способ работы двигателя внутреннего сгорания и каталитическая композиция для его осуществления

Классы МПК:F02B51/02 с применением катализаторов 
F02B77/02 поверхностные покрытия для частей, омываемых горячими газами
F02M27/02 катализаторами 
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Мельников Вячеслав Борисович,
Гороховский Виктор Анатольевич,
Родионов Виктор Иванович
Приоритеты:
подача заявки:
1994-03-04
публикация патента:

Использование: в двигателе внутреннего сгорания. Сущность изобретения: на поверхности деталей камеры сгорания двигателя наносят катализатор, в качестве которого используют медь или оксид меди, или композицию, содержащую металл или оксид металла, выбранные из группы: марганец, никель, хром или их смесь в количестве 0,001 - 90,9 мас.%. Композиция может дополнительно содержать металл или его оксид, выбранные из группы: платина, палладий в количестве 0,0001 - 0,1 мас.%. Катализатор наносят на поверхности деталей камеры сгорания, контактирующие с топливом и/или топливовоздушный смесью , и/или с продуктами сгорания, толщиной 0,01 - 10 мкн. Предлагаемый способ с данным каталитическим покрытием уменьшает расход топлива на 5,5 - 10%, обеспечивает снижение нагарообразования и задымленность соответственно на 70 - 90% и на 46 - 70%, снижение содержания СО, NOx в продуктах сгорания соответственно на 20 - 29% и 20 - 35%, повышает мощность двигателя на 2,0 - 4,0%. 2 с. и 11 з. п. ф-лы, 1 табл.

Рисунки к патенту РФ 2069774

Рисунок 1, Рисунок 2

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС), имеющих покрытие на поверхности узлов камеры сгорания, контактирующих с топливно-воздушной смесью.

Известен способ работы двигателя, согласно которому подаваемое в камеру сгорания топливо и воздух контактируют с горячей каталитической поверхностью. Зажигание и сгорание топлива происходит в непосредственной близости от верхней мертвой точки поршня.

Каталитическое покрытие (катализатор) такое как хромлантановое или содержащее окись никеля или марганца, могут наноситься, например распылением непосредственно на металлическую или керамическую поверхности выпускного клапана.

Выпускные клапаны с каталитическим покрытием обеспечивают эффективное зажигание при различных топливах и низкой степени сжатия (патент США N 4905658, н.кл. 123-670, МКИ F 02 B 51/02, 1990).

Известен также способ работы двигателя внутреннего сгорания, согласно которому топливо, впрыснутое в камеру сгорания двигателя с циклическим зажиганием, в конце такта сжатия воздуха воспламеняется при контакте с каталитическим покрытием, нанесенным на поверхность камеры сгорания, нагретым до достаточно высокой температуры, чтобы испарить капли топлива и воспламенить испаренное топливо. Каталитическое покрытие содержит благородные металлы, такие как иридий или платина, оно может содержать никель или кобальт. Каталитическое покрытие наносится на не менее 15% внутренней поверхности камеры сгорания, причем внутреннюю поверхность предварительно покрывают керамическим изоляционным покрытием. Каталитическое покрытие может быть нанесено химическим путем из водных растворов соответствующих солей или их смесей, для чего поверхность, предназначенную для нанесения катализатора, подвергают паровому обезжириванию от грязи, нефти и жира. Покрытие может быть нанесено в несколько слоев. После наложения каждого слоя он высушивается в принудительной циркуляционной печи при температуре 93oC в течение 15 мин и затем при 148oC 30 мин. После нанесения последнего слоя все покрытие подвергают нагреву до 700oC и выдерживают при этой температуре 1 ч. (Патент США N 4811707, н. кл. 123-272, МКИ P 02 B 51/02, 1989).

Объем данных, характеризующих работу двигателя в указанных патентах, не позволяет провести сопоставительный анализ с предлагаемым способом.

Известен способ работы ДВС, включающий подачу топлива и воздуха, сжатие и воспламенение смеси топлива и воздуха в камере сгорания сжатия двигателя, сгорание в присутствии медьсодержащего катализатора в виде покрытия (патент США N 3648678 прототип).

В патенте США N 3648676 в камере сгорания устанавливается дополнительно элемент, представляющей собой насадку, например из хром-молибденовых нитей, на поверхности которых гальваническим методом наносят покрытие следующих металлов: меди, никеля, кобальта, серебра, железа, являющиеся катализаторами окисления углеводородов топлива.

