Способ питания двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

газов, получение и присадку К топливо-воздушной смеси водородосо-держащего газа при нагрузке более 40 от Максимальной, выдержи-вание его температуры в интервале 60-90 С, ввод образовавшейся смеси в Цилиндры и регулирование при заботе двигателя количества присадки (2).Недостатком способа является то, что водородосодержащая присадка при нагрузке до 40 от максимальной в Цилиндры двигателя не поступает и в совершении рабоТь 1 не участвует,что снижает эффективность питания двигателя внутреннего сгорания, не обеспечивает экономию жидкого топлива и снижение выбросов токсичныхвеществ в отработавших газах на режимах, не требующих отдачи максимальной мощности при нагрузке до 40 от максимальной.Известен газогенератор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус, в полости которого размещены диски рабочего органа, смесительную камеру с многосопловым аппаратом, кольцевую камеру и систему топливоподачи, снабженную топливными камерами, одна из которых сообщена с топливной форсункой, гидрозатворами с тапливо-сборником,диском отброса Топлива, трубопроводами,топливным насосом со встроенным Трехьярусным направляющим аппаратом (3).Известно также устройство для питания двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с патрубками подачи и удаления отработанного газа, выполненного в виде проставки между карбюратором и впускным коллектором двигателя внутреннего сгорания и с совмещенным с первичной смесительной камерой карбюратора сквозным отверстием, где установлена смесительная камера, образованная кольцевым направляющим аппаратом с множеством тангенциально расположенных лопаток из материала с высокой теплопроводностью, ниже которых на сетчатом элементе размещен пористый пламягасительный диск,накрытый тонкой пластиной (4).Недостатком устройства является то, что размещение сетчатого элемента с пламягасиТельным диском в сквозном отверстии про-ставки,совмещенном о первичной камерой карбюратора,создает в зоне максимального разряжениядополнительное сопротивление потоку обрабатываемой топливовоздушной смеси,приготавливаемой основными системамикарбюратора, что на переходных режимах, при нагрузке средней мощности и соответствующих оборотах обуславливает снижение коэффициента наполнения Цилиндров, потерю мощности,увеличение удельного расхода Топлива.Целью изобретения является повышение экономичности и снижение токсичности отработавших газов.Поставленная цель достигается тем, что вспособе питания двигателя внутреннего сгорания,заключающегося в смешивании жидкого углеводородного топлива с воздухом, подаче дополнительного Топлива в каталитический реактор, разогреваемая до температуры 350-600 С теплотой отработавших газов, присадке к топливовоздушной смеси, полученного в результате каталитической реакции водородосодоржащего газа, охлажденного до температуры не более нижнего значения самовоспламенения смеси, вводе образовавшейся смеси в Цилиндры и регулировании количества присадкя при работе двигателя, до и во время осуществляемой независимо от нагрузки присадки водородосодержащего газа, дополнительное топливо в виде природных или нефтяных газов в смеси с воздухом подают при нагрузке до 30 от максимальной одновременно в топливновоздушную смесь и каталитический реактор, а при нагрузке 30-100 от максимальвой дополнительное топливо используют только на получение водородосодержащего газа , прячем последний охлаждают смешиванием с продуктами конверсии картерных и отработавших газов.Кроме того, при нагрузка 30-100 от максимальной и соответствующих оборотах вала дополнительное топливо подают в каталитический реактор в интервале 15-20 от весового расхода жидкого топлива.Подачу дополнительного топлива регулируют посредством датчика давления масла.