Устройство для обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к конструированию машин, в частности к топливным системам двигателей внутреннего сгорания. Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания дополнительно имеется источник низкого напряжения, впускной и выпускной фланцы, блок высокого напряжения выполнен в виде сердечника, охватывающего снаружи отрицательный электрод, а также обмоток высокого и низкого напряжения, которые размещены концентрично сердечнику. Устройство содержит проставки с каналами для прохода топлива, выполненные из электроизоляционного материала, уплотняющую втулку, пространство, занятое обмотками, заполнено изолирующей жидкостью, регулятор напряжения включен в цепь источника низкого напряжения, а сердечник выполнен в виде набора металлических пластин. Техническим результатом изобретения является исключение опасности травмирования электрическим током высокого напряжения, снижение потерь электрического потенциала и исключение возможности повреждения электрических коммуникаций высокого напряжения в эксплуатации, а также добавочная обработка топлива магнитным полем. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к конструированию машин и, в частности, к топливным системам двигателей внутреннего сгорания.

Известно устройство для обработки топлива, содержащее в гидравлической части полый корпус с двумя штуцерами для соединения с подводящим и отводящим топливопроводами, положительный электрод, установленный по оси корпуса и топливоотводящего трубопровода, и отрицательный электрод, размещенный концентрично положительному электроду с образованием между ними канала для прохода топлива. Корпус и отводящий топливопровод выполнены из электроизоляционного материала. Положительный электрод частично расположен в отводящем топливопроводе, а отрицательный электрод выполнен в виде оплетки на внешней поверхности отводящего топливопровода, причем последний снабжен вставками для положительного электрода, имеющего каналы для прохода топлива. Устройство предусматривает наличие электрического источника (блока) высокого напряжения для формирования электрического потенциала на электродах (SU, а. с. 1671934, по кл. F 02 М 27/ 04, опубл. 1991).

Недостатком известного устройства является раздельное размещение гидравлической части устройства (корпуса с электродами) и блока высокого напряжения для формирования электрического потенциала на электродах, что требует наличия высоковольтного провода (токовода) между электродами и высоковольтным блоком с соответствующими разъемами, и связанные с этим повышенная опасность травмирования электрическим током высокого напряжения, потери электрического потенциала (заряда) и возможное повреждение электрических коммуникаций высокого напряжения в эксплуатации.

Кроме того, устройство не предусматривает обработку потока топлива магнитным полем.

Известно устройство для повышения эффективности процесса сгорания, содержащее корпус из немагнитного материала прямоугольной формы, через который проходит топливопровод, и постоянные магниты или электромагниты, расположенные в корпусе по сторонам от топливопровода (US, патент 5129382, по кл. F 02 М 33/00, 1992).

Недостатком известного устройства является отсутствие обработки топлива электрическим полем, что снижает эффективность устройства.

Известно устройство для обработки топлива, содержащее полый корпус из электроизоляционного материала с впускным и выпускным каналами, сообщенными с соответствующими топливопроводами двигателя, положительный электрод, установленный по оси корпуса, и отрицательный электрод, размещенный концентрично положительному электроду, причем положительный электрод с корпусом и положительный электрод с отрицательным электродом образуют соответственно каналы для прохода топлива и первичную камеру обработки. Устройство предусматривает наличие электрического источника (блока) высокого напряжения для формирования электрического потенциала на электродах (Заявка DE 4029056, по кл. F 02 М 27/04, опубл. 1991).

Недостатком известного устройства является раздельное размещение гидравлической части устройства (корпуса с электродами) и блока высокого напряжения для формирования электрического потенциала на электродах, что требует наличия высоковольтного провода (токовода) между электродами и высоковольтным блоком с соответствующими разъемами, и связанные с этим повышенная опасность травмирования электрическим током высокого напряжения, потери электрического потенциала (заряда) и возможное повреждение электрических коммуникаций высокого напряжения в эксплуатации.

Кроме того, устройство не предусматривает обработку потока топлива магнитным полем.

Известно устройство для обработки топлива в дизельном двигателе внутреннего сгорания, принятое за прототип, содержащее полый корпус из электроизоляционного материала с впускным и выпускным каналами, сообщенными с входным и выходным топливопроводами двигателя, положительный электрод, установленный по оси корпуса, металлический отрицательный электрод, размещенный концентрично положительному электроду, причем положительный электрод с корпусом и положительный электрод с отрицательным электродом образуют соответственно каналы для прохода топлива и первичную камеру обработки, отрицательный электрод выполнен составным в виде входного и выходного штуцеров, связанных с соответствующими каналами корпуса, причем на внутренней поверхности выходного штуцера, в зоне положительного электрода, выполнены карманы для сбора конденсата с образованием вторичной камеры. Устройство подключено к электрическому питанию от автономного блока высокого напряжения с регулятором и сообщено с ним высоковольтным проводом через разъем-распределитель и высоковольтный колпачок, т.е. с помощью электрических коммуникаций (RU, патент 2011881, по кл. F 02 М 27/04, 1994).

