RU2136943C1 - Vehicle engine and method of its manufacture - Google Patents
Vehicle engine and method of its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2136943C1 RU2136943C1 RU98108656A RU98108656A RU2136943C1 RU 2136943 C1 RU2136943 C1 RU 2136943C1 RU 98108656 A RU98108656 A RU 98108656A RU 98108656 A RU98108656 A RU 98108656A RU 2136943 C1 RU2136943 C1 RU 2136943C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- ozone
- air
- air mixture
- ozonizer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
Description
Изобретение относится к двигателям транспортных средств и способам их работы, обеспечивающим качественное сгорание топлива и снижение токсичности отработанных газов, и может быть использовано в машиностроении. The invention relates to engines of vehicles and methods of their operation, providing high-quality combustion of fuel and reducing toxicity of exhaust gases, and can be used in mechanical engineering.
Известны двигатели и способы их работы, которые используют озоновые технологии. Так, устройство для обработки подаваемого в двигатель атмосферного воздуха содержит определенной конструкции коллектор воздуха с установленным в нем ионизатором, питаемым от специального источника постоянного тока (пат. РФ N 2078977, F 02 M 27/04 от 10.05.97г.). Known engines and methods of their operation, which use ozone technology. So, a device for processing atmospheric air supplied to the engine contains a certain design of an air collector with an ionizer installed in it, powered by a special direct current source (US Pat. RF N 2078977, F 02 M 27/04 from 05/10/97).
Однако нерегулируемая ионизация воздуха с выработкой озона, а также его недостаточное количество из-за выбранной конструкции озонатора снижают эффективность сгорания топлива, особенно при пуске и перегрузках двигателя, что ведет к неполному сжиганию топлива и повышению концентрации вредных отработанных газов. However, unregulated ionization of air with the production of ozone, as well as its insufficient amount due to the chosen design of the ozonizer, reduces the efficiency of fuel combustion, especially when starting and overloading the engine, which leads to incomplete combustion of the fuel and an increase in the concentration of harmful exhaust gases.
Известна также обработка отработанных газов двигателя внутреннего сгорания озоновоздушной смесью в эжекционном устройстве. Озон, полученный за счет пропускания воздуха через тлеющий разряд, доокисляет продукты неполного сгорания топлива (а.с. РФ N 1263892, F 01 N 3/08, от 15.10.86г.). Однако в указанном процессе озоновоздушная смесь обрабатывает только отработанные газы и отсутствует воздействие, улучшающее горение топлива, что недостаточно для эффективной работы двигателя с учетом экологических норм. Also known is the treatment of exhaust gases of an internal combustion engine with an ozone-air mixture in an ejection device. Ozone obtained by passing air through a glow discharge, oxidizes the products of incomplete combustion of fuel (and.with. RF N 1263892, F 01 N 3/08, from 15.10.86). However, in this process, the ozone-air mixture only processes exhaust gases and there is no effect that improves fuel combustion, which is not enough for efficient engine operation, taking into account environmental standards.
Наиболее близким техническим решением является двигатель, содержащий камеру сгорания, снабженную выпускным трубопроводом, коленчатый вал, впускной трубопровод с воздухоочистителем, магистраль подачи углеводородного топлива с топливным насосом, барботажный аппарат для контакта топлива с озоновоздушной смесью, подключенный к озонатору с источником высокого напряжения постоянного тока. Вход озонатора соединен с осушителями воздуха. Двигатель содержит карбюратор, вход которого подключен к барботажному аппарату, а выход - к камере сгорания, и снабжен патрубком для ввода очищенного воздуха из впускного трубопровода (а.с. РФ N 1240943, F 02 M 25/10 от 30.06.86г. ). The closest technical solution is an engine containing a combustion chamber equipped with an exhaust pipe, a crankshaft, an intake pipe with an air cleaner, a hydrocarbon fuel supply line with a fuel pump, a bubbler device for contacting the fuel with the ozone-air mixture, connected to an ozonator with a high voltage direct current source. The input of the ozonizer is connected to air dryers. The engine contains a carburetor, the inlet of which is connected to the bubbler, and the outlet is to the combustion chamber, and is equipped with a pipe for introducing purified air from the inlet pipe (AS RF N 1240943, F 02 M 25/10 dated 06/30/86).
