BG2642U1 - Приспособление за намаляване на въглеродния окис и въглеродния двуокис, отделяни от двигателите с вътрешно горене - Google Patents

Abstract

Приспособлението за намаляване на въглеродния окис и въглеродния двуокис в двигателите с вътрешно горене ще намери приложение в транспортните средства, които се движат с помощта на ДВГ (бензинови, дизелови, пропан-бутан, метан, хибридни). Чрез допълнителните горивни компоненти рязко се подобрява горивния процес на ДВГ, по-пълно и ефективно изгаряне, което води до многостъпален положителен ефект.

Description

(54) ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ЗА НАМАЛЯВАНЕ НА ВЪГЛЕРОДНИЯ ОКИС И ВЪГЛЕРОДНИЯ ДВУОКИС, ОТДЕЛЯНИ ОТ ДВИГАТЕЛИТЕ С ВЪТРЕШНО ГОРЕНЕ (57) Приспособлението за намаляване на въглеродния окис и въглеродния двуокис в двигателите с вътрешно горене ще намери приложение в транспортните средства, които се движат с помощта на ДВГ (бензинови, дизелови, пропанбутан, метан, хибридни). Чрез допълнителните горивни компоненти рязко се подобрява горивния процес на ДВГ, по-пълно и ефективно изгаряне, което води до многостъпален положителен ефект.

претенция, 1 фигура

2642 UI (54) ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ЗА НАМАЛЯВАНЕ НА ВЪГЛЕРОДНИЯ ОКИС И ВЪГЛЕРОДНИЯ ДВУОКИС, ОТДЕЛЯНИ ОТ ДВИГАТЕЛИТЕ С ВЪТРЕШНО ГОРЕНЕ

Област на техниката

Полезният модел се отнася до приспособление за намаляване на въглеродния окис и въглеродния двуокис (както и други вредни емисии), отделяни от двигателите с вътрешно горене (ДВГ). Това са транспортните средства, които се движат с помощта на ДВГ (бензинови, дизелови, пропан-бутан, метан, хибридни).

Предшестващо състояние на техниката

Проблемът за замърсяване на въздуха и почвата с вредни отпадъци от автомобилите е поставен с особена острота в целия свят и по-специално в Европейския съюз. Твърде строги ще станат стандартите за вредни газове в Европейския съюз. Малка част от произвежданите марки и модели автомобили покриват тези изисквания едновременно с икономията на гориво и особено тези с голяма мощност.

Европейската комисия прие изискването отделяните азотни окиси да се намалят със 70% спрямо 1999 г. Това се отнася за всички автомобили включително мощните лимузини. Новият стандарт на Евросъюза изисква емисията на вредни газове да се намали от 25% до 50%.

Известно е използването на катализатори (каталитични конвертори), но същите се амортизират периодично, сравнително скъпи са, намаляват к.п.д. и при тях няма икономия на гориво, а напротив. Също така се използва и газово гориво (втечнен газ), но и то поскъпва непрекъснато и не е достатъчно екологично.

Електромобилите имат все още ограничен пробег и трябва често да се презареждат акумулаторите.

Разработват се също хибридни ДВГ (течно гориво или газ) плюс електрическа тяга, както и различни комбинации, включително водородни клетки с браунов газ за значително намаляване на вредните емисии.

Експериментират се лабораторно и автомобили, които да ползват като основно гориво само вода, но се сблъскват с непреодолими технически проблеми при модифицирането на ДВГ.

Предлаганият полезен модел е свързан с прототип патент BG 60723, публ. 31.01.1996 г.

