Устройство для трибоэлектрической обработки воздуха или топливовоздушной смеси
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для трибоэлектрической обработки воздуха в дизелях, в двигателях с впрыском легкого топлива или топливовоздушной смеси в карбюраторных или газовых двигателях. Изобретение позволяет улучшить пусковые качества как холодного, так и прогретого двигателя, увеличить его мощность и экономичность на различных режимах, уменьшить износ его деталей и снизить токсичность отработавших газов. Устройство для трибоэлектрической обработки топлива или топливовоздушной смеси содержит проставку с установленными в ней металлическими вставками-электродами, расположенными параллельно друг другу и перпендикулярно оси проходных каналов. Вставки-электроды выполнены в виде сеток одинакового сечения. Между проходными каналами и вставками-электродами имеются диэлектрические прокладки. Вставки-электроды установлены на ведомой шестерне, соединенной с ведущей шестерней и электрическим двигателем, связанным электрической цепью с источником питания постоянного тока и реостатом, скользящий контакт которого жестко крепится к поршню, расположенному в цилиндре, сообщающемся с каналом проставки. Под поршнем установлена пружина, а диэлектрические прокладки закреплены на внутренних поверхностях проставки и ведомой шестерни. 1 ил.
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для трибоэлектрической обработки воздуха в дизелях, в двигателях с впрыском легкого топлива или топливовоздушной смеси в карбюраторных или газовых двигателях.
Известно устройство (патент РФ №2111376, МПК 6 F 02 М 27/04, 1988 г.) для трибоэлектрической обработки топлива и топливовоздушной смеси в карбюраторном двигателе внутреннего сгорания, содержащее проставку с установленными в ней металлическими вставками-электродами, расположенными параллельно друг другу и перпендикулярно оси проходных каналов. При этом вставки-электроды выполнены в виде сеток одинакового сечения, а между проходными каналами и вставками-электродами установлены диэлектрические прокладки.
Недостатками данного устройства являются отсутствие трибоэлектризации воздуха или топливовоздушной смеси перед пуском холодного или прогретого двигателя, недостаточно эффективная трибоэлектризация заряда при минимальных и средних частотах вращения коленчатого вала. Это объясняется тем, что при работе двигателя на указанных выше режимах скорость воздуха или топливовоздушной смеси во впускном тракте незначительны. При этом силы трения, возникающие между вставками-электродами и топливовоздушной смесью, будут малы. Следовательно, трибоэлектрическое поле в зоне вставок-электродов и ионизация воздуха или топливовоздушной смеси будут недостаточны для обеспечения быстрого и полного сгорания. Это приводит к снижению мощности и экономичности двигателя, увеличению токсичности отработавших газов.
В связи с тем, что перед пуском холодного или прогретого двигателя воздух или топливовоздушная смесь во впускном тракте неподвижны, то трибоэлектрическое поле и ионизация смеси или воздуха в зоне вставок-электродов будут отсутствовать. Это приводит к увеличению времени пуска двигателя, к ускоренному износу его деталей, к разрядке аккумуляторной батареи.
Кроме того, при пуске и прогреве холодного двигателя и при его работе на низких частотах вращения коленчатого вала не происходит эффективное механическое разрушение капель топлива и топливной пленки, движущихся по впускному тракту двигателя.
Технический результат направлен на улучшение пусковых качеств как холодного, так и прогретого двигателя, увеличение его мощности и экономичности на различных режимах, уменьшение износа его деталей и снижение токсичности отработавших газов.
Технический результат достигается тем, что устройство для трибоэлектрической обработки топлива или топливовоздушной смеси. содержащее проставку с установленными в ней металлическими вставками-электродами, расположенными параллельно друг другу и перпендикулярно оси проходных каналов, причем вставки-электроды выполнены в виде сеток одинакового сечения, а между проходными каналами и вставками-электродами диэлектрические прокладки. При этом вставки-электроды установлены на ведомой шестерне, соединенной с ведущей шестерней и электрическим двигателем, связанным электрической цепью с источником питания постоянного тока и реостатом. Скользящий контакт реостата жестко прикреплен к поршню, расположенному в цилиндре и сообщающемуся с каналом проставки. Под поршнем установлена пружина, а диэлектрические прокладки закреплены на внутренних поверхностях проставки и ведомой шестерни.
Анализ конструкции прототипа и предлагаемого устройства показывает, что заявляемое изобретение отличается тем, что вставки-электроды установлены на ведомой шестерне, соединенной с ведущей шестерней и электрическим двигателем, связанным электрической цепью с источником питания постоянного тока и реостатом, скользящий контакт которого жестко крепится к поршню, расположенному в цилиндре, сообщающимся с каналом проставки, причем под поршнем установлена пружина, а диэлектрические проставки закреплены на внутренних поверхностях проставки и ведомой шестерни. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "Новизна".