Известен способ работы двигателя, включающий подачу воздуха в впускной трубопровод, очистку воздуха, подачу углеводородного топлива в топливную магистраль, обработку топлива в барботажном аппарате озоновоздушной смесью, полученной пропусканием электрического разряда с напряжением 15-20 кВ и частотой 50-60 Гц через предварительно очищенный и осушенный воздух, подаваемый в топливную магистраль, отделение отработанного газообразного окислителя от топлива, смешение последнего с воздухом в карбюраторе, последующее сжигание смеси и образование отработанных газов (а.с. РФ N 1240943, F 02 M 25/10 от 30.06.86г.). A known method of engine operation, including supplying air to the intake pipe, purifying the air, supplying hydrocarbon fuel to the fuel line, treating the fuel in a bubbler with an ozone-air mixture, obtained by passing an electric discharge with a voltage of 15-20 kV and a frequency of 50-60 Hz through a previously cleaned dried air supplied to the fuel line, separation of the spent gaseous oxidizer from the fuel, mixing the latter with air in the carburetor, subsequent combustion of the mixture and formed exhaust gases (AS RF N 1240943, F 02 M 25/10 dated 06/30/86).
Недостатками известных двигателя и способа его работы являются то, что они не в полном объеме решают поставленную задачу: не происходит воздействие озоном на подаваемый в впускной трубопровод атмосферный воздух и на отработанные газы. Сам процесс энергоемок и включает более тщательную подготовку воздуха (сушку), использование барботажного аппарата, являющегося менее производительным и требующего установки дополнительных компрессоров. Кроме того, используемые озонаторы вырабатывают недостаточное количество озона и поэтому предлагаются только для карбюраторных машин. Таким образом снижается эффективность работы двигателя и не обеспечивается снижение вредных компонентов отработанных газов. The disadvantages of the known engine and the method of its operation are that they do not fully solve the task: there is no effect of ozone on the atmospheric air supplied to the intake pipe and on the exhaust gases. The process itself is energy-intensive and includes more thorough air preparation (drying), the use of a bubbler, which is less efficient and requires the installation of additional compressors. In addition, the ozonizers used do not produce enough ozone and are therefore only offered for carburetor machines. Thus, the efficiency of the engine is reduced and the harmful components of the exhaust gases are not reduced.
Задачей изобретения является улучшение процессов сгорания топлива при снижении концентрации токсичных выбросов отработанных газов за счет создания оптимальных условий процессов горения во всем диапазоне нагрузок двигателя. The objective of the invention is to improve the combustion processes of the fuel while reducing the concentration of toxic emissions of exhaust gases by creating optimal conditions for the combustion processes in the entire range of engine loads.
Поставленная задача достигается тем, что двигатель транспортного средства содержит камеру сгорания, снабженную выпускным трубопроводом, коленчатый вал, впускной трубопровод с устройством для очистки воздуха, магистраль подачи углеводородного топлива с топливным насосом, устройство для контакта топлива с озоновоздушной смесью, подключенное к магистрали подачи топлива и снабженное озонатором, смеситель, вход которого подключен к устройству для контакта топлива с озоновоздушной смесью, а выход - к камере сгорания, и снабженный патрубком для ввода газообразного окислителя, причем на впускном трубопроводе после устройства для очистки воздуха последовательно установлены озонатор и газовый коллектор, снабженный озонатором и подключенный через патрубок для ввода газообразного окислителя к смесителю; на выпускном трубопроводе после камеры сгорания последовательно установлены трубопровод рециркуляции, подключенный выходом к газовому коллектору и снабженный ионизатором, эжектор с озонатором, расширитель отработанных газов и ионизатор. Устройство для контакта топлива с озоновоздушной смесью выполнено в виде эжектора. Озонатор газового коллектора снабжен турбиной наддува, соединенной с коленчатым валом. Каждый из озонаторов и ионизаторов снабжен источником высокого импульсного напряжения или тока. Каждый из источников высокого импульсного напряжения или тока выполнен в виде генератора электроимпульсных напряжений или тока. This object is achieved in that the vehicle engine contains a combustion chamber equipped with an exhaust pipe, a crankshaft, an intake pipe with an air purification device, a hydrocarbon fuel supply line with a fuel pump, a fuel contact device with an ozone-air mixture connected to the fuel supply line, and equipped with an ozonizer, a mixer, the input of which is connected to a device for contacting fuel with the ozone-air mixture, and the output to the combustion chamber, and equipped with a nozzle input oxidant gas, wherein the inlet pipe after the air cleaning device mounted in series ozonizer and a gas reservoir provided with an ozonator and connected via conduit to an oxidant gas input to the mixer; on the exhaust pipe after the combustion chamber, a recirculation pipe is connected in series, connected to the gas manifold by an outlet and equipped with an ionizer, an ejector with an ozonizer, an exhaust gas expander and an ionizer. A device for contacting fuel with an ozone-air mixture is made in the form of an ejector. The gas manifold ozonizer is equipped with a boost turbine connected to the crankshaft. Each of the ozonizers and ionizers is equipped with a source of high pulse voltage or current. Each of the sources of high pulse voltage or current is made in the form of a generator of electric pulse voltage or current.
