RU112948U1 - ADAPTIVE AIR OZONIZATION SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

Abstract

Адаптивная система озонирования воздуха для двигателя внутреннего сгорания, включающая топливный бак, электрический топливный насос, топливный фильтр, электронный блок управления двигателем, форсунку, топливную рампу, впускной трубопровод, датчик-распределитель системы зажигания, аккумуляторную батарею, выключатель зажигания, электронный блок управления озонатором, озонатор, преобразователь напряжения, реле управления, отличающаяся тем, что в нее введены регулятор давления топлива, датчик положения дроссельной заслонки, датчик массового расхода воздуха, датчик кислорода, регулятор холостого хода, датчик температуры двигателя, датчик влажности окружающего воздуха, датчик оборотов коленчатого вала, топливная рампа через регулятор давления топлива соединена с топливным баком, электронный блок управления озонатором соединен с датчиком влажности окружающего воздуха, через преобразователь напряжения с озонатором, датчиком оборотов коленчатого вала, озонатор соединен с впускным трубопроводом и датчиком массового расхода воздуха, электронный блок управления двигателем соединен с датчиком массового расхода воздуха, датчиком кислорода, датчиком положения дроссельной заслонки, регулятором холостого хода, датчиком температуры двигателя. An adaptive air ozone system for an internal combustion engine, including a fuel tank, an electric fuel pump, a fuel filter, an electronic engine control unit, an injector, a fuel rail, an intake manifold, an ignition distributor sensor, a battery, an ignition switch, an electronic ozonizer control unit, ozonizer, voltage converter, control relay, characterized in that it includes a fuel pressure regulator, throttle position sensor, mass air flow sensor, oxygen sensor, idle speed regulator, engine temperature sensor, ambient humidity sensor, crankshaft speed sensor, the fuel rail is connected to the fuel tank through the fuel pressure regulator, the ozonizer electronic control unit is connected to the ambient humidity sensor, through the voltage converter with the ozonizer, the crankshaft speed sensor, the ozonizer is connected to the intake manifold and a mass air flow sensor, the electronic engine control unit is connected to a mass air flow sensor, an oxygen sensor, a throttle position sensor, an idle speed regulator, an engine temperature sensor.

Description

Полезная модель относится к устройствам для увеличения полноты сгорания топлива и может быть использована во впускных системах двигателей внутреннего сгорания для снижения содержания токсичных веществ в отработавших газах.The utility model relates to devices for increasing the completeness of fuel combustion and can be used in the intake systems of internal combustion engines to reduce the content of toxic substances in exhaust gases.

Известен двигатель внутреннего сгорания (патент РФ №85443, МПК В64С 1/16 от 10.08.2009 г.) содержащий корпус воздушного фильтра, канал воздуховода, дроссельную заслонку, камеру смесеобразования, озонометр, озонатор, источник энергии озонатора.A well-known internal combustion engine (RF patent No. 85443, IPC B64C 1/16 dated 08/10/2009) comprising an air filter housing, an air duct channel, a throttle valve, a mixture formation chamber, an ozonometer, an ozonizer, an ozonizer energy source.

Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками полезной модели:Signs of an analogue that coincide with the essential features of a utility model:

1) Канал воздуховода (в заявленной полезной модели - впускной трубопровод);1) Duct channel (in the claimed utility model, the inlet pipe);

2) Озонатор;2) Ozonizer;

3) Источник энергии озонатора (в заявленной полезной модели - преобразователь напряжения)3) Ozonator energy source (in the claimed utility model is a voltage converter)

Причиной препятствующей достижению технического результата, является: невозможность установки определенного уровня напряжения на озонаторе в зависимости от влажности воздуха и оборотов двигателя без применения датчика влажности и датчика оборотов коленчатого вала.The reason that impedes the achievement of the technical result is: the impossibility of setting a certain voltage level on the ozonizer depending on air humidity and engine speed without using a humidity sensor and a crankshaft speed sensor.

