CN101614170A - 发动机增氧助燃节油方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机增氧助燃节油方法及其装置，该方法是将罐状储氧装置中的纯氧或液态氧通过减压装置以及流量控制装置转换为低压氧气，然后将氧气通过输送管道输送到发动机中，帮助燃油充分燃烧；该增氧助燃节油装置包括一个储氧装置以及与发动机相连接的管路，储氧装置上设置有开关和压力表，管路上按照氧气流动的方向依次设置有一级减压阀，气化室，流量控制装置，以及二级减压阀。本发明利用直接向发动机内增加氧气的方式，满足了发动机在各种负荷下燃油燃烧的需要，可以大大提高燃油的燃烧利用率，达到了节能减排的目的，而且燃烧充分的汽油所排出的气体中包含的影响空气质量气体也大大降低，其环保效果也极为明显。

Description

发动机增氧助燃节油方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种发动机节油方法，具体地说，涉及一种通过注入氧气，提高发动机内混合油气的含氧比例，从而使发动机内燃油充分燃烧的节油方法，及其所采用的装置。

背景技术

发动机是将空气和燃油按比例混合，雾化成混合油气，混合油气，被汽缸吸入，通过活塞运动，压缩，燃烧，产生高压，推动活塞做功。因此发动机汽缸的燃烧比，是发动机燃油使用量的关键。众所周知，所有内燃机的燃油利用率，只有三分之一，有三分之二的燃油被化作废气，被发动机排出。以汽油机为例：汽油的空燃比是：14.7/1。发动机是先设定好了汽缸的容积，再利用化油器，将空气和汽油，按14.7/1的比例，雾化成混和油气，进入发动机里，供发动机燃烧。所以，设计发动机时，已最大程度的设定，供发动机做功的，空气和燃油燃烧的最佳比例。

发动机的燃油供给量是在常温和定好汽缸容积后，按燃油的空燃比14.7∶1设定的。按1立方米空气计算：

根据物质密度公式：ρ＝M/V，ρ密度、M质量、V体积

空气的密度是：1.29，1立方米的空气*1.29＝1.29千克＝1290克

汽油的空燃比是：14.7∶1，1290克/14.7＝87.75克，也就是说，1立方米的空气能燃烧87.75克燃油，而1千克空气的含氧量是：21％，因此1立方米空气的含氧质量：1290克*21％＝270.9克，270.9克/87.75克＝3.08克，也就是说3克氧气燃烧1克汽油。同时，汽油的热值是；46000000J/Kg，1立方米空气的燃油所做的功为46000000*87.75/1000＝4036500焦耳

实际上，空气的体积会受到不同压强和温度影响而变化的，进入发动机汽缸里的空气，体积会随着汽缸温度的升高而膨胀，发动机做工时，汽缸温度会升高，受气缸温度的影响，进入汽缸的空气，只能是膨胀后的空气，称膨胀空气。发动机做工时，汽缸温度升高，汽缸的进气温度达到400度。根据理想气体气态方程P1*V1/T1＝P2*V2/T2

P1＝P2汽缸压力相同，V1汽缸气体体积V2膨胀空气的体积，T热力学温度《摄氏温+273.15》，汽缸的进气温度400度，V2＝(T2/T1)V1＝(400+273.15/273.15)V1＝2.46V1

汽缸温度升高到400度，空气的体积膨胀了2.46倍，1立方米空气*2.46＝2.46立方米空气的质量不变；2.46立方米＝1290克，1立方米膨胀空气的重量：1290/2460＝524.4克，1立方米膨胀空气的含氧量：524.6克*21％＝110克，1立方米膨胀空气的的燃烧比：524.6克/14.7＝35.67克，1立方米膨胀后的空气只能燃烧：35.67克燃油，但发动机运转是按设计好的空燃比供油，仍供87.75克汽油，两者燃油之比：35.67/87.75＝0.4＝40％，两者的氧气之比：110克/270.9克＝0.4＝40％，从以上得知，因发动机的温度升高，汽缸里的燃油会有60％因缺少氧气燃烧而浪费。

另外：发动机每次排气终止时，由于排气阻力等原因汽缸的气体压力高于大气压约110MP。大约有10％的废气残留在汽缸内，残余空气是不含氧的。汽缸每次进气终止时，汽缸里的空气就是10％的残余废气加进入的膨胀空气之和。这样一来，汽缸里的膨胀空气是：524.4克-52.4克＝472.克，同时，燃烧比：472克/14.7＝32，1立方米汽缸的膨胀空气的汽油所做的功，46000000*32/1000＝1472000焦耳，含氧量：472*21％＝99克，与设计的含氧量之比为：99克/270.9克＝0.36＝36％，燃油量之比为：32克/87.75克＝0.36＝36％，功率之比为：1472000J/4036500J＝36％

按每立方米空气比例，进入发动机汽缸里的燃油，只有36％被利用做功，有64％因为缺少氧气燃烧被浪费。因为有64％不能燃烧的燃油，化成废气被发动机排出，造成了废气污染。

能源是不能再生的，现在全世界都在寻找节省燃油、减少废气排放的方法。如；多进气门发动机、涡轮增压等。都是在给发动机加大进气量，增加氧气让燃油燃烧的更加充分，以达到节能减排的目地，虽然都起到了一定的效果，但都不能从根本上解决燃油完全燃烧的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有发动机所存在的由于燃油燃烧不充分，从而造成污染和浪费等诸多不足，提供一种通过向发动机内注入氧气助燃，使燃油充分燃烧的节油方法及其装置。

