Устройство для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива и способ его использования

 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к устройствам для обработки подаваемого в дизель топлива. Техническим результатом является уменьшение токсичности отработавших газов дизеля и снижение расхода топлива. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит медный и алюминиевый листы, наложенные на резиновый ленточный корпус в последовательном порядке. В корпусе установлены магнитные индукционные излучатели канального типа, внутри которых размещены магниты. Между магнитными индукционными излучателями расположены керамические треугольные полюса. К одному из керамических полюсов прикреплен индукционный излучатель электромагнитной волны с катушкой. При этом корпус вставлен в квадратную алюминиевую трубу, наружная сторона которой покрыта изоляционным слоем. Устройство устанавливается снаружи топливного трубопровода как можно ближе к топливному баку и за счет предварительной обработки топлива позволяет увеличить полноту его сгорания. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к устройству для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива, в частности к устройству нового типа для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива. Устройство согласно изобретению, будучи эквивалентно устройству предварительной обработки, установлено на поверхностной стороне входа подачи топлива на дизельном двигателе внутреннего сгорания так, чтобы активировать молекулы в дизельном топливе и их молекулярное движение. В частности, имея в виду эффективное возбуждение электромагнитной волны и магнитного поля, в устройстве согласно изобретению размещается некоторое дополнительное оборудование, такое как магнит, керамическая опора и катушка, и на основании этого в устройстве могут быть обеспечены совершенные условия сгорания дизельного топлива таким образом, чтобы происходили некоторые физико-химические изменения в дизельном топливе, проходящем через вход подачи топлива. Таким образом, устройство согласно изобретению имеет преимущество в том, что а) после дизельного сгорания выброс токсических веществ в выхлопном газе может быть существенно подавлен, и b) может быть дополнительно снижен расход топлива.

Процесс образования токсических веществ из выхлопного газа дизельного топлива можно кратко изложить следующим образом: когда происходит процесс сжигания в дизельном двигателе, воздух и дизельное топливо частично смешиваются во время их реакции. А именно, реакция между воздухом и дизельным топливом осуществляется в ряде шагов процесса, таких как смешивание газов, формирование, воспламенение, сжигание и вспышка, последовательно и одновременно, во время взаимодействия друг с другом. В таком контексте, поскольку пропорция концентрации смешанного газа или воздуха непостоянна, в одной части осуществляется сгорание, в то время как тепловой процесс, такой как парообразование, осуществляется в другой части.

При нагревании некоторых обогащенных областей в полосе реакции дизельного топлива и воздуха осуществляется реакция из паровой зоны на поверхности частиц топлива, и тогда частицы углерода из углеводородов изолируются. Если воспламенение изолированных частиц углерода блокировано такой реакцией, они выбрасываются в воздух в форме сажи без сгорания. Некоторые газообразные токсические выбросы, включающие сажу, выбрасываются вместе с СО, НС, NO_х и SO_x. В частности, поскольку сжигание в дизельном двигателе не доступно при избытке воздуха, выбрасываемое количество СО не является серьезной проблемой, но несжигание углеводородов, возникающее при малонагруженном и/или холодном двигателе, создает серьезные проблемы для окружающей среды.

Поскольку это так, то некоторые вещества частиц, выбрасываемые из дизельного двигателя, являются загрязнителями окружающей среды: среди них сажа, кроме других эффектов может создавать для людей видимые неудобства и плохой запах. Кроме того, все еще обсуждается вопрос о том, воздействуют ли на человеческое тело ароматические углеводороды, поглощаемые сажей. В любом случае, если сажа попадает в дыхательные пути человека из атмосферы, может возникнуть нежелательное воздействие.

Когда некоторые проблемы, связанные с нормальным и ненормальным сгоранием в дизельном двигателе, рассматриваются с механической и химической точек зрения, сгорание в дизельном двигателе становится доступным таким образом, что впрыскивание дизельного топлива, в отличие от бензинового двигателя, продолжается в течение определенного периода. Таким образом, интервалы впрыскивания топлива будут существенно влиять на сгорание топлива. В общем, дизельный двигатель отличается тем, что во время хода сжатия воздуха впрыснутое топливо внутри цилиндра формируется в виде соответствующего смешанного газа и воспламенение происходит спонтанно. Таким образом, одновременно формируется несколько центров пламени, в то время как сгорание выполняется одновременно по всем частям цилиндра.

На фиг. 1 показан график, демонстрирующий процесс сгорания в дизельном двигателе. Когда дизельное топливо впрыскивается в точке "А", запаздывание воспламенения происходит в обоих интервалах "А" и "В" в пределах очень короткого времени благодаря нагреванию и химическому изменению. Отсюда, если задержка воспламенения велика, максимальное давление вспышки велико, как показано на фиг.2. Наоборот, если запаздывание воспламенения мало, впрыснутое топливо сгорает медленно в последовательном порядке впрыскивания. Затем, поскольку давление внутри цилиндра нарастает медленно без конкретного улучшения, наивысшая сила вспышки поддерживается давлением, получаемым внутри цилиндра. Поэтому, если запаздывание воспламенения мало, максимальное давление вспышки ниже, чем на фиг.2, как показано на фиг.3.

Поскольку дизельное топливо в дизельном двигателе сжигается при постоянном давлении, требуется процесс медленного сгорания. Если используется дизельное топливо, имеющее большое запаздывание воспламенения, быстрое сгорание вызывает явление дизельного удара при реверсивном сгорании при постоянном давлении. Поскольку давление вспышки быстро повышается одновременно с воспламенением в интервалах "В" и "С", показанных на фиг.1, дизельное топливо, впускаемое между интервалами "А" и "В", постоянно вспыхивает одновременно с воспламенением. Это есть изменение, соответствующее основному циклу статического сгорания и оно не может регулироваться каким-либо другим способом снаружи.

