами, в которых размеры зазоров между центральным и боковым эле родами и центральным электродом и внутренней кромкой торца юбочки све чи выполнены равными между собой ЗЗ Недостатком указанных способов и устройств является то, что они не обеспечивают достаточно полного сго рания топлива в двигателе; Цель изобретения - повышение эффективности процесса сгорания и сни жение токсичности выхлопных газов. Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки горюче смеси путем подачи во время рабочего цикла высокочастотных импульсов высокого напряжения через искровые зазоры на свечу, напряжение в течение рабочего цикла регулируют путем изменения искровых зазоров, причем на тактах всасывания и сжатия зазор устанавливают одинаковыми между соб и большими, чем на тактах выпуска и рабочего хода, а также,тем, что з зоры на тактах выпуска и рабочего хода устанавливают различными между собой. В устройстве для обработки горючей смеси регулирование искровых зазоров обеспечено тем, что токоразностный электрод распределителя выполнен в виде диска с тремя секторами трех различных радиусов, причем центральный угол первого сектора равен углу поворота ротора на тактах всасывания и сжатия, центральный угол второго сектора - углу поворота ротора на такте рабочего хода, центральный угол третьего сектора углу поворота ротора на такте выпуска, причем радиус сектора, соответствующего такту рабочего х®да, выполнен максимальным, а радиус секто3ра, соответствующего тактам всасывания и сжатия, - минимальным. На чертеже представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа. Устройство для обработки горючей смеси содержит механический распределитель импульсов высокого напряжения с ротором 1, снабженным токоразностным электродом 2 в виде диска с тремя секторами 3, и 5 различных радиусов, и крышку 6 распределителя с токоприемными электродами в виде секторов, соединенными с электродами свечей 7-10 зажигания, в которых размеры зазоров между центральным и боковыми электродами и центральным электродом и внутренней кромкой торца юбочки выполнены равными между собой. Электроды свечей 7-10 посредством токоприемных электродов крышки 6 и секторов 3,4 и 5 токоразносного электрода 2 соединены с выходом 11блока 12, выполненного в виде высокочастотного высоковольтного преобразователя напряжения, вход которого посредством замка 13 зажигания контактов 14 и. 15 взаимодействующих с кулачком 16 прерывателя, соединен с источником 17 питания постоянного тока. Центральные углы секторов токоприемных электродов Крышки 6 выполняют равными 6-10, а зазор между сектором 3 токоразностного электрода 2 и сектором токоприемного электрода крышки 6 равны 0,3-0,8 мм. Частоту генерации высокочастотных импульсов высокого напряжения блоком 12выбирают, в диапазоне от 2,5 до 40 кГц. Зазоры между токоприемным электродом крышки 6 и сектором 3 выбираются равными 0,3 мм, сектором k 0,9 мм, сектором 5-3,6 мм, а частоту генерации высокочастотных импульсов высокого напряжения блоком 12 - в диапазоне 6 кГц. Угол дуги сектора 4 соответствует углу поворота вала двигателя на тактах всасывания и сжатия, угол дуги сектора 3 соответствует углу поворота вала на такте рабочего хода, а угол дуги сектора 5 - углу поворота вала на такте выпуска. Устройство для обработки горючей смеси работает следующим образом. При включении замка 13 зажигания i вращения кулачка 16, кинематически связанного с коленчатым валом двигателя, происходит попеременное размыкание и замыкание контактов 14 и При замыкании контактор- 14 и 15 блок 12 преобразователя напряжения возбуждается в течение поворота коленчатого вала на 1бО° от начала момента зажигания, на вьход 11 блока 12 поступают высокочастотные импульсы высокого напряжения частотой 6 кГц. Импульсы этого напряжени от выхода 11 посредством вводного электродовукрьпики 6 и секторов ,Ц и 5 одновременно поступают на элект роды свечей 7-10. Причем в связи с разностью сопротивлений в воздушных зазорах,между секторами 3,4 и 5 и токоприемными электродами крышки 6 от сектора 3 на свечу 10 цилиндра с тактом рабочего хода поступают высокочастотные импульсы вы сокого напряжения номинальной величины, в результате чего в одном из направлений межэлектродных прост ранств свечи 10 с зазорами 4,5 мм возникают высокочастотные электроис ровые разряды в виде снопов, 1имеющих множество каналов и ответвле,ний, придающих снопам геометрически развитую форму. От сектора 4 на све чи 7 и 9 соответственно цилиндров с тактами всасывания и сжатия поступают высокочастотные импульсы вы сокого напряжения, уровень которых ниже уровня напряжения номинальной величины, но не превышает уровня напряжения тлеющего разряда, а от сектора 5 на свечу 8 цилиндра с так том выхлопа поступают высокочастотн импульсы высокого напряжения на уровне несколько ниже номинальной величины, но .не ниже уровня напряжения коронного разряда. За один оборот токоразностного электрода 2 выше перечисленные процессы последовательно осуществляются при каждо такте рабочего цикла двигателя и в каждом цилиндре согласно установленному порядку зажигания. При размыкании контактов 14 и 15 в течение угла поворота выступающей стороны профиля кулачка 16 генерация импуль сов прекращается, а при замыкании контактов 14 и 15 указанные процессы повторяются и т.д.