„Приспособление за намаляване на въглеродния окис, отделян от двигателите с вътрешно горене“, което включва: електролизна кутия 1 с поставени в нея електроди 5, свързани към акумулаторна батерия 18. Свързването на електродите 5 към акумулаторната батерия 18 се осъществява чрез контактен ключ 15, изключвател 14, поставен над педала за газ. До електролизната кутия 1 поставен съд 2, съдържащ смес от вода и метилов алкохол. Входни тръби 6 и 7 са потопени с единия си край съответно в електролизната кутия 1 и съда 2, като другите им краища посредством разпределител 16 са свързани към обща входна тръба 8 за топъл въздух и балансираща тръба 11. Над нивото на електролизния разтвор в електролизната кутия 1 е поместен единият край на изходна тръба 9, а над нивото на сместа от вода и алкохол в съда 2 е поставен единият край на изходна тръба 10, като другите краища на изходните тръби 9 и 10 са свързани към обща тръба 12, която чрез разпределител 17 е обединена с балансиращата тръба 11. Общата тръба 12 е свързана към двигателя.

Техническа същност на полезния модел

Задачата на предложения полезен модел е да създаде приспособление за намаляване на въглеродния окис, въглеродния двуокис и другите вредни емисии, отделяни от ДВГ (бензинови, дизелови, газови), като същевременно се намали разхода на основното гориво, без промени в конструкцията на двигателя и с използване на допълнителни източници на постоянен ток за повишено к.п.д. при всички режими на работа.

Приспособлението съгласно фиг. 1 се състои от електролизна кутия с електролитен разтвор и електроди, свързани с акумулаторната батерия на автомобила (респективно алтернатора) при ниски обороти или спускане по наклон и към допълнителни генератори на постоянен ток 19 при високи обороти и спирачен режим. Тези маломощни генератори се монтират или на подходящо място в трансмисията с най-малък съпротивителен момент - като втори алтернатор, или като турбогенератор, задвижван от изгорелите газове (възможно е да работят и двата генератора едновременно в паралелен режим). При хибридните електромобили могат да се използват задвижващите електродвигатели като генератори в спирачен режим за повишен к.п.д.

2642 UI (кинетичната енергия се превръща в постоянен ток, а не се отделя като топлина в конвенционални спирачни механизми с феродови накладки, замърсяващи допълнително околната среда). Постоянният ток към приспособлението се подава през предпазител (П) чрез реле 20.

Управлението на режимите на работа се извършва от контактния ключ 15, допълнителен изключвател над педала за газта 14 и ключа за стоп-светлините 14А, както е в прототипа.

Съставна част от приспособлението е допълнителен съд със смес от вода, алкохоли, ацетон и други, входни тръби към двата съда, потопени в разтворите и изходни тръби над нивото на разтворите, свързани в една обща тръба 12, която заедно с изходна тръба 12А и диафрагмата 5 А за разделно подаване на водорода се свързват към смукателния колектор (СК). Няма значение дали двигателите са карбураторни или инжекционни, бензинови или дизелови, а също и на газ, защото многостъпалният положителен ефект, създаден от водорода и допълнителните компоненти в минимални количества рязко подобрява горивния процес в цилиндрите на ДВГ (самите механизми на горенето са сложни и не могат да бъдат елементарно обяснени).

Основната цел не е замяна на основното гориво, а рязко подобряване на горивния процес, по пълно и ефективно изгаряне, повишаване к.п.д. и живота на двигателя.

Предимствата на приспособлението са, че с опростена конструкция и евтини суровини се намаляват драстично вредните емисии въглероден окис, двуокис и други вредни газове при всички режими на работа на двигателите с вътрешно горене, при това с икономия на основното гориво. Колкото повече основното гориво (дизел, бензин, газ) замърсява околната среда, толкова по-голям е положителният многостьпален ефект от прилагането на предлагания полезен модел. Това е потвърдено експериментално.

Пояснение на приложената фигура

На фигура 1 е показано приспособлението съгласно полезния модел.