Поскольку давление и температура в камере сгорания могут адекватно достигать необходимых уровней в интервалах "С" и "D", показанных на фиг.1, впрыскиваемое дизельное топливо сжигается в последовательном порядке по мере впрыскивания, и процесс поддерживается при почти постоянном давлении. Однако, если такой период занимает много больше времени, степень отсечки дизельного топлива повышается и его термический коэффициент полезного действия снижается. Чтобы обеспечить максимальный коэффициент полезного действия с высокой выходной мощностью в ограниченном цилиндре, считается, что максимальные эффекты сгорания должны быть выполнены минимальным количеством избыточного воздуха с соответствующим соотношением впрыснутой смеси и воздуха и распылением.

Кроме того, некоторое количество оставшегося топлива, которое еще не сгорело в точке "D" на фиг.1, поддерживает состояние после сгорания, но это мало влияет на то, что это топливо повышает температуру выхлопа сгорания и создает черный цвет выхлопного газа. Такое явление происходит благодаря тому, что используется дизельное топливо, имеющее большое запаздывание воспламенения и имеется накопительное явление с повторным открыванием фиксированного топливного клапана.

Как упоминалось выше, дизельный удар не является ответственным за тепловые повреждения из-за ненормальной тепловой передачи, но резкие колебания в величине крутящего момента не могут обеспечить плавное движение, а также существует риск того, что его воздействие может привести к возникновению чрезмерного давления (Автомобилестроение, Вон-Суп Ба, 1992, Донгмунг Публикейшн Ко., стр. 222-230; Дизельный двигатель, Енг-Су Ким, 1996, Семун Публикейшн Ко. , стр. 367-370; Автомобильный двигатель II дизельный двигатель, Джа-Хви Ким, 1997, Чунгвон Публикейшн Ко., стр. 442-444).

В отличие от бензинового двигателя, дизельный двигатель имеет неопределенное ограничение на явление дизельного удара, которое не следует недоучитывать. В основном, можно избежать дизельного удара при коротком запаздывании воспламенения. По существу, поскольку запаздывание воспламенения вызывается дизельным ударом, для предотвращения этого явления требуется, чтобы использовалось дизельное топливо, имеющее лучшие воспламеняющие свойства, а в противном случае введены соответствующие альтернативы.

Чтобы преодолеть относящиеся к сгоранию проблемы, связанные с дизельным двигателем, должны учитываться такие факторы, как степень сжатия и всасывание/температура цилиндра. Следовательно, предпочтительно, чтобы температура сжатия и всасывания была выше, поскольку это означает, что дается более высокое сжатие для воздуха, втянутого в камеру сгорания.

В таком состоянии должны быть определены текучесть всасывания воздуха и точное время впрыскивания дизельного топлива. При завихрении и турбулентном потоке всасывания воздуха это облегчает химическую реакцию во время процесса смешивания. Более того, если температура всасывания воздуха высока, быстрое распыление дизельного топлива помогает выполнить дополнительное разделение впрыснутого дизельного масла, таким образом сокращая запаздывание воспламенения. Кроме того, если период впрыскивания определен как середина верхней мертвой точки, его средняя температура и давление максимизированы таким образом, что запаздывание воспламенения дополнительно сокращается.

Однако, поскольку машина имеет ограничение, механическое ограничение обязательно должно быть преодолено таким образом, что время запаздывания воспламенения должно сокращаться путем точного контроля вида или типа дизельного топлива, определяющих время запаздывания воспламенения как одну из критических проблем, с которыми сталкивается дизельное топливо. С этой целью, со ссылкой на вид и тип дизельного топлива, включая процессы распыления и дисперсии, возможное замечание состоит в том, что, поскольку дизельное топливо, имеющее более высокую температуру горения, обладает большим запаздыванием воспламенения, должно быть использовано дизельное топливо с большими цетановыми числами и должна быть рассмотрена механическая распыленная дисперсия, чтобы впрыскиваемое топливо хорошо контактировало с высокотемпературным воздухом. Кроме того, рассматривается следующий способ регулирования в решении проблем, связанных со свойствами дизельного топлива в смысле его физико-химических свойств.

Во-первых, когда рассматривается вязкость дизельного топлива, вязкость углеводородов улучшается с ростом углеродных чисел. Если углеродные числа одинаковы, вязкость нафтенового ряда выше, чем олефинового или парафинового рядов. В общем, если точка кипения дизельного топлива низкая, его вязкость тоже низка. Также вязкость дизельного топлива имеет тесную зависимость от распыления; если вязкость дизельного топлива низкая, его улучшенное распыляющее свойство и дисперсия частиц приводят к облегчению нагревания и парообразования, таким образом внося вклад в сокращение запаздывания воспламенения и улучшение сгорания. Однако, если вязкость дизельного топлива слишком мала, его слабая взаимосвязь в камере сгорания приводит к потере однородного распределения дизельного топлива в цилиндре и слабый контакт с воздухом также является причиной неравномерного сгорания. Кроме того, слабая смазка вызывается впрыскивающим насосом или впрыскивающим соплом, и имеется большой риск утечки дизельного топлива. В противоположность этому, если вязкость дизельного топлива значительно выше, остатки накапливаются на внутренней части двигателя, создавая таким образом дым и тяжелый запах.

В случае использования дизельного топлива, имеющего по своей природе большие изменения в вязкости, температура топлива должна поддерживаться на определенном уровне. Поэтому должно быть обусловлено, в общем, что вязкость дизельного топлива должна составлять 2-5,8 мм²/с при 30^oС или 37,8^oС. Тем не менее, как упоминалось выше, необходимо, чтобы было обеспечено дизельное масло со следующими условиями, такими как гарантированная сила пропуска, лучшая дисперсия и улучшенное разделение на частицы.

Во-вторых, дизельное топливо должно иметь лучшее свойство воспламенения, чтобы гарантировать нормальное сгорание, которое не сопровождалось бы никакой дизельной детонацией в дизельном двигателе. В общем, для определения свойства горения упоминалось цетановое число. Обусловлено, что цетановое число высокоскоростного дизельного двигателя как минимум должно быть больше чем 45. Если какое-либо дизельное топливо имеет много цетановых чисел, лучшая, усовершенствованная начальная точка дает более эффективный запуск. Однако, если какое-либо дизельное топливо имеет большое количество цетанов, у него будет большая часть, занятая нормальными углеводородами на основе парафина, и тогда более низкая плотность и вязкость приведут к слабому проникновению впрыскиваемого топлива, результатом чего будет неполное сгорание.