Данному техническому решению присущи следующие недостатки:

усложнение конструкции ДВС за счет наличия дополнительных конструктивных элементов;

возможность нарушения равномерного распределения воздушно-топливной смеси в объеме камеры сгорания ввиду размещения указанного элемента на входе (или в середине) в камеру сгорания;

в случае перегорания нитей в процессе эксплуатации возможно попадание частиц металла в камеру сгорания, что может привести к повышенному износу поршневой системы вплоть до аварийной остановки двигателя.

Задача настоящего изобретения разработка способа работы двигателя, обеспечивающего эффективное сгорание топлива с использованием нового каталитического покрытия.

Задача решается предлагаемым способом работы двигателя внутреннего сгорания, включающим подачу топлива и воздуха, сжатие и воспламенение смеси топлива и воздуха в камере сгорания двигателя, сгорание в присутствии медьсодержащего катализатора, нанесенного в виде покрытия, причем в качестве катализатора используют медь или оксид меди, или композицию, содержащую металл или оксид металла, выбранные из группы: марганец, никель, хром или из смесь, в количестве 0,001 90,9 мас. а остальное медь или оксид меди, которые нанесены на поверхность деталей камеры сгорания двигателя.

Предпочтительно используют композиции следующего состава: марганец или оксид марганца (мас.): 0,001 90,199; хром или оксид хрома 0,001 90,299; медь или оксид меди остальное; марганец или оксид марганца 0,001 0,199; никель или оксид никеля 0,001 90,499; медь или оксид меди остальное; марганец или оксид марганца 0,001 90,9; никель или оксид никеля 0,001 - 90,9; хром или оксид хрома 0,001 90,8; медь или оксид меди остальное; никель или оксид никеля 0,001 90,299; хром или оксид хрома 0,001 90,399; медь или оксид меди остальное.

В состав композиции можно дополнительно вводить металл или его оксид, выбранные из группы: пластина, палладий, в количестве 0,0001 0,01 мас.

Каталитическое покрытие целесообразно наносить на поверхность узлов камеры сгорания двигателя, контактирующую с топливом и/или топливовоздушной смесью, и/или с продуктами сгорания толщиной 0,01 10 мк.

Другим аспектом изобретения является каталитическая композиция для двигателя внутреннего сгорания, содержащая металл или его оксид, способствующие процессу сгорания топлива, причем в качестве последнего композиция содержит металл или его оксид, выбранные из группы: марганец, никель, хром или их смесь, и дополнительно медь или ее оксид при следующем содержании компонентов, мас.

Металл или его оксид, выбранные из группы: марганец, никель, хром или их смесь 0,001 90,9

Медь или оксид меди Остальное

Предпочтительно используют композиции следующего состава, мас.

Никель или оксид никеля 0,001 90,299

Хром или оксид хрома 0,001 90,399

Медь или оксид меди Остальное

Марганец или оксид марганца 0,001 90,199

Хром или оксид хрома 0,001 90,299

Медь или оксид меди Остальное

Марганец или оксид марганца 0,001 90,199

Никель или оксид никеля 0,001 90,499

Медь или оксид меди Остальное

Марганец или оксид марганца 0,001 90,9

Никель или оксид никеля 0,001 90,9

Хром или оксид хрома 0,001 90,8

Медь или оксид меди Остальное

Композиция может дополнительно содержать металл или его оксид, выбранные из группы: платина, палладий, в количестве 0,001 0,1 мас.

Сущность изобретения состоит в следующем: каталитическое покрытие наносят на поверхности узлов камеры сгорания двигателя, контактирующие с топливом и/или топливовоздушной смесью, и/или с продуктами сгорания, например на цилиндр, поршень, впускные и выпускные клапаны, патрубки, форсунки, в случае реактивных двигателей турбины, лопасти турбин, поверхности камеры сгорания. Для нанесения покрытия поверхность обрабатывают водными растворами солей соответствующих металлов или их смесью концентрацией по металлу 0,0001 400 г/л при температуре 5 95oC при pН растворов 0,05 7,0 в течение 0,001 - 4,0 ч с последующей промывкой водой (конденсатной, дистиллированной, химочищенной) при 5 95oC и с сушкой при 110 300oC. Покрытие можно также получить электролитическим осаждением из растворов соответствующих солей при пропускании через них постоянного тока. Анодом служат металлы, растворяющиеся в электролите для компенсации осаждаемого металла, а катодом - узлы камеры сгорания двигателя. Температура электролиза 15 45oC, напряжение 6 380 В, продолжительность 1-30 мин.