Известно устройство для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №48365, МПК F01N 3/08 от 10.10.2005 г.), содержащее каталитический и жидкостной нейтрализаторы, последовательно установленные в выпускном трубопроводе, озонатор, размещенный до жидкостного нейтрализатора, смесительную камеру, размещенную в выпускном трубопроводе между каталитическим и жидкостным нейтрализаторами и соединенную при помощи байпасного трубопровода с выходом каталитического нейтрализатора, датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя и газовую заслонку, причем газовая заслонка и озонатор установлены в байпасном трубопроводе и газовая заслонка электромеханически связана с датчиком частоты вращения вала двигателя, задающий генератор, соединенный с блоком тиристорного зажигания, электроды и сетка для сбора сажи.A device for cleaning the exhaust gases of an internal combustion engine (RF patent No. 48365, IPC F01N 3/08 dated 10.10.2005), containing catalytic and liquid neutralizers, sequentially installed in the exhaust pipe, an ozonizer located upstream of the liquid neutralizer, a mixing chamber, located in the exhaust pipe between the catalytic and liquid converters and connected by the bypass pipe to the output of the catalytic converter, the engine speed sensor For the gas damper, the gas damper and the ozonizer installed in the bypass pipeline and the gas damper is electromechanically connected to the engine shaft speed sensor, the master oscillator connected to the thyristor ignition unit, electrodes and a soot collection grid.

Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками полезной модели:Signs of an analogue that coincide with the essential features of a utility model:

1) озонатор;1) an ozonizer;

2) датчик частоты вращения коленчатого вала;2) crankshaft speed sensor;

Причиной препятствующей достижению технического результата, является:The reason preventing the achievement of the technical result is:

Невозможность горения топливовоздушной смеси с озоном, так как озонатор находится в выпускном коллекторе, а также невозможность установки определенной частоты напряжения на озонаторе в зависимости от количества кислорода в отработанных газах без датчика кислорода.The impossibility of burning the air-fuel mixture with ozone, since the ozonizer is located in the exhaust manifold, as well as the inability to set a specific voltage frequency on the ozonizer, depending on the amount of oxygen in the exhaust gases without an oxygen sensor.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, является двигатель внутреннего сгорания (патент РФ №97170, МПК F02B 47/00 от 27.08.2010 г.), содержащий цилиндр двигателя, поршень в цилиндре, камеру сгорания, преобразователь напряжения, распределитель тока, свеча зажигания горючей смеси, насос высокого давления топлива, топливный фильтр, топливный бак, распределитель топлива, распылитель топлива, воздушная заслонка, канал воздуховода, блок управления, источник питания озонатора, тумблер включения (выключения) озонатора, входной (приемный) патрубок воздуха, композитная кислородопроводящая мембрана, озонатор, озонометр, реле управления, ключ зажигания, аккумулятор, маховик двигателя.The closest in technical essence to the claimed device is an internal combustion engine (RF patent No. 97170, IPC F02B 47/00 from 08/27/2010), containing the engine cylinder, piston in the cylinder, the combustion chamber, voltage converter, current distributor, spark plug ignition of the combustible mixture, high pressure fuel pump, fuel filter, fuel tank, fuel distributor, fuel atomizer, air damper, duct, control unit, ozonator power supply, ozonator on / off toggle switch, input (pr emny) air inlet, kislorodoprovodyaschaya composite membrane ozonizer ozonometer, control relay, the ignition switch, battery, flywheel.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками полезной модели:Signs of the prototype, coinciding with the essential features of a utility model:

1) Преобразователь напряжения;1) Voltage converter;

2) Блок управления (в заявленной полезной модели - электронный блок управления двигателем);2) The control unit (in the claimed utility model - an electronic engine control unit);

3) Озонатор;3) Ozonizer;

4) Распределитель тока (в заявленной полезной модели - датчик-распределитель системы зажигания);4) Current distributor (in the claimed utility model - sensor-distributor of the ignition system);

5) Топливный бак;5) fuel tank;

6) Насос высокого давления топлива (в заявленной полезной модели - электрический топливный насос);6) Fuel high pressure pump (in the claimed utility model - an electric fuel pump);

7) Топливный фильтр;7) fuel filter;

8) Ключ зажигания (в заявленной полезной модели - выключатель зажигания);8) Ignition key (in the claimed utility model - ignition switch);

9) Распределитель топлива (в заявленной полезной модели - топливная рампа);9) Fuel distributor (in the claimed utility model - fuel rail);

10) Распылитель топлива (в заявленной полезной модели - форсунка);10) Fuel atomizer (in the claimed utility model - nozzle);

11) Реле управления;11) control relay;

12) Канал воздуховода (в заявленной полезной модели - впускной трубопровод);12) Duct channel (in the claimed utility model, the inlet pipe);

13) Источник питания озонатора (в заявленной полезной модели - электронный блок управления озонатором);13) Ozonator power source (in the claimed utility model - an ozonizer electronic control unit);

14) Аккумулятор (в заявленной полезной модели используется аккумуляторная батарея).14) Battery (the claimed utility model uses a rechargeable battery).

Причиной препятствующей достижению технического результата, является: невозможность установки определенного уровня напряжения на озонаторе в зависимости от влажности воздуха без применения датчика влажности.The reason hindering the achievement of the technical result is: the inability to set a certain voltage level on the ozonizer, depending on air humidity, without using a humidity sensor.