Недостатком известного устройства является раздельное размещение гидравлической части устройства (корпуса с электродами) и блока высокого напряжения для формирования электрического потенциала на электродах, что требует наличия высоковольтного провода (токовода) между электродами и высоковольтным блоком с соответствующими разъемами, и связанные с этим повышенная опасность травмирования электрическим током высокого напряжения, потери электрического потенциала (заряда) и возможное повреждение электрических коммуникаций высокого напряжения в эксплуатации.

Кроме того, устройство не предусматривает обработку потока топлива магнитным полем.

Техническим результатом изобретения является исключение опасности травмирования электрическим током высокого напряжения, снижение потерь электрического потенциала и исключение возможности повреждения электрических коммуникаций высокого напряжения в эксплуатации, а также добавочная обработка топлива магнитным полем.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания, содержащем полый корпус из электроизоляционного материала, впускной и выпускной каналы, сообщенные с входным и выходным топливопроводами двигателя, положительный электрод, установленный по оси корпуса, отрицательный электрод, размещенный концентрично положительному электроду, рабочий канал для прохода топлива, образованный положительным и отрицательным электродами, блок высокого напряжения, регулятор напряжения, дополнительно имеется источник низкого напряжения, впуск ной и выпускной фланцы, ограничивающие корпус с торцев, блок высокого напряжения выполнен в виде сердечника, охватывающего снаружи отрицательный электрод, а также обмоток высокого и низкого напряжения, которые размещены концентрично сердечнику, причем обмотка высокого напряжения соединена одним концом с положительным, а вторым концом с отрицательным электродами, обмотка низкого напряжения соединена электрической цепью с источником низкого напряжения, а впускные и выпускные каналы размещены соответственно во впускном и выпускном фланцах, а также в отрицательном и положительном электродах.

Кроме того, устройство снабжено проставками с каналами для прохода топлива, проставки размещены между фланцами и электродами и выполнены из электроизоляционного материала, уплотняющей втулкой, размещенной между сердечником и отрицательным электродом, пространство, занятое обмотками, заполнено изолирующей жидкостью, например трансформаторным маслом, регулятор напряжения включен в цепь источника низкого напряжения, а сердечник выполнен в виде набора металлических пластин.

На фиг.1 изображен общий вид устройства в разрезе, на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.

Устройство для обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания содержит полый корпус 1 из электроизоляционного материала, впускной 2 и выпускной 3 фланцы, которые ограничивают корпус 1 с торцев и снабжены впускным 4 и выпускным 5 каналами, которые сообщены с входным 6 и выходным 7 топливопроводами двигателя. Положительный электрод 8 установлен по оси корпуса 1, отрицательный электрод 9 размещен концентрично положительному электроду 8. В отрицательном электроде 9 и в положительном электроде 8 выполнены соответственно впускной 10 и выпускные 11 каналы. Рабочий канал 12 для прохода топлива образован положительным 8 и отрицательным 9 электродами. Блок 13 высокого напряжения выполнен в виде сердечника 14, который охватывает снаружи отрицательный электрод 9, а также обмоток высокого 15 и низкого 16 напряжения, которые размещены концентрично сердечнику 14. Обмотка 15 высокого напряжения соединена одним концом через контакт 17 с положительным электродом 8, а вторым концом через контакт 18 с отрицательным электродом 9. Обмотка 16 низкого напряжения через контакты 19 и 20 соединена цепью 21 с источником 22 низкого напряжения.

Между фланцами 2 и 3 и электродами 8 и 9 размещены проставки 23 и 24 с впускным 25 и выпускным 26 каналами для прохода топлива, между сердечником 14 и отрицательным электродом 9 размещена уплотняющая втулка 27. Пространство, занятое обмотками высокого 15 и низкого 16 напряжения, заполнено изолирующей жидкостью (не показана), например трансформаторным маслом. Регулятор напряжения 28 включен в цепь 21 источника 22 низкого напряжения. Сердечник 14 выполнен в виде набора металлических пластин 29.

Работает устройство следующим образом.

Топливо по входному топливопроводу 6 от двигателя (не показан) подается во впускной канал 4 впускного фланца 2 и далее по впускному каналу 25 в проставке 23 и впускному каналу 10 отрицательного электрода 9 в рабочий канал 12, откуда топливо по каналам 11 положительного электрода 8, выпускному каналу 26 в проставке 24 и выпускному каналу 5 выпускного фланца 3 направляется в выходной топливопровод 7 двигателя.

Электрическое питание от источника 22 низкого напряжения по электрической цепи 21 через регулятор напряжения 28 и контакты 19 и 20 подается на обмотку 16 низкого напряжения.