Покрываемую поверхность узлов камеры сгорания двигателя желательно предварительно перед нанесением покрытия очищать водным раствором неорганической или органической кислоты с pН 0,05 5,0 при температуре 5 - 95oC.

Для перевода металлов, входящих в покрытие, в оксиды, т.е. получения покрытия в оксидной форме, его после промывки водой подвергают термообработке при 300 700oC в течение 0,1-4 ч.

Металлы, входящие в покрытие, могут переходить в оксиды и без предварительной термообработки, а именно постепенно в процессе эксплуатации двигателя.

Полученное согласно изобретению покрытие имеет толщину 0,01 10 мк.

Ниже приведено описание работы ДВС на примере работы карбюраторного типа двигателя.

В карбюраторе происходит смешение воздуха с топливом, образованная топливовоздушная смесь поступает в камеру сгорания двигателя, имеющую каталитическое покрытие в верхней части поршня. При достижении поршнем верхней мертвой точки происходит принудительное воспламенение смеси под действием электрической искры, образующейся в свече.

При контактировании с нагретым каталитическим покрытием происходит более быстрое и полное сгорание углеводородов, входящих в состав топлива, а также более полное сгорание продуктов неполного окисления углеводородов топлива в сравнении с отсутствием каталитического покрытия. В отсутствие каталитического покрытия при горении топлива наряду с образованием оксидов углерода происходит формирование продуктов неполного окисления углеводородов топлива, таких как: карбиды, сажа, смолистые соединения, углеводороды, содержащие в структуре альдегидные, кетонные, кислотные группы. Указанные продукты неполного сгорания углеводородов топлива приводят к повышенному износу двигателей и загрязняют окружающую биосферу. Использование каталитического покрытия в ДВС позволяет в значительной степени избежать образования данных соединений за счет более высокой степени окисления углеводородов до оксидов углерода.

Аналогичным образом происходит работа ДВС и использование дизельного типа камеры сгорания, в которой при достижении поршнем верхней мертвой точки происходит самовоспламенение топливовоздушной смеси за счет ее высокой степени сжатия.

В табл. 1 приведены результаты испытания карбюраторного двигателя Лада 2106, дизельного тракторного двигателя 2 ч 8,5/11 и судового дизельного двигателя Д-21А с нанесенным покрытием на узлы камеры сгорания двигателя (верхнюю часть поршня, часть поверхности камеры сгорания, клапаны, лопатки турбин), имеющим состав согласно представленным примерам.

Испытание двигателей проводились на стенде в условиях холостого хода и при 50% и 100% нагрузках двигателя с контролем расхода топлива, анализом выхлопных газов и нагарообразования.

Как видно из представленных данных, при работе двигателя внутреннего сгорания, имеющего каталитическое покрытие, уменьшается расход топлива на 5,5 10% уменьшается нагарообразование и задымленность соответственно на 70 - 90% и на 46 70% снижается содержание СО и NOx в продуктах сгорания соответственно на 20 29% и на 20 35% увеличивается мощность двигателя на 2,0 4,5%

Пример 1. Внешнюю поверхность поршня дизельного типа двигателя (фиг. 1) обрабатывают водным раствором солей MnSO4 концентрации 0,0001 г/л (по металлу) и CuSO4 концентрации 10,5 г/л (по металлу) при 50oC, pН раствора 0,05 в течение 4 с при атмосферном давлении. Затем обработанную поверхность промывают водой при 50oC, высушивают при 110oC. Толщина покрытия составляет 0,01 мкн и имеет состав (мас. по металлу): Mn 0,001; Cu 99,999.

Пример 2. Внешнюю поверхность поршня обрабатывают аналогично примеру 1 водным раствором солей Mn(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697746H2O концентрации 100 г/л (металлу) и Cu(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697743H2O 10,0 г/л при 20oC, pН раствора 1,05 в течение 300 с при атмосферном давлении. Затем поверхность промывают водой при 20oC и высушивают при 350oC. Толщина покрытия составляет 0,25 мкн и имеет состав (мас. по металлу): Mn 90,90; Cu 9,10.

