способ питания двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ питания двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в смешивании жидкого углеводородного топлива с воздухом, подаче дополнительного топлива в каталитический реактор, разогреваемый до 350 600^oС теплотой отработавших газов, присадке к топливно-воздушной смеси полученного в результате каталитической реакции водородсодержащего газа, охлажденного до температуры не более нижнего значения самовоспламенения смеси, вводе образовавшейся смеси в цилиндры и регулировании количества присадки при работе двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, снижения токсичности отработавших газов, до и во время осуществляемой независимо от нагрузки присадки водородсодержащего газа дополнительное топливо в виде природных или нефтяных газов в смеси с воздухом подают при нагрузке до 30% от максимальной одновременно в топливовоздушную смесь и каталитический реактор, а при нагрузке 30 100% от максимальной, дополнительное топливо используют только на получение водородсодержащего газа, причем последний охлаждают смешиванием с продуктами конверсии картерных и отработавших газов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при нагрузке 30 100% от максимальной соответствующих оборотах вала дополнительное топливо подают в каталитический реактор в интервале 15 20% от массового расхода жидкого топлива.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что подачу дополнительного топлива регулируют посредством контактного датчика давления масла.

4. Устройство для питания двигателя внутреннего сгорания, содержащее выполненный в виде проставки и установленный между карбюратором и впускным коллектором корпус с по меньшей мере одним сквозным отверстием с размещенным в нем сетчатым элементом и одной смесительной камерой, патрубки подачи и отвода отработавших газов и перепускной электромагнитный клапан, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности и снижения токсичности отработавших газов, 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 камеры, а теплообменная и конверсионная камеры снабжены штуцерами с регулируемым проходным сечением соответственно отработавших и картерных газов, причем каталитическая камера снабжена патрубком подачи газообразного топлива в смеси с воздухом, а последний соединен с патрубком подачи паров воды.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что наружная теплообменная и внутренняя каталитическая камеры сообщены с конверсионной камерой через смесительную камеру.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что наружная теплообменная и внутренняя каталитическая камера сообщены с конверсионной камерой непосредственно.

7. Устройство по пп. 4 6, отличающееся тем, что рабочие поверхности теплообменной, каталитической, смесительной и конверсионной камер и сообщающих их патрубков выполнены из металла с -переменной валентностью.

8. Устройство по пп.4 7, отличающееся тем, что в качестве металла с a -переменной валентностью используют титан.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению.

Известен способ работы двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, содержащий подачу в воздушный заряд газообразного топлива при минимально устойчивой частоте вращения вала, а на других режимах смеси газообразного и жидкого топлива, причем расход газообразного топлива на всех режимах выдерживают постоянным, а на прямой передаче осуществляют дополнительную подачу газообразного топлива, его расход устанавливают при минимально устойчивой частоте вращения вала и поддерживают это значение расхода постоянным при всех частотах вращения вала на прямой передаче.

Известен также способ питания двигателя внутреннего сгорания, содержащий смешивание жидкого углеводородного топлива с воздухом, подачу аммиака в качестве дополнительного топлива в каталитический реактор, подогреваемый теплотой отработавших газов, получение и присадку к топливовоздушной смеси водородсодержащего газа при нагрузке более 40% от максимальной, выдерживание его температуры в интервале 60-90^оС, ввод образовавшейся смеси в цилиндры и регулирование при работе двигателя количества присадки.

Недостатком способа является то, что водородсодержащая присадка при нагрузке до 40% от максимальной в цилиндры двигателя не поступает и в совершении работы не участвует, что снижает эффективность питания двигателя внутреннего сгорания, не обеспечивает экономию жидкого топлива и снижение выбросов токсичных веществ 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 топливосборником, диском отброса топлива, трубопроводами, топливным насосом с встроенным трехъярусным направляющим аппаратом.

Известно также устройство для обработки топливовоздушной смеси, содержащее корпус с патрубками подачи и удаления отработанного газа, выполненный 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.

Недостатком устройства является то, что размещение сетчатого элемента с пламягасительным диском в сквозном отверстии проставки, совмещенном с первичной камерой карбюратора, создает в зоне максимального разряжения дополнительное сопротивление потоку обрабатываемой топливовозушной смеси, приготавливаемой основными системами карбюратора, 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.