В устройстве для питания двигателя внутреннего сгорания,содержащем, выполненный в виде проставки в установленный между карбюратором и впускным коллектором, корпус с по меньшей мере одним сквозным отверстием о размещенным в нем сетчатым элементом и одной смесительной камерой, патрубки подачи и отвода отработавших газов и перепускной электромагнитный клапан,сквозное отверстие выполнено в виде усеченного конуса с большим основанием со стороны впускного коллектора, а количество сквозных отверстий соответствует количеству смесительных камер и выполнены соосно с последними, причем сетчатый элемент выполнен в виде усеченного конуса, а проставка снабжена конверсионной камерой и каталитическим реактором, причем в последнем выполнены наружная, охваченная теплоизолирующим покрытием Теплообменная и внутренняя каталитическая камера, а Теплообменная и конверсионная камера снабжена штуцерами с регулируемым проходным сечением соответственно отработавших и картерных газов,причем каталитическая камера снабжена патрубком подачи газообразного топлива в смеси о воздухом, а последний соединен с патрубком подачи паров воды.Кроме того, наружная Теплообменная и внутренняя каталитическая камеры сообщены сконверсионной камерой через смесительную камеру.Наружная теплообменная И внутренняя каталитическая Камеры сообщены с конверсионной камерой непосредственно.Рабочие поверхности теплообменной,каталитической, смесительной и конверсионной камер и сообщающих их патрубков выполнены из металла с а - переменной валентностью.В качестве металла с (1 - переменной валентностью используют титан.На фиг.1 изображена схема двигателя,реализующего описываемый способ на фиг.2 узел 1 на фиг.1 за фиг.3 - электрическая схема управления двигателем на фиг.1.Устройство для питания двигателя внутреннего сгорания 1 содержит корпус 2, выполненный в виде металлической проставки между фланцами двухкамерного карбюратора 3 и впускного коллектора 4.Последний подключен к двигателю 1 и карбюратору 3. До числу смесительных камер карбюратора я с возможностью совмещения с указанными первичной и вторичной камерами в корпусе 2 соответственно предусмотрены сквозные отверстия 5 и 6 в виде усеченного конуса с большим основанием со стороны впускного коллектора. С стоя же стороны отверстие 6 имеет кольцевую протечку 7, на ступени которой зафиксирован фланец 8 конусообразного сетчатого испарителя 9, образующего со стенкой отверстия 6 уменьшающийся к впускному коллектору зазор 10.Ниже, выше и между отверстиями 5 и 6 в корпусе 2 образованы соответственно гнезда 11, 12 и 13, где последовательно размещены каталитические реактор 14, конверсионная камера 15 и смесительная камера 16, закрепленные кроме последней на корпусе 2 посредством теплоизолирующих блоков 17 и 18, для чего в них предназначены адекватные полости 19 и 20, причем корпус 2 я блок 17 разобщены теплоизолирующей прокладкой 21.В каталитическом реакторе 14 установлена Теплообменная камера 22, охваченная теплоизолирувщим покрытием 23, а внутри ее с зазоромНа уровне своего днища Теплообменная камера 22 снабжена штуцером 25 подачи отработавших газов, для регулирования проходного сечения которого служит вентиль 26 в виде винта 27 с контргайкой 28. В верхнюю часть теплообменной камеры 22 врезан перепускной патрубок 29,сообщающий ее с конверсионной камерой 15. Днище каталитическая камеры 24 снабжено патрубком 30 подачи газообразного топлива в смеси с очищенным воздухом. Патрубок 30 оснащен ответвлением (не показано) для подачи паров воды. В верхней частя каталитической камеры 24предусмотрен патрубок 31, открытый в Центральный канал 32 смесительной камеры 16,представляющий собой стакан, в приливе 33 дна которого выполнен канал 34, выходящий в отверстие 5.Кроме того, центральным канал 52 через патрубок 35 сообщен с конверсионной камерой 15,снабженном штуцером 36 подачи картерных газов. Для изменения проходного сечения штуцера 36 предназначен вентиль 37 в виде винта 38 с контргайкой 39.Рабочие поверхности конверсионной 15,смесительном 16, теплообменной 22 и каталитической 24 камер, а также патрубков 29, 31 и 35 выполнены из металла с с (1 -переменной валентностью (титан, молибден, вольфрам,циркония, ниобия).