Пример 3. Внешнюю поверхность поршня обрабатывают аналогично примеру 1 водным раствором CuSO4 концентрации 200 г/л (по металлу) при 95oC, pН раствора 5,0 в течение 4 ч при атмосферном давлении. Затем обработанную поверхность промывают водой при 95oC и высушивают при 150oC. Толщина покрытия составляет 10,0 мкн и имеет состав (мас. по металлу): Cu 100,0.

Пример 4. Внешнюю поверхность поршня обрабатывают аналогично примеру 1 водным раствором Cu(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697743H2O 200 г/л (по металлу), Mn(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697746H2O 50 г/л,

Сr(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697749H2O 5 г/л при 50oC, pН раствора 2,0 в течение 1 ч при атмосферном давлении. Затем обработанную поверхность промывают водой при 50oC, сушат при 350oC и подвергают термообработке при 700oC в среде воздуха в течение 0,1 ч для перевода покрытия в оксидную форму. Толщина покрытия 0,5 мкн и имеет состав (мас. по металлу): Mn 19,58; Cu 78,51; Cr 1,91.

Пример 5. Верхнюю поверхность поршня обрабатывают аналогично примеру 1 водным раствором концентрации солей (по металлу) MnSO4 50 г/л, Сr2(SO4)3 10 г/л, CuSO4 100 г/л, NiSO4 0,01 г/л, Pt(SO4)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697744H2O 0,0001 г/л при 5oC, pН раствора 0,5 в течение 600 с при атмосферном давлении. Затем обработанную поверхность промывают водой при 5oC и сушат при 110oC. Толщина покрытия составляет 0,08 мкн и имеет состав (мас. по металлу): Mn 31,181; Cu 62,601; Cr 6,212; Ni 0,0059; Pt 0,0001.

Пример 6. Верхнюю поверхность поршня обрабатывают аналогично примеру 1 в начале водным раствором HCl с pН 0,05 при 5oC в течение 0,5 ч, а затем водным раствором платинохлористоводородной кислоты 0,00005 г/л и CuSO4способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697745H2O концентрацией 50 г/л (по металлу) в течение 1800 с при 50oC. Затем обработанную поверхность промывают водой и сушат при 250oC. Толщина покрытия составляет 0,3 мкн и имеет состав (мас. по металлу): Cu 99,9999; Pt 0,0001.

Пример 7. Верхнюю поверхность поршня обрабатывают аналогично примеру 1 вначале водным раствором H2SO4 с pН 1,5 при 95oC в течение 4 с, а затем водным раствором концентрации (по металлу) платинохлористоводородной кислоты 0,05 г/л, MnSO4способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697747H2O 25 г/л и СuSO4способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697745H2O 400 г/л в течение 480 с при 95oC. Затем обработанную поверхность промывают водой и сушат при 200oC. Толщина покрытия составляет 1,0 мкн и имеет состав (мас. по металлу): Mn 5,775; Cu 94,214; Pt 0,011.

Пример 8. Верхнюю поверхность поршня обрабатывают аналогично примеру 1 вначале водным раствором НNO3 с pН 5,0 при 50oC в течение 1200 с, а затем водным раствором концентрации (по металлу) РdCl2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697742H2O 0,02 г/л, NiCl2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697746H2O 40,0 г/л, СuCl2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697742H2O 100 г.л, MnCl2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697744H2O 60 г/л в течение 600 с при 50oC. Затем обработанную поверхность промывают водой и сушат при 250oC. Толщина покрытия составляет 0,7 мкн и имеет состав (мас. по металлу) Ni 19,975, Mn 29,985, Cu 50,03, Pd 0,01.

Пример 9. Верхнюю поверхность поршня обрабатывают аналогично примеру 1 вначале водным раствором трихлоруксусной кислоты с pН 0,9 в течение 0,5 ч при 30oC, а затем водным раствором СuCl2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697742H2O концентрации по металлу 50 г/л в течение 1,5 ч при 30oC. Затем обработанную поверхность промывают водой, сушат при 150oC. Толщина образованного покрытия составляет 0,85 мкн, имеет состав Сu 100,0 мас. Для перевода покрытия в оксидную форму его подвергают термообработке при 700oC в среде воздуха в течение 0,1 ч. Толщина покрытия 0,85 мкн, состав СuO 100 мас.

