Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для акустической и магнитной обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания

Изобретение относится к области техники, где требуется безреагентная обработка жидкости, например, получение однородной структуры жидкости, поступающей в камеру сгорания двигателя автомобиля, работающего на бензине, дизельном топливе, газе, спиртосодержащих жидкостях.

Известно устройство для магнитной обработки топлива двигателя внутреннего сгорания (патент РФ 2269025, опубл. 27.01.2006), содержащее электромагнит в виде катушки на топливопроводе из диамагнитного материала и источник питания в виде генератора постоянного тока, на котором установлено устройство. Катушка электромагнита является однорядной из нескольких секций (не менее шести), расположенных на автомобильном топливопроводе, на расстоянии 8-10 см друг от друга, и параллельно соединенных между собой и с генератором автомобиля.

Недостатками этого устройства является использование источника питания в виде генератора постоянного тока, так как на современных автомобилях установлены генераторы переменного трехфазного тока, а также постоянная напряженность магнитного поля, снижающая эффективность активации топлива магнитным полем.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для магнитной обработки жидкости, преимущественно топлива, в двигателе внутреннего сгорания, включающее источник питания, топливопровод из диамагнитного материала, электромагнитную систему из катушки с электрической обмоткой с выводами, которые подключены к источнику питания и ферритового магнитопровода, подбор размеров ферритового магнитопровода, число витков и диаметр провода обмотки в зависимости от количества обрабатываемой жидкости за единицу времени (патент РФ №2077678, кл. F02M 27/04, 1997 г.). Недостатком этого устройства является недостаточная эффективность обработки жидкости, в результате топливо сгорает не полностью, что снижает экологические показатели выхлопных газов двигателя и влияет на его режим работы.

Техническим результатом является повышение эффективности обработки топлива для обеспечения его экономии за счет более полного сгорания топлива при минимальных изменениях конструкции системы подачи топлива ДВС.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для акустической и магнитной обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания, включающее источник питания, электромагнитную систему из катушки с электрическими обмотками с выводами, которые подключены к источнику питания и ферритовый магнитопровод, согласно изобретению имеет цилиндрический с осевым сквозным отверстием корпус из диамагнитного материала, имеющий проточку для электромагнитной системы и разъем для подключения выводов обмотки к источнику питания, при этом в электромагнитной системе магнитопровод выполнен тороидальным, на котором расположена катушка из не менее трех электрических обмоток с выводами, подключенными по схеме «звезда» к источнику питания, в качестве которого использован источник трехфазного переменного напряжения, создающий переменное напряжение в резонансном звуковом диапазоне частот 32-35 кГц, причем корпус с электромагнитной системой заполнен отвердителем - эпоксидной смолой.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что одновременное воздействие акустического и вращающегося магнитного полей, создаваемых заявляемым устройством, позволяет подготовить топливо к более полному сгоранию в двигателе за счет изменения физико-химического состава, происходящего после протекания топлива через рабочую зону предлагаемого устройства. Вновь приобретенные свойства топлива улучшают основные показатели работы двигателей. Подвергая топливо обработке полями малой мощности, достигаем хороших экологических показателей выхлопных газов двигателя. Экологические характеристики становятся близкими к самым строгим европейским нормам, но при этом скоростные характеристики двигателя не становятся хуже, а наоборот, крутящий момент двигателя становится заметно больше. Благодаря приобретенным качествам топливо сгорает в цилиндрах двигателя плавно и во всем объеме, что позволяет работать двигателю без детонационных стуков.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на рис. 1 показан общий вид устройства, на рис. 2 - сечение А-А; на рис. 3 - общий вид устройства; на рис. 4 - сечение В-В; на рис. 5 - электрическая схема соединения обмоток катушки магнитопровода.