Сравнение предлагаемого технического решения с техническим решением прототипа показывает, что введение указанных элементов обеспечивает: улучшение пусковых качеств как холодного, так и прогретого двигателя, увеличение его мощности, улучшение экономичности на различных режимах работы, уменьшение износа деталей и токсичности отработавших газов. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "Существенные отличия".
На чертеже изображен общий вид предложенного устройства для трибоэлектрической обработки топлива или топливовоздушной смеси.
Предлагаемое устройство содержит проставку 1, ведущую 4 и ведомую 13 шестерни, вставки-электроды 6, диэлектрическую прокладку 15 и электродвигатель 2 с механизмом регулирования его частоты вращения.
Проставка 1 выполнена в виде цилиндра и имеет отверстия 11 для крепления к впускному коллектору. В расточке проставки 1 на шариковых радиально-упорных подшипниках 14 установлены ведущая 4 и ведомая 13 шестерни. Ведущая шестерня 4 установлена на валу электродвигателя 2. Внутри ведомой шестерни 13 на диэлектрической прокладке 15 размещены вставки-электроды. Такие же диэлектрические прокладки 15 закреплены на всей внутренней поверхности проставки 1.
Механизм управления частотой вращения электродвигателя 2 содержит цилиндр 10, поршень 12, жестко соединенный со скользящим контактом 8 реостата 7, электрическую цепь 5, включатель 17 и источник постоянного тока 3. Цилиндр 10 сообщается с помощью канала 16 с внутренней полостью проставки 1. В цилиндре 10 размещен поршень 12 и пружина 9.
Устройство работает следующим образом.
Перед пуском холодного или прогретого двигателя воздух, находящийся в проставке 1, неподвижен. Следовательно, трение между воздухом и вставками-электродами 6 отсутствует и трибоэлектризация воздуха не происходит. С целью улучшения трибоэлектризации воздуха при включении включателя 17 электрический ток от источника постоянного тока 3 через скользящий контакт 8 реостата 7, электрическую цепь 5 будет проходить через обмотки электродвигателя 2. Так как динамическое давление воздуха на поршень 12 отсутствует, то под действием пружины 9 поршень 12 будет находиться в верхнем положении. При этом и скользящий контакт 8 реостата 7 будет находиться также в верхнем положении. В данном положении сопротивление реостата 7 будет минимальным и по электрической цепи 5 в электрический двигатель 2 поступит электрический ток большой силы. Следовательно, и частота вращения вала электродвигателя 2, ведущей 4 и ведомой 13 шестерен и вставок-электродов 6 будет максимальной. Это приведет к эффективной трибоэлектризации воздуха в зоне расположения вставок-электродов 6, что будет способствовать лучшей подготовке воздуха к сгоранию.
При пуске холодного или прогретого двигателя скорость воздуха в проставке 1 мала. Поэтому под действием динамического давления воздуха поршень 12 и скользящий контакт 8 реостата 7 переместятся вниз незначительно. При этом по обмоткам электродвигателя 2 будет по-прежнему протекать электрический ток большой силы, а частота вращения его вала и вставок-электродов 6 будет близка к максимальной.
При увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя скорость потока воздуха в проставке 1 увеличивается и под действием динамического давления воздуха поршень 12 вместе со скользящим контактом 8 реостата 7 будет опускаться вниз, преодолевая сопротивление пружины 9. Сопротивление реостата 7 увеличится, что приведет к снижению частоты вращения вала электродвигателя 2 и вставок-электродов 6.
При максимальной частоте вращения коленчатого вала скорость вращения вставок-электродов 6 будет минимальной, а скорость движения через них воздуха или топливовоздушной смеси максимальной. Следовательно, и трибоэлектризация воздуха или топливовоздушной смеси будет значительной.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает эффективную трибоэлектризацию и ионизацию воздуха или топливовоздушной смеси как перед пуском двигателя, так и на различных режимах его работы.
Устройство для трибоэлектрической обработки воздуха или топливовоздушной смеси, содержащее проставку с установленными в ней металлическими вставками-электродами, расположенными параллельно друг к другу и перпендикулярно оси проходных каналов, при этом вставки-электроды выполнены в виде сеток одинакового сечения, между которыми имеются диэлектрические прокладки, отличающееся тем, что вставки-электроды установлены на ведомой шестерне, соединенной с ведущей шестерней и электрическим двигателем, связанным электрической цепью с источником питания постоянного тока и реостатом, скользящий контакт которого жестко крепится к поршню, расположенному в цилиндре, сообщающемся с каналом проставки, причем под поршнем установлена пружина, а диэлектрические прокладки закреплены на внутренних поверхностях проставки и ведомой шестерни.
