Двигатель внутреннего сгорания
Изобретение относится к машиностроению, в частности к поршневым двигателям, использующим в своей работе водород, и может быть использовано в двигателестроении. Технический результат - повышение экономической и экологической эффективности двигателя. Двигатель внутреннего сгорания содержит, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной клапан, свечу зажигания, форсунку с кавитатором и электролизер. Электроды электролизера выполнены с каталитическими свойствами. При этом один из электродов-катализаторов выполнен с возможностью перемещения вместе с поршнем и установлен на поршне с возможностью подачи на него тока электрического от источника постоянного тока через картер. Причем второй электрод-катализатор неподвижно закреплен на головке цилиндра. Форсунка с кавитатором выполнена с возможностью подачи и распыления смеси водного раствора электролита и топлива в камеру сгорания. 1 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания, использующим в своей работе водород, и может быть использовано в двигателестроении.
Известен четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с выпускным клапаном, свечей зажигания, поршнем и головкой цилиндра, образующими камеру сгорания, и при этом его впускной клапан и форсунка с кавитатором расположены на поршне, а электролизер установлен в полости поршня с подачей туда электролита и тока электрического через картер двигателя.
/Патент РФ, №2239705, F01L 11/02, F02B 43/10, 10.11.2004 г./ [1].
Недостатком известного двигателя является сложность конструкции для эксплуатации и технического обслуживания.
Наиболее близким к предлогаемому изобретению является двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной клапан, свечу зажигания, форсунку с кавитатором подачи и распыления водного раствора электролита и электролизер, установленный в камере сгорания с подачей тока электрического к его электродам.
/Патент РФ, №2276274, F02B 43/10, 10.05.2006 г./ [2].
Недостатком двигателя аналога является кратковременность контакта поступающего в цилиндр электролита с электродами электролизера, что существенно снижает экономичность двигателя.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении экономической эффективности двигателя.
Поставленная задача решается тем, что в двигателе внутреннего сгорания, содержащем, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, например жидкостный, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной орган, например клапан, свечу зажигания, форсунку с кавитатором, например местное сужение ее канала, подачи и распыления электролита /водного раствора электролита/, и электролизер, установленный в камере сгорания с подачей тока электрического к его электродам. Электроды электролизера выполнены с каталитическими свойствами, например, напылены катализатором, скажем платиновой чернью. При этом один из электродов-катализаторов выполнен с возможностью перемещения вместе с поршнем и установлен, например закреплен болтами на поршне, с возможностью подачи на него тока электрического от источника постоянного тока, например от аккумулятора через картер.
Причем второй электрод-катализатор неподвижно закреплен, например, тоже болтами на головке цилиндра. Форсунка с кавитатором подачи и распыления электролита выполнена с возможностью подачи и распыления смеси электролита, например водного раствора едкого калия и топлива, например этилового спирта, в камеру сгорания.
Изобретение поясняется чертежом.
Двигатель внутреннего сгорания, содержит, по меньшей мере, один цилиндр 1 с рубашкой охлаждения, например жидкостной, поршень 2, головку цилиндра 3, камеру сгорания 4, выпускной орган-клапан 5, свечу зажигания 6, форсунку 7 с кавитатором, например местное сужение ее канала, и электролизер. При этом электроды электролизера выполнены, например, из никелевой сетки и с каталитическими свойствами, например напылены платиновой чернью, и один из электродов-катализаторов, например анод 8, выполнен с возможностью перемещения вместе с поршнем и установлен, например закреплен болтами на поршне, с возможностью подачи на него тока электрического от источника постоянного тока, например от аккумулятора 9 через картер по линии 10. Второй электрод-катализатор - катод 11 неподвижно закреплен, например, так же болтами на головке цилиндра. При этом чтобы исключить короткое замыкание в камере сгорания электроды-катализаторы установлены с достаточным зазором между ними. Форсунка с кавитатором при этом выполнена с возможностью подачи и распыления смеси водного раствора электролита и топлива, например этилового спирта, в камеру сгорания.
Двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.
Для пуска двигателя в работу, включением зажигания на электроды-катализаторы 8 и 11 электролизера, от бортового аккумулятора 9 подают в том числе и по линии 10 через картер постоянный ток и стартером раскручивают его вал. Поршень 2 в цилиндре 1 с рубашкой охлаждения и установленным на нем электродом-катализатором 8 на такте впуска перемещается к НМТ и создает разрежение. В это же время форсунка 7 с кавитатором в цилиндр 1 подает и распыляет цикловую порцию смеси электролита, например водного раствора едкого калия и топлива, например так же водного раствора этилового спирта. Подаваемая смесь в кавитаторе форсунки 7, за счет кавитации, частично диссоциируется, ионизируется, тончайше распыляется, сразу контактирует с электродами-катализаторами 8 и 11 и, за счет прохождения постоянного тока через электролит, с высокой скоростью разлагается на водород и кислород. Причем диссоциация смеси в цикле ускоряется наличием катализатора и благодаря непрерывному перемещению электрода-катализатора 8 относительно электрода-катализатора 11, чем и обусловлена столь высокая эффективность электролизера и эффективность двигателя в целом.
Полученная таким образом топливно-водородно-кислородная смесь перемещением поршня 2 к ВМТ на такте сжатия сжимается. Далее сжатую в камере сгорания 4 рабочую смесь легко электрической искрой воспламеняет свеча зажигания 6. Затем за счет расширения продуктов сгорания смеси происходит рабочий ход поршня 2. И наконец, в свою очередь открывается выпускной орган - клапан 5, на такте выпуск отработавшие продукты выкидываются в окружающую среду, и циклы повторяются. При этом элементы двигателя охлаждаются жидкостью из рубашки охлаждения цилиндра.
Предлагаемый двигатель внутреннего сгорания высокоэкономичен и экологически чист. Найдет широкое применение в качестве силовой установки для транспортных средств и в энергетике.
Двигатель внутреннего сгорания содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, выпускной орган, свечу зажигания, форсунку с кавитатором подачи и распыления электролита (водного раствора электролита) и электролизер, установленный в камере сгорания с подачей электрического тока к его электродам, отличающийся тем, что электроды электролизера выполнены с каталитическими свойствами, при этом один из электродов-катализаторов выполнен с возможностью перемещения вместе с поршнем и установлен на поршне с возможностью подачи на него электрического тока от источника постоянного тока через картер, причем второй электрод-катализатор неподвижно закреплен на головке цилиндра, форсунка с кавитатором подачи и распыления электролита выполнена с возможностью подачи и распыления смеси электролита и топлива в камеру сгорания.