В-третьих, ссылаясь на образование сажи, имеется возрастающая тенденция для выброса сажи, когда дизельное топливо имеет молекулярную структуру повышенной плотности. А именно, тенденция выброса сажи становится выше в последовательном порядке парафинового, нафтенового и ароматического рядов.

Как показано в последующей химической формуле 1, нормальный парафин имеет углеводородно-связанный линейный тип цепи (прямой тип цепи) с молекулярной формулой C_nH_zn+2.

Химическая формула 1 Также, как показано следующей химической формулой 2, нафтеновые ряды состоят из кольцевых и односвязанных углеводородных структур с молекулярной формулой С_nН_2n. Его структура химически устойчива, поскольку в ней нет двойных связей.

Химическая формула 2 Далее, как показано последующей формулой 3, ароматический ряд состоит из кольцевых и двухсвязанных углеводородных структур. Его базовой структурой является бензольное кольцо с тремя двойными связями с 6 атомами углерода. Несколько других молекул могут быть присоединены к бензольному кольцу, поскольку его воспламеняющее свойство низкое, а антидетонационное свойство сильное.

Химическая формула 3 Как отмечено в вышеприведенных химических формулах 1, 2 и 3, предполагается, что молекулярное строение углерода может быть фактором для получения сажи во время сгорания дизельного топлива.

Кроме того, большинство твердых частиц вещества дизельного топлива, выбрасываемых при сгорании, находятся в диапазоне диаметров примерно от 0,01 до 10 мкм величиной. Таким образом, некоторые твердые частицы вещества сажи, средняя масса которых имеет частицы размером меньше 1 мкм в диаметре, должны быть отделены до сгорания, вид дизельного топлива также должен контролироваться. Как наблюдалось из вышеприведенных результатов, образование таких твердых частиц вещества происходит благодаря химической реакции углеводородов.

Между тем, ссылаясь на некоторые углеводороды дизельного топлива, подобные приведенным в химической формуле 2 и химической формуле 3, частицы углерода из углеводорода изолируются во время реакции нагревания в зоне на поверхности частиц топлива и, когда реакция становится непрерывной, сгорание этих частиц углерода блокируется, а несгоревшие частицы углерода выбрасываются в воздух в форме сажи. При изолированных частицах углерода блокирование сжигания изолированных частиц углерода может быть объяснено вышеупомянутыми фактами, но другой фактор состоит в том, что среди углеводородов кольцевой формы молекулярных структур химических формул 2 и 3 изолирован только водород, в то время как молекулярные структуры углерода с двойной связью не разрушаются; затем, благодаря различным причинам, таким как сгорание при недостатке кислорода во время сгорания и рабочим условиям внутри дизельного двигателя, образуются некоторые твердые частицы вещества и выбрасываются в форме сажи.

Как упоминалось выше, любая возможная гипотеза, основанная на вязкости, свойстве сгорания и образования сажи, такова, чтобы соответствовать некоторым конфликтным проблемам дизельного топлива: должно быть обеспечено лучшее свойство впрыскивания, в то же время более высокое свойство воспламенения; кроме того, должны быть удалены некоторые твердые частицы вещества, создаваемые дизельным топливом.

В свете вышеупомянутых аспектов следует рассмотреть следующие вопросы для уменьшения образования сажи в дизельном двигателе внутреннего сгорания и для улучшения коэффициента полезного действия сгорания с целью экономии расхода топлива.

Во-первых, это сухой воздух, всасываемый из атмосферы в дизельный двигатель. А именно, сухой воздух содержит 78% по объему (75% по весу) азота (N₂) и 21% по объему (23,2% по весу) кислорода (O₂). При воздухе, состоящем из азота и кислорода, в большинстве случаев, когда азот и кислород всасываются в цилиндр и сжимаются под высоким давлением, должны быть предприняты некоторые меры регулирования к кислороду до того, как воздух вводится, таким образом, чтобы без возможной реакции с азотом кислород мгновенно реагировал с дизельным топливом при условии парообразования углеводородов для их окисления.

Во-вторых, должны быть предприняты определенные меры, когда водород отделяется от углерода, для того, чтобы а) газообразный углеводород мог реагировать с кислородом, и b) может быть сделано доступным полное сгорание путем надежной реакции между водородом, углеродом и кислородом.

Поэтому было проведено усиленное изучение с целью преодолеть несколько вышеупомянутых проблем, и это изобретение может подавлять выпуск газообразных токсических выбросов и токсических выбросов в виде частиц, и в то же время может значительно снизить потребление топлива. Это изобретение отличается тем, что а) чтобы улучшить условия сгорания дизельного топлива, когда оно подается из топливного бака к шлангу или трубке подачи топлива, большое количество углеводородов (смесь углеводородов, имеющих 10-20 атомов углерода, нагретых до примерно 170-370^oС), содержащихся в дизельном топливе, обрабатываются способом электромагнитной регулировки таким образом, что молекулярная природа углеводородов становится почти адекватной для полного сгорания, b) для дальнейшего эффективного сгорания кислород во всасываемом и сжимаемом воздухе регулируется с помощью способа электромагнитного регулирования из отверстия для всасывания воздуха, с) при избытке воздуха твердые частицы углерода, остававшиеся при недостатке кислорода, могут в достаточной степени реагировать с кислородом в любом слое реакции.