Пример 10. Верхнюю поверхность поршня обрабатывают аналогично примеру 1 вначале водным раствором муравьиной кислоты с pН 0,5 при 25oC в течение 300 с, а затем водным раствором концентрации (по металлу) СuSO4 400 г/л, Cr2(SO4)3 4 г/л и PdCl2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697742H2O 0,0004 г/л при 25oC в течение 300 с. Затем обработанную поверхность промывают водой и сушат при 150oC. Образованное покрытие составляет 0,4 мкн и имеет состав (мас.): Cu 99,015, Cr 0,9849, Pd 0,0001. Для перевода покрытия в оксидную форму его подвергают термообработке при 300oC в среде воздуха в течение 4 ч. Толщина покрытия 0,4 мкн, состав (мас.): CuO 97,730, Cr2O3 2,2699, PdO2 0,0001.

Пример 11. Часть поверхности цилиндра, т.е. ту часть, которая является поверхностью камеры сгорания топлива, обрабатывают аналогично примеру 4.

Пример 12. Поверхность клапанов и камеры сгорания топлива обрабатывают аналогично примеру 4.

Пример 13. Поверхность камеры сгорания реактивного типа двигателя, лопатки на турбине и турбину обрабатывают аналогично примеру 4.

Пример 14. Поверхность цилиндра, поршня, камеры сгорания и клапанов карбюраторного типа двигателя обрабатывают аналогично примеру 4.

Пример 15. Обработка аналогично примеру 2. Толщина покрытия 0,22 мкн и имеет состав (мас. по металлу): Mn 25,50; Cu 74,50.

Пример 16. Верхнюю поверхность поршня обрабатывают водными растворами концентрации (по металлу) CuSO4 100 г/л и NiSO4 1 мг/л при 50oC, pН раствора 0,85 в течение 30 с. Затем промывают водой при 50oC и сушат при 200oC. Толщина покрытия составляет 0,1 мкн и имеет состав (мас. по металлу): Ni 0,001; Cu 99,999.

Пример 17. Обработка аналогична примеру 16, но концентрация NiSO4 10 г/л и СuSO4 1 г/л (по металлу). Толщина покрытия составляет 0,35 мкн и имеет состав (мас. по металлу): Ni 90,90; Cu 9,10.

Пример 18. Верхнюю поверхность поршня обрабатывают водными растворами концентрации (по металлу) СuSO4 10 г/л и Сr2(SO4)3 0,0001 г/л при 20oC, pН раствора 1,5 в течение 10 с. Затем промывают водой и сушат при 250oC. Толщина покрытия равна 0,1 мкн и имеет состав (мас. по металлу): Cr 0,001; Cu 99,999.

Пример 19. Обработка аналогично примеру 19, но концентрация Сr2(SO4)3 равна 100 г/л и СuSO4 10 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cr 90,9; Cu 9,1.

Пример 20. Верхнюю поверхность поршня обрабатывают водным раствором концентрации (по металлу) Ce(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697743H2O 100 г/л, Mn(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697746H2O 0,001 г/л и Сr(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697749H2O 0,001 г/л при 50oC, pН раствора 4,5 в течение 0,5 ч. Затем промывают водой и сушат при 150oC. Покрытие имеет следующий состав (мас.): Mn 0,001; Cr 0,001; Cu 99,998.

Пример 21. Обработка аналогично примеру 20, но концентрация раствора (по металлу) Mn(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697746H2O 10 г/л, Сu(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697743H2O 1 г/л, Сr(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697749H2 0,0001 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cr 0,001, Cu 9,8, Mn 90,199.

Пример 22. Обработка аналогично примеру 20, но концентрация раствора (по металлу) Mn(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697746H2O 0,0001 г/л, Сu(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697743H2O 1 г/л, Сr(NO3)2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697749H2O 10 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Mn 0,001, Cu 9,7, Cr 90,299.

Пример 23. Верхнюю поверхность поршня обрабатывают водным раствором концентрации (по металлу) Сu(SO4) 100 г/л, NiSO4 0,001 г/л, Сr2(SO4)3 0,001 г/л при 35oC, pН раствора 3,0 в течение 10 мин. Затем промывают водой и сушат при 120oC. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 99,998, Ni 0,001, Cr 0,001.