Задача предполагаемой полезной модели - снижение уровеня загрязнения окружающей среды с помощью добавления озона в топливовоздушную смесь.The objective of the proposed utility model is to reduce environmental pollution by adding ozone to the air-fuel mixture.

Технический результат достигается тем, что в устройство введены регулятор давления топлива, датчик положения дроссельной заслонки, датчик массового расхода воздуха, датчик кислорода, регулятор холостого хода, датчик температуры двигателя, датчик влажности окружающего воздуха, датчик оборотов коленчатого вала, топливная рампа через регулятор давления топлива соединена с топливным баком, электронный блок управления озонатором соединен с датчиком влажности окружающего воздуха, через преобразователь напряжения с озонатором, датчиком оборотов коленчатого вала, озонатор соединен с впускным трубопроводом и датчиком массового расхода воздуха, электронный блок управления двигателем соединен с датчиком массового расхода воздуха, датчиком кислорода, датчиком положения дроссельной заслонки, регулятором холостого хода, датчиком температуры двигателя.The technical result is achieved by the fact that a fuel pressure regulator, a throttle position sensor, a mass air flow sensor, an oxygen sensor, an idle speed control, an engine temperature sensor, an ambient humidity sensor, a crankshaft revolution sensor, a fuel rail through a fuel pressure regulator are introduced into the device connected to the fuel tank, the electronic control unit of the ozonizer is connected to a humidity sensor, through a voltage converter with an ozonizer, a sensor about Orochi crankshaft ozonizer connected to the intake manifold and mass air flow sensor, the electronic unit is connected to the engine mass flow sensor controlling the air, the oxygen sensor, throttle position sensor, an idling controller, the motor temperature sensor.

Для достижения технического результата в адаптивную систему озонирования воздуха для двигателя внутреннего сгорания, включающую топливный бак, электрический топливный насос, топливный фильтр, электронный блок управления двигателем, форсунку, топливную рампа, впускной трубопровод, датчик-распределитель системы зажигания, аккумуляторную батарею, выключатель зажигания, электронный блок управления озонатором, озонатор, преобразователь напряжения, реле управления, топливный бак соединен с электрическим топливным насосом, который соединен с топливным фильтром, топливный фильтр соединен с топливной рампой, электронный блок управления озонатором соединен с аккумуляторной батареей, электронный блок управления двигателем соединен с электрическим топливным насосом, форсункой, датчиком-распределителем системы зажигания, реле управления, аккумуляторной батареей, выключателем зажигания, который также соединен с реле управления, введены регулятор давления топлива, датчик положения дроссельной заслонки, датчик массового расхода воздуха, датчик кислорода, регулятор холостого хода, датчик температуры двигателя, датчик влажности окружающего воздуха, датчик оборотов коленчатого вала, топливная рампа через регулятор давления топлива соединена с топливным баком, электронный блок управления озонатором соединен с датчиком влажности окружающего воздуха, через преобразователь напряжения с озонатором, датчиком оборотов коленчатого вала, озонатор соединен с впускным трубопроводом и датчиком массового расхода воздуха, электронный блок управления двигателем соединен с датчиком массового расхода воздуха, датчиком кислорода, датчиком положения дроссельной заслонки, регулятором холостого хода, датчиком температуры двигателя.To achieve a technical result in an adaptive air ozonation system for an internal combustion engine, including a fuel tank, an electric fuel pump, a fuel filter, an electronic engine control unit, a nozzle, a fuel rail, an intake manifold, an ignition system distribution sensor, a battery, an ignition switch, ozonator electronic control unit, ozonizer, voltage converter, control relay, fuel tank is connected to an electric fuel pump, which is connected fuel filter, the fuel filter is connected to the fuel rail, the ozonator electronic control unit is connected to the battery, the electronic engine control unit is connected to the electric fuel pump, nozzle, ignition distributor, control relay, battery, ignition switch, which also connected to a control relay, introduced a fuel pressure regulator, a throttle position sensor, a mass air flow sensor, an oxygen sensor, an idle regulator stroke, engine temperature sensor, humidity sensor, crankshaft speed sensor, the fuel rail through the fuel pressure regulator is connected to the fuel tank, the ozonizer electronic control unit is connected to the ambient humidity sensor, through a voltage converter with an ozonizer, crankshaft speed sensor, the ozonizer is connected to the inlet pipe and the mass air flow sensor, the electronic engine control unit is connected to the mass air flow sensor, the sensor m of oxygen, throttle position sensor, idle control, engine temperature sensor.

