RU2328612C1

RU2328612C1 - Controlled combustion hybrid engine

Info

Publication number: RU2328612C1
Application number: RU2007100817/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Борисович Болотин (RU); Николай Борисович Болотин
Original assignee: Николай Борисович Болотин
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-07-10

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: external combustion Stirling engine and electric generator are fitted on one shaft with the internal combustion engine (ICE). Every ICE cylinder is provided with a magnetic field source arranged in the upper part of the former and made in the form of an annular electromagnet built in the cylinder wall, or as several radial electromagnets. The Stirling engine working cylinder is enclosed in a housing with its inner space communicating with the ICE exhaust system, the electric generator being wired to the magnetic field source.

EFFECT: lower toxicity of exhaust and fuller combustion of fuel.

5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, конкретнее к гибридным двигателям внутреннего сгорания (ДВС), скомпонованным с двигателем Стирлинга.The invention relates to mechanical engineering, and more particularly to hybrid internal combustion engines (ICE) arranged with a Stirling engine.

Проблема снижения токсичности выхлопных газов напрямую связана с эффективностью сгорания топливовоздушной смеси (ТВС) в камерах сгорания ДВС. Улучшение степени сгорания ТВС путем интенсификации работы двигателя приведет к снижению токсичности отходящих выхлопных газов и улучшит чистоту атмосферного воздуха. Двигатели Стирлинга имеют чрезвычайно хорошие показатели по эмиссии токсичных веществ в атмосферу, но их низкая приемистость делает их непригодными для автомобильного транспорта.The problem of reducing exhaust toxicity is directly related to the efficiency of combustion of the air-fuel mixture (FA) in the combustion chambers of the internal combustion engine. Improving the degree of combustion of fuel assemblies by intensifying engine operation will reduce the toxicity of exhaust gases and improve the purity of atmospheric air. Stirling engines have extremely good emissions of toxic substances into the atmosphere, but their low throttle response makes them unsuitable for road transport.

Известны различные способы интенсификации работы ДВС, сущность которых сводится к регулировкам рабочего процесса: состава смеси, опережения зажигания, степени сжатия, перекрытия клапанов, количества свечей и т.д. Проблема заключается в том, что при проектировании современного ДВС учитываются одновременно все эти способы и тем самым дальнейшее совершенствование ДВС по повышению полноты сгорания и снижению эмиссии токсичных веществ практически исчерпаны (книга В.А.Звонова "Токсичность двигателя внутреннего сгорания», М., Машиностроение, 1981, с.80..91.). Применение катализаторов в системе выхлопа может значительно уменьшить эмиссию токсичных веществ, но приводит к ухудшению его экономичности. Практически все способы по интенсификации перемешивания топливо-воздушной смеси одновременно ухудшают экономические показатели ДВС.There are various ways of intensifying the operation of the internal combustion engine, the essence of which is reduced to adjusting the working process: mixture composition, ignition timing, compression ratio, valve shutoff, number of candles, etc. The problem is that when designing a modern internal combustion engine, all these methods are taken into account at the same time, and thus further improvement of the internal combustion engine to increase the completeness of combustion and reduce emissions of toxic substances is practically exhausted (V. A. Zvonov’s book “Toxicity of an internal combustion engine”, M., Mechanical Engineering , 1981, p.80..91.). The use of catalysts in the exhaust system can significantly reduce the emission of toxic substances, but leads to a decrease in its efficiency. Almost all methods for intensifying mixing air-air mixture at the same time worsen the economic performance of ICE.

Наиболее распространены способы и устройства улучшения подготовки ТВС путем впрыскивания топлива через форсунку с электромагнитным клапаном в поток воздуха и смешивания определенных пропорций топлива и воздуха в форкамере перед впускным клапаном двигателя с последующим впрыском ТВС через впускной клапан в камеры двигателя (книга А.Р.Спинова "Системы впрыска бензиновых двигателей", М., 1994 г.). Благодаря наличию бортового компьютера, датчиков токсичности, расхода топлива и воздуха, температуры, способ позволяет интенсифицировать работу ДВС и снизить расход топлива и токсичность отходящих выхлопных газов ДВС. Недостаток аналога состоит в несовершенстве технологии смешивания ТВС и ее воспламенения существующим электроискровым способом в камерах сгорания двигателя.The most common methods and devices for improving the preparation of fuel assemblies by injecting fuel through a nozzle with an electromagnetic valve into the air stream and mixing certain proportions of fuel and air in a prechamber in front of the engine intake valve followed by fuel assembly injection through the intake valve into the engine chambers (book by A.R. Spinova " Injection systems for gasoline engines ", M., 1994). Due to the presence of an on-board computer, toxicity sensors, fuel and air consumption, temperature, the method allows to intensify the operation of the internal combustion engine and reduce fuel consumption and exhaust gas toxicity of the internal combustion engine. The disadvantage of the analogue is the imperfection of the technology for mixing fuel assemblies and its ignition by the existing electric spark method in the combustion chambers of the engine.

Известны способы и устройства интенсификации работы ДВС путем модернизации способов и устройств электроискрового зажигания ТВС в камерах (Статья "Из искры возгорится пламя", авторы - Ю.Соловьев, Л.Голованов, "Авторевю", № 17, 1996 г.). Сущность предложений сводится к модернизации электросвечей зажигания путем изменения их конструкций, технологии напыления на них износостойких покрытий. Достоинства новой электросвечи с одним центральным электродом, предложенной шведской фирмой SAAB, состоят в повышении срока службы таких электросвечей, улучшении процесса воспламенения ТВС в камерах сгорания двигателя. Их недостатки состоят в недостаточной интенсификации процесса воспламенения и горения ТВС в камерах при реализации известных способов электроискрового воспламенения смеси от существующих систем электрозажигания, основанных на получении высоковольтных импульсов напряжения малой длительности с использованием эффекта самоиндукции при коммутации тока в индуктивной катушке зажигания, ввиду малого времени существования искры, ограниченного электромагнитной постоянной времени существующей индуктивной катушки зажигания и ввиду отсутствия операций по предварительному приготовлению ТВС к наилучшему сгоранию в камерах двигателя (отсутствуют операции озонирования воздуха, электростатического распыления топлива в камеры сгорания, электрополевого дожига несгоревших компонент ТВС на такте выпуска выхлопных газов).Known methods and devices for intensifying the operation of internal combustion engines by modernizing methods and devices for electric spark ignition of fuel assemblies in chambers (Article "A flame will ignite from a spark", authors - Y. Soloviev, L. Golovanov, "Autoreview", No. 17, 1996). The essence of the proposals boils down to the modernization of electric spark plugs by changing their designs, the technology of spraying wear-resistant coatings on them. The advantages of the new electric candle with one central electrode, proposed by the Swedish company SAAB, are to increase the service life of such electric candles, improve the ignition process of fuel assemblies in the combustion chambers of the engine. Their disadvantages are the insufficient intensification of the process of ignition and combustion of fuel assemblies in the chambers when implementing known methods of electric spark ignition of a mixture from existing electric ignition systems, based on the receipt of high-voltage voltage pulses of short duration using the self-induction effect when switching current in an induction ignition coil, due to the short lifetime of the spark limited by the electromagnetic time constant of the existing inductive ignition coil and due to the lack of tviya operations preformed FA to the best combustion chambers of the engine (no operation air ozonation, electrostatic spraying fuel into the combustion chamber, electric-afterburning of unburned fuel assembly component in the exhaust stroke).