Пример 24. Обработка аналогично примеру 23, но концентрация растворов (по металлу) равна Сu(SO4) 1 г/л, MiSO4 10 г/л, Сr2(SO4)3 0,001 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 9,7, Ni 90,299, Cr 0,001.

Пример 25. Обработка аналогично примеру 23, но концентрация раствора (по металлу) равна СuSO4 1 г/л, NiSO4 0,0001 г/л, Сr2(SO4)3 10 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 9,6; Ni 0,001, Cr 90,399.

Пример 26. Обработка аналогично примеру 23, но концентрация раствора (по металлу) равна CuSO4 10 г/л, MnSO4 0,0001 г/л, NiSO4 0,0001 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 99,998, Mn 0,001, Ni 0,001.

Пример 27. Обработка аналогично примеру 23, но концентрация растворов (по металлу) равна СuSO4 1 г/л, МnSO4 10 г/л, NiSO4 0,0001 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 9,8, Mn 90,199, Ni 0,001.

Пример 28. Обработка аналогично примеру 23, но концентрация раствора (по металлу) равна СuSO4 1 г/л, MnSO4 0,0001 г/л, NiSO4 10 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 9,5, Mn 0,001, Ni 90,499.

Пример 29. Обработка аналогично примеру 16, но раствор дополнительно содержит платинохлористоводородную кислоту (по металлу) 0,0001 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 99,9989, Ni 0,001, Pt 0,0001.

Пример 30. Обработка аналогично примеру 17, но раствор дополнительно содержит платинохлористоводородную кислоту (по металлу) 0,001 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 9,09, Ni 90,91, Pt 0,01.

Пример 31. Обработка аналогично примеру 23, но раствор дополнительно содержит платинохлористоводородную кислоту (по металлу) 0,0001 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 99,9979, Ni 0,001, Cr 0,001, Pt 0,0001.

Пример 32. Обработка аналогично примеру 24, но раствор дополнительно содержит платинохлористоводородную кислоту (по металлу) 0,001 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 9,8, Ni 90,198, Cr 0,001, Pt 0,01.

Пример 33. Обработка аналогично примеру 20, но раствор дополнительно содержит платинохлористоводородную кислоту (по металлу) 0,0001 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 99,9979, Cr 0,001, Mn 0,001, Pt 0,0001.

Пример 34. Обработка аналогично примеру 22, но раствор дополнительно содержит платинохлористоводородную кислоту (по металлу) 0,001 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 9,8, Mn 0,001, Cr 90,189, Pt 0,01.

Пример 35. На верхнюю поверхность поршня наносят покрытие методом электролиза. Концентрация водного раствора СuSO4 50 г/л (по металлу), MnSO4 0,05 г/л и платинохлористоводородной кислоты pН 4,5 0,00005 г/л. Условия электролиза: температура 15oC, напряжение 6 В, продолжительность 5 мин. Анод подключают к поршню, а катод из меди опускают в раствор. Затем промывают водой и сушат при 200oC. Покрытие имеет толщину 0,01 мкн и состав (мас.): Cu 99,8999, Mn 0,1, Pt 0,0001.

Пример 36. Обработку ведут по примеру 35, концентрация водного раствора СuSO4 50 г/л. МnSO4 0,05 г/л (по металлу) и платинохлористоводородной кислоты, pН 0,9, 0,005 г/л. Условия электролиза: температура 45oC, напряжение 380 В, продолжительность 1 мин. Затем промывают водой и сушат при 200oC. Покрытие имеет толщину 2 мкн и состав (мас.): Cu 99,89, Mn 0,1, Pt 0,01.

Пример 37. Обработку ведут аналогично примеру 35, но вместо раствора платинохлористоводородной кислоты используют раствор РdCl2способ работы двигателя внутреннего сгорания и   каталитическая композиция для его осуществления, патент № 20697742H2O концентрации 0,005 г/л. Покрытие имеет состав (мас.): Cu 99,89, Mn 0,1, Pd 0,01.