На фигуре приведена схема адаптивной системы озонирования воздуха для двигателя внутреннего сгорания, на которой обозначены: 1 - топливный бак; 2 - электрический топливный насос; 3 - топливный фильтр; 4 - электронный блок управления двигателем; 5 - форсунка; 6 - топливная рампа; 7 - регулятор давления топлива; 8 - впускной трубопровод; 9 - датчик положения дроссельной заслонки; 10 - датчик массового расхода воздуха; 11 - датчик кислорода; 12 - датчик температуры двигателя; 13 - датчик-распределитель системы зажигания; 14 - регулятор холостого хода; 15 - аккумуляторная батарея; 16 - выключатель зажигания; 17 - датчик влажности окружающего воздуха; 18 - электронный блок управления озонатором; 19 - озонатор; 20 - датчик оборотов коленчатого вала, 21 - преобразователь напряжения, 22 - реле управления.The figure shows a diagram of an adaptive air ozonation system for an internal combustion engine, which shows: 1 - fuel tank; 2 - electric fuel pump; 3 - fuel filter; 4 - an electronic engine control unit; 5 - nozzle; 6 - a fuel rail; 7 - fuel pressure regulator; 8 - inlet pipe; 9 - throttle position sensor; 10 - mass air flow sensor; 11 - oxygen sensor; 12 - engine temperature sensor; 13 - sensor distributor of the ignition system; 14 - idle speed controller; 15 - rechargeable battery; 16 - ignition switch; 17 - humidity sensor; 18 - electronic control unit of the ozonizer; 19 - ozonizer; 20 - crankshaft speed sensor, 21 - voltage converter, 22 - control relay.

Топливный бак 1 через электрический топливный насос 2 и топливный фильтр 3 соединен с топливной рампой 6, которая через регулятор давления топлива 7 соединен с топливным баком 1, электронный блок управления двигателем 4 соединен с электрическим топливным насосом 2, форсункой 5, датчиком положения дроссельной заслонки 9, датчиком массового расхода воздуха 10, датчиком кислорода 11, датчиком температуры двигателя 12, датчиком-распределителем системы зажигания 13, реле управления 22, регулятором холостого хода 14, аккумуляторной батареей 15, выключателем зажигания 16, который также соединен с реле управления 22, электронный блок управления озонатором 18 соединен с датчиком влажности окружающего воздуха 17, озонатором 19, который соединен с впускным трубопроводом 8, через преобразователь напряжения 21, датчик оборотов коленчатого вала 20.The fuel tank 1 through an electric fuel pump 2 and a fuel filter 3 is connected to a fuel rail 6, which is connected to a fuel tank 1 through a fuel pressure regulator 7, an electronic engine control unit 4 is connected to an electric fuel pump 2, an injector 5, and a throttle position sensor 9 , mass air flow sensor 10, oxygen sensor 11, engine temperature sensor 12, ignition system distribution sensor 13, control relay 22, idle control 14, battery 15, switch it plugs 16 which is also connected to a relay control 22, the electronic control unit 18 is connected to the ozonizer humidity sensor of ambient air 17, ozonizer 19, which is connected with the inlet duct 8 through a voltage converter 21, a crankshaft speed sensor 20.

Работает устройство следующим образом. При включении выключателя зажигания 16 от аккумуляторной батареи 15 подается напряжение реле управления 22 и электронный блок управления двигателем 4 и электронный блок управления озонатором 18 включаются. Электронный блок управления двигателем 4 подает сигнал на электрический топливный насос 2 для создания давления в топливной рампе 6, топливо в топливную рампу 6 поступает через топливный фильтр 3, избыток топлива через регулятор давления топлива 7 попадает обратно в топливный бак 1. Электронный блок управления двигателем 4 принимает сигналы от датчик положения дроссельной заслонки 9, датчика массового расхода воздуха 10, датчика кислорода 11, датчика температуры двигателя 12, датчика-распределителя системы зажигания 13 и в зависимости от этих сигналов он управляет регулятором холостого хода 14 и длительностью впрыска форсунки 5. Электронный блок управления озонатором 18 принимает сигналы от датчика влажности окружающего воздуха 17, датчика кислорода 11, датчика оборотов коленчатого вала 20. Анализируя эти сигналы, электронный блок управления озонатором 18 посылает сигнал определенной частоты и напряжения через преобразователь напряжения 21 на озонатор 19, Озонированный воздух проходит через трубопровод 8 и попадает в камеру сгорания.The device operates as follows. When you turn on the ignition switch 16 from the battery 15, the voltage of the control relay 22 and the electronic engine control unit 4 and the electronic control unit of the ozonizer 18 are turned on. The electronic engine control unit 4 sends a signal to the electric fuel pump 2 to create pressure in the fuel rail 6, the fuel enters the fuel rail 6 through the fuel filter 3, the excess fuel flows back through the fuel pressure regulator 7 into the fuel tank 1. The electronic engine control unit 4 receives signals from the throttle position sensor 9, the mass air flow sensor 10, the oxygen sensor 11, the engine temperature sensor 12, the distributor sensor of the ignition system 13, and depending on these he controls the idle regulator 14 and the duration of the injection of the nozzle 5. The ozonator electronic control unit 18 receives signals from the ambient humidity sensor 17, the oxygen sensor 11, the crankshaft revolution sensor 20. By analyzing these signals, the ozonator electronic control unit 18 sends a signal of a certain frequency and voltage through the voltage Converter 21 to the ozonator 19, Ozonated air passes through the pipe 8 and enters the combustion chamber.