Известны способ и устройство интенсификации работы бензинового ДВС путем впрыска топлива через специальные форсунки непосредственно в камеры сгорания ДВС в момент наивысшего сжатия воздуха в соответствующей камере сгорания, с последующим электроискровым зажиганием ТВС от обычных электросвечей зажигания (Статья М.Кадакова "Новый двигатель Mitsubishi в "Авторевю", № 2, 1996 г.). Интенсификация работы ДВС достигается благодаря улучшению распыления и перемешивания топлива с воздухом, повышению степени сжатия смеси до 12:1, в связи с охлаждением воздуха при впрыскивании топлива, устранением эффекта детонации. Фактически разработан и испытан бензиновый квазидизель. Экспериментально подтверждено повышение мощности такого двигателя на 10%, снижение токсичности выхлопных газов на 30-90% по отдельным составляющим, возможность работы на обедненных ТВС, что дополнительно улучшит экологию двигателя при движении автотранспорта в городе.A known method and device for intensifying the operation of a gasoline internal combustion engine by injecting fuel through special nozzles directly into the internal combustion engine’s combustion chambers at the moment of the highest air compression in the corresponding combustion chamber, followed by electric spark ignition of the fuel assembly from conventional electric spark plugs (M. Kadakova's article “Mitsubishi New Engine in Autoreview ", No. 2, 1996). Intensification of the internal combustion engine is achieved by improving the atomization and mixing of fuel with air, increasing the compression ratio of the mixture to 12: 1, due to cooling ear when injecting fuel, eliminating the effect of detonation. Actually developed and tested gasoline quasidiesel. Experimentally confirmed an increase in the power of such an engine by 10%, reduction of toxicity of exhaust gases by 30-90% for individual components, the ability to work on lean fuel assemblies, which will further improve the ecology of the engine when driving vehicles in the city.

Недостатки предложенного способа и устройства состоят в усложнении конструкции ДВС (трудности конструктивного размещения форсунок высокого давления в камерах ДВС, что требует изменения конструкции двигателя) и в несовершенстве способа воспламенения ТВС обычным электроискровым способом, который не обеспечивает полное сгорание смеси в камерах, особенно на высоких оборотах двигателя.The disadvantages of the proposed method and device are the complexity of the design of the internal combustion engine (the difficulties of constructive placement of high-pressure nozzles in the internal combustion engine chambers, which requires a change in the design of the engine) and the imperfection of the ignition method of the fuel assembly in the usual electric spark way, which does not ensure complete combustion of the mixture in the cameras, especially at high speeds engine.

Известна система подачи топлива с электронным устройством управления для ДВС, содержащая двигатель внутреннего сгорания с камерами сгорания, поршнями, впускными и выпускными клапанами, включающий систему подготовки топливовоздушной смеси и впрыска топлива в камеры сгорания с регуляторами подачи топлива и окислителя, систему электроискрового воспламенения топливовоздушной смеси, состоящую из высоковольтного преобразователя напряжения, распределителя высоковольтных импульсов с соответствующими регулятором угла опережения электрозажигания и электросвечами по числу камер сгорания, датчики расхода топлива и окислителя, их температуры, оборотов двигателя, токсичности выхлопных газов, а также логически-функциональный оптимизатор режимов, присоединенный по выходу к регуляторам подачи топлива и окислителя, их температуры, оборотов двигателя, токсичности выхлопных газов, а также логически-функциональный оптимизатор режимов, присоединенный по выходу к регуляторам подачи топлива и окислителя, регулятору угла опережения зажигания смеси, а по входу к выходам указанных датчиков, по патенту США № 4596220, F02D 43/00, 1986. Из данного источника информации известен также способ интенсификации работы ДВС путем подготовки топливовоздушной смеси, впрыска топлива, воспламенения и сжигания.A known fuel supply system with an electronic control device for internal combustion engines, comprising an internal combustion engine with combustion chambers, pistons, intake and exhaust valves, including a fuel-air mixture preparation system and fuel injection into the combustion chambers with fuel and oxidizer feed regulators, an electrospark ignition system for a fuel-air mixture, consisting of a high voltage voltage converter, a distributor of high voltage pulses with the corresponding regulator ignition and electric candles according to the number of combustion chambers, sensors of fuel and oxidizer consumption, their temperature, engine speed, exhaust gas toxicity, as well as a logic-functional mode optimizer connected to the output regulators of fuel and oxidizer supply, their temperature, engine speed, exhaust toxicity gases, as well as a logical and functional mode optimizer, connected at the output to the fuel and oxidizer feed regulators, to the ignition timing controller, and at the input to the outputs of the specified sensors, according to US patent No. 4596220, F02D 43/00, 1986. From this source of information there is also known a method of intensifying the operation of ICE by preparing the air-fuel mixture, injecting fuel, igniting and burning.

Известны способ и устройство для интенсификации и управления процессом горения в ДВС по патенту РФ №2135814, прототип, путем воздействия сильным электрическим полем на топливо-воздушную смесь в камерах сгорания цилиндров ДВС.A known method and device for intensification and control of the combustion process in the internal combustion engine according to the patent of the Russian Federation No. 21585814, prototype, by exposing the fuel-air mixture in the combustion chambers of the internal combustion engine cylinders with a strong electric field.

Недостатком этого устройства и способа является недостаточная эффективность воздействия электрического поля на горение, полноту сгорания и эмиссию токсичных веществ в продуктах сгорания. Кроме того, создание мощных полей потребует мощных источников энергии, мощностью более 5 кВт, и является небезопасным в эксплуатации.The disadvantage of this device and method is the lack of effectiveness of the electric field on combustion, the completeness of combustion and the emission of toxic substances in the products of combustion. In addition, the creation of powerful fields will require powerful energy sources, with a capacity of more than 5 kW, and is unsafe to operate.