Устройство согласно изобретению - это неизвестная новая конструкция, и задачей этого изобретения является создание устройства для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива, предназначенного для улучшения условий сгорания дизельного топлива, и способа его использования, когда устройство согласно изобретению установлено как устройство предварительной обработки топлива в некотором месте, соседнем с топливным баком, на поверхности входного шланга или трубки (подачи) дизельного топлива.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива медный лист и алюминиевый лист наложены на резиновый ленточный корпус в последовательном порядке, каждый шестигранный резиновый уплотнитель прикреплен к левой и правой верхней сторонам внутренней верхней стороны корпуса, каждый магнитный индукционный излучатель канального типа с открытыми верхними концами установлен в центре внутренней части, присоединенной к резиновым уплотнителям, каждый магнит установлен внутри магнитных индукционных излучателей, керамические треугольные полюса присоединены среди магнитных индукционных излучателей, индукционный излучатель электромагнитной волны, содержащий катушку, присоединен к одному центру, выбранному из керамических треугольных полюсов, при этом корпус вставлен в квадратную алюминиевую трубу, в то время как наружная сторона его трубы покрыта изолятором.

Каждый из упомянутых магнитов имеет магнитную напряженность в 0,22 Вб/м², 0,21 Вб/м², 0,2 Вб/м², соответственно.

Треугольные полюса состоят из химических составов, таких как А1₂O₃ 42%, SiO₂ 31%, Са 10%, К₂O 3%, TiO₂ 3% и редкоземельных элементов 3-5% по весу. Предпочтительно, чтобы 3 прямолинейных отверстия, проникающих друг в друга, были сформированы в треугольном углу обеих сторон керамического треугольного полюса и два неодим-железных полюса и полюс из алюминия вставлены в отверстия, причем одна сторона индукционного излучателя электромагнитной волны, присоединенная к керамическому треугольному полюсу, содержит 18К золота, в то время как противоположная симметричная сторона содержит медь, а излучатель электромагнитной волны имеет длину волны 2,5-3,0 В/11 мкА.

Поставленная задача решается также тем, что в способе использования устройства для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива устройство согласно изобретению присоединяют к поверхности входа для подачи топлива так, чтобы активировать дизельное топливо, и в то же время устанавливают катушку в отверстии для впуска воздуха для сгорания дизельного топлива, таким образом активируя атомы кислорода во всасываемом воздухе, причем катушку используют для возбуждения длины волны в 2,5-3,0 В/81 мкА.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых:
фиг.1 - это график, показывающий процесс сгорания в дизельном двигателе;
фиг. 2 - это график, показывающий корреляцию между запаздыванием воспламенения дизельного двигателя и его давлением вспышки;
фиг.3 - это график, показывающий корреляцию в другом состоянии фиг.2;
фиг. 4а - это отдельный вид в аксонометрии, иллюстрирующий структуру устройства для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива согласно изобретению;
фиг.4b - это вид сбоку внутренней структуры, показанной на фиг.4а;
фиг.4с - это вид сверху внутренней структуры, показанной на фиг.4а;
фиг. 5 - это вид в аксонометрии, показывающий структуру керамического треугольного полюса, показанного на фиг.4а;
фиг.6 - это принципиальная схема, на которой устройство согласно изобретению присоединено ко входу для подачи топлива;
фиг. 7а - это схема, на которой устройство согласно изобретению присоединено ко входу для подачи топлива дизельного двигателя внутреннего сгорания;
фиг.7b - это схема, на которой импульсно-генерированная электромагнитная волна подается из воздуховсасывающей части дизельного двигателя внутреннего сгорания;
фиг.8 - это поперечное сечение, показывающее часть для всасывания воздуха дизельного двигателя.

Обозначения на кодах, определенных в главных частях чертежей
1 - корпус резиновой полосы
2 - медный лист
3 - алюминиевый лист
4а, 4b - резиновый уплотнитель
5a, 5b, 5c - излучатель магнитной индукции
6а, 6b, 6с - магнит
7a, 7b - керамический треугольный полюс
8, 31 - катушка
9 - индукционный излучатель
10 - алюминиевая трубка
11 - изолятор
12а, 12b, 12с - отверстие
13 - уплотнитель
20 - часть всасывания воздуха
21 - отверстие всасывания воздуха
22 - камера сгорания
23 - воздушный фильтр
24 - трубопровод всасывания воздуха
Это изобретение объясняется более подробно здесь далее со ссылками на сопровождающие чертежи.

Это изобретение относится к устройству для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива и оно содержит:
медный лист 2 и алюминиевый лист 3, которые наложены на резиновом полосовом корпусе 1 в последовательном порядке;
каждый шестигранный резиновый уплотнитель 4а, 4b присоединен к левой и правой верхним сторонам внутренней верхней стороны корпуса 1;
каждый магнитный индукционный излучатель канального типа 5а, 5b, 5c с открытыми верхними концами установлен в центре внутренней части, присоединенной к резиновым уплотнителям 4а, 4b;
каждый магнит 6a, 6b, 6с уcтановлен в магнитных индукционных излучателях;
керамические треугольные полюса 7а, 7b присоединены между магнитными индукционными излучателями 5а, 5b, 5с;
излучатель возбуждения электромагнитной волны 9, содержащий катушку 8, присоединен к центру одного выбранного из керамических треугольных полюсов 7а, 7b;
корпус 1 вставлен в квадратную алюминиевую трубу 10, в то время как наружная сторона трубы 10 покрыта изолятором 11.

Следовательно, не показанные ссылочные номера 12а, 12b, 12с обозначают отверстия, образованные в керамических треугольных полюсах 7а, 7b; ссылочный номер 13 обозначает уплотнитель для уплотнения алюминиевой трубы 10; ссылочный номер 20 обозначает часть всасывания воздуха, где воздух всасывается в дизельный двигатель внутреннего сгорания; ссылочный номер 21 обозначает отверстие для впуска воздуха в части всасывания воздуха 20; ссылочный номер 22 обозначает камеру сгорания; ссылочный номер 23 означает воздушный фильтр; ссылочный номер 24 обозначает трубопровод всасывания воздуха; ссылочный номер 31 обозначает катушку генерации импульсного сигнала, установленную в отверстии всасывания воздуха 21.

Изобретение объясняется более подробно далее.