В данном случае корпус озонатора выполнен из электроизоляционного материала в виде трубки, внутри, перпендикулярно ей прочно закреплены две металлические сетки, причем одна из сеток, к которой подключается отрицательный высоковольтный электрический потенциал, имеет жестко укрепленные металлические иглы, для преобразования необходимого количества озона из кислорода в зависимости от параметров работы двигателя внутреннего сгорания. Но в других конкретных случаях озонатор может иметь другую конструкцию и форму, а также быть собран из других материалов.In this case, the ozonizer body is made of an insulating material in the form of a tube, inside, two metal grids are firmly fixed perpendicularly to it, one of the grids to which a negative high-voltage electric potential is connected has rigidly fixed metal needles to convert the necessary amount of ozone from oxygen to depending on the parameters of the internal combustion engine. But in other specific cases, the ozonizer may have a different design and shape, as well as be assembled from other materials.

Проведя технико-экономическое обоснование, сравнив стоимость используемых в настоящее время устройств и стоимость разрабатываемого устройства, можем сделать вывод, что затраты на разрабатываемое устройство ниже. При этом повышаются автоматизация озонирования воздуха поступающего в камеру сгорания и технические характеристики устройства:After conducting a feasibility study, comparing the cost of the currently used devices and the cost of the developed device, we can conclude that the costs of the developed device are lower. This increases the automation of ozonation of air entering the combustion chamber and the technical characteristics of the device:

- Компактность;- compactness;

- Надежность;- Reliability;

- Меньшее потребление электрической энергии.- Less electricity consumption.

Claims (1)

Адаптивная система озонирования воздуха для двигателя внутреннего сгорания, включающая топливный бак, электрический топливный насос, топливный фильтр, электронный блок управления двигателем, форсунку, топливную рампу, впускной трубопровод, датчик-распределитель системы зажигания, аккумуляторную батарею, выключатель зажигания, электронный блок управления озонатором, озонатор, преобразователь напряжения, реле управления, отличающаяся тем, что в нее введены регулятор давления топлива, датчик положения дроссельной заслонки, датчик массового расхода воздуха, датчик кислорода, регулятор холостого хода, датчик температуры двигателя, датчик влажности окружающего воздуха, датчик оборотов коленчатого вала, топливная рампа через регулятор давления топлива соединена с топливным баком, электронный блок управления озонатором соединен с датчиком влажности окружающего воздуха, через преобразователь напряжения с озонатором, датчиком оборотов коленчатого вала, озонатор соединен с впускным трубопроводом и датчиком массового расхода воздуха, электронный блок управления двигателем соединен с датчиком массового расхода воздуха, датчиком кислорода, датчиком положения дроссельной заслонки, регулятором холостого хода, датчиком температуры двигателя.

Adaptive air ozonation system for an internal combustion engine, including a fuel tank, electric fuel pump, fuel filter, electronic engine control unit, nozzle, fuel rail, intake manifold, ignition system distribution sensor, battery, ignition switch, electronic ozonizer control unit, ozonizer, voltage converter, control relay, characterized in that a fuel pressure regulator, a throttle position sensor, a mass sensor are introduced into it new air flow, oxygen sensor, idle control, engine temperature sensor, ambient humidity sensor, crankshaft speed sensor, fuel rail through the fuel pressure regulator is connected to the fuel tank, the ozonizer electronic control unit is connected to the ambient humidity sensor, via a voltage converter with an ozonizer, a crankshaft speed sensor, an ozonizer connected to the inlet pipe and a mass air flow sensor, an electronic engine control unit The unit is connected to a mass air flow sensor, an oxygen sensor, a throttle position sensor, an idle speed controller, and an engine temperature sensor.