Пример 38. На верхнюю поверхность поршня наносят покрытие методом электролиза. Концентрация водного раствора (по металлу) СuSO4 0,05 г/л, МnSO4 0,001 г/л, Cr2(SO4)3 0,001 г/л, NiSO4 0,001 г/л с pН 5,8. Условия электролиза: температура 30oC, напряжение 12 В, продолжительность 30 мин. Анод подключают к поршню, а катод опускают в раствор. Затем промывают водой, сушат при 150oC и подвергают термообработке при 300oC в среде воздуха в течение 3 ч для перевода покрытия в оксидную форму. Покрытие имеет толщину 0,8 мкн и состав (мас.) по металлу или оксиду: Cu 94,34, Mn 1,89, Cr 1,88, Ni 1,89.

Пример 39. На верхнюю поверхность поршня наносят покрытие методом электролиза. Концентрация водного раствора СuSO4 100 г/л, МnSO4 0,01 г/л, Сr2(SO4)3 0,01 г/л с pН 4,5. Условия электролиза: температура 45oC, напряжение 6 В, продолжительность 1,5 мин. Затем промывают водой, сушат при 110oC и подвергают термообработке при 700oC в среде воздуха в течение 0,1 ч для перевода покрытия в оксидную форму. Покрытие имеет толщину 1,5 мкн и состав (мас. по металлу или оксиду): Cu 99,98, Mn 0,01, Cr 0,01.

Пример 40. На верхнюю поверхность поршня наносят покрытие методом электролиза. Концентрация водного раствора (по металлу) СuSO4 0,001 г/л, МnSO4 0,00002 г/л, NiSO4 0,00002 г/л с pН 6,5. Условия электролиза: температура 15oC, напряжение 380 В, продолжительность 20 мин. Затем промывают водой, сушат при 180oC и подвергают термообработке при 500oC в среде воздуха в течение 1,5 ч для перевода покрытия в оксидную форму. Покрытие имеет толщину 2,5 мкн и состав (мас. по металлу или оксиду): Cu 96,15, Mn 1,93, Ni 1,92.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1.Способ работы двигателя внутреннего сгорания, включающий подачу топлива и воздуха, сжатие и воспламенение смеси топлива и воздуха в камере сгорания двигателя, сгорание в присутствии медьсодержащего катализатора в виде покрытия, отличающийся тем, что в качестве медьсодержащего катализатора используют медь или оксид меди, или композицию, содержащую металл или оксид металла, выбранные из группы марганец, никель, хром или их смесь, в количестве 0,001 90,9 мас. а остальное медь или оксид меди, которые нанесены на поверхность деталей камеры сгорания двигателя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют композицию, содержащую никель или оксид никеля 0,001 90,299 мас. хром или оксид хрома 0,001 90,399 мас. медь или оксид меди остальное.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что используют композицию, содержащую марганец или оксид марганца 0,001 90,199 мас. хром или оксид хрома 0,001 90,299 мас. медь или оксид меди остальное.

4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что используют композицию, содержащую марганец или оксид марганца 0,001 90,199 мас. никель или оксид никеля 0,001 90,499 мас. медь или оксид меди остальное.

5. Способ по пп. 1 4, отличающийся тем, что используют композицию, содержащую марганец или оксид марганца 0,001 90,9 мас. никель или оксид никеля 0,001 90,9 мас. хром или оксид хрома 0,001 90,8 мас. медь или оксид меди остальное.

6. Способ по пп. 1 5, отличающийся тем, что используют каталитическую композицию, в состав которой дополнительно введен металл или его оксид, выбранные из группы платина, палладий в количестве 0,001 0,01 мас.

7. Способ по пп. 1 6, отличающийся тем, что каталитическую композицию наносят на поверхности, контактирующие с топливом и/или топливновоздушной смесью и/или продуктами сгорания, толщиной 0,01 10 мк.

8. Каталитическая композиция для двигателя внутреннего сгорания, содержащая металл или его оксид, способствующий окислению топлива, отличающаяся тем, что в качестве металла или его оксида, способствующего окислению топлива, она содержит металл или его оксид, выбранные из группы - марганец, никель, хром или их смесь, и дополнительно медь или оксид при следующем содержании компонентов, мас.

Металл или его оксид, выбранные из группы марганец, никель, хром или их смесь 0,001 90,9

Медь или оксид меди Остальное

9. Каталитическая композиция по п. 8, отличающаяся тем, что она содержит никель или оксид никеля 0,001 90,299 мас. хром или оксид хрома 0,001 - 90,399 мас. медь или оксид меди остальное.

