четырехтактный двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной и выпускной клапаны, свечу зажигания, систему подачи топливовоздушной смеси и источник водорода, отличающийся тем, что источник водорода выполнен в виде электролизера, электроды которого установлены в камере сгорания с возможностью подачи на них электрического тока и свободного прохода в прямом и обратном направлениях топливовоздушной смеси и продуктов рабочего процесса, причем в топливовоздушной смеси естественным путем присутствует вода или специально введенный электролит (водный раствор электролита).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к. области машиностроения, а именно к двигателям внутреннего сгорания, использующим в 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 и систему подачи топливовоздушной смеси (см. Калисский B.C. и др. Автомобиль. Учебник водителя третьего класса, М: Транспорт, 1973 г., стр.8-10).

Недостатком известного двигателя является низкая эффективность сжигания топлива в цилиндре, большой расход топлива и плохой экологический фактор на всех режимах работы двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной, выпускной клапаны, свечу зажигания, систему приготовления и подачи топливовоздушной смеси и источник водорода с устройством подачи порции водорода в конце такта сжатия в зону свечи зажигания, при этом улучшается воспламенение обедненной топливовоздушной смеси и повышается экономический эффект двигателя (патент РФ №2151892, опубл. 27.06.2000).

Недостатком известного двигателя является сложная конструкция и из-за наличия двух систем раздельной подачи двух видов топлив, в том числе и водорода из баллона. Трудность обеспечения четко дозированной и согласованной с моментом воспламенения подачи водорода в зону свечи зажигания на всех нагрузочных и скоростных режимах работы двигателя.

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

Поставленная задача решается тем, что в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, содержащем, по меньшей мере, один цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие камеру сгорания, впускной и выпускной клапаны, свечу зажигания, систему подачи топливовоздушной смеси и источник водорода, согласно изобретению источник водорода выполнен в виде электролизера, электроды которого установлены в камере сгорания с возможностью подачи на них электрического тока и свободного прохода в прямом и обратном направлении топливовоздушной смеси и продуктов рабочего процесса, причем в топливовоздушной смеси естественным путем присутствует вода или специально введенный электролит (водный раствор электролита).

Изобретение поясняется чертежом.

Четырехтактный 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 и выпускной 6 клапаны, свечу зажигания 7, систему подачи топливовоздушной смеси, например карбюратор (не показан), и источник водорода. Источник водорода выполнен в виде электролизера 8, электроды 9 и 10 которого выполнены, например, из никелевой сетки и установлены в камере сгорания с возможностью подачи электрического тока, например, подведенного от бортового аккумулятора 11. Через электроды 9 и 10 свободно проходят в прямом и обратном направлении топливовоздушная смесь и продукты рабочего процесса, при этом происходит диссоциация воды (разложение воды на водород и кислород), естественным путем присутствующей в топливовоздушной смеси. В топливовоздушную смесь можно специально вводить электролит (водный раствор электролита), например, в процессе приготовления топливовоздушной смеси.

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

Для пуска двигателя в работу, например, включением зажигания на электроды 9 и 10 электролизера 8, например, от бортового аккумулятора 11 подают электрический ток и стартером раскручивают вал двигателя. Поршень 2 в цилиндре 1 с жидкостным охлаждением на такте впуска перемещается к НМТ, создает разрежение и через открытый впускной клапан 5 засасывает цикловую порцию обедненной топливовоздушной смеси, например, приготовленную карбюратором и состоящую из атмосферного воздуха, бензина и естественным путем присутствующей в воздухе и в бензине воды, или специально введенного в смесь, например, форсункой электролита, например водного раствора едкого калия. В процессе приготовления и подачи в цилиндр 1 топливовоздушной смеси вода за счет ударной, термической, кавитационной диссоциации ионизируется и становится электропроводной. Поступившая в цилиндр 1 ионизированная топливовоздушная смесь и продукты рабочего процесса (полученные затем в цилиндре 1) свободно проходят в прямом и обратного направлении через электролизер 8 с электродами 9 и 10 и при прохождении постоянного тока ионизированная вода или распыленный электролит разлагаются на водород и кислород, чем и обогащается рабочая смесь прямо в цилиндре 1.

Полученная таким образом обогащенная водородом и кислородом рабочая смесь перемещением поршня 2 к ВМТ на такте сжатия сжимается. Сжатую в камере сгорания 4 и обогащенную водородом и кислородом 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 клапан 6. Поршень 2, перемещаясь к ВМТ, на такте выпуск, выкидывает отработавшие продукты в окружающую среду, и циклы повторяются. Цилиндр 1, головка цилиндра 3 и электролизер 8 при этом охлаждаются жидкостью из рубашки охлаждения цилиндра.

Предлагаемый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания в эксплуатации экономичен и экологически чист. Найдет применение в двигателестроении.