Для обеспечения поставленной задачи способ работы двигателя транспортного средства включает подачу воздуха в впускной трубопровод, очистку воздуха, воздействия на него электрическим разрядом с получением озоновоздушной смеси и вводом последней в газовый коллектор, подачу углеводородного топлива в топливную магистраль, обработку топлива озоновоздушной смесью, полученной пропусканием электрического разряда через воздух, подаваемый в топливную магистраль, смешение обработанного топлива с газообразным окислителем и последующим сжиганием смеси и образованием отработанных газов, отвод рециркулирующей части отработанных газов из выпускного трубопровода, ее ионизацию и подачу в газовый коллектор, куда дополнительно вводят озоновоздушную смесь, полученную пропусканием электрического разряда через воздух, направляемый в газовый коллектор, подачу полученного потока из газового коллектора в качестве газообразного окислителя на смешение с обработанным топливом, а оставшуюся после рециркуляции части отработанных газов - на обработку эжектируемым потоком озоновоздушной смеси, полученной пропусканием электрического разряда через воздух, подаваемый в выпускной трубопровод, подачу потока в расширитель, его ионизацию и вывод в атмосферу. Обработку топлива озоновоздушной смесью ведут в эжекторе с подачей полученного потока обработанного топлива и озоновоздушной смеси на дальнейшее смешение с газообразным окислителем. Электрический разряд при получении озоновоздушных смесей и ионизации отработанных газов производят с амплитудой импульса тока 1,0 - 2,0 А, фронтом импульсов тока 10 - 500 нс и частотой импульса тока 300 - 2500 Гц. Расход озоновоздушных смесей при заданной концентрации озона устанавливают в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. To ensure the task, the vehicle engine operation method includes supplying air to the intake manifold, purifying the air, applying an electric discharge to it to produce an ozone-air mixture and injecting the latter into the gas manifold, supplying hydrocarbon fuel to the fuel line, processing the fuel with an ozone-air mixture obtained by passing an electric discharge through the air supplied to the fuel line, mixing the treated fuel with a gaseous oxidizer and subsequent combustion mixture and the formation of exhaust gases, the removal of the recirculating part of the exhaust gases from the exhaust pipe, its ionization and supply to the gas manifold, where an ozone-air mixture obtained by passing an electric discharge through the air sent to the gas manifold is additionally introduced, supplying the resulting stream from the gas manifold as a gaseous oxidizer to mix with the treated fuel, and the remaining part of the exhaust gas after recirculation to be treated with an ozone-air ejected stream mixture obtained by passing an electric discharge through the air supplied to the exhaust pipe, the flow in the expander, its ionization and discharge into the atmosphere. The fuel is treated with an ozone-air mixture in an ejector with the flow of the processed fuel and the ozone-air mixture supplied to be further mixed with a gaseous oxidizing agent. An electric discharge upon receipt of ozone-air mixtures and ionization of exhaust gases is carried out with a current pulse amplitude of 1.0 - 2.0 A, a current pulse front of 10 - 500 ns and a current pulse frequency of 300 - 2500 Hz. The flow rate of ozone-air mixtures at a given ozone concentration is set depending on the speed of the crankshaft.
На чертеже показана схема двигателя транспортного средства. The drawing shows a diagram of a vehicle engine.