Это изобретение относится к устройству, показанному на фиг.4а, фиг.4b и фиг. 4с. Как показано на фиг.4а, 4b и 4с, устройство согласно изобретению имеет структуру, в которой левый и правый резиновые уплотнители 4а, 4b присоединены к резиновому полосовому корпусу 1; медный лист той же ширины 2 присоединен к резиновому полосовому корпусу 1, а алюминиевый лист 3 также присоединен к верхней стороне медного листа 2. Далее, магнитные индукционные излучатели 5a, 5b, 5c присоединены к левой и правой сторонам и центру корпуса 1; постоянные магниты или электромагниты 6а, 6b, 6с присоединены к единственной нижней стороне внутри магнитных индукционных излучателей 5а, 5b, 5с соответственно, в то время как изолятор вставлен в круглые части изолятора излучателя с обеих сторон; каждый керамический треугольный полюс 7а, 7b, имеющий более узкое основание, чем алюминиевый лист 3, вставлен между левыми магнитными индукционными излучателями 5а, 5с и магнитным индукционным излучателем 5b, размещенным в самом центре, и закреплен на алюминиевом листе 3. Здесь керамические треугольные полюса 7а, 7b имеют структуру, показанную на фиг.5.

В частности, согласно изобретению излучатель возбуждения электромагнитной волны 9 закреплен в самом центре правого керамического треугольного полюса 7b, вставленного между правым магнитным индукционным излучателем 5с и центральным магнитным индукционным излучателем 5b путем выбора одного из керамических треугольных полюсов 7а, 7b. Здесь оба витка образованы в излучателе возбуждения электромагнитной волны 9, а катушка 8 расположена внутри индукционного штыря 9. Как показано на фиг.4а, структура, сформированная таким образом, вставлена в квадратную алюминиевую трубу 10 и обработана уплотнителем. Таким образом, укрыто все ее наружное покрытие, покрытое изолятором 11.

Устройство согласно изобретению, которое может быть установлено на шланге или трубе, служащей в качестве входа для подачи дизельного топлива к двигателю через топливный бак дизельного двигателя внутреннего сгорания, является устройством предварительной обработки, предназначенным для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива, и оно может быть, до его использования, прикреплено к поверхностной стороне шланга или трубы, присоединенной к месту, расположенному как можно ближе к топливному баку без его повреждения, разрезания или перемещения.

Устройство согласно изобретению, предназначенное для использования в некоторых автомобилях с высокоскоростным дизельным двигателем, потребляющим дизельное топливо, включая средне- и низкоскоростные двигатели внутреннего сгорания, прикреплено к поверхностной стороне шланга или трубы, присоединенной к месту, возможно ближе расположенному к топливному баку, служащему для подачи топлива. Когда дизельное топливо сжигается в двигателе внутреннего сгорания, устройство по изобретению может обеспечить наилучшие условия сгорания для почти полного сгорания. В частности, чтобы предотвратить выброс вместе с выхлопным газом частиц сажи, таких как смесь углеводородов (некоторые углеводороды поглощаются частицами углерода), смеси на основе серы и аэрозолей, а также загрязняющих газов (например, СО, НС, NО_х и SO_x) и сажи, токсических выбросов в виде частиц твердого вещества, в частности применен принцип, основанный на способе электромагнитной регулировки, который осуществляет надежный контроль дизельного топлива до того, как оно поступает в двигатель. С таким приспособлением молекулярная структура и энергия дизельного топлива заранее улучшается в отверстии для всасывания воздуха и в шланге или трубе для подачи топлива, таким образом создавая условия для почти полного сгорания предварительно обработанного дизельного топлива в дизельном двигателе. Здесь устройство предварительной обработки относится к устройству, основанному на физико-химическом способе, предназначенном для регулирования выброса токсических веществ до того, как топливо впрыскивается в двигатель внутреннего сгорания, в то время как его соответствующее устройство последующей обработки относится к устройству, в котором твердые частицы сажи, в частности, отфильтровываются от токсических веществ, высвобождаемых при сгорании в двигателе внутреннего сгорания или сжигании в других источниках тепла.

Как объяснялось выше, в процессе образования сажи имеется повышенная тенденция высвобождения сажи благодаря большей плотности молекул топлива, т.е. в последовательном порядке парафиновый, нафтеновый и ароматический ряды. Поэтому такая возрастающая тенденция будет заметна от прямой цепной структуры связи углерода с водородом к циклически кольцевой структуре, поскольку это означает, что, когда водород изолирован от устойчивого положения, где существуют атомы углерода с двойной связью, его начальная молекулярная структура поддерживается такой, какая она есть. В этом отношении, чтобы разрушить более устойчивую кольцеобразную группу углерода на меньшие, необходимо больше энергии для разрушения такой структуры, кроме энергии для сжатия источника тепла.

Имея это в виду, предполагается, что атомы углерода используют массу крайних длин волн инфракрасных лучей, генерированных при температуре полного окисления. Таким образом, механизм этого изобретения состоит в том, что путем обеспечения специфических тепловых инфракрасных лучей с крайней длиной волны той же длины волны, в дизельном топливе из жидких углеводородов атомы углерода находятся в резонансном движении до сгорания дизельного топлива и реагируют с атомами кислорода.

Поскольку это так, когда атомы водорода и углерода этого изобретения имеют определенные уровни электродвижущей силы, они становятся чувствительными к наружной или электромагнитной волне, независимо от вязкости и температуры углеводородов в жидкой фазе. Чтобы использовать это, необходимо, чтобы электродвижущая сила углеводородов жидкой фазы сначала была бы генерирована, и в то же время, углеводороды жидкой фазы должны быть в резонансе под действием внешней электромагнитной волны.

Далее, чтобы придать жидким углеводородам электродвижущую силу, первый способ состоит в том, чтобы стабилизировать статический ток или различные длины волн, генерируемые структурой двигателя внутреннего сгорания, благодаря разным причинам, через выхлоп или выделение. В таком стабильном состоянии углеводороды могут устойчиво получать необходимую электродвижущую силу и волну энергии, которая может облегчить резонанс.

Далее, чтобы мгновенно придать жидким углеводородам электродвижущую силу, необходимую для активного молекулярного движения, дизельное топливо должно быть передано из слабого магнитного поля в более высокую магнитную зону.

