SU931933A1 - Способ Геладзе обработки горючей смеси и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к способам обработки горючей смеси непосредственно в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания и к устройствам для его осуществления.

Известен способ обработки горючей смеси двигателя внутреннего сгорания путем подачи на электроды, установленные во впускном тракте двигателя высокого напряжения£Q.

Устройство для осуществления известного способа содержит источник высокого напряжения до 4 кВ и ионизатор, установленный во впускном тракте двигателя. Ионизатор выполнен в виде концентрично расположенных и изолированных друг от друга воздушным зазором труб. Причем на внешней поверхности внутренней трубы прикреплены металлические иглы так, что зазор между остриями и внутренней поверхностью наружной трубы составляет 12,5 мм. При рабо2 те системы на внутреннюю трубу подают высокое напряжение, чем обеспечивается предварительная ионизация горючей смеси до ее поступления в цилиндры двигателя[l] .

Однако при движении предварительно ионизированной смеси по выпускному тракту двигателя и при нахождении в цилиндре в течение тактов всасывания и сжатия эта смесь соприкасается с металлическими поверхностями указанных узлов, вследствие чего она теряет большую часть заряженных частиц. Поэтому известный способ и устройство для его осуществ ления имеют такие недостатки, как неполное сгорание топлива, конструктивная сложность и требуют автономного источника высокого напряжения.

Известен также способ обработки горючей смеси преимущественно двигателя внутреннего сгорания путем подауи во время рабочего'цикла через искровые зазоры высокочастотных импульсов высокого напряжения на свечу, в которой напряженности электрических полей между центральным и боковым электродами и центральным электродом и внутренней кромкой тор- 5 ца юбочки свечи выполнены равными между собой [2].

Данный способ осуществяется устройством, содержащим распределитель высокого напряжения с ротором, снаб- ю женным токоразностным электродом в ₍ виде сёктора, образующим искровые зазоры с токоприемными электродами крышки распределителя, соединенными со свечами, в которых размеры зазо- 15 'ров между центральным и боковым электродами и центральным электродом и внутренней кромкой торца юбочки свечи выполнены равными между собой[У] .

Недостатком указанных способов и ₂₀ устройств является то, что они не обеспечивают достаточно полного сгорания топлива в двигателе.'

Цель изобретения - повышение эффективности процесса сгорания и сни- ₂₅ жение токсичности выхлопных газов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки горючей смеси путем подачи во время рабоче- ₃₀ го цикла высокочастотных импульсов высокого напряжения через искровые зазоры на свечу, напряжение в течение рабочего цикла регулируют путем изменения искровых зазоров,’ причем на тактах всасывания и сжатия зазоры ³⁵ устанавливают одинаковыми между собой и большими, чем на тактах выпуска и рабочего хода, а также.тем, что зазоры на тактах выпуска и рабочего хода устанавливают различными между собой.

В устройстве для обработки горючей смеси регулирование искровых зазоров обеспечено тем, что токораз- ⁴⁵ ностный электрод распределителя выполнен в виде диска с тремя секторами трех различных радиусов, причем центральный угол первого сектора равен, углу поворота ротора на тактах ⁵⁰ всасывания и сжатия, центральный угол второго сектора - углу поворота ротора на такте рабочего хода, центральный угол третьего сектора углу поворота ротора на такте выпус- ‘^Jка, причем радиус сектора, соответствующего такту рабочего хода, выполнен максимальным, а радиус секто ра, соответствующего тактам всасывания й сжатия, - минимальным.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство для обработки горючей смеси содержит механический распределитель импульсов высокого напряжения с ротором 1, снабженным токоразностным электродом 2 в виде диска с тремя секторами 3,4 и 5 различных радиусов, и крышку 6 распределителя с токоприемными электродами в виде секторов, соединенными с электродами свечей 7“10 зажигания, в которых размеры зазоров между центральным и боковыми электродами и центральным электродом и внутренней кромкой торца юбочки выполнены равными между собой. Электроды свечей 710 посредством токоприемных электродов крышки 6 и секторов 3,4 й 5 токоразносного электрода 2 соединены с выходом блока 12, выполненного в виде высокочастотного высоковольтного преобразователя напряжения, вход которого посредством замка 13 зажигания контактов 14 и. 15, взаимодействующих с кулачком 16 прерывателя, соединен с источником 17 питания постоянного тока. Центральные углы секторов токоприемных электродов Крышки 6 выполняют равными 6-10, а зазор между сектором 3 токоразностного электрода 2 и сектором токоприемного электрода крышки 6 равны 0,3-0,8 мм. Частоту генерации высокочастотных импульсов высокого напряжения блоком выбирают, в диапазоне от 2,5 до 40 кГц. Зазоры между токоприемным электродом крышки 6 и сектором 3 выбираются равными 0,3 мм, сектором 4 - 0,9 мм, сектором 5 - 3,6 мм, а частоту генерации высокочастотных импульсов высокого напряжения блоком 12 - в диапазоне 6 кГц.