С момента изобретения более ста лет назад двигателя внутреннего сгорания (ДВС) предпринимались многочисленные попытки повышения его экономичности с использованием процесса парообразования из воды. То был самый расцвет эпохи паровых двигателей и поэтому попытка скрестить паровой двигатель с ДВС с целью экономии еще очень дефицитного в то время бензина, кем только не предпринималась. Любой двигатель внутреннего сгорания не просто впустую выбрасывает большую часть получаемой им тепловой энергии (70-80%), но, более того, он даже выходит из строя, если его лишить возможности через систему охлаждения отдавать тепло воде. С другой стороны, получающая это тепло вода, превращаясь во время кипения или испарения в пар, при обычном атмосферном давлении увеличивается в своем объеме в 1700 раз. При этом давление образовавшегося пара может помогать рабочему газу приводить в движение поршни или турбины тепловых двигателей и тем давать существенное приращение мощности, максимального крутящего момента и коэффициента полезного действия (КПД) этих моторов. Существует три основных варианта использования впрыска воды на ДВС: 1. От контакта воды с горячими выхлопными газами происходит процесс парообразования, после чего пар вращает небольшую турбину, которая помогает основному двигателю. О разработке подобной силовой установки для своих автомобилей недавно (в ноябре 2005 г.) заявила компания BMW. На многих спортивных автомобилях, использующих турбонаддув, вода распыляется в сжатом компрессором воздухе для охлаждения этого воздуха, вместе с которым она затем попадает цилиндры, где и становится паром. Здесь нужно заметить, что любой газ (это относится и к воздуху, и к пару) при понижении своей температуры на один градус, при атмосферном давлении, уменьшается на 1/273 своего объема и, наоборот, при сжатии, особенно резком, температура газа возрастает. Чтобы в цилиндры ДВС с меньшими затратами энергии поместилось больше сжатого воздуха, этот воздух предварительно охлаждается распылением в нем (не подогретой) воды, которая имеет очень высокую теплоемкость. Это распыление осуществляется либо до прохождения сжатого воздуха через дополнительный охлаждающий радиатор, либо после него, но, в любом случае, даже мельчайшие нагревающиеся капельки воды должны превращаться в пар только внутри цилиндра, иначе польза от этого пара становится ничтожной. Специально подогретая вода впрыскивается непосредственно в цилиндры. От контакта с горящим топливом, раскаленным поршнем и цилиндром, вода вскипает, и расширяющийся пар помогает рабочим газам приводить поршни в движение. Здесь впрыск воды фактически заменяет собой турбонаддув. В этом случае расширяющийся в цилиндре пар значительно безопаснее для экологии, чем сжатый воздух, содержащий в себе до 80% азота атмосферного воздуха, из которого при высокой температуре образуются окислы азота NO_x. Кроме того, избыточный кислород в сильно сжатом воздухе приводит к обгоранию цилиндров, поршней, поршневых колец, прогару клапанов и окислению электрических контактов свечей. После нескольких лет эксплуатации ДВС с впрыском воды внутренности его цилиндров выглядят совсем как новые. Более эффективное непосредственное охлаждение водой раскаленных и интенсивно трущихся поверхностей цилиндра продлевает жизнь ДВС. Помимо прибавки мощности и экономии топлива на 18-20% существенно улучшается и охлаждение ДВС, так как здесь цилиндры охлаждаются водой не столько снаружи, сколько изнутри. К сожалению, по причине очень сложной настройки, недостаточной ее надежности и сравнительной дороговизны моторы с впрыском воды распространение получили только в авиации, автоспорте и любительских автосамоделках (в последнем случае не всегда оправдывают себя). Но достижения современной науки и техники, особенно электроники, позволяют надеяться на большую эффективность моторов с впрыском воды. Именно электроника должна регулировать точное дозирование инжектируемой в цилиндры воды и ее предварительный подогрев от внешних стенок цилиндра (в водяной рубашке) и от выхлопного патрубка с глушителем, каталитическим нейтрализатором и сажевым фильтром, чтобы в момент впрыска температура воды максимально приближалась к своей точке кипения, которая в сжатой газовой среде неизбежно повышается.Since the invention of the internal combustion engine (ICE) more than a hundred years ago, numerous attempts have been made to increase its efficiency using the process of vaporization from water. That was the heyday of the era of steam engines and therefore an attempt to cross-pair a steam engine with an internal combustion engine in order to save gas, which was still very scarce at that time, by whom it had not been undertaken. Any internal combustion engine does not just waste most of the thermal energy it receives (70-80%), but, moreover, it even fails if it is denied the ability to transfer heat through the cooling system to water. On the other hand, the water receiving this heat, turning into steam during boiling or evaporation, increases at its atmospheric pressure by a factor of 1700. At the same time, the pressure of the generated steam can help the working gas to move the pistons or turbines of the heat engines and thereby give a significant increase in power, maximum torque and efficiency (efficiency) of these motors. There are three main options for using water injection on internal combustion engines: 1. The process of vaporization occurs from the contact of water with hot exhaust gases, after which the steam rotates a small turbine that helps the main engine. The development of such a power plant for their cars recently (in November 2005), said BMW. On many turbocharged sports cars, water is sprayed in the air compressed by the compressor to cool this air, with which it then enters the cylinders, where it becomes steam. It should be noted here that any gas (this applies to both air and steam), when its temperature decreases by one degree, at atmospheric pressure, decreases by 1/273 of its volume and, conversely, when compressed, especially sharply, the gas temperature increases . To fit more compressed air into the ICE cylinders with less energy, this air is pre-cooled by spraying (unheated) water in it, which has a very high heat capacity. This spraying is carried out either before the compressed air passes through the additional cooling radiator, or after it, but, in any case, even the smallest heating droplets of water should turn into steam only inside the cylinder, otherwise the benefit from this steam becomes negligible. Specially heated water is injected directly into the cylinders. From contact with burning fuel, a hot piston and cylinder, water boils and the expanding steam helps the working gases set the pistons in motion. Here, water injection actually replaces turbocharging. In this case, the steam expanding in the cylinder is much safer for the environment than compressed air containing up to 80% nitrogen of atmospheric air, from which nitrogen oxides NO _x are formed at high temperature. In addition, excess oxygen in highly compressed air leads to burning of cylinders, pistons, piston rings, burnout of valves and oxidation of the electrical contacts of the candles. After several years of operation of the internal combustion engine with water injection, the inside of its cylinders look quite like new. More efficient direct water cooling of hot and intensely rubbing cylinder surfaces prolongs the life of the internal combustion engine. In addition to increasing power and saving fuel, cooling of internal combustion engines is significantly improved by 18-20%, since here the cylinders are cooled by water not so much from the outside as from the inside. Unfortunately, due to the very complicated setup, its insufficient reliability and the comparatively high cost, water injection motors are only used in aviation, motorsport and amateur auto-crafts (in the latter case, they do not always pay off). But the achievements of modern science and technology, especially electronics, allow us to hope for greater efficiency of engines with water injection. It is electronics that must regulate the exact dosing of the water injected into the cylinders and its preheating from the outer walls of the cylinder (in a water jacket) and from the exhaust pipe with a silencer, catalytic converter and a particulate filter, so that at the moment of injection the water temperature is as close to its boiling point, which in a compressed gas environment inevitably rises.