Двигатель содержит камеру сгорания 1, снабженную выпускным трубопроводом 2, коленчатый вал 3 (показан условно), впускной трубопровод 4 с устройством 5 для очистки воздуха (воздушный фильтр), магистраль 6 подачи топлива с топливным баком 7 и топливным насосом 8, устройство 9 для контакта топлива с озоновоздушной смесью, выполненное в виде эжектора, снабженное озонатором 10 с источником высокого импульсного напряжения 11 и подключенное к магистрали 6 подачи топлива, смеситель 12, вход которого соединен с устройством для контакта топлива с озоновоздушной смесью, а выход - с камерой сгорания 1, и снабженный патрубком 13 для ввода газообразного окислителя. На впускном трубопроводе 4 после устройства 5 для очистки воздуха последовательно установлены озонатор 14 с источником высокого импульсного напряжения 15 и газовой коллектор 16, подключенный к патрубку 13 ввода газообразного окислителя смесителя 12 и снабженный озонатором 17 с источником высокого импульсного напряжения 18. На выпускном трубопроводе 2 последовательно установлены после камеры сгорания 1 трубопровод рециркуляции 19, подключенный выходом к газовому коллектору 16 и снабженный ионизатором 20 с источником высокого импульсного напряжения 21, эжектор 22, снабженный озонатором 23 с источником высокого напряжения 24, расширитель отработанных газов 25, ионизатор 26 с источником высокого напряжения 27 и выхлопной патрубок 28. Озонатор 17 газового коллектора 16 снабжен турбиной наддува 29, соединенной с коленчатым валом 3. Озонаторы 10 и 23 снабжены на входе воздушными фильтрами. The engine contains a combustion chamber 1, equipped with an exhaust pipe 2, a crankshaft 3 (shown conditionally), an intake pipe 4 with an air purification device 5 (air filter), a fuel supply line 6 with a fuel tank 7 and a fuel pump 8, a contact device 9 fuel with an ozone-air mixture, made in the form of an ejector, equipped with an ozonizer 10 with a source of high pulse voltage 11 and connected to the fuel supply line 6, a mixer 12, the input of which is connected to a device for contacting fuel with an ozone carrier shnoj mixture, and output - with the combustion chamber 1 and provided with a nozzle 13 for introducing gaseous oxidant. An ozonizer 14 with a source of high pulse voltage 15 and a gas manifold 16 connected to a nozzle 13 of the input of the gaseous oxidizer of the mixer 12 and equipped with an ozonizer 17 with a source of high pulse voltage 18 are sequentially installed on the inlet pipe 4 after the air purification device 5 in series 18 At the outlet pipe 2 in series installed after the combustion chamber 1, the recirculation pipe 19, connected to the output of the gas manifold 16 and equipped with an ionizer 20 with a source of high pulse voltage 21, an ejector 22, equipped with an ozonizer 23 with a high voltage source 24, an exhaust gas expander 25, an ionizer 26 with a high voltage source 27 and an exhaust pipe 28. The ozonizer 17 of the gas manifold 16 is equipped with a boost turbine 29 connected to the crankshaft 3. Ozonators 10 and 23 are equipped with air filters at the inlet.
Двигатель работает следующим образом. При его включении из топливного бака 7 при помощи насоса 8 в устройство 9 для контакта топлива с озоновоздушной смесью начинает поступать топливо с расходом и напором, обеспечивающим всасывание озоновоздушной смеси из озонатора 10 в количестве, зависящем от используемого типа топлива. Обработанное топливо поступает в смеситель 12 для окончательного обогащения окислителями. Одновременно с подачей топлива через устройство 5 для очистки воздуха начинает поступать воздух в впускной трубопровод 4 и затем в озонатор 14. Полученную в озонаторе 14 озоновоздушную смесь вводят в газовый коллектор 16, куда также подают часть рециркулирующих отработанных газов после их предварительной ионизации в ионизаторе 20, и озоновоздушную смесь, полученную в озонаторе 17. Рециркулирующую часть отработанных газов возвращают в процессе для повышения эффективности озонолиза и увеличения экспозиции прямого окисления за счет повышенной температуры. Смесь газообразного окислителя из газового коллектора 16 через патрубок 13 подают в смеситель 12, откуда топливо с окислителем вводят в камеру сгорания 1. Оставшуюся после рециркуляции часть отработанных газов подают в эжектор 22, куда всасывается определенное количество озоновоздушной смеси, полученной в озонаторе 23. Резкое уменьшение скорости истечения отработанных газов в расширителе 25 способствует поддержанию необходимого контакта отработанных газов с озоном и их доокисления. Далее поток отработанных газов в виде аэрозоля проходит ионизатор 26 и выводится через выхлопной патрубок 28 в атмосферу. Для реализации предложенного изобретения в двигателе установлены эффективные электроискровые озонаторы, работающие на атмосферном воздухе, не требующем предварительной подготовки. В качестве источника высокого напряжения для них и ионизаторов используют маломощные генераторы, питающиеся в свою очередь от бортовой сети или системы зажигания двигателя. Для получения озоновоздушных смесей с определенной концентрацией озона и ионизации отработанных газов электрический разряд производят с амплитудой импульса тока 1,0 - 2,0 А, фронтом импульса тока 10 - 500 нс и частотой импульса тока 300 - 2500 Гц. Расход озоновоздушных смесей при этом определяется режимом работы двигателя, в частности скоростью вращения коленчатого вала. The engine operates as follows. When it is turned on from the fuel tank 7 by means of a pump 