С этой целью один из полюсов, N (северный) или S (южный), должен быть выбран постоянно и быстро повернут на постоянный угол 90^o в направлении магнитной скорости в магнитном поле. Шланг или труба, где дизельное топливо движется к двигателю, является лучшим материалом в поддержании направления и скорости такого движения. В выборе лучшего места для удовлетворения такой цели внутренняя часть моторного отделения не подходит, и, если это возможно, выгодно выбрать место, находящееся на удаленном расстоянии от моторного отделения с массой электронно-управляемых схем. Таким образом, подходящим является место, соседнее с дизельной топливной трубой, присоединенной к топливному баку.

Фиг. 6 - это схема, на которой устройство этого изобретения присоединено к входу подачи топлива. Поскольку каждый из магнитов 6а (0,22 Вб/м²), 6b (0,21 Bб/м²) и 6с (0,2 Bб/м²) расположен на постоянных интервалах относительно топливной трубы, по которой топливо течет к двигателю, дизельное топливо, текущее с направления а) к b), движется на N полюс магнита 6с--> магнит 6b-> магнит 6а под углом 90^o.

Отсюда, имеется несколько разных электродвижущих сил в дизельном топливе, благодаря размеру, материалу и скорости течения в трубе, но в пределах допустимой магнитной скорости в рамках магнитного поля диаметром 8 см может быть получена желаемая электродвижущая сила. Ссылаясь на фиг.6, жидкие углеводороды имеют электродвижущую силу, когда они проходят через каждую точку 3 магнитов 6а, 6b, 6с. Затем, когда электромагнитная волна низкой частоты подается на углеводороды, они выполнят резонансное движение.

Далее, керамические треугольные полюса 7а, 7b и каждая канальная секция магнитного индукционного излучателя 5а, 5b, 5с, показанные на фиг.5, являющиеся компонентами устройства этого изобретения, генерируют электромагнитную волну в форме магнитной волны, имеющей одинаковую крайнюю длину волны инфракрасного излучения в 8-20 Гц, низкочастотную электромагнитную волну. Отсюда, электромагнитная волна имеет 2,5-3 В/11 мкА. Когда такие компоненты устройства этого изобретения установлены на входе подачи топлива, структура схемы, относящейся к электромагнитной волне и ее генерации, показана на фиг. 7а. Электромагнитная волна, возбужденная магнитными индукционными излучателями 5а, 5b, 5с, направлена на дизельное топливо, которое находится в резонансе с длиной волны 10-18 Гц. В частности, поскольку атомы углерода возбуждены и находятся среди дизельного топлива, проходящего на полосе керамических треугольных полюсов 7а, 7b, атомы водорода находятся в резонансе с длиной волны керамических специфических тепловых крайних инфракрасных лучей при 8-20 Гц.

Тем временем материалы для магнитов 6а, 6b, 6с, используемые в устройстве этого изобретения, включают Nd₂Fe₁₄B, литой слой сплава Nd-Fe-B и другой сплав, подобный Nd₄Fe₁₄B. 72 атома содержатся в одном пакете, и предпочтительно использовать материалы, состоящие из слоя одного Fe и/или слоев из Nd или В в последовательном порядке. Ультрамагнит, содержащий в качестве материала неодим-железо, применен для возбуждения специальной электромагнитной волны, когда он заземлен, таким образом генерируя электродвижущую силу, пригодную для молекулярной структуры жидких углеводородов.

Далее, общеизвестные керамические материалы могут быть использованы для создания керамических треугольных полюсов 7а, 7b этого изобретения и, в частности, предпочтительно использовать ряд Al-Si-Ca-Na-K-Ti. Например, предпочтительный химический состав содержит А1₂O₃ 42%, SiO₂ 31%, Са 10%, NaO 7%, К₂О 3%, TiO₂ 3% и другие редкоземельные элементы 3-5%. Также керамический треугольный полюс может состоять из смеси, имеющей размер частиц в 1-10 мкм, и может быть использован конечный продукт, пластифицированный при температуре между 1200-1300^oС. Три прямолинейных отверстия в треугольном угле с обеих сторон, входящие одно в другое, сформированы в керамических треугольных полюсах 7а, 7b, и такое исполнение представляет место для установки полюсов как из нежелезного, так и железного сплава. В секции треугольных полюсов 7а, 7b соотношение размер его отверстия с треугольной ногой предпочтительно определяется как 9: 2. Два неодим-железных полюса и полюс из алюминия 99,4%, которые не заземлены путем парообразования создающей силу электромагнитной волны, сформированы в его пустом отверстии и служат в качестве средства для управления электромагнитной волной, генерированной из треугольных полюсов 7а, 7b.

Далее, каждый керамический треугольный полюс 7а, 7b создан таким образом, что электромагнитная волна, излучаемая его треугольным полюсом, направлена к N (северному) полюсу. Затем, в случае индукционного излучателя электромагнитной волны 9, внутри которого находится катушка 8, одна сторона контактирует с керамическим треугольным полюсом 7а, 7b и содержит 18К золота примерно 0,01-0,1 мм, в то время как противоположная симметричная сторона содержит медь в количестве более чем 99,4%. Таким образом, ионные заряды, двигающиеся от основания треугольных полюсов 7а, 7b в кольцевом направлении, поглощаются и вместе с длиной волны, генерированной в схеме, показанной на фиг.7а, они излучаются к N-полюсу. Отсюда, электромагнитная волна имеет свою длину волны только 2,5-3 В/81 мкА, но ее сильное воздействие на атомы углерода активирует дизельное топливо.

Между тем, дизельное топливо состоит из углеводородной структуры, где молекулы углерода и водорода связаны. В этом контексте, есть необходимость, чтобы кислород, присутствующий в высшей степени сжатом всасанном воздухе, мог вступать в соединение с углеродом для полного сгорания, и кислород до всасывания воздуха должен быть обеспечен некоторой энергией активации при полном понимании его природы, и чтобы освобожденные атомы углерода не соединялись друг с другом, для полного сгорания должна быть дополнительно запущена реакция между углеродом и кислородом. Чтобы обеспечить такие условия, возможности кислорода, где кислород может легко вступать в реакцию с углеродом, помимо реакции, в которой молекулы активного кислорода и водорода образуют воду, должны быть максимизированы. Если такой способ надежного управления доступен, предпочтительно полностью использовать физико-химическую природу кислорода и углерода, с предположением, что могут быть предотвращены некоторые причины создавать твердые частицы вещества углерода.

