Кислородно-масляный двигатель

Кислородно-масляный двигатель относится к области машиностроения, а в частности к двигателестроению. Техническим результатом является повышение кпд и снижение токсичности отработавших газов. Сущность изобретения заключается в том, что двигатель питается кислородно-воздушной смесью, сжатой до степени осуществления цепной реакции молекул углерода машинных масел, поданных как микродоза в камеру сжатия при достижении поршнем верхнего положения. Подача кислорода при запуске осуществляется из кислородного баллона, а при устойчивой работе двигателя включается компрессор, который находится в камере с набором молекулярных сит и модулей мембран, очищающих атмосферный кислород от азота, и который пополняет кислород в баллоне. 2 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и позволяет, используя цепную реакцию углерода масел с кислородом, повысить мощность, уменьшить токсичность на различных режимах работы двигателя и на холостом ходу.

Известен кислородно-масляный двигатель, содержащий аналогично двухтактному двигателю один или несколько цилиндров с впускными и выпускными клапанами, поршнем, кинематически связанными с коленчатым валом, приводящим во вращение при помощи шестерен распределительный вал, снабженный кулачками, приводящими в движение масляный насос, связанный с форсункой, которая осуществляет подачу микродозы машинного масла в момент достижения поршнем верхней точки в цилиндре, характеризующийся тем, что при нахождении поршня в нижней точке происходит подача кослородно-воздушной смеси из кислородного баллона (патент РФ 2052149, опубл. 10.01.1996).

Недостатками известного двигателя являются низкий кпд и высокая токсичность отработавших газов.

Техническим результатом является повышение кпд и снижение токсичности продуктов сгорания.

Поставленная цель достигается тем, что в кислородно-масляном двигателе, содержащем аналогично двухтактному двигателю один или несколько цилиндров с впускными и выпускными клапанами, поршнем, кинематически связанными с коленчатым валом, приводящим во вращение при помощи шестерен распределительный вал, снабженный кулачками, приводящими в движение масляный насос, связанный с форсункой, которая осуществляет подачу микродозы машинного масла в момент достижения поршнем верхней точки в цилиндре, при нахождении поршня в нижней точке происходит подача кислородно-воздушной смеси из кислородного баллона и воздушного фильтра, при этом пополнение кислородно-воздушной смеси осуществляется при запуске из кислородного баллона, а в рабочем состоянии - через компрессор, находящийся в камере с набором молекулярных сит и модулей мембран, очищающих атмосферный кислород от азота, поэтому под давлением в качестве топлива используются молекулы углерода машинных масел, сгорающие с выделением большого количества тепла, при этом процесс горения углеводородов машинных масел перерастает под большим давлением в камере сжатия до уровня взрыва в кислородно-воздушной среде.

Изобретение поясняется при помощи чертежей.

На фиг.1 изображена схема кислородно-масляного двигателя.

На фиг.2 изображена схема размещения узлов, обеспечивающих очистку воздуха от азота и подачу кислорода для пополнения кислородного баллона и к впускному коллектору.

Кислородно-масляный двигатель содержит аналогично двухтактному двигателю один или несколько цилиндров с впускными 1 и выпускными 2 клапанами (см. фиг.1), поршнем 3, кинематически связанными с коленчатым валом 4, который приводит во вращение при помощи распределительных шестерен распределительный вал 5, снабженный кулачками 6. Кулачки 6 приводят в движение масляный насос 7, связанный с форсункой 8, которая осуществляет подачу микродозы машинного масла в момент достижения поршнем 3 верхней мертвой точки в цилиндре 9. При нахождении поршня 3 в нижней мертвой точке происходит подача кислородно-воздушной смеси из кислородного баллона 10 и воздушного фильтра 11. При этом пополнение кислородно-воздушной смеси осуществляется при запуске из кислородного баллона 10, а при устойчивой работе двигателя, т.е. в рабочем состоянии - через компрессор 17 (фиг.2), находящийся в камере 13 с набором молекулярных сит 14 и модулей мембран 15, очищающих атмосферный кислород от азота. Компрессор 17 в автоматическом режиме, при открытом воздушном кране (фиг.1), пополняет баллон 10 через трубу 18 кислородом, израсходованным при запуске, и питает кислородно-воздушной смесью кислородно-масляный двигатель 20 (фиг.2). В качестве топлива используются молекулы углерода масел.