При давлении в цилиндрах более 500 атмосфер температура кипения воды будет значительно выше, но уже при температуре выше 400°С весь объем воды принимает газообразное состояние независимо от дальнейшего повышения давления. Предварительный подогрев воды необходим для улучшения процесса парообразования, чем больше воды вскипит в цилиндрах работающих ДВС, тем больше сэкономится топлива и сохранится природа на нашей планете.At a pressure in the cylinders of more than 500 atmospheres, the boiling temperature of water will be much higher, but already at a temperature above 400 ° C, the entire volume of water assumes a gaseous state regardless of a further increase in pressure. Preheating water is necessary to improve the process of vaporization, the more water boils in the cylinders of the internal combustion engines, the more fuel will be saved and nature will be preserved on our planet.

При избыточном нагреве цилиндра микропроцессор может увеличить подачу в него воды, при этом снизить подачу топлива ровно настолько, чтобы от этой замены при существующей нагрузке ощутимо не изменилась скорость вращения маховика двигателя, установленная водителем на данный момент. В идеале (при хорошей регулировке), мотору с впрыском воды уже не нужен ни радиатор с расширительным бачком, ни в вентилятор, обдувающий двигатель снаружи. В этом случае водяной насос, помимо своей надежности, должен, независимо от режима работы ДВС, быстро и точно изменять свою производительность и давление подаваемой им воды. Давление воды в охлаждающей водяной рубашке электроникой регулировать желательно в каждом такте работы двигателя, так как сильно нагретые цилиндры (особенно из сплавов легких металлов) становятся мягкими и под большим давлением деформируются, образуя либо нежелательные зазоры между поршнями и цилиндрами, либо недопустимые выпуклости, препятствующие движению поршней. Вода должна быть хорошо очищена, иначе накипь быстро закупорит тонкие форсунки. Чтобы за очень короткое время одного такта двигателя (1/250 долю секунды) вода успела полностью вскипеть еще в цилиндре, ее распылять в нем необходимо очень мелкими капельками через множество очень маленьких отверстий (диаметром около 0,1 мм), под большим давлением. Впрочем, допустимо, чтобы какая-то часть воды переходила в пар уже после выхода ее из цилиндра с горячими отработавшими газами в выпускной трубе. Тогда удастся снизить температуру и шум выбрасываемых автомобилями газов, а увеличенный от образовавшегося или перегретого пара их объем позволит эффективно вращать электрическую турбину, установленную внутри этой же трубы. Таким же, как и воду, способом следует максимально подогревать и топливо, поступающее в цилиндры двигателя. Тогда, нагревшись, оно станет менее вязким, легче проходить будет через очень узкие проходы форсунок, тоньше распыляться, лучше смешиваться с воздухом, воспламеняться и полнее сгорать, что, кроме экономии топлива, позволит снизить электрическое напряжение на свечах зажигания и этим продлить срок их жизни. Известно, что при сильных холодах, даже авиационный бензин не горит и практически не испаряется. Что касается воздуха, участвующего в горении, то его предварительно не подогревать, а, наоборот, желательно охлаждать, так как он - газ, а значит, в отличие от жидкостей и твердых тел, при нагревании очень сильно увеличивает (здесь преждевременно) свой объем. Впрыскиваемая вода и образующийся из нее пар может создавать нужную температуру, давление, скорость и даже форму распространения пламени в цилиндре и этим предотвращать взрывные явления (детонацию), что позволит без вреда для двигателя создавать еще большее давление горящей топливовоздушной смеси или (и) использовать более дешевый низко октановый бензин. Даже при высокой влажности воздуха (в дождливую погоду) ДВС работают мягче, спокойней, по крайней мере, по внешним ощущениям. Применяемые на инжекторных двигателях датчики кислорода могут с высокой точностью следить за содержанием кислорода в воздухе с учетом зимних температур, колебаний атмосферного давления, чередований высокой влажности воздуха с засушливой погодой и загазованностью. Параметры водо-воздушного аэрозоля можно регулировать также добавкой небольшого количества спирта, уровень детонации и скорость горения которых несколько ниже, чем у бензина, что позволяет сгладить резкий пик выделившейся энергии. Но важнейший для работы мотора процесс горения топлива нельзя заглушать полностью. Для этого важно каким-то образом повысить процентное содержание кислорода в поступающем в цилиндр воздухе или соответственно уменьшить содержание азота, который не только не поддерживает горение, но и сильно препятствует этому горению. Автомобили пока не оснащаются емкостями с чистым кислородом или устройствами для выделения из воздуха чистого кислорода. Содержание кислорода в воздушной массе увеличивают с помощью быстро вращающейся центрифуги, где сравнительно более тяжелые молекулы кислорода (молекулярный вес - 32) будут собой вытеснять более легкие частицы азота (м.в. - 28). Конечно, чистый кислород таким способом не получить. Но если в поступающем в цилиндр воздухе сократить количество азота хотя бы в два раза - с 79% до 30%, то количество кислорода в нем увеличится уже почти в три раза - с 20% до 70%, а выделяющаяся в горении энергия возрастет еще больше - в 5 раз. При столь интенсивном горении горючее сгорать будет уже полностью, и обязательные автомобильные нейтрализаторы, отнимающие у двигателя часть его мощности для дожигания ядовитых остатков несгоревшего топлива, углерода, угарного газа, станут уже не нужными. Сокращение азота в поступающем в цилиндры воздухе приведет к снижению массы выбрасываемых автомобилями окислов азота, вызывающих кислотные дожди, губительные для всего живого на земле, повреждающие архитектурные памятники, различные сооружения, в том числе лакокрасочные покрытия кузовов самих же автомобилей. Молекулы азота и кислорода можно разделять и по степени их намагниченности, предварительно их ионизировав.If the cylinder is excessively heated, the microprocessor can increase the supply of water to it, while reducing the fuel supply just enough so that the current engine rotation speed set by the driver at the moment does not significantly change from this replacement under the existing load. Ideally (with good adjustment), a water-injected motor no longer needs a radiator with an expansion tank, or a fan that blows the engine from the outside. In this case, the water pump, in addition to its reliability, must, regardless of the operating mode of the internal combustion engine, quickly and accurately change its capacity and pressure of the water supplied to it. It is advisable to regulate the water pressure in the cooling water jacket by the electronics in each cycle of the engine, since highly heated cylinders (especially from light metal alloys) become soft and deform under high pressure, forming either undesirable gaps between the pistons and cylinders, or unacceptable bulges that impede movement pistons. Water must be well cleaned, otherwise the scale will quickly clog thin nozzles. So that in a very short time of one cycle of the engine (1/250 fraction of a second) the water has completely boiled even in the cylinder, it must be sprayed in it with very small droplets through many very small holes (with a diameter of about 0.1 mm), under high pressure. However, it is permissible for some part of the water to turn into steam after it leaves the cylinder with hot exhaust gases in the exhaust pipe. Then it will be possible to reduce the temperature and noise of gases emitted by automobiles, and their volume increased from the generated or superheated steam will effectively rotate the electric turbine installed inside the same pipe. In the same way as water, the method should maximally heat up the fuel entering the engine cylinders. Then, when heated, it will become less viscous, it will be easier to pass through very narrow nozzle passages, spray more finely, mix better with air, ignite and burn more completely, which, in addition to saving fuel, will reduce the voltage on the spark plugs and thereby extend their life . It is known that during severe cold, even aviation gasoline does not burn and practically does not evaporate. As for the air involved in combustion, it must not be preheated beforehand, but rather it is desirable to cool it, since it is a gas, which means that, unlike liquids and solids, it very much increases (here prematurely) its volume when heated. Injected water and the steam generated from it can create the desired temperature, pressure, speed and even the shape of the flame propagation in the cylinder and thereby prevent explosions (detonation), which will allow the engine to create even greater pressure of the burning air-fuel mixture or (and) use more cheap low octane gasoline. Even with high humidity (in rainy weather), ICEs are softer, calmer, at least by external sensations. Oxygen sensors used on injection engines can accurately monitor the oxygen content in the air, taking into account winter temperatures, atmospheric pressure fluctuations, alternating high air humidity with dry weather and gas pollution. The parameters of the water-air aerosol can also be adjusted by adding a small amount of alcohol, the level of detonation and the burning rate of which is slightly lower than that of gasoline, which makes it possible to smooth out the sharp peak of the released energy. But the most important process for the operation of the engine fuel combustion can not be drowned out completely. To do this, it is important to somehow increase the percentage of oxygen in the air entering the cylinder or, accordingly, reduce the nitrogen content, which not only does not support combustion, but also strongly interferes with this combustion. Cars are not yet equipped with tanks with pure oxygen or devices for the release of pure oxygen from the air. The oxygen content in the air mass is increased using a rapidly rotating centrifuge, where relatively heavier oxygen molecules (molecular weight - 32) will displace lighter nitrogen particles (m.v. - 28). Of course, pure oxygen cannot be obtained in this way. But if the amount of nitrogen in the air entering the cylinder is at least halved - from 79% to 30%, then the amount of oxygen in it will increase by almost three times - from 20% to 70%, and the energy released in combustion will increase even more - 5 times. With such intense combustion, the fuel will be completely consumed, and the obligatory automobile neutralizers, which take away part of its power from the engine for burning off the toxic residues of unburned fuel, carbon, carbon monoxide, will no longer be needed. A reduction in nitrogen in the air entering the cylinders will lead to a decrease in the mass of nitrogen oxides emitted by automobiles, causing acid rains that are harmful to all life on earth, damaging architectural monuments, various structures, including paintwork on the bodies of automobiles themselves. Molecules of nitrogen and oxygen can be separated according to their degree of magnetization, having previously ionized them.