Оснащенный дроссельной заслонкой 40 и патрубком 41 отбора очищенного воздуха,сообщенным с наддроссельным пространством,карбюратор 3 соединен черев топливный насос 42 с баком 43 жидкого топлива. Магистраль 44 подачи газообразного топлива соединена черев редуктор 46 с баллоном 46 для газообразного топлива и содержит запорный электромагнитный клапан 47,регулирующая вентиль 48, установленный на входе в смесительную полость 49, сообщенную посредством дозирующего электромагнитного клапана 50 черев выход 51 с задроссельным пространством карбюратора 3 ж через перепускной канал 52 - с полостью каталитической камеры 24 реактора 14. Смесительная полость 49 посредством регулирующего вентиля 53 сообщена с патрубком 41 отбора очищенного воздуха. Магистраль 44 содержит отвод 54 с регулирующим вентилем 55,установленном на входе в смесительную полость 56, соединенную каналом 57 с патрубком 41 я сообщенную посредством перепускного электромагнитного клапана 58 с полостью каталитической камеры 24 черев патрубок 30,соединенный с патрубком подачи паров воды (не показан) , на входе которого размещена нагревательная камера 59, питаемая как и Теплообменная 22 теплом отработавших газов из выпускного коллектора 60.Поступление картерных газов в конверсионную камеру 15 обеспечивается через патрубок 61 их отбора, вентиль 37 и штуцер 36.Для питания двигателя 1 также предусмотрены источник 62 постоянного электрического тока,датчик 63 давления масла в двигателе 1, датчик 64 частоты принудительного холостого хода,управляющий электромагнитным клапаном 65 системы холостого хода карбюратора 3 ( не показан , переключатель ее топливных режимов ,датчик 67 частоты средних оборотов двигателя,три электромагнитных реле 68, 69 и 70, питаемые постоянным электрическим током, причем реле 68Реле 68 имеет обмотку 71 И нормально замкнутые Контакты 72. Реле 69 - обмотку 73 И нормально разомкнутые контакты 74, реле 70 - обмотку 75,нормально замкнутые контакты об И нормально ра-зомкнуть 1 е контакта 77. Обмотка 71 реле 68,контакты 72, контакты 74, обмотка 73 реле 69,контакты 77, контакты 76, обмотка 75 ре-ле 70 имеют плюсовые выводы 78, 79 И 80 81, 82 И 83 84, 85, 86 И 87, а также минусовые выводя 88, 89 И 90 соответственно. Датчики 64 И 67 Имеют плюсовые выводя 91, 92 И 93, 94 соответ-ственно,их минусовые выводы не показаны. Плюсовые выводы 78, 79,92,94 объединены в их общий вывод 95, подключенный к плюсу Источника 62 постоянного электрического тока. Вывод 88 обмотки 71 подключен к минусу Источника 62 тока через нормально замкнутые контакты датчика 63. Вывод 83 обмотки 73 подключен к плюсу источника 62 тока через переключатель ее И выводы 91 я 92 электронного ключа (не показан) датчика 64. Вывод 87 обмотки 75 подключен к плюсу источника 62 тока через выводы 93 И 94 электронного ключа (не показан датчика 67. Электромагнитная клапан 65 имеет возможность подключения к плюсовому выводу 91 датчика 67 выводом Об переключателя ее топливных режимов.Электромагнитные клапана запорный 47,дозирующий 50 И перепускной 58 имеют возможность подключения к плюсу источника 62 тока через контакты 74 И 72 76, 74 И 72 77, 74 и 72,соответст-венно.Способ питания двигателя 1 внутреннего сгорания осуществляется при работе описанного устройства следующим образом.Переключатель 66 устанавливают в положение ГАЗ. При этом плюс Источника 62 электропитания подается через вывод 78 в обмотку 71 реле 68, через вывод 79, замкнутые контакты 72 на выво-ды 80, 81 через вывод 92, открытый электронный ключ (не показан) датчика 64, вывод 91, замкнутый переключатель ее, вывод 83 - в обмотку 73 реле 69. Электронный ключ (не показан) датчика 67 при этом закрыт, вывод 93 отключен от плюса источника 62 электропитания, а реле 68 включается и, размыкая контакты 72, разрывает цепь электропитания выводов 80, 81. Одновременно включается реле 69 И замыкает контакты 74, однако электропитание в обмотку электромагнитного клапана 47 не подается, нормально закрытый электромагнитный клапан 47 отключает подачу газообразного топлива в магистраль 44.