Примерни изпълнения на полезния модел

Съгласно фигурата приспособлението съдържа електролизна кутия 1 с електролитен разтвор на натриева или калиева основа и графитови или графенови електроди 5 (може и платинови мрежести), разделителна преграда-диафрагма 5А между електродите, акумулаторната батерия 18 и допълнителни генератори за постоянен ток 19, които подават ток през предпазител (П) чрез реле 20. До елекгролизната кутия (може и в общ корпус) е разположен съд 2 със смес от вода и 30% до 50% допълнителни компоненти като метилов (етилов, бутилов) алкохол, ацетон и други. Входните тръби 6 и 7 са потопени с единия си край в разтворите (електролита и сместа от допълнителни горивни компоненти), а другите краища посредством разпределител 16 са свързани в обща входна тръба 8, свързана с шланга за топъл въздух от двигателя. Изходните тръби 9, 10, 10А са разположени с единия си край (разширен в капкоуловителна сфера) над нивото на разтворите (на капака на кутиите), като другите им краища на 9 и 10 са обединени чрез разпределителя 17 в обща изходна тръба 12, която паралелно с тръба 10А се свързват със смукателния колектор (СК) на двигателя. Разпределителите 16 и 17 са свързани помежду си с балансиращата тръба 11 и вентил 13 за регулиране на допълнителната горивна смес (при инжекционните двигатели този възел не е необходим).

На капака на кутиите се намират и отвори със запушалки 3 и 4 за наливане на разтворите.

За подсилване на многостьпалния положителен ефект от приспособлението, към основното гориво на двигателя може да се добави до 3% метилов или от 5% до 7% етилов (бутилов) алкохол или петролев етер до 10%, което се практикува от години особено в страните с голямо и евтино производство на алкохол.

Действието на приспособлението съгласно фиг. 1 е следното.

При включване на двигателя с контактния ключ 15 започва отделяне на водород и кислород в кутия 1. От създадения вакуум в смукателния колектор през входната тръба навлиза въздух, който се разпределя през тръбите 6, 7 и 11, барбутира през разтворите в двата съда и увлича водорода, кислорода, алкохолните, ацетоновите, водните и други пари от двата съда 1 и 2 и през изходните тръби 9,10,10А подава допълнителна газообразна горивна смес в двигателя. При ниски обороти (нисък вакуум) ключ 14 е включен и горивния процес се подобрява предимно от разделното подаване на водород и кислород през

2642 UI тръбите 10 и 10А. Изразходваната допълнително електроенергия за електролизата се компенсира при спускане по наклон или от допълнителните генератори 19.

При средни и по-високи обороти ключ 14 прекъсва електрозахранването от акумулатора, за да не се натоварва основния алтернатор и включва допълнителните генератори. Същевременно барбутирането на течностите в двата съда се увеличава (висок вакуум) и се увличат по-голямо количество алкохолни, водни, ацетонови и други пари през тръбата 9, както и допълнителни количества кислород и водород през тръби 10 и 10А при по-интензивна електролиза. Това води до значително активизиране и подобряване на горивния процес в цилиндрите на ДВГ и рязко намаляване на вредните емисии (до 10 пъти), като разходът на допълнителна горивна смес е незначителен.

Предпазните технически мерки при подаването към ДВГ на минимални количества водород, алкохолни и ацетонови пари са подобни на тези при използване като основно гориво втечнения газ (метан или пропан-бутан), но значително занижени, защото тук няма натрупване под високо налягане.

При техническата реализация (конструктивното проектиране) на устройството могат да се използват принципите на автогазовите уредби, монтирани масово в България, както и различните модели електролизни кутии - водородни клетки (виж. в интернет, където техническият прогрес на тези приложения е очевиден). Съгласно фиг. 1 сме предложили за първи път идеен принципен полезен модел на приспособление за многостъпален положителен ефект върху горивния процес в ДВГ чрез допълнителни горивни компоненти подавани по подходящ начин и в подходящо съотношение. Балансиращата тръба 11 регулира стехиометричния състав (само при карбураторните бензинови двигатели) чрез допълнително количество въздух през вентила 13, за да се избегне преобогатяване на общата горивна смес (въздух плюс бензинова емулсия плюс допълнителна горивна смес). Вентилът и положението на ключ 14 и 14А се регулират на празен ход.