Намагничивать при низких температурах и ионизировать при высоких можно топливо, воздух, инжектируемую воду, и затем продукты сгорания.It is possible to magnetize at low temperatures and ionize at high temperatures fuel, air, injected water, and then combustion products.

Расположенными вокруг цилиндра катушками индуктивности, защищенными термостойкой керамикой, можно попытаться придать нужную форму горючей смеси (компактно сгруппировать ее в центре, равномерно распределить ее же по всему объему цилиндра или же сместить ее, например, поближе к искре свечи) и скорость ее сжигания, повысив которую, увеличить мощность двигателя, либо, понизив, избежать детонации. Эту детонацию хорошо бы использовать, так как скорость распространения пламени при взрыве, по сравнению с регулируемым горением, в 5-20 и более раз выше, в зависимости от степени сжатия и других условий. Разумеется, прочность двигателя должна соответствовать предложенным нагрузкам.The inductors located around the cylinder, protected by heat-resistant ceramics, can try to give the desired shape of the combustible mixture (compactly group it in the center, evenly distribute it throughout the entire volume of the cylinder or shift it, for example, closer to the spark of the candle) and its burning rate, increasing which, increase engine power, or, by lowering, to avoid detonation. It would be good to use this detonation, since the speed of flame propagation during an explosion, in comparison with controlled combustion, is 5–20 or more times higher, depending on the degree of compression and other conditions. Of course, the strength of the engine should correspond to the proposed loads.

С целью уменьшения нежелательных последствий от резких ударов рабочего газа верхнюю часть поршня или его сочленения с шатуном (палец) лучше слегка подпружинить, а топливо вводить в цилиндр несколькими маленькими порциями, на протяжении всего такта воспламенения. Подверженные сильнейшему излучению от пламени поршни и цилиндры могли бы изготавливаться не только из сплавов железа или более легких по весу алюминия и магния, но и керамики, а еще лучше - из монокристаллического (полупроводникового) кремния или германия, которые в солнечных батареях вырабатывают электроэнергию. Она, через электродвигатель, помогала бы поршням вращать коленвал мотора. Самые смелые предложения в этом направлении появились еще лет 20 назад. Они касаются того, чтобы заменить кремний, обладающий в фотоэлектрических батареях односторонней электропроводимостью, таким же (четырехвалентным) однокристаллическим углеродом, т.е. твердейшим и жаростойким искусственным алмазом, из которого попытаться делать "вечные" поршни, цилиндры, сопла турбин реактивных самолетов или хотя бы их поверхности. Обсуждая варианты экологичных двигателей, нельзя не упомянуть водородные и гибридные автомобильные силовые установки, которые также нуждаются во всестороннем усовершенствовании.In order to reduce the undesirable consequences of sharp strokes of the working gas, it is better to slightly spring up the upper part of the piston or its articulation with a connecting rod (finger), and introduce fuel into the cylinder in several small portions throughout the entire ignition cycle. Pistons and cylinders exposed to the strongest radiation from a flame could be made not only of iron alloys or lighter in weight of aluminum and magnesium, but also of ceramics, and even better - of single-crystal (semiconductor) silicon or germanium, which generate electricity in solar panels. She, through an electric motor, would help the pistons rotate the engine crankshaft. The most daring proposals in this direction appeared 20 years ago. They relate to replacing silicon, which has one-sided electrical conductivity in photovoltaic batteries, with the same (tetravalent) single-crystal carbon, i.e. the hardest and heat-resistant artificial diamond from which to try to make "eternal" pistons, cylinders, nozzles of turbines of jet aircraft or at least their surfaces. When discussing options for environmentally friendly engines, one cannot but mention hydrogen and hybrid car power plants, which also need comprehensive improvement.