Обмотки низкого 16 и высокого 15 напряжения работают по принципу взаимной индукции. Прерывистый ток, создаваемый источником 22 низкого напряжения, вызывает изменение магнитного поля вокруг обмотки 16 низкого напряжения. Изменяющееся магнитное поле индуктирует ЭДС в обмотке высокого напряжения 15, величина которого определяется соотношением числа витков в обмотках низкого 16 и высокого 15 напряжения.

От обмотки 15 высокого напряжения электрический ток подается от одного конца обмотки через контакт 17 на положительный электрод 8, а от второго конца обмотки 15 через контакт 18 на отрицательный электрод 9. При этом между электродами 8 и 9 в рабочем канале 12 создается электрическое поле, воздействующее на поток топлива.

Воздействие электрического поля на поток топлива заключается в ослаблении молекулярных связей и оптимизации процесса воспламенения топлива и его горения.

Одновременно обмотками низкого 16, высокого 15 напряжения и сердечником 14 создается магнитное поле, силовые линии которого охватывают рабочий канал 12 и, соответственно, воздействуют на поток топлива в рабочем канале 12.

Магнитное поле, создаваемое обмотками 15, 16 и сердечником 14 в рабочем канале 12, изменяет углеводородную структуру топлива, что приводит к облегчению окислительных процессов, выравниванию распределения молекул в объеме камеры сгорания цилиндров двигателя (не показаны) и улучшению условий смесеобразования.

Фланцы 2 и 3, имеющие электрический контакт с электродами 9 и 8, на которые подано высокое напряжение, выполняются из электроизоляционного материала для исключения травмирования электрическим током высокого напряжения, либо применяют проставки 23 и 24.

Проставки 23 и 24 с каналами 25 и 26 для прохода топлива, размещенные между фланцами 2 и 3 и электродами 9 и 8 и выполненные из электроизоляционного материала, исключают электрический контакт электродов 8 и 9 с фланцами 2 и 3, что позволяет выполнять фланцы 2 и 3 из металла и изолировать электроды 8 и 9, запитанные высоким напряжением, от окружающей среды, т.е. исключить опасность травмирования электрическим током высокого напряжения.

Уплотняющая втулка 27 предназначена для более качественного уплотнения от проникновения топлива из рабочего канала 12 в блок 13 высокого напряжения с обмотками 15 и 16, что могло бы привести к повреждению обмоток и неисправности устройства.

Пространство, занятое обмотками, заполняют изолирующей жидкостью, например трансформаторным маслом, для более качественной изоляции обмоток 15 и 16 и лучшего их охлаждения.

Регулятор напряжения 28 включают в цепь 21 источника 22 низкого напряжения для регулирования величины напряжения (напряженности) электрического поля между электродами 8 и 9.

Сердечник 14 выполнен из набора металлических пластин 29 для уменьшения вихревых токов и повышения кпд устройства.

Таким образом, выполнение устройства для обработки топлива в двигателях внутреннего сгорания с объединением в едином корпусе гидравлической части, включающей электроды и каналы для прохода топлива, и электрической части, включающей обмотки с сердечником, позволяет упростить конструкцию устройства с одновременным исключением опасности травмирования электрическим током высокого напряжения и возможности повреждения электрических коммуникаций, а также снизить потери электрического потенциала на электродах и обеспечить добавочную обработку топлива магнитным полем.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания, содержащее полый корпус из электроизоляционного материала, впускной и выпускной каналы, сообщенные с входным и выходным топливопроводами двигателя, положительный электрод, установленный по оси корпуса, отрицательный электрод, размещенный концентрично положительному электроду, рабочий канал для прохода топлива, образованный положительным и отрицательным электродами, блок высокого напряжения, регулятор напряжения, отличающееся тем, что устройство снабжено источником низкого напряжения, впускным и выпускным фланцами, ограничивающими корпус с торцов, блок высокого напряжения выполнен в виде сердечника, охватывающего снаружи отрицательный электрод, а также обмоток высокого и низкого напряжения, которые размещены концентрично сердечнику, причем обмотка высокого напряжения соединена одним концом с положительным, а вторым концом с отрицательным электродами, обмотка низкого напряжения соединена электрической цепью с источником низкого напряжения, а впускные и выпускные каналы выполнены соответственно во впускном и выпускном фланцах, а также в отрицательном и положительном электродах.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит проставки с каналами для прохода топлива, причем проставки размещены между фланцами и электродами и выполнены из электроизоляционного материала.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно содержит уплотняющую втулку, размещенную между сердечником и отрицательным электродом.

4. Устройство по пп. 1 - 3, отличающееся тем, что пространство, занятое обмотками, заполнено изолирующей жидкостью.

5. Устройство по пп. 1 - 4, отличающееся тем, что регулятор напряжения включен в цепь источника низкого напряжения.

6. Устройство по пп. 1 - 5, отличающееся тем, что сердечник выполнен в виде набора металлических пластин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава Министерства путей сообщения Российской Федерации

(73) Патентообладатель:Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава"

Договор № РД0041905 зарегистрирован 10.10.2008

Извещение опубликовано: 20.11.2008        БИ: 32/2008