При таком способе обработки горючей смеси двигателя внутреннего сгорания в каждом цилиндре последовательно достигается а течение тактов всасывания и сжатия высокая сте55
. -формула изобретения
1. Способ обработки горючей смеси преимущественно двигателя внутпень концентрации ионизированных частиц а объеме рабочей смеси и ее обогащение озоном, чем повышается скорость ввода в реакцию взаимодействующих BeuiecTB. В течение такта рабочего хода достигается непосредственное каталитическое воздействие электроискровыми разрядами и сопровождающими их явлениями ( высокочастотными и высоковольтными электромагнитными полями, дополнительным теплом, выделяемым в каналах искровых разрядов, и прохождением тока через пламя на процессы воспламенения и сжатия горючей смеси. При этом обеспечивается дожигание несго-ревших частичек топлива, чем повышается скорость и полнота реакции сгорания, предопределяя этим рациональное расходование топлива и снижение токсичности выхлопных газов. В течение такта выпуска происходит обезвреживание выхлопных газов за счет дожигания несгоревших частиц топлива, а также за счет их дополнительной ионизации, что приводит к снижению в отработавших газах количества токсичных веществ, а также к ионизации остаточных газов. При возможности- увеличения степени сжатия до 10-12 для данной кон,струкции карбюраторного двигателя предлагаемый способ обработки горючей смеси двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления по сравнению с известными способами, и устройствами позволяет повысить эффективность процесса горения и снизить токсичность выхлопных газов. При этом обеспечиваются возможность применения бедных и обедненных горючих смесей, а также более тяжелых сортов топлива, чем бензин, полное сгорание топлива, обезвреживание продуктов сгорания и снижение количества токсичных веществ, выбрасываемых в атмосферу воздуха. Кроме того, ускоряется процесс запуска как холодного, так и прогретого двигателя, и снижается величина необходимого пробивного напряжения при данной степени сжатия. реннего сгорания путем подачи во время рабочего цикла через искровые зазоры высокочастотных импульсов вы сокого напряжения на свечу, в которой напряженности электрических полей между центральным и боковым эле родами и центральным электродом и внутренней кромкой торца юбочки све чи равны между собой, отличаю щийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса горения и снижения токсичности выхлоп ных газов, напряжение высокочастотных импульсов в течение рабочего цикла регулируют путем изменения искровых зазоров, причем на тактах всасывания и сжатия зазоры устанавливают одинаковыми между собой и большими, чем на тактах выпуска и рабочего хода. 2.Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что зазоры на тактах выпуска и рабочего хода устанав ливают различными между собой. 3.Устройство для обработки горючей смеси, содержащее распределитель высокого напряжения с ротором, снабженным токоразностным электродо в виде сектора, образующим искровые зазоры с токоприемными электродами крышки распределителя, соединенными со свечами, в которых размеры зазо38ров между центральным и боковым электродами и центральным электродом и внутренней кромкой торца юбочки свечи выполнены равными между собой, отличающееся тем, что, с целью обеспечения регулирования искровых зазоров, токоразностный электрод распределителя выполнен в виде диска с тремя секторами трех различных радиусов, причем центральный угол первого сектора равен углу поворота ротора на тактах всасывания и сжатия, центральный угол второго сектора - углу поворота ротора на такте рабочего хода, центральный угол третьего сектора углу поворота ротора на такте выпуска, причем радиус сектора, соответствующего такту рабочего хода, выполнен максимальным, а радиус сектора, соответствующего тактам всасывания и сжатия,- минимальным. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мещеряков Г.И. и др. Невидимое воздействие. - Изобретатель и рационализатор, 1967, W 11. 2.ABTOpcKoie свидетельство СССР по заявке. N 25 0370/25-06, кл. F 02 Р 15/00, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР № 7588Т1, кл. F 02 Р З/О, 1977.