Пуск холодного двигателя 1 осуществляют на жидком топливе пусковым устройством (не показано) карбюратора 3. При пуске двигателя и достижении в нем давления масла до рабочего размыкаются контакты датчика 63,при этом вывод 88 обмотки 71 реле 68 отключается от минуса источника 62 электропитания. Реле 68выключается,замыкает контакты 72 И подключает обмотку электромагнитного клапана 47 к плюсу источника 62 электропитания через замкнутые контакты 74 реле 69,замкнутые контакты 72 реле 68,выводы 79 И 78 реле 68 И общий вывод 95 одновременно плюс источника 62 электропитания через общий вывод 95, замкнутые контакты 72 реле 68,замкнутые контакты 74 реле 69,вывод 82 реле 69,вывод 85 реле 70, нормально замкнутые контакты 76 реле 70, вывод 84 реле 70 подается в обмотку электромагнитного клапана 50. Электромагнитные клапаны 47 И 50 срабатывают И открывают подачу газообразного топлива Из баллона 46 через редуктор 45, открытый электромагнитный клапан 47 в магистраль 44,откуда через регулирующий вентиль 43 оно поступает в смесительную полость 49, где смешивается с очищенным воздухом, поступающим через патрубок 41, регулирующий вентиль 53, И подается через открытый электромагнитный клапан 50 И выход 51 в зону максимального разряжения задроссельного пространства карбюратора 3 И через впускной коллектор 4 в двигатель 1 для совершения работы.В условиях разряжения, создаваемого ориентацией конусообразного отверстия 5,соосного первой камере карбюратора 3, часть смеси газообразного топлива с воздухом из смесительной полости 49 одновременно поступает по перепускному каналу 52 в каталитическую камеру 24, обогреваемую теплом отработавших газов, И через нее в смесительную камеру 16, откуда через канал 34 эжектируется в отверстие 5 и из него во впускной коллектор 4 за счет разряжения,создаваемого работающим двигателем 1.Прогрев двигателя 1 осуществляют пусковым устройством (не показано) карбюратора 3 на жидком газообразном топливе. При этом пропорциональный общий расход смеси газообразного топлива с воздухом устанавливают посредством регулирующих вентилей 48 и 53 в интервале 8-12 от общего весового расхода топлива на холостом ходу при минимально устойчивой частоте вращения вала.По мере прогрева двигателя 1 выключают пусковое устройство (не показано) карбюратора 3, двигатель 1 переводят в режим холостого хода также как и во все эксплуатационные режимы управлявшим воздействием на дроссельную заслонку 40 карбюратора 3.В процессе работы двигателя 1 в каждом из эксплуатационных режимов устанавливают нормативную подачу отработавших газов в количестве 4-6 от свежего заряда посредством регулирующего вентиля 26 в теплообменную камеру 22 И из нее через перепуск-ноя патрубок 29 в конверсионную камеру 15, для осуществления реакции конверсии утилизованных отработавших газов с картерными газами, поступающими в нееПри открь 1 тИи дроссельной заслонки 40 карбюратора 3 в положение,соответствующее нагрузке двигателя 30-100 от Максимальной И достижении коленчатым валом соответствующего числа оборотов, открывается электронный ключ датчика Частоты 67. При этом плюс источника 62 электропитания через вывод 95, 94, электронный ключ датчика частоты 67, вывод 93, вывод 87 подают в обмотку 75 реле 70, которое Включаясь,перемыкает свои контакты размыкает контакты 76 и отключает электромагнитный клапан 50 от плюс источника 62 электропитания, замыкает контакты 77, подает плюс источника 62 электропитания через выводы 95, 79, замкнутые контакты 72, выводы 80, 81, замкнутые контакты 74, выводы 82, 85, замкнутые контакты 77, вывод 86 в обмотку электромагнитного клапана 58.