Последние электроэнергию могли бы вырабатывать и накапливать не только отбирая часть мощности от ДВС или благодаря силе инерции движущегося автомобиля (во время торможения электрогенератором), но и за счет хода амортизаторов всех колес на неровностях дороги. Может использоваться даже вибрация работающего мотора, которому уже не потребуется устанавливать на коленчатом валу утяжеляющие мотор балансиры, уравновешивающие паразитную инерцию поршней и шатунов. Развитие любой техники идет путем неуклонного ее усложнения, и, несмотря на возросшую себестоимость, оно всегда, прямо или косвенно, окупает себя. Есть возможности усовершенствования и двухтактных ДВС, устанавливаемых, в основном, на мотоциклах. Они выдают значительно большую, чем четырехтактные, мощность и разгонную динамику за счет меньшего холостого хода поршней и сопутствующего ему сопротивления инерции и трения.The latter could be generated and accumulated not only by taking part of the power from the internal combustion engine or due to the inertia of a moving car (during braking by an electric generator), but also due to the shock absorbers of all wheels on uneven roads. Even the vibration of a running motor can be used, which will no longer need to install balancers on the crankshaft that balance the parasitic inertia of the pistons and connecting rods. The development of any technology goes through its steady complication, and, despite the increased cost, it always, directly or indirectly, pays for itself. There are opportunities for improvement and two-stroke internal combustion engines, installed mainly on motorcycles. They give significantly more than four-stroke power and acceleration dynamics due to lower idle pistons and the accompanying resistance to inertia and friction.

Однако нынешние двухтактные двигатели более "прожорливые", так как вместе с отработавшими газами в выхлопную трубу у них вылетает часть топливовоздушной смеси, поступающей в это время в цилиндр для последующего сжигания. Логично к существующему циклу добавить кратковременную фазу принудительной, например, с помощью турбонаддува, вентиляции цилиндра, частично охлаждающей его изнутри простым воздухом в начальный момент обратного хода поршня, с тем, чтобы предотвратить выбросы и обеспечить улучшенные условия сгорания более обогащенной топливовоздушной смеси, впускаемой в цилиндр только после закрытия выпускного клапана.However, the current two-stroke engines are more "gluttonous", since together with the exhaust gases, part of the air-fuel mixture flies into the exhaust pipe, which enters the cylinder at this time for subsequent combustion. It is logical to add a short-term forced phase to the existing cycle, for example, by means of turbocharging, ventilation of the cylinder, partially cooling it from the inside with simple air at the initial moment of the piston return stroke, in order to prevent emissions and provide improved combustion conditions for the more enriched air-fuel mixture introduced into the cylinder only after closing the exhaust valve.

Иногда на подводных лодках, в космосе, в шахтах и тоннелях, на мощных электростанциях используются очень экологичные двигатели Стирлинга. У них в абсолютно замкнутом пространстве под большим давлением (200-500 атмосфер) инертный газ нагревается от печки с внешним подводом тепла, а с другой стороны цилиндра, уже в особом холодильнике, он же охлаждается, т.е. уменьшает свой объем. Возникающая разница давления, над поршнем и под ним, толкает этот поршень, затем в работу вступают другие цилиндры или запасенная энергия вращающегося маховика. Вместо поршней могут работать и турбины. Двигатель Стирлинга может работать на любом топливе: твердом, жидком, газообразном, от энергии Солнца, атомного реактора и, вообще, от любых источников тепла, даже не связанных с горением.Sometimes in submarines, in space, in mines and tunnels, in powerful power plants, very environmentally friendly Stirling engines are used. In their absolutely enclosed space under high pressure (200-500 atmospheres), the inert gas is heated from the stove with an external supply of heat, and on the other side of the cylinder, already in a special refrigerator, it is cooled, i.e. reduces its volume. The resulting pressure difference, above and below the piston, pushes the piston, then other cylinders or the stored energy of the rotating flywheel come into operation. Instead of pistons, turbines can also work. The Stirling engine can run on any fuel: solid, liquid, gaseous, from the energy of the Sun, a nuclear reactor, and, in general, from any heat sources, not even related to combustion.

Благодаря высочайшему максимальному крутящему моменту на низких оборотах "Стирлинг" способен преодолевать значительные перегрузки, и при этом, в отличие от обычных моторов, он не глохнет и позволяет обойтись даже без коробки передач или вариатора. Сравнительная мощность, КПД, экономичность, нетребовательность к топливу и смазке, неприхотливость и простота обслуживания, универсальность применения, бесшумность, легкий запуск в холодное время года, долговечность, малый удельный вес и компактность, низкая себестоимость, надежность и многие другие параметры выгодно отличают двигатели Стирлинга от традиционных ДВС.Due to the highest maximum torque at low speeds, the Stirling is able to overcome significant overloads, and at the same time, unlike conventional engines, it does not stall and can do without a gearbox or variator. Comparative power, efficiency, economy, low fuel and lubrication requirements, unpretentiousness and ease of maintenance, versatility of use, noiselessness, easy start in the cold season, durability, low specific weight and compactness, low cost, reliability and many other parameters distinguish Stirling engines from traditional internal combustion engines.

Производители серийных автомобилей пока не интересуются обладающими поистине фантастическими характеристиками "Стирлингами" по причине сравнительно медленной их разгонной динамики. Но в той же гибридной силовой установке в паре с электрогенератором и электродвигателем "Стирлинг" вполне бы мог прижиться на любом автомобиле. Ввиду роста цен на нефть и неизбежного глобального энергетического и экологического кризиса есть смысл чаще возвращаться к самым различным способам экономии топлива.Manufacturers of production cars are not yet interested in the Stirling possessing truly fantastic characteristics due to their relatively slow accelerating dynamics. But in the same hybrid power plant paired with an electric generator and an electric motor, the Stirling could well take root on any car. Due to rising oil prices and the inevitable global energy and environmental crisis, it makes sense to return more often to a wide variety of ways to save fuel.

Целью изобретения является интенсификация процесса горения, повышение полноты сгорания, уменьшение эмиссии токсичных веществ без затрат энергии или при незначительных затратах.The aim of the invention is the intensification of the combustion process, increasing the completeness of combustion, reducing the emission of toxic substances without energy or at low cost.

Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что в гибридном двигателе с управляемым горением, содержащем, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем, образующие ДВС, систему подачи топливо-воздушной смеси в ДВС, систему выхлопа из ДВС, систему интенсификации горения топливо-воздушной смеси в ДВС, каждый цилиндр оборудован источником магнитного поля установленным в его верхней части и выполненным в виде кольцевого электромагнита, встроенного в стенку цилиндра или нескольких радиальных электромагнитов, на одном валу с ДВС установлены двигатель Стирлинга и электрогенератор, рабочий цилиндр двигателя Стирлинга заключен в оболочку, полость внутри которой соединена с системой выхлопа из ДВС, а электрогенератор посредством электрических проводов соединен с источником магнитного поля.The solution to this problem was achieved due to the fact that in a hybrid engine with controlled combustion, containing at least one cylinder with a piston forming an internal combustion engine, a fuel-air mixture supply system to an internal combustion engine, an exhaust system from an internal combustion engine, an air-fuel combustion intensification system mixtures in the internal combustion engine, each cylinder is equipped with a magnetic field source installed in its upper part and made in the form of an annular electromagnet built into the cylinder wall or several radial electromagnets, on one shaft with the internal combustion engine igatel Stirling generator, the working cylinder of the Stirling engine is enclosed in a shell, inside which cavity is connected to the exhaust system of the internal combustion engine and an electric generator through electric wires coupled to the source of the magnetic field.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Новизна подтверждается патентными исследованиями, изобретательский уровень - получением значительного уменьшения токсичности продуктов сгорания без дополнительных затрат энергии или с незначительными затратами энергии.The proposed technical solution has novelty, inventive step and industrial applicability. The novelty is confirmed by patent research, the inventive step - by obtaining a significant reduction in the toxicity of combustion products without additional energy costs or with low energy costs.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1...5, где:The invention is illustrated in figure 1 ... 5, where:

на фиг.1 приведена схема исполнения устройства,figure 1 shows a diagram of a device,

на фиг.2 - конструкция одноцилиндрового ДВС с радиальными электромагнитами,figure 2 - design of a single-cylinder internal combustion engine with radial electromagnets,

на фиг.3 - конструкция одноцилиндрового ДВС с кольцевым электромагнитом,figure 3 - design of a single-cylinder internal combustion engine with a ring electromagnet,

на фиг.4 - конструкция четырехцилиндрового ДВС с кольцевыми электромагнитами,figure 4 - design of a four-cylinder internal combustion engine with ring electromagnets,

на фиг.5 приведен вариант устройства с радиальными электромагнитами и их перекоммутацией для создания вращающегося поля.figure 5 shows a variant of the device with radial electromagnets and their switching to create a rotating field.

Устройство для реализации способа (фиг.1) содержит ДВС, который имеет, по меньшей мере, один цилиндр 1 с поршнем 2, который установлен на шатуне 3 и имеет поршневые кольца 4. В верхней части цилиндра установлены выпускной клапана 5 и свеча зажигания 6. Также имеется система подвода топливо-воздушной смеси 7. Внутри цилиндра 1 в его верхней части соосно ему установлен источник магнитного поля 8. В системе подачи топливо-воздушной смеси 7 может быть установлен постоянный кольцевой магнит 9 в плоскости, перпендикулярной плоскости источника магнитного поля 8. Внутри цилиндра 1 образуется вихрь 10.A device for implementing the method (figure 1) contains an internal combustion engine, which has at least one cylinder 1 with a piston 2, which is mounted on the connecting rod 3 and has piston rings 4. An exhaust valve 5 and an spark plug 6 are installed in the upper part of the cylinder. There is also a fuel-air mixture supply system 7. Inside the cylinder 1, in its upper part, a magnetic field source 8 is coaxially mounted to it. A permanent ring magnet 9 can be installed in the fuel-air mixture supply system 7 in a plane perpendicular to the plane of the magnetic source field 8. Inside the cylinder 1 is formed vortex 10.

На валу 11 установлен двигатель Стирлинга 12, содержащий рабочий цилиндр 13, имеющий наружный кожух 14, рабочий поршень 15, шатун 16, соединяющий поршень 15 с валом 11. Система выпуска продуктов сгорания 17 соединяет полость «А» между рабочим цилиндром 13 и кожухом 14 с полостью «Б» над цилиндром 1. В состав двигателя Стирлинга 12 входит холодильник 18, соединенный трубой 19 с внутренней полостью «В» рабочего цилиндра 13. Выхлопной патрубок 20 соединяет полость «А» с глушителем 21. На одном валу 11 с двигателями ДВС и двигателем Стирлинга установлен электрогенератор 22, который электропроводами 23 и 24 соединен с источником магнитного поля 8.A Stirling engine 12 is installed on the shaft 11, comprising a working cylinder 13 having an outer casing 14, a working piston 15, a connecting rod 16 connecting the piston 15 to the shaft 11. The exhaust system 17 connects the cavity “A” between the working cylinder 13 and the casing 14 with cavity “B” above cylinder 1. The Stirling engine 12 includes a refrigerator 18 connected by a pipe 19 to the internal cavity “B” of the working cylinder 13. An exhaust pipe 20 connects the cavity “A” to the muffler 21. On one shaft 11 with the engine and Stirling engine installed electrogen herator 22, which is connected by electric wires 23 and 24 to a source of magnetic field 8.

На фиг.2 приведен одноцилиндровый ДВС, у которого источник магнитного поля выполнен в виде радиальных электромагнитов, установленных радиально по отношению к цилиндру 1.Figure 2 shows a single-cylinder internal combustion engine, in which the source of the magnetic field is made in the form of radial electromagnets mounted radially with respect to the cylinder 1.

На фиг.3 приведен вариант одноцилиндрового ДВС с источником магнитного поля в виде кольцевого электромагнита 8, который электропроводами 23 и 24 подключен через выключатель 25 и регулятор тока 26 к электрогенератору 22.Figure 3 shows a variant of a single-cylinder internal combustion engine with a magnetic field source in the form of a ring electromagnet 8, which is connected by an electric wire 23 and 24 through a switch 25 and a current regulator 26 to an electric generator 22.

На фиг.4 приведен вариант исполнения устройства на базе четырехцилиндрового ДВС с источником магнитного поля в виде электромагнитов 8, радиально встроенных в стенки каждого цилиндра 1 в его верхней части.Figure 4 shows an embodiment of a device based on a four-cylinder internal combustion engine with a magnetic field source in the form of electromagnets 8 radially integrated into the walls of each cylinder 1 in its upper part.

На фиг.5 приведена схема ДВС с электромагнитами 8, установленным радиально к цилиндру 1 в его верхней части, который проводами 23 подключен к электрогенератору 22, а электропроводами 24 - к коммутатору тока 27, для создания вращающегося поля в полости «Г» внутри цилиндра 1.Figure 5 shows a diagram of the internal combustion engine with electromagnets 8 mounted radially to the cylinder 1 in its upper part, which is connected by wires 23 to the generator 22, and by wires 24 to the current switch 27, to create a rotating field in the cavity "G" inside the cylinder 1 .