8, fuel with a flow rate and pressure starts to flow into the device 9 for contacting the fuel with the ozone-air mixture, which ensures the suction of the ozone-air mixture from the ozonizer 10 in an amount depending on the type of fuel used. The processed fuel enters the mixer 12 for final enrichment with oxidizing agents. Simultaneously with the fuel supply through the air purification device 5, air begins to flow into the inlet pipe 4 and then into the ozonator 14. The ozone-air mixture obtained in the ozonator 14 is introduced into the gas manifold 16, which also receives a portion of the recirculated exhaust gases after their preliminary ionization in the ionizer 20, and the ozone-air mixture obtained in the ozonator 17. The recirculated portion of the exhaust gases is returned in the process to increase the efficiency of ozonolysis and increase the direct oxidation exposure due to increased temperature. The mixture of gaseous oxidizer from the gas manifold 16 is fed into the mixer 12 through the nozzle 13, from where the fuel with the oxidizer is introduced into the combustion chamber 1. The remaining part of the exhaust gases after recirculation is fed into the ejector 22, where a certain amount of the ozone-air mixture obtained in the ozonizer 23 is sucked the exhaust gas velocity in the expander 25 helps maintain the necessary contact of the exhaust gases with ozone and their oxidation. Next, the stream of exhaust gases in the form of an aerosol passes through the ionizer 26 and is discharged through the exhaust pipe 28 into the atmosphere. To implement the proposed invention, the engine is equipped with effective electrospark ozonizers operating in atmospheric air that does not require preliminary preparation. As a source of high voltage for them and ionizers use low-power generators, powered in turn from the on-board network or engine ignition system. To obtain ozone-air mixtures with a certain concentration of ozone and ionization of exhaust gases, an electric discharge is produced with a current pulse amplitude of 1.0 - 2.0 A, a current pulse front of 10 - 500 ns and a current pulse frequency of 300 - 2500 Hz. The flow rate of ozone-air mixtures in this case is determined by the operating mode of the engine, in particular the speed of rotation of the crankshaft.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98108656A RU2136943C1 (en) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Vehicle engine and method of its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98108656A RU2136943C1 (en) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Vehicle engine and method of its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2136943C1 true RU2136943C1 (en) | 1999-09-10 |
Family
ID=20205656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98108656A RU2136943C1 (en) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Vehicle engine and method of its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2136943C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464441C1 (en) * | 2011-08-09 | 2012-10-20 | ООО "Центр инновационных технологий" | Air ioniser for internal combustion engine |
-
1998
- 1998-04-29 RU RU98108656A patent/RU2136943C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2464441C1 (en) * | 2011-08-09 | 2012-10-20 | ООО "Центр инновационных технологий" | Air ioniser for internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3068040B2 (en) | Corona discharge pollutant destruction equipment for treating nitrogen oxides | |
US6058698A (en) | Device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine | |
CN106938173A (en) | A kind of micro-nano bubble dyeing waste-water of plasma, VOCs coprocessing systems | |
US20040025809A1 (en) | Hydrogen assisted combustion | |
ES2263034T3 (en) | EXHAUST GAS TREATMENT SYSTEM THAT INCLUDES A GAS SYSTEM WITH IONIZED AIR INJECTION. | |
RU2136943C1 (en) | Vehicle engine and method of its manufacture | |
US5913809A (en) | Ozone generators useful in promoting complete combustion | |
CN106567781B (en) | Method for removing carbon deposit in internal combustion engine | |
EP0043477A2 (en) | Method and apparatus for operating combustion engines and combustion plants | |
RU2178098C2 (en) | Method of and device for reducing toxicity of engine exhaust gases | |
CN205445734U (en) | Automobile tail gas treatment device based on dielectric barrier discharge plasma | |
RU2708180C1 (en) | Ice with magnetic-catalytic combustion chamber and with ultrasonic steam generator and method for supply of gas-water-air fuel mixture to combustion chamber of this ice | |
KR200235921Y1 (en) | equipment cutting down fuel for car engine | |
CN213408129U (en) | Paint spray booth exhaust treatment system | |
RU2062898C1 (en) | Device for processing air in internal combustion engine | |
RU54654U1 (en) | WATER RECIRCULATION STEAM GENERATOR | |
RU17716U1 (en) | DEVICE FOR STARTING AND POWERING THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU42075U1 (en) | AIR PREPARATION UNIT AS A MAIN FUEL COMPONENT | |
SU952340A1 (en) | Air flow electric treatment method | |
RU2028474C1 (en) | Method of operation of power plant | |
RU2059096C1 (en) | Method and device for supplying internal combustion engine | |
JPH074325A (en) | Engine drive method | |
SU1334018A1 (en) | Heat generator | |
RU2165031C2 (en) | Method of internal cleaning of exhaust gases of internal combustion engines | |
JPH11169660A (en) | Method and device for waste gas treatment |