Угол дуги сектора 4 соответствует углу поворота вала двигателя на тактах всасывания и сжатия, угол дуги сектора 3 соответствует углу поворота вала на такте рабочего хода, а угол дуги сектора 5 -углу поворота вала на такте выпуска.

Устройство для обработки горючей смеси работает следующим образом.

При включении замка '13 зажигания 44 вращения кулачка 16, кинематически связанного с коленчатым валом двигателя, происходит попеременное раз5 931933 6 мыкание и замыкание контактов 14 и 15.

При замыкании контактов-14 и 15 блок 12 преобразователя напряжения возбуждается в течение поворота коленчатого вала на 160° от начала 5 момента зажигания, на выход 11 блока 12 поступают высокочастотные импульсы высокого напряжения частотой 6 кГц. Импульсы этого напряжения от выхода 11 посредством вводного 10 электродов_?крышки 6 и секторов 3,4 и 5 одновременно поступают на электроды свечей 7~10. Причем в связи с разностью сопротивлений в воздушных зазорах.между секторами 3,4 15 и 5 и токоприемными электродами крышки 6 от сектора 3 на свечу 10 цилиндра с тактом рабочего хода поступают высокочастотные импульсы высокого напряжения номинальной вели- 20 чины, в результате чего в одном из направлений межэлектродных пространств свечи 10 с зазорами 4,5 мм возникают высокочастотные электроискровые разряды в виде снопов, ,имею- 25 щих множество каналов' и ответвле.ний, придающих снопам геометрически развитую форму. От сектора 4 на свечи 7 и 9 соответственно цилиндров с тактами всасывания и сжатия по- зо ступают высокочастотные импульсы высокого напряжения, уровень которых ниже'уровня напряжения номинальной величины, но не превышает уровня напряжения тлеющего разряда, а от ₃₅ сектора 5 на свечу 8 цилиндра с тактом выхлопа поступают высокочастотные импульсы высокого напряжения на уровне несколько ниже номинальной величины, но не ниже уровня напряжения коронного разряда. За один · оборот токоразностного электрода 2 выше перечисленные процессы последовательно осуществляются при каждом такте рабочего цикла двигателя и ₄₅ в каждом цилиндре согласно установленному порядку зажигания. При размыкании контактов 14 и 15 в течение угла поворота выступающей стороны профиля кулачка 16 генерация импульсов прекращается, а при замыкании контактов 14 и 15 указанные процессы повторяются и т.д.

При таком способе обработки горючей смеси двигателя внутреннего ⁵⁵ сгорания в каждом цилиндре последовательно достигается в течение тактов всасывания и сжатия высокая сте пень концентрации ионизированных частиц в объеме рабочей смеси и ее обогащение озоном, чем повышается скорость ввода в реакцию взаимодействующих веществ. В течение такта рабочего хода достигается непосредственное каталитическое воздействие электроискровыми разрядами и сопровождающими их явлениями ( высокочастотными и высоковольтными электромагнитными полями, дополнительным теплом, выделяемым в каналах искровых разрядов, и прохождением тока через пламя) на процессы воспламенения и сжатия горючей смеси. При этом обеспечивается дожигание несго-. ревших частичек топлива, чем повышается скорость и полнота реакции сгорания, предопределяя этим рациональное расходование топлива и снижение токсичности выхлопных газов. ·

В течение такта выпуска происходит обезвреживание выхлопных газов за счет дожигания несгоревших частиц топлива, а также за счет их дополнительной ионизации, что приводит к снижению в отработавших газах количества токсичных веществ, а также к ионизации остаточных газов.

При возможности - увеличения степени сжатия до 10-12 для данной конструкции карбюраторного двигателя предлагаемый способ обработки горючей смеси двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления по сравнению с известными способами, и устройствами позволяет повысить эффективность процесса горения и снизить токсичность выхлопных газов.