10. Каталитическая композиция по пп. 8 и 9, отличающаяся тем, что она содержит марганец или оксид марганца 0,001 90,199 мас. хром или оксид хрома 0,001 90,299 мас. медь или оксид меди остальное.

11. Каталитическая композиция по пп. 8 10, отличающаяся тем, что она содержит марганец или оксид марганца 0,001 90,199 мас. никель или оксид никеля 0,001 90,449 мас. медь или оксид меди остальное.

12. Каталитическая композиция по пп. 9 11, отличающаяся тем, что она содержит марганец или оксид марганца 0,001 90,9 мас. никель или оксид никеля 0,001 90,9 мас. хром или оксид хрома 0,001 90,8 мас. медь или оксид меди остальное.

13. Каталитическая композиция по пп. 9 12, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит металл или его оксид, выбранные из группы платина, палладий, в количестве 0,001 0,001 мас.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс F02B51/02 с применением катализаторов 

Патенты РФ в классе F02B51/02:
устройство для электрокаталитической обработки топлива -  патент 2377434 (27.12.2009)
способ снижения токсичности отработавших газов автомобильных двигателей и устройство для его реализации -  патент 2304231 (10.08.2007)
способ уменьшения вредных выбросов с отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания -  патент 2301348 (20.06.2007)
способ улучшения работы систем сжигания дизельного топлива -  патент 2296152 (27.03.2007)
способ снижения токсичности выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания -  патент 2278283 (20.06.2006)
беспламенное топливо -  патент 2243149 (27.12.2004)
непрерывная дегидратация спирта до простого эфира и воды, применяемых как топливо для дизельных двигателей -  патент 2205861 (10.06.2003)
многофункциональная присадка к топливу для двигателя внутреннего сгорания -  патент 2188329 (27.08.2002)
способ подготовки жидкого топлива к сжиганию и устройство для осуществления этого способа -  патент 2107172 (20.03.1998)
двигатель внутреннего сгорания -  патент 2084650 (20.07.1997)

Класс F02B77/02 поверхностные покрытия для частей, омываемых горячими газами

Патенты РФ в классе F02B77/02:
способ ремонта упрочненных азотированием шеек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания -  патент 2487002 (10.07.2013)
гильза цилиндра -  патент 2470172 (20.12.2012)
теплоизолирующее покрытие -  патент 2323357 (27.04.2008)
способ обеспечения минимальных механических потерь в цилиндро-поршневых группах двигателя внутреннего сгорания при формировании покрытий поверхностей деталей без разборки двигателя -  патент 2309274 (27.10.2007)
способ нанесения защитного покрытия на деталь тяжелого машиностроения -  патент 2300651 (10.06.2007)
способ обеспечения минимальных механических потерь в поршневых машинах-двигателях внутреннего сгорания -  патент 2263217 (27.10.2005)
адиабатная поршневая камера -  патент 2205284 (27.05.2003)
двигатель внутреннего сгорания с деталями, имеющими поверхностное покрытие, и установка для получения покрытия -  патент 2143573 (27.12.1999)
способ получения совместимости пар трения для двигателей внутреннего сгорания -  патент 2119587 (27.09.1998)
способ повышения износостойкости гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания -  патент 2100633 (27.12.1997)

Класс F02M27/02 катализаторами 

Патенты РФ в классе F02M27/02:
способ получения механической или электрической энергии из топлива, содержащего спирт -  патент 2451800 (27.05.2012)
устройство предпускового подогрева двигателя, автономного отопления, генерации водородсодержащего газа и способ работы устройства -  патент 2440507 (20.01.2012)
каталитический подогреватель топлива для использования в топливной системе транспортного средства -  патент 2432487 (27.10.2011)
устойчивая к сере система дополнительной обработки выхлопных газов для сокращения оксидов азота -  патент 2406867 (20.12.2010)
двигатель внутреннего сгорания -  патент 2396449 (10.08.2010)
устройство для электрокаталитической обработки топлива -  патент 2377434 (27.12.2009)
способ улучшения работы систем сжигания дизельного топлива -  патент 2296152 (27.03.2007)
способ и устройство для обработки топлива -  патент 2265644 (10.12.2005)
форсунка для дизельного топлива -  патент 2229032 (20.05.2004)
непрерывная дегидратация спирта до простого эфира и воды, применяемых как топливо для дизельных двигателей -  патент 2205861 (10.06.2003)




Наверх