Цель достигается тем, что по способу питания двигателя внутреннего сгорания, включающему смешивание жидкого углеводородного топлива с воздухом, подачу дополнительного топлива в каталитический реактор, разогреваемый до температуры 350-600^оС теплотой отработавших газов, присадку к топливовоздушной смеси полученного в результате каталитической реакции водородсодержащего газа, охлажденного до температуры не более нижнего значения самовоспламенения смеси, ввод образовавшейся смеси в цилиндры и регулирование количества присадки при работе двигателя, до и во время осуществляемой независимо от нагрузки присадки водородсодержащего газа дополнительное топливо в виде природных или нефтяных газов в смеси с воздухом подают при нагрузке до 30% от максимальной одновременно в топливовоздушную смесь и каталитический реактор, а при нагрузке 30-100% от максимальной дополнительное топливо используют только на получение водородсодержащего газа, причем последний охлаждают смешиванием с продуктами конверсии картерных и отработавших газов. Кроме того, при нагрузке 30-100% от максимальной и соответствующих оборотах вала дополнительное топливо с парами воды подают в каталитический реактор в интервале 15-20% от весового расхода жидкого топлива. Подачу дополнительного топлива регулируют посредством датчика давления масла.

Реализуют способ устройством, содержащим выполненный в виде проставки и установленный между карбюратором и впускным коллектором корпус с по меньшей мере одним сквозным отверстием с размещенным в нем сетчатым элементом и одной смесительной камерой, патрубки подачи и отвода отработавших газов и перепускной электромагнитный клапан, причем сквозное отверстие выполнено в виде усеченного конуса с большим основанием со стороны впускного коллектора, количество сквозных отверстий соответствует количеству смесительных камер и они выполнены соосно с последними, сетчатый элемент выполнен в виде усеченного конуса, проставка снабжена конверсионной камерой и каталитическим реактором, последний содержит наружную, охваченную теплоизолирующим покрытием теплообменную и внутреннюю каталитическую камеры, при этом теплообменная и конверсионная камеры снабжены штуцерами с регулируемым проходным сечением соответственно отработавших и картерных газов, а каталитическая камера оснащена патрубком подачи газообразного топлива в смеси с воздухом и соединена с патрубком подачи паров воды. Наружная теплообменная и внутренняя каталитическая камеры сообщены с конверсионной камерой через смесительную камеру. Наружная теплообменная и внутренняя каталитическая камеры могут быть сообщены с конверсионной камерой непосредственно. Рабочие поверхности теплообменной, каталитической, смесительной и конверсионной камер и сообщающих их патрубков выполнены из металла с d-переменной валентностью. В качестве металла с d-переменной валентностью используют титан.

На фиг.1 изображена схема двигателя, реализующего описываемый способ; на фиг.2 представлен узел I на фиг.1; на фиг.3 показана электрическая схема управления двигателем.

Устройство для питания двигателя 1 внутреннего сгорания 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. По числу смесительных камер карбюратора и с возможностью совмещения с 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 этой же стороны отверстие 6 имеет кольцевую проточку 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 каталитический 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 и блок 17 разобщены теплоизолирующей прокладкой 21. В каталитическом реакторе 14 установлены теплообменная камера 22, охваченная теплоизолирующим покрытием 23, а внутри нее с зазором каталитическая камера 24 с катализатором (не показан). На 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 каталитической 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 части каталитической камеры 24 предусмотрен патрубок 31, открытый в центральный канал 32 смесительной камеры 16, представляющей собой стакан, в приливе 33 дна которого выполнен канал 34, выходящий в отверстие 5. Кроме того, центральный канал 32 через патрубок 35 сообщен с конверсионной камерой 15, снабженной 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, смесительной 16, теплообменной 22 и каталитической 24 камер, а также патрубков 29, 31 и 35 выполнены из металла c d-переменной валентностью (титан, молибден, вольфрам, цирконий, ниобий).