При этом обеспечиваются возможность применения бедных и обедненных горючих смесей, а также более тяжелых сортов топлива, чем бензин, полное сгорание топлива, обезврежи- _ν вание продуктов сгорания и снижение” количества токсичных веществ, выбрасываемых в атмосферу воздуха. Кроме того, ускоряется процесс запуска как холодного, так и прогретого двигателя, и снижается величина необходимого пробивного напряжения при данной степени сжатия.

Claims (3)

1. Способ обработки горючей смеси преимущественно двигател  внутпень концентрации ионизированных частиц а объеме рабочей смеси и ее обогащение озоном, чем повышаетс  скорость ввода в реакцию взаимодействующих BeuiecTB. В течение такта рабочего хода достигаетс  непосредственное каталитическое воздействие электроискровыми разр дами и сопровождающими их  влени ми ( высокочастотными и высоковольтными электромагнитными пол ми, дополнительным теплом, выдел емым в каналах искровых разр дов, и прохождением тока через плам  на процессы воспламенени  и сжати  горючей смеси. При этом обеспечиваетс  дожигание несго-ревших частичек топлива, чем повышаетс  скорость и полнота реакции сгорани , предопредел   этим рациональное расходование топлива и снижение токсичности выхлопных газов. В течение такта выпуска происходит обезвреживание выхлопных газов за счет дожигани  несгоревших частиц топлива, а также за счет их дополнительной ионизации, что приводит к снижению в отработавших газах количества токсичных веществ, а также к ионизации остаточных газов. При возможности- увеличени  степени сжати  до 10-12 дл  данной кон ,струкции карбюраторного двигател  предлагаемый способ обработки горючей смеси двигател  внутреннего сгорани  и устройство дл  его осуществлени  по сравнению с известными способами , и устройствами позвол ет повысить эффективность процесса горени  и снизить токсичность выхлопных газов. При этом обеспечиваютс  возможность применени  бедных и обедненных горючих смесей, а также более т желых сортов топлива, чем бензин, полное сгорание топлива, обезвреживание продуктов сгорани  и снижение количества токсичных веществ, выбрасываемых в атмосферу воздуха. Кроме того, ускор етс  процесс запуска как холодного, так и прогретого двигател , и снижаетс  величина необходимого пробивного напр жени  при данной степени сжати . реннего сгорани  путем подачи во врем  рабочего цикла через искровые зазоры высокочастотных импульсов вы сокого напр жени  на свечу, в которой напр женности электрических полей между центральным и боковым эле родами и центральным электродом и внутренней кромкой торца юбочки све чи равны между собой, отличаю щийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса горени  и снижени  токсичности выхлоп ных газов, напр жение высокочастотных импульсов в течение рабочего цикла регулируют путем изменени  искровых зазоров, причем на тактах всасывани  и сжати  зазоры устанавливают одинаковыми между собой и большими, чем на тактах выпуска и рабочего хода. 2.Способ поп.1,отличающ и и с   тем, что зазоры на тактах выпуска и рабочего хода устанав ливают различными между собой. 3.Устройство дл  обработки горючей смеси, содержащее распределитель высокого напр жени  с ротором, снабженным токоразностным электродо в виде сектора, образующим искровые зазоры с токоприемными электродами крышки распределител , соединенными со свечами, в которых размеры зазо38 ров между центральным и боковым электродами и центральным электродом и внутренней кромкой торца юбочки свечи выполнены равными между собой, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  регулировани  искровых зазоров, токоразностный электрод распределител  выполнен в виде диска с трем  секторами трех различных радиусов, причем центральный угол первого сектора равен углу поворота ротора на тактах всасывани  и сжати , центральный угол второго сектора - углу поворота ротора на такте рабочего хода, центральный угол третьего сектора углу поворота ротора на такте выпуска , причем радиус сектора, соответствующего такту рабочего хода, выполнен максимальным, а радиус сектора, соответствующего тактам всасывани  и сжати ,- минимальным. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Мещер ков Г.И. и др. Невидимое воздействие. - Изобретатель и рационализатор , 1967, W 11.

2.ABTOpcKoie свидетельство СССР по за вке. N 25 0370/25-06, кл. F 02 Р 15/00, 1977.

3.Авторское свидетельство СССР № 7588Т1, кл. F 02 Р З/О, 1977.