Патент на изобретение №2345230

(54) ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению, в частности к поршневым двигателям, использующим в работе водород, и может быть использовано в двигателестроении. Технический результат – повышение экономической и экологической эффективности двигателя. Поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной, выпускной клапаны, свечу зажигания, систему подачи смеси, состоящей из электролита (водного раствора электролита), топлива и воздуха, и электролизер, установленный в камере сгорания с подачей тока электрического к его электродам. Один из электродов электролизера выполнен с возможностью перемещения вместе с поршнем и установлен на поршне с возможностью подачи на него тока электрического через картер. Второй электрод электролизера неподвижно закреплен к головке цилиндра. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к поршневым двигателям внутреннего сгорания, использующим в своей работе водород, и может быть использовано в двигателестроении.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной, выпускной клапаны, свечу зажигания, систему подачи топливовоздушной смеси и устройство подачи порции водорода в конце каждого такта сжатия, что позволяет использовать обедненную топливовоздушную смесь и повысить экономичность двигателя /Патент РФ, №2151892, F02B 43/10, 27.06.2000 г./ [1].

Недостатком известного двигателя является необходимость наличия на борту баллонного водорода и невозможность обеспечения четко дозированной и согласованной с моментом воспламенения подачи водорода в зону свечи зажигания на всех нагрузочных и скоростных режимах работы двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной, выпускной клапаны, свечу зажигания, систему подачи смеси водного раствора электролита, топлива и воздуха и электролизер, установленный в камере сгорания с подачей тока электрического к его электродам /Патент РФ, №2299340, F02B 47/04, 20.05.2007 г./ [2].

Недостатком известного двигателя-аналога является низкая эффективность работы его электролизера из-за кратковременности контакта поступающей в цилиндр рабочей смеси с электродами электролизера, в результате чего приходится увеличивать процент топлива в подаваемой в цилиндр смеси.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении экономической эффективности двигателя.

Поставленная задача решается тем, что в поршневом двигателе внутреннего сгорания, содержащем, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, например жидкостной, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной, выпускной органы, например клапаны, свечу зажигания, систему подачи, например, через форсунку или приготовленную карбюратором, смеси из электролита /водного раствора электролита/, топлива, например этилового спирта, и атмосферного воздуха и электролизер, установленный в камере сгорания с подачей тока электрического к его электродам, согласно изобретению один из электродов электролизера, например анод, выполнен с возможностью перемещения вместе с поршнем и установлен, например закреплен болтами, на поршне с возможностью подачи на него постоянного электрического тока через картер, например от бортового аккумулятора. Второй электрод неподвижно закреплен к головке цилиндра, например, также болтами.

Изобретение поясняется чертежом.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания содержит, по меньшей мере, один цилиндр 1 с рубашкой охлаждения, например жидкостной, поршень 2 и головку цилиндра 3, образующие камеру сгорания 4, впускной 5, выпускной 6 органы, например клапаны, свечу зажигания 7, систему подачи смеси, например через форсунку или карбюратор /не показано/ состоящую из электролита, например водного раствора электролита, топлива, например этилового спирта, и атмосферного воздуха, и электролизер, выполненный, например, из никелевой сетки и установленный в камере сгорания с подачей постоянного электрического тока к его электродам, например, от бортового аккумулятора 8. Один из электродов, например анод 9, электролизера выполнен с возможностью перемещения вместе с поршнем и установлен, например закреплен болтами, на поршне с возможностью подачи на него постоянного электрического тока от аккумулятора через картер двигателя, по линии 10. Второй электрод – катод 11, неподвижно закреплен к головке цилиндра, например, также болтами. При этом, чтобы исключить короткое замыкание в камере сгорания, электроды установлены с достаточным зазором между ними.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

Для пуска двигателя в работу включением зажигания на электроды 9 и 11 электролизера, например, от бортового аккумулятора 8 подают постоянный ток и стартером раскручивают его вал. Поршень 2 в цилиндре 1 с рубашкой охлаждения, например жидкостной, и установленным на нем электродом 9 на такте впуска перемещается к НМТ, создает разрежение и через открытый впускной орган – клапан 5, засасывает цикловую порцию смеси, например, приготовленную карбюратором или поданную через форсунку /не показано/, состоящую из атмосферного воздуха, электролита – водного раствора едкого калия, и топлива – этилового спирта. Поступившая в цилиндр 1 смесь сразу контактирует с электродами 9 и 11 электролизера и за счет прохождения постоянного тока через электролит с высокой скоростью разлагается на водород и кислород. Причем повышенный результат разложения смеси в цикле достигается благодаря непрерывному перемещению электрода 9 относительно электрода 11, чем и обусловлена столь высокая эффективность электролизера и экономичность двигателя в целом.

Полученная таким образом и обогащенная прямо в цилиндре водородом и кислородом рабочая смесь перемещением поршня 2 к ВМТ на такте сжатия сжимается. Далее сжатую в камере сгорания 4 рабочую смесь легко электрической искрой воспламеняет свеча зажигания 7. Затем за счет расширения продуктов сгорания происходит рабочий ход поршня 2. И наконец, в свою очередь открывается выпускной орган – клапан 6, и на такте выпуск отработавшие продукты выкидываются в окружающую среду, и циклы непрерывно повторяются. При этом элементы двигателя охлаждаются жидкостью из рубашки охлаждения цилиндра.

Предлагаемый поршневой двигатель внутреннего сгорания в эксплуатации высоко экономичен и экологически абсолютно безвреден. Найдет широкое использование в качестве силовой установки для транспортных средств и в энергетике.

Формула изобретения

Поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной, выпускной органы, свечу зажигания, систему подачи смеси электролита (водного раствора электролита), топлива и воздуха, и электролизер, установленный в камере сгорания с подачей электрического тока к его электродам, отличающийся тем, что один из электродов электролизера выполнен с возможностью перемещения вместе с поршнем и установлен на поршне с возможностью подачи на него электрического тока через картер, второй электрод неподвижно закреплен к головке цилиндра.

РИСУНКИ