Оснащенный дроссельной заслонкой 40 и патрубком 41 отбора очищенного воздуха, сообщенным с наддроссельным пространством, карбюратор 3 соединен через топливный насос 42 с баком 43 жидкого топлива. Магистраль 44 подачи газообразного топлива соединена через редуктор 45 с баллоном 46 для газообразного топлива и содержит запорный электромагнитный клапан 47, регулирующий вентиль 48, установленный на входе в смесительную полость 49, сообщенную посредством дозирующего электромагнитного клапана 50 через выход 51 с задроссельным пространством карбюратора 3 и 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, установленным на входе в смесительную полость 56, соединенную каналом 57 с патрубком 41 и сообщенную посредством перепускного электромагнитного клапана 58 с полостью каталитической камеры 24 через патрубок 30, соединенный патрубком подачи паров воды (не показан), на входе которого размещена нагревательная камера 59, питаемая как и теплообменная камера 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 предусмотрены источник 62 постоянного электрического тока, датчик 63 давления масла в двигателе, датчик 64 частоты принудительного холостого хода, управляющий электромагнитным клапаном 65 системы холостого хода карбюратора 3, переключатель 66 топливных режимов, датчик 67 частоты средних оборотов двигателя, три электромагнитных реле 68, 69 и 70, питаемые постоянным электрическим током, причем реле 68 непосредственно, а реле 69 и 70 через датчики 64 и 67 соответственно. Реле 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 76 и нормально разомкнутые контакты 77. Обмотка 71 реле 68, контакты 72, контакты 74, обмотка 73 реле 69, контакты 77, контакты 76, обмотка 75 реле 70 имеют "плюсовые" выводы 78, 79 и 80; 81, 82 и 83; 84, 85, 86 и 87, а также "минусовые" выводы 88, 89 и 90 соответственно. Датчики 64 и 67 имеют "плюсовые" выводы 91, 92 и 93, 94 соответственно, их "минусовые" выводы не показаны. "Плюсовые" выводы 78, 79, 92, 94 объединены в 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 66 и выводы 91 и 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. Электромагнитный клапан 65 имеет возможность подключения к "плюсовому" выводу 91 датчика 67 выводом 96 переключателя 66 топливных режимов. Электромагнитные клапаны: 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 соответственно.

Способ питания двигателя 1 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 выводы 80, 81, через вывод 92, открытый электронный ключ датчика 64, вывод 91, замкнутый переключатель 66, вывод 83 в обмотку 73 реле 69. Электронный ключ 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 68 выключается, 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 48 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 разрежения, 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, через нее в смесительную 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 разрежения, создаваемого работающим двигателем 1.

Прогрев двигателя осуществляют пусковым устройством карбюратора 3 на жидком и 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 карбюратора 3, двигатель переводят в режим холостого хода так же, как и во все эксплуатационные режимы управляющим 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 теплообменую камеру 22 и из нее через перепускной патрубок 29 в конверсионную камеру 15 для осуществления реакции конверсии утилизованных отработавших газов с картерными газами, поступающими в нее через патрубок 61 отбора картерных газов, вентиль 37 и штуцер 36.

При открывании 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 67 частоты. При этом "плюс" источника 62 электропитания через выводы 95, 94, электронный ключ датчика 67 частоты, вывод 93, вывод 87 подается в обмотку 75 реле 70, которое, включаясь, перемыкает свои контакты: размыкает контакты 76 и отключает электромагнитный клапан 50 от "плюса" источника 63 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. Электромагнитный клапан 58 включается и открывает подачу газообразного топлива из баллона 46 через редуктор 45, открытый электромагнитный клапан 47, магистраль 44, отвод 54, регулирующий вентиль 55 в смесительную полость 56, откуда смесь газообразного топлива с очищенным воздухом, отбираемым из патрубка 41 по каналу 57, через открытый электромагнитный клапан 58 поступает в полость каталитической камеры 24, где протекает процесс, аналогичный вышеизложенному.

В табл.1 показано влияние режимов работы двигателя на состав водородсодержащего газа, получаемого в условиях каталитических превращений смеси паров сжиженного нефтяного пропан-бутанового газа с воздухом в присутствии паров воды на первом катализаторе.

В табл.2 показано влияние режимов работы двигателя на состав водородсодержащего газа, получаемого в условиях каталитических превращений смеси природного газа метана с воздухом на втором катализаторе.

При резком закрывании дроссельной заслонки 40 карбюратора 3 и переводе двигателя 1 в режим принудительного холостого хода закрывается электронный ключ датчика 64. При этом отключается электропитание обмотки 73 реле 69 от "плюс" источника 62 и размыкаются контакты 74, которые 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 закрывании 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 в каталитическую камеру 24, где пары воды и воздуха обеспечивают регенерацию катализатора (не показан), и с продуктами реакций 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 через элементы дополнительной топливоподачи обеспечивает регенерацию катализатора, повышает его долговечность, способствует активному 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 переключателя 66 в положение ТОПЛИВО "плюс" источника 62 электропитания подается через выводы 95 и 92, открытый электронный ключ датчика 64, выводы 91, 96 в обмотку электромагнитного клапана 65, при этом подача дополнительного топлива в магистраль 44 на всех эксплуатационных режимах работы двигателя 1 не производится.