При работе продукты сгорания внутри цилиндра 1, содержащие определенное количество ионов и электрически заряженных частиц, подвергаются воздействию магнитного поля, созданного кольцевым электромагнитом 8 или радиальными электромагнитами 8, и закручивается вдоль оси цилиндра 1, т.е. образуется вихрь, ось которого совпадает с осью цилиндра 1. Это приводит к интенсификации горения и уменьшению токсичности выхлопных газов. Потребление энергии электромагнитами составляет около 1% от номинальной мощности двигателя, а увеличение его мощности составляет 10...14%. Если установлен дополнительный кольцевой магнит 9, то топливо-воздушная смесь закручивается в плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой образуется вихрь 10, в результате вихрь 10 будет закручен одновременно в двух плоскостях, что еще более интенсифицирует горение.During operation, the combustion products inside the cylinder 1, containing a certain amount of ions and electrically charged particles, are exposed to the magnetic field created by the ring electromagnet 8 or radial electromagnets 8, and twists along the axis of the cylinder 1, i.e. a vortex is formed, the axis of which coincides with the axis of cylinder 1. This leads to an intensification of combustion and a decrease in the toxicity of exhaust gases. The energy consumption of electromagnets is about 1% of the rated motor power, and an increase in its power is 10 ... 14%. If an additional annular magnet 9 is installed, then the fuel-air mixture is twisted in a plane perpendicular to the plane in which the vortex 10 is formed, as a result, the vortex 10 will be twisted simultaneously in two planes, which further intensifies combustion.

После запуска ДВС при помощи вала 11 приводится в действие двигатель Стирлинга 12, рабочий поршень 14 которого движется поступательно в рабочем цилиндре 13, но временно не дает мощности, а только ее потребляет. Выхлопные газы из полости «Б» ДВС по системе выпуска продуктов сгорания 17 поступают в полость «А» и в течение 5...10 мин прогревают полость «В» внутри рабочего цилиндра 13. Двигатель Стирлинга 12 начинает выдавать мощность на вал 11. Сочетание положительных свойств ДВС и двигателя Стирлинга позволит создать гибридный двигатель с оптимальными характеристиками, сохранив приемистость ДВС и экологическую чистоту двигателя Стирлинга. Соотношение мощностей ДВС и «Стирлинга» примерно по 50%.After starting the internal combustion engine using the shaft 11, the Stirling engine 12 is activated, the working piston 14 of which moves progressively in the working cylinder 13, but temporarily does not give power, but only consumes it. The exhaust gases from the internal combustion engine cavity “B” through the exhaust system 17 enter the cavity “A” and the cavity “B” inside the working cylinder 13 is heated for 5 ... 10 min. The Stirling engine 12 starts to provide power to the shaft 11. Combination positive properties of the internal combustion engine and the Stirling engine will allow you to create a hybrid engine with optimal characteristics, while maintaining the throttle response of the internal combustion engine and the environmental cleanliness of the Stirling engine. The ratio of ICE and Stirling capacities is approximately 50% each.

Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:

1) повысить полноту сгорания топлива на 40...95%;1) to increase the completeness of fuel combustion by 40 ... 95%;

2) уменьшить токсичность выхлопных газов на 30...90%;2) reduce the toxicity of exhaust gases by 30 ... 90%;

3) снизить расход топлива на 20...35% за счет утилизации тепла выхлопных газов ДВС и высокого КПД двигателя Стирлинга;3) reduce fuel consumption by 20 ... 35% due to the utilization of heat from the exhaust gases of the internal combustion engine and the high efficiency of the Stirling engine;

4) уменьшить детонацию при горении топлива в камерах сгорания цилиндров ДВС за счет перераспределения 50% нагрузки на двигатель Стирлинга;4) to reduce detonation during fuel combustion in the combustion chambers of ICE cylinders due to the redistribution of 50% of the load on the Stirling engine;

5) применять для гибридного двигателя низкооктановое топливо без присадок и без изменения регулировок системы зажигания и газораспределения;5) apply low-octane fuel for a hybrid engine without additives and without changing the ignition and gas distribution system adjustments;

6) уменьшить расход энергии для обеспечения низкой токсичности выхлопа;6) reduce energy consumption to ensure low toxicity of the exhaust;

7) управлять горением в цилиндрах ДВС применением вращающегося поля, регулированием его интенсивности, мощности, скорости вращения, включением магнитного поля в необходимый момент и его выключением в момент, когда его действие не эффективно;7) control combustion in ICE cylinders by applying a rotating field, adjusting its intensity, power, rotation speed, turning on the magnetic field at the right time and turning it off at the moment when its action is not effective;

8) предельно упростить конструкцию устройства для снижения токсичности выхлопных газов и интенсификации процесса горения и в ДВС, и в двигателе Стирлинга;8) to simplify the design of the device to reduce the toxicity of exhaust gases and to intensify the combustion process both in the internal combustion engine and in the Stirling engine;

9) обеспечить безопасность работы гибридного двигателя, исключив применение высокого напряжения;9) ensure the safety of the hybrid engine, eliminating the use of high voltage;

10) при повреждении одного из двигателей, входящих в компоновку, продолжить движение.10) if one of the engines included in the layout is damaged, continue driving.

Claims

Гибридный двигатель с управляемым горением, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с поршнем, образующие ДВС, систему подачи топливо-воздушной смеси в ДВС, систему выхлопа из ДВС, систему интенсификации горения топливо-воздушной смеси в ДВС, отличающийся тем, что каждый цилиндр оборудован источником магнитного поля, установленным в его верхней части, и выполненным в виде кольцевого электромагнита, встроенного в стенку цилиндра или нескольких радиальных электромагнитов, на одном валу с ДВС установлены двигатель Стирлинга и электрогенератор, рабочий цилиндр двигателя Стирлинга заключен в кожух, полость внутри которого соединена с системой выхлопа из ДВС, а электрогенератор посредством электрических проводов соединен с источником магнитного поля.A combustion-controlled hybrid engine containing at least one cylinder with a piston forming an internal combustion engine, a fuel-air mixture supply system to an internal combustion engine, an internal combustion engine exhaust system, an air-fuel mixture combustion intensification system in an internal combustion engine, characterized in that each cylinder equipped with a magnetic field source installed in its upper part and made in the form of an annular electromagnet built into the cylinder wall or several radial electromagnets; a Stirling engine and an electrogen are installed on the same shaft as the ICE the stator, the working cylinder of the Stirling engine is enclosed in a casing, the cavity inside of which is connected to the exhaust system from the internal combustion engine, and the electric generator is connected to the magnetic field source through electric wires.