Устройство для акустической и магнитной обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания имеет цилиндрический корпус 1 из диамагнитного материала с осевым сквозным отверстием 2. Корпус 1 имеет проточку 3 для электромагнитной системы 4. Она состоит из ферритового магнитопровода 5, выполненного тороидальным и с расположенной на нем катушки, состоящей из не менее трех электрических обмоток 6 с выводами, подключенными по схеме «звезда» к источнику питания (на рис. не показан). В качестве источника использован источник трехфазного переменного напряжения, создающий переменное напряжение в резонансном звуковом диапазоне частот 32-35 кГц. Корпус 1 также имеет разъем 7 для подключения выводов обмотки 6 к источнику трехфазного переменного напряжения и заполнен отвердителем, например эпоксидной смолой. Подбор размеров ферритового магнитопровода, число витков и диаметр провода обмотки осуществляют в зависимости от количества обрабатываемой жидкости за единицу времени.

Устройство для акустической и магнитной обработки топлива в двигателе внутреннего сгорания работает следующим образом.

Для установки устройства на автомобиль необходимо отсоединить любой гибкий шланг топливопровода, продеть его через отверстие 2 корпуса 1 устройства, установить на место и подключить к устройству через разъем 7 источник трехфазного псевдотрехфазного напряжения, создающий переменное напряжение в резонансном звуковом диапазоне частот 32-35 кГц. Источником трехфазного напряжения может выступать генератор переменного тока, установленный штатно на автомобиле. Для подключения к псевдотрехфазному источнику необходимо использовать любой внешний источник напряжения.

При работающем двигателе топливо проходит по топливопроводу (на рис. не показан), а от автомобильного генератора переменного тока (или псевдотрехфазного) подается напряжение на обмотки 6.

Определенная конфигурация обмоток позволяет устройству в максимальной мере использовать электромагнитную энергию обмотки, создающей вращающиеся магнитное и акустическое поля. Частота электрического тока подбирается так, чтобы возникал резонансный эффект, который заставляет сжиматься и разжиматься ферритовый магнитопровод, воспроизводя тем самым звуковые колебания в самом устройстве и колебания протекающего по топливопроводу топлива.

В результате происходит обработка топлива одновременно акустическим и магнитным вращающимися полями, что способствует более глубокому (по сравнению с известными устройствами) изменению молекулярных свойств топлива. В результате активация топлива приводит к изменению поверхностного натяжения, повышению его теплотворной способности, снижению уровня токсичности выхлопных газов и более полному сгоранию топлива в двигателе.

Технические данные устройства: размеры катушки и длина рабочего зазора, число витков и диаметр провода обмоток 6 подбирают в зависимости от количества обрабатываемого топлива за единицу времени.

Для подтверждения эффективности опыты проводили на автомобилях машинно-тракторного парка Кубанского ГАУ. Перед испытаниями автомобиль проверяли на исправность ходовой части автомобиля и при необходимости осуществляли регулировку развала и схождение передних колес, давление воздуха в шинах и свободный ход педали сцепления и тормоза. Пригодный для испытаний автомобиль должен иметь путь свободного качения (выбег) с установленной скоростью 80 км/ч до полной остановки не менее 800 м. Выбег проверялся на горизонтальном участке сухого и ровного асфальтированного шоссе при отсутствии сильного ветра и закрытых окнах дверей. В кузове должны находиться водитель и один пассажир. Величина выбега определяется как среднее арифметическое результатов, полученных при двух заездах в противоположных направлениях. Проверка параметров процесса сжигания топлива проводилась в процессе измерения расхода топлива, при движении полностью нагруженного автомобиля со скоростью 80 км/ч по сухому ровному горизонтальному участку автомобильной дороги с асфальтированным покрытием длиной 3 км. Топливо подается в карбюратор из специально установленного на автомобиль мерного бачка. Испытания опытных образцов устройства на автомобилях с карбюраторными двигателями и дизелями показали возможность экономии топлива за счет акустомагнитной обработки в пределах от 18 до 30%.