За счет разницы давлений, создаваемых работающим двигателем 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 по патрубку 61 в конверсионную камеру 15, смешиваются с отработавшими газами, подвеpгаются 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^оС, в каталитической камере 24 температура стабилизируется на уровне 450-600^оС. При этом, начиная с 350^оС, дополнительное топливо (например, пропан-бутановый газ в смеси с очищенным атмосферным воздухом в присутствии паров воды), поступающее через патрубок 30 с ответвлением в каталитическую камеру 24, на катализаторе подвергается каталитическим превращениям, в результате которых образуются водородсодержащий газ и продукты промежуточных реакций разложения и окисления дополнительного газообразного топлива, которые затем поступают в смесительную камеру 16. Пары воды активизируют каталитические превращения дополнительного топлива, способствуют образованию водорода, снижают сажеобразование.

Выполнение рабочих поверхностей каталитической, теплообменной, смесительной, конверсионной камер и сообщающих их патрубков из металла с d-переменной валентностью (титан, молибден, вольфрам, цирконий, ниобий), обладающего повышенной окклюзией к свободному водороду, способствует каталитическим реакциям, препятствует образованию на поверхности катализатора, камер и сообщающих их патрубков коксовых отложений и обеспечивает длительную работу.

Взаимодействие низкотемпературных продуктов конверсии и высокотемпературных продуктов каталитического превращения в смесительной камере 16 позволяет поддерживать температуру смеси, эжектируемой через канал 34 во впускной коллектор 4, в диапазоне, не превышающем предел самовоспламенения топливовоздушной смеси, приготавливаемой основными системами карбюратора 3.

Образовавшиеся в результате каталитической обработки дополнительного топлива с парами воды водородсодержащий газ, новые горючие компоненты, продукты термического расщепления и конверсии, смешиваясь в смесительной камере 16 и поступая через канал 34 и отверстие 5, впускной коллектор 4 в камеру сгорания двигателя 1, создают условия для полного сгорания новой многокомпонентной горючей смеси с октановыми числами, соответствующими исходному газообразному топливу, повышают нижний температурный диапазон ее воспламеняемости, обеспечивающий полное испарение жидкого топлива, что позволяет двигателю устойчиво работать в режиме холостого хода при минимально устойчивой частоте вращения вала без подачи жидкого топлива, а также быстро принимать нагрузку на обедненных смесях, при d 1,3-1,4, жидкого и газообразного топлива в переходных и основных эксплуатационных режимах.

Количество подаваемого в каталитический реактор дополнительного топлива при нагрузке 30-100% от максимальной и соответствующих оборотах вала устанавливают в интервале 15-20% от весового расхода жидкого топлива.

Теплом отработавших газов, используемым для обеспечения каталитических процессов, разогревают также корпус 2 проставки. Взаимодействие газотопливовоздушной смеси, приготавливаемой карбюратором 3, с разогретыми поверхностями стенок сквозных отверстий 5 и 6 проставки, испарителем в виде сетчатого конусного элемента 9, стенками впускного коллектора 4 двигателя 1, разогретого от корпуса 2 проставки, а также интенсивный теплообмен газообразных компонентов в смесительной камере 16 и в впускном коллекторе 4 обеспечивают однородность многокомпонентной газотопливовоздушной смеси, способствуют распределению смеси по цилиндрам, позволяют осуществить сгорание в двигателе без задержки воспламенения, влияют на взаимное усиление стойкости против детонации.

Использование описанных способа и устройства позволяет уменьшить расход жидкого и дополнительного газообразного топлива, повысить экономичность работы двигателя на всех эксплуатационных режимах, снизить токсичность отработавших газов, а также обеспечивает следующие преимущества. Использование в качестве дополнительного топлива природных и нефтяных газов, отличающихся дешевизной и безопасностью при массовом применении для бытовых нужд населения и на автотранспорте, не оказывает вредного воздействия на окружающую среду, что создает очевидный социальный и экономический эффект. Экономится на 25-40% жидкое дефицитное топливо за счет более полного эквивалентного использования газообразного топлива и присадки водородсодержащего газа с горючими продуктами промежуточных реакций, полученные экологически чистым путем и обладающие повышенной энергоемкостью на всех режимах работы двигателя 1 и при любых нагрузках. Значительно снижается токсичность отработавших газов на основных режимах работы двигателя (до 40% от максимальной мощности), наиболее распространенных при эксплуатации на автомобилях в городской черте и составляющих в общем балансе времени работы транспортного средства в режиме холостого хода, установившегося движения и замедления в городе 63% по окиси углерода в 8-10 раз, по окислам азота на 35-40% непредельным углеводородам на 30-35% Осуществляется сгорание многокомпонентной смеси в двигателе на всех режимах и при любых нагрузках без задержки воспламенения, усиливается стойкость против детонации, что уменьшает расход жидкого и дополнительного топлива, повышает экономичность, снижает токсичность.