При инжекционите това регулиране е автоматично, като може да бъде добавен и втори компютър аналогично на автогазовите инжекциони.

Приспособлението се характеризира със значително намаляване на въглеродния окис, въглеродния двуокис и другите вредни емисии на ДВГ при повишен к.п.д. на всички режими на работа, като се създава електролизна верига с източници на постоянен ток допълнителни генератори 19, задвижени от кинетичната енергия на превозното средство и на изгорелите газове - турбогенератор и допълнителен горивен компонент към водно-алкохолния разтвор в определено съотношение ацетон.

Claims (5)

1. Приспособление за намаляване на въглеродния окис, отделян от двигателите с вътрешно горене, състоящо се от електролизна кутия и съд с разтвор на вода и алкохол, характеризиращо се с това, че електролизната кутия (1), в която са разположени електроди (5), свързани с акумулаторна батерия (18), през контактен ключ (15), изключвател (14), монтиран над педала на газта, и съда (2), са свързани през разпределителя (16), с входящи тръби (6 и 7) към обща входна тръба (8), за топъл въздух и балансираща тръба (11), която е обединена с изходящите тръби (9 и 10) в разпределителя (17) и чрез общата изходна тръба (12) се свързва с дренажната тръба на карбуратора.

Приложение: 1 фигура

Литература

1. БТА,,Наука и техника”, брой 9 (3-9.III. 1979 г. Водороден автобус, Дейвид Скот, „Попюлър сайънс”, Ню Йорк, стр. 26: „... при съдържание само 4% водород в горивната смес разходът на бензин намалява с 25% ...”.

2. БТА „Наука и техника”, 25-31.V.1984 г., стр. 15: „... специалисти от Института по изотопна и молекулярна технология в гр. Клуж са постигнали многообещаващи резултати в използването на водорода като термичен катализатор в горивните смеси за двигателите с вътрешно горене. Опитите са показали, че 5% добавка на водород съкращава разхода на бензин с цели 20%”, стр. 15.

3. БТА „Наука и техника”, 17-23.XI. 1979 г., бр. 46. Водородът измества бензина. По данни на „Техника и наука”, Москва, А. Мавленков.” ... добавката от няколко процента водород към обикновеното гориво активизира рязко процеса

2642 UI на горене и благодарение на това снижава значително вредните вещества в изгорелите газове: 3-4% водород намалява въглеродния окис 5 пъти, а двуокиса - 4 пъти в сравнение с допустимите норми, като азотния окис въобще липсва”.

4. Освен тези стари, но и сега актуални цитати всеки може да прочете голям брой публикации с най-новите изследвания в тази област в интернет - от обикновено добавяне на течни компоненти към основното гориво до двигатели, задвижвани изцяло с вода. Постига се различен к.п.д. и различен екоефект, но засега няма изцяло екологичен безопасен автомобил с достатъчен пробег.

5. Подробният обзор, обобщаващ голям брой литературни източници, проучени от авторите във връзка с решавания проблем е като Приложение 1 в основната преписка по заявката за изобретение.

Забележка: През 1985 г. авторите на патент № 60723 В2 за пръв път предложиха евтино и безопасно решение на проблема с вредните газове в ДВГ и сега потвърждаваме това в нова заявка за усъвършенстван модел на приспособлението, следвайки следните принципи:

1. Проблемът става все по-актуален на базата на съществуващия огромен автопарк в световен мащаб и решаването на екологичния проблем за ДВГ, произведени досега. Не могат да бъдат спрени всички от движение.

2. Директна електролиза на водата в автомобила и използване на водорода и другите добавки без натрупване под налягане.

3. Малки количества допълнителни компоненти в смукателния колектор подобряват значително горивния процес в цилиндрите на двигателите с вътрешно горене с икономия на основното гориво и повишен к.п.д.