Поскольку это так, более предпочтительно, чтобы вместе с активацией дизельного топлива на входе подачи топлива, где установлено устройство этого изобретения, можно было бы также сделать доступным активацию воздуха в его впускном отверстии. С этой целью установлена катушка 31 в отверстии впуска воздуха, устройство для подачи отдельного импульсного сигнала, и когда воздух всасывается, кислород находится в резонансе с электромагнитной волной 8000-20000 Гц, генерированной в схеме, показанной на фиг.7b. В результате во время окисления атомов углерода, присутствующих в дизельном топливе, значительная способность вступать в реакцию может во многом содействовать улучшению коэффициента полезного действия сгорания.

Вместе с корреляцией между таким топливом и всасываемым кислородом, некоторые проблемы, связанные с вязкостью и сокращением запаздывания воспламенения в дизельном топливе, а также с образованием из него сажи, находятся в противоречии друг с другом, как упоминалось выше. Поэтому, чтобы согласовать эти проблемы, необходимо, чтобы тип углерода был пересмотрен; в общем, когда жидкие углеводороды предварительно нагреваются, имеется тенденция того, что их вязкость уменьшится благодаря структурному состоянию.

Когда жидкое дизельное топливо впрыскивается в дизельный двигатель, должна быть обеспечена определенная вязкость для подачи дизельного топлива в цилиндр. Затем дизельное топливо в цилиндре окисляется в процессе разделения и разбрызгивания. Затем, если мгновенно существует избыток кислорода, образуется сажа. Такое явление вытекает из природы атома углерода. Однако, когда вращательное переходное движение атомов водорода активно, атомы углерода в дизельном топливе имеют свойство соединяться с атомами водорода, пока не произойдет разделенная дисперсия. Путем использования таких характеристик углеводороды распыляются на частицы и во время процесса нагревания в поверхностной зоне его частиц топлива атомы углерода изолируются от структуры углеводорода. Затем, при сокращении запаздывания воспламенения, нетрудно добиться, чтобы атомы углерода окислялись атомами кислорода в цилиндре при наличии избытка воздуха. С другой стороны, атомы водорода служат до тех пор, пока вращательное переходное движение уменьшается, и это приводит к сокращению запаздывания воспламенения.

Также необходима какая-то энергия тепла от сжатия для окисления атомов углерода атомами кислорода. Из характеристик дизеля его теплота парообразования, доходящая до 250-300 кДж/кг, сравнительно невелика и, таким образом, скорость парообразования большая. Таким образом, в процессе разделения и парообразования дизельного топлива расширение области поверхностной зоны частиц топлива насколько возможно означает, что оно расширяет пространство для реакции с кислородом, т.е. расширяет полосу реакции. В случае, когда атомы углерода имеют электродвижущую силу, они могут отвергать соединение между собой, отражая процесс создания частиц твердого вещества среди частиц углерода. Поэтому необходимы следующие шаги процесса возбуждения жидкого углеводорода в дизельном топливе, чтобы выпускать выхлопной газ и выбросы: топливо--> генерация электродвижущей силы--> возбуждение резонансного движения с помощью электромагнитной волны--> впрыскивание--> парообразование (расширение области поверхностной зоны путем разделения дизельного топлива)--> расширение полосы реакции с кислородом--> воспламенение --> вспышка--> выпуск. В случае парообразования во время вышеуказанных шагов процесса должно рассматриваться состояние всасывания сжатого воздуха при высокой температуре, а также проверяться наличие 21% кислорода в воздухе.

Как показано в части впуска воздуха на фиг.8, когда воздух всасывается через отверстие всасывания воздуха 21, в атмосфере, содержащей 21% кислорода и 78% азота, 21% кислорода должен завихряться так, чтобы поддерживать равномерное распределение сжатого воздуха. Хотя атомы кислорода сжаты при более высокой температуре, атомы кислорода должны быть готовы для активной диффузии внутри цилиндра камеры сгорания 22.

Согласно устройству по изобретению поэтому катушка 31 установлена в точке "а" части впуска воздуха 20 (показана на фиг.8) для их совместного использования. Таким образом, действие импульсной волны, излучаемой схемой, показаной на фиг. 7b, позволяет всасываемому воздуху совершить активное движение в цилиндре камеры сгорания и атомы кислорода во всасываемом воздухе обеспечивают полное сгорание дизельного топлива таким образом, что количество атомов водорода и углерода, присутствующих в дизельном топливе, уменьшается или они окисляются в воду и углекислый газ, обеспечивая таким образом условия эффективного сгорания как для дизельного топлива, так и для всасываемого кислорода.

Как показано на фиг.7b, схема, генерирующая импульсную электромагнитную волну, имеет допустимую нагрузку 2,5-3,0 В/81 мкА и может изменяться в пределах 2000-20000 Гц. Когда кислород освобождается от водорода в парообразном состоянии структуры углеводорода, его взаимодействие с импульсной электромагнитной волной служит способом облегчения активности атомов кислорода, необходимой для полного сгорания дизельного топлива, распадающегося на воду (Н₃О⁺, ОН^-) и углекислый газ (СО₂), в то же время как-то сдерживая реакцию между кислородом и азотом при высокой температуре в 700^oС. Кроме того, атомы кислорода и азота, имея различную природу, стабилизируются в воздухе, но присущая им особенность при высокой температуре может поддерживаться после воздействия электромагнитной волны, содержащей ту же импульсную волну. А именно, в сжатом состоянии при высокой температуре атомы кислорода и азота могут иметь времяуправляемое действие, так что образование из них окиси азота в цилиндре может сдерживаться.