Воздух через набор решет и молекулярных сит 14 обогащается кислородом. При этом происходит только частичная обработка воздуха. Затем он попадает в камеру 13 (фиг.2), в которой установлены модули 16 мембран, где происходит основная очистка кислородно-воздушной смеси. При этом отсортированный азот сбрасывается в атмосферу из мембраны модуля 16 по сбросному патрубку 22.

Кислородно-воздушная смесь, проходя по пути к компрессору 17 через модули 16 мембран, еще больше обогащается кислородом, а излишки азота в разделительной камере модуля мембран перед входом в компрессор сбрасываются в атмосферу через сбросной патрубок 22. Полученный из воздуха и поступивший обратно в атмосферу азот не оказывает никакого вредного воздействия на окружающую среду по сравнению с набором соединений азота, получаемых в прототипах при сжигании нефтепродуктов, в процессе которого еще выделяется много углекислого газа.

Процессы сжатия, впуска, расширения и выпуска аналогичны процессам, существующим в ДВС, кроме процесса сгорания. Вместо него происходит цепная реакция, где почти в чистом кислороде происходит разрушение на энергетическом уровне электронов углерода машинных масел. Недостатком кислородно-масляного двигателя является высокое давление в камере сжатия, т.е. степень сжатия повышается. К тому же рабочий ход поршня из верхней точки в нижнюю в момент цепной реакции потребует более прочной конструкции головки блоков и цилиндров двигателя. Кроме того, для гашения взрыва на минимальном уровне зарождения цепной реакции в камере сжатия потребуется подача смеси кислорода с воздухом, осуществляемая практически в ручном режиме, в период проведения первичных экспериментов.

В отличие от существующих прототипов, в кислородно-масляном двигателе процесс горения углеродов машинных масел перерастает под большим давлением в камере сжатия 19 до уровня цепной реакции в кислородно-воздушной среде.

Наличие в атмосферном воздухе азота при сгорании дает пять соединений (N₂O; N₂O₂; N₂O₃; N₂O₄; N₂O₅), где количество кислорода, приходящегося на одно и то же количество азота, относится как простые целые числа 1:2:3:4:5 соответственно. Учитывая то, что азот является инертным газом, все реакции кислорода с азотом проходят с поглощением энергии, поэтому расчетная дозируемая подача чистого кислорода и воздуха через впускной коллектор 15 позволит найти искомый устойчивый режим работы кислородно-масляного двигателя, который прокручивается на стенде с помощью электрического мотора в безопасных условиях полигона, где при испытаниях надежно защищены люди.

Выделение энергии контролируется дозированной подачей чистого кислорода из баллона 10 через редуктор 12 во впускной коллектор 15 через трубопровод высокого давления 18 (см. фиг.1). Гасителем большой энергии взрыва является инертный газ азот, поступающий с воздухом в камеру сгорания 19 через воздушный фильтр 11 (фиг.1). Отработанные газы сбрасываются через выпускной коллектор 21.

Кислородно-масляный двигатель содержит аналогично двухтактному двигателю один или несколько цилиндров с впускными и выпускными клапанами, поршнем, кинематическим связанными с коленчатым валом, приводящим во вращение при помощи шестерен распределительный вал, снабженный кулачками, приводящими в движение масляный насос, связанный с форсункой, которая осуществляет подачу микродозы машинного масла в момент достижения поршнем верхней точки в цилиндре, характеризующийся тем, что при нахождении поршня в нижней точке происходит подача кислородно-воздушной смеси из кислородного баллона и воздушного фильтра, при этом пополнение кислородно-воздушной смеси осуществляется при запуске из кислородного баллона, а в рабочем состоянии - через компрессор, находящийся в камере с набором молекулярных сит и модулей мембран, очищающих атмосферный кислород от азота, поэтому под давлением в качестве топлива используются молекулы углерода машинных масел, сгорающих с выделением большого количества тепла, при этом процесс горения углеводородов машинных масел перерастает под большим давлением в камере сжатия до уровня взрыва в кислородно-воздушной среде.