Электромагнитный клапан 50 прерывает подачу газообразного топлива во впускной коллектор 4 через выход 51. Электромагнитная клапан 58 включается И открывает подачу газообразного топлива из баллона 46 через редактор 45. открытый электромагнитный клапан 47, магистраль 44, отвод 54, регулирующий вентиль 55 в смесительную полость 56, откуда смесь газообразного топлива с очищенным воздухом, отбираемым на патрубка 41 по каналу 57, через открытый электромагнитная клапан 58 поступает в полость каталитической камеры 24, где протекает процесс, аналогичная вышеизложенному.При резком закрь 1 тИи дроссельной заслонки 40 карбюратора 3 и переводе двигателя 1 в режим Принудительного холостого хода закрывается электронный ключ (не показан) датчика 64. При этом отключается электропитание обмотки 73 реле 69 от плюс источника 62 И размыкаются контакты 74, которые в свою очередь выключают электропитание обмоток электромагнитных клапанов 47,50 И 58. Клапаны 47, 50 И 58 отключают магистраль 44 И прерывают подачу дополнительного топлива через выход 51 во впускной коллектор 4, И в каталитическую камеру 24 соответственно.В двигатель 1, при резком закрытии дроссельной заслонки 40, одновременно прекращается подача жидкого И дополнительного топлива и он переходит в режим принудительного холостого хода. При этом скачкообразно возрастает разряжение в задроссельном пространстве карбюратора 3, что приводит к интенсивному истечению паров воды из ответвления (не показано) патрубка 30 в каталитическую камеру 24 и воздуха из патрубка 41 в смесительную полость 49 соответственно через регулирующий вентиль 53,канал 57, смесительную полость 56, регулирующие вентили 55, 48 и через перепускной канал 52,патрубок 30 с ответвлением (не показано) - вкаталитическую камеру 24, где пары воды и воздуха обеспечивают регенерацию катализатора (не показан) И с продуктами реакции поступают в смесительную камеру 16, где смешиваются с продуктами конверсии поданными по каналу 35 из конверсионной камеры 15,эжектируются в отверстие 5 корпуса 2 проставки и из нее во впускной коллектор 4, откуда с остатками топлива подаются в камеру сгорания двигателя 1. Интенсивное истечение воздуха И паров воды черезЭЛСМСНТЫ ДОПОЛНИТСЛЬНОЙ ТОПЛИВОПОДЗЧИ обеспечивает регенерацию катализатора,ПОВЫШЗСТ СГО ДОЛГОВСЧНОСТЬ, способствуетактивному дожиганию остатков топлива, снижает токсичность. При этом, электронный ключ датчика 64 находится в закрытом состоянии до снижения двигателем оборотов, численно равных самостоятельному холостому ходу .При переключении выключателя ее в положение Топливо, плюс источника 62 электропитания подают через выводы 95 и 92, открытый электронный ключ (не показан) датчика 64, выводы 91, 96 в обмотку электромагнитного клапана 65,при этом подачу дополнительного топлива в магистраль 44 на всех эксплуатационных режимах работы двигателя 1 не производят.За счет разницы давления, создаваемых работающим двигателем 1 во впускном коллекторе 4 и в сообщающихся с последним смесительной камере 16 И конверсионной камере 15, картерные газы в количестве 2-4 от свежего заряда,поступающие из картера двигателя 1 по патрубку 61 в конверсионную камеру 15, смешивают с отработавшими газами, подвергают деструктивному термическому расщеплению и конверсии с поглощением тепла (Эндотермическая реакция). Наличие водяного пара в отработавших газах и воздуха в картерных газах способствует течению реакции конверсии и обуславливает снижение сажеобразования.В переходном И основных эксплуатационных режимах работы двигателя 1 , когда температура отработавших газов достигает 550-750 С, в каталитической камере 24 температура стабилизируется на уровне 450-600 С. При этом,начиная с 350 С дополнительное топливо(например, пропан-бутановый газ в смеси с очищенным атмосферным воздухом в присутствии паров воды) , поступающее через патрубок 30 с ответвлением (не показано) в каталитическую камеру 24, на катализаторе (не показан) подвергается каталитическим превращениям, в результате которых образуются водородосодерваший газ и продукты промежуточных реакция разложения и окисления дополнительного газообразного топлива, которые затем поступаютв смесительную камеру 16. Пары воды активизируют каталитические превращения дополнительного топлива, способствуют