Далее, когда явление вихревого движения всасываемого воздуха происходит в месте "b", показанном на фиг.8, до всасывания наружного воздуха в камеру сгорания 22, такое действие вихревого движения, возбужденного всасываемым воздухом, сжатым при высокой температуре, может служить расширению полосы реакции между атомами углерода и водорода, создавая условия активации в дизельном топливе вплоть до почти полного сгорания, хотя воздух и всасывается в камеру сгорания 22. Такое явление вихревого движения также поддерживается кислородом импульсной электромагнитной волны, генерируемой из места "а", изображенного на фиг.8.

Вследствие этого активность атомов кислорода ограничивается при высокой температуре и высоком давлении в цилиндре, хотя и происходит явление вихревого движения в месте "b", показанном на фиг.8, физическим (механическим) способом. Согласно этому изобретению импульсная электромагнитная волна генерируется в месте "а", показанном на фиг.8, способом приложения некоторой кинетической энергии к самим атомам кислорода, чтобы преодолеть такие ограничения и обеспечить кинетическую энергию атомам кислорода во всасываемом воздухе, достигая таким образом полного сгорания.

По существу, согласно устройству этого изобретения, катушка 8, установленная внутри электронного индукционного излучателя 9, будучи присоединенной к электропитанию (не показано) обычным способом, имеет схемную структуру, показанную на фиг.7а. Катушка 8 служит для активации дизельного масла путем генерации электромагнитной волны. В дополнение к такому устройству этого изобретения катушка 31, генерирующая импульсную волну, просто установлена в отверстие впуска воздуха, где всасывается воздух для сгорания дизельного топлива. Когда генерация магнитной импульсной волны возбуждена путем, показанным на фиг.7b, атомы кислорода, втянутые до впуска воздуха, перед прохождением через воздушный фильтр, обеспечиваются некоторой кинетической энергией с помощью импульсной волны в отверстии для впуска воздуха. Активированные атомы кислорода вносят большой вклад в активирование дизельного топлива и всасываемого воздуха, получая, таким образом, синергический (взаимно усиливающий) эффект для максимизации коэффициента полезного действия сгорания.

Было проведено несколько испытаний, чтобы измерить состояние сгорания действительного дизельного топлива и выпуск его токсических выбросов на основе вышеупомянутого устройства, включая схему этого изобретения, как результат присоединения устройства согласно изобретению к дизельному автомобилю. Согласно последующей таблице было измерено, что устройство по изобретению значительно уменьшает некоторые токсические выхлопные газы и токсические выбросы в форме твердых частиц вещества, показывая в то же время позитивные и заметные результаты в коэффициенте полезного действия сгорания.

Как упоминалось ранее, устройство согласно изобретению очень легко присоединяется перед использованием к двигателю внутреннего сгорания с дизельным топливом снаружи и не причиняет никакого ущерба подаче топлива в двигатель при использовании.

Кроме того, устройство по изобретению может максимизировать эффективность характеристик способом одновременной активации кислорода в отверстии для всасывания воздуха и при коэффициенте полезного действия сгорания почти до полного сгорания, устройство по изобретению может уменьшить образование токсических веществ, а также снизить потребление топлива.

Поэтому устройство согласно изобретению является идеальным прибором для выполнения требований к двигателям внутреннего сгорания по токсическим выбросам, внося, таким образом, вклад в значительное снижение загрязненности воздуха, связанной с углеводородными топливами, и давая дополнительные энергосберегающие эффекты на основе полного сгорания.

Формула изобретения

1. Устройство для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива, в котором медный лист (2) и алюминиевый лист (3) наложены на резиновый ленточный корпус (1) в последовательном порядке; каждый шестигранный резиновый уплотнитель (4а, 4b) прикреплен к левой и правой верхней сторонам внутренней верхней стороны корпуса (1); каждый магнитный индукционный излучатель канального типа (5а, 5b, 5с) с открытыми верхними концами установлен в центре внутренней части, присоединенной к резиновым уплотнителям (4а, 4b); каждый магнит (6а, 6b, 6с) установлен внутри магнитных индукционных излучателей; керамические треугольные полюса (7а, 7b) присоединены среди магнитных индукционных излучателей (5а, 5b, 5с); индукционный излучатель электромагнитной волны (9), содержащий катушку (8), присоединен к одному центру, выбранному из керамических треугольных полюсов (7а, 7b); корпус (1) вставлен в квадратную алюминиевую трубу (10), в то время как наружная сторона его трубы покрыта изолятором (11).

2. Устройство для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива по п. 1, в котором каждый из упомянутых магнитов (6а, 6b, 6с) имеет магнитную напряженность в 0,22 Вб/м², 0,21 Вб/м², 0,2 Вб/м² соответственно.

3. Устройство для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива по п. 1, в котором упомянутые треугольные полюса (7а, 7b) состоят из химических составов, таких, как Аl₂О₃ 42%, SiO₂ 31%, Са 10%, К₂О 3%, TiO₂ 3% и редкоземельных элементов 3-5% по весу.

4. Устройство для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива по п. 1 или 3, в котором 3 прямолинейных отверстия, проникающих друг в друга, сформированы в треугольном углу обеих сторон упомянутого керамического треугольного полюса (7а, 7b) и два неодимжелезных полюса и полюс из алюминия вставлены в отверстия.

5. Устройство для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива по п. 1, в котором одна сторона индукционного излучателя электромагнитной волны (9), присоединенная к керамическому треугольному полюсу (7b), содержит 18К золота, в то время как противоположная симметричная сторона содержит медь.

6. Устройство для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива по п. 1 или 5, в котором излучатель электромагнитной волны имеет длину волны 2,5-3,0 В/11 мкА.

7. Способ использования устройства для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива, в котором устройство по п. 1 присоединяют к поверхности входа для подачи топлива так, чтобы активировать дизельное топливо, и в то же время устанавливают катушку (31) в отверстии для впуска воздуха (21) для сгорания дизельного топлива, таким образом активируя атомы кислорода во всасываемом воздухе.

8. Способ использования устройства для уменьшения токсических выбросов дизельного топлива по п. 7, в котором катушку (31) используют для возбуждения длины волны в 2,5-3,0 В/81 мкА.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10