本发明的技术方案为：一种发动机增氧助燃节油方法，将制氧机、氧气发生装置制成的纯氧或液态氧，导入罐状储氧装置，储氧装置中的纯氧或液态氧通过减压装置以及流量控制装置转换为低压氧气，然后将氧气通过输送管道输送到发动机中，帮助燃油充分燃烧。

优选的是，所述的增氧助燃节油方法中，储氧装置中的纯氧或液态氧在输送管路中先进行一次减压，减压后的纯氧或液态氧进行气化，并使其接近常温，再由流量控制装置控制其流量，通过流量控制装置的氧气再进行二次减压，二次减压后的气体通过输送管道直接输入发动机。

优选的是，所述的储氧装置中的纯氧或液态氧在进行一次减压前进行压力检测。

优选的是，该增氧助燃节油装置包括一个储氧装置以及与发动机相连接的管路，储氧装置上设置有开关和压力表，管路上按照氧气流动的方向依次设置有一级减压阀，气化室，流量控制装置，以及二级减压阀。

优选的是，所述的储氧装置与一级减压阀之间设置有压力检测控制阀。

优选的是，所述的流量控制装置包括一个筒状壳体，以及安装在筒状壳体两端开口处的电磁控制开关和机械控制开关，壳体上分别开有进气口以及出气口；在壳体内部的空腔内安装有一个倒置的锥台状活塞，锥台状活塞的锥度根部对准壳体的进气口，在进气口处设置有一个顶推柱塞，顶推柱塞呈一个喇叭状，其尖细末段设置在氧气进气管内，扩大前端与锥台状活塞滑动接触；电磁控制开关和机械控制开关分别与锥台状活塞相连接，控制锥台状活塞在空腔内上下滑动。

优选的是，所述的电磁控制开关包括安装在筒状壳体一端的橡胶端盖以及安装在端盖上的电磁铁，该电磁铁铁芯的头部设置有一个顶柱，顶柱穿过端盖与锥台状活塞的末端顶推接触；所述的机械控制开关包括安装在筒状壳体另一端的、与锥台状活塞的根部顶推接触的拉杆，以及连接拉杆和油门控制装置的机械拉线，在拉杆上设置有复位弹簧。

本发明的有益效果为：本发明利用直接向发动机内增加氧气的方式，满足了发动机在各种负荷下燃油燃烧的需要，可以大大提高燃油的燃烧利用率，达到了节能减排的目的，而且燃烧充分的汽油所排出的气体中包含的影响空气质量气体也大大降低，其环保效果也极为明显。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明的电气控制图；

附图3为本发明流量控制装置的静止剖视图；

附图4为本发明流量控制装置的怠速运转动态剖视图；

附图5为本发明流量控制装置的加速运转动态剖视图。

具体实施方式

如图1至图5所示的本发明的具体实施例，一种发动机增氧助燃节油方法，将制氧机、氧气发生装置制成的纯氧或液态氧，导入罐状储氧装置，储氧装置中的纯氧或液态氧在输送管路中先进行一次减压，减压后的纯氧或液态氧进行气化，并使其接近常温，再由流量控制装置控制其流量，通过流量控制装置的氧气再进行二次减压，二次减压后的气体通过输送管道直接输入发动机21。所述的储氧装置中的纯氧或液态氧在进行一次减压前进行压力检测。

上述增氧助燃节油方法所采用的装置包括一个储氧装置1以及与发动机21相连接的管路2，储氧装置上设置有开关3和压力表4，管路2上按照氧气流动的方向依次设置有一级减压阀6，气化室7，流量控制装置，以及二级减压阀10。在储氧装置1与一级减压阀6之间的管路2上设置有压力检测控制阀5。

所述的流量控制装置包括一个筒状壳体28，以及安装在筒状壳体28两端开口处的电磁控制开关和机械控制开关，壳体28上分别开有进气口以及出气口；在壳体28内部的空腔内安装有一个倒置的锥台状活塞20，锥台状活塞20的锥度根部对准壳体28的进气口，在进气口处设置有一个顶推柱塞19，顶推柱塞19呈一个喇叭状，其尖细末段设置在氧气进气管18内，扩大前端与锥台状活塞20滑动接触，进气管18与顶推柱塞19之间设置有密封圈；电磁控制开关和机械控制开关分别与锥台状活塞20相连接，控制锥台状活塞20在空腔内上下滑动。所述的电磁控制开关包括安装在筒状壳体28一端的橡胶端盖27以及安装在端盖27上的电磁铁29，该电磁铁铁芯22的头部设置有一个顶柱23，顶柱23穿过端盖27与锥台状活塞20的末端顶推接触；所述的机械控制开关包括安装在筒状壳体28另一端的、与锥台状活塞20的根部顶推接触的拉杆30，以及连接拉杆30和油门控制装置的机械拉线26，在拉杆30上设置有复位弹簧24。

工作时，当发动机21未运转时，氧气从储氧装置1流出，通过管路2经开关阀3、压力检测控制阀5、一级减压阀6、汽化室7、到电磁阀8上，储氧装置1上设置有压力表4，指示气体压力，压力检测控制阀5保证气体压力在一个安全的压力值之内，汽化室7提高压缩氧气和液态氧的温度。启动发动机时，闭合电源开关11，电磁阀8的线圈13接通，打开电磁阀8，氧气通过电磁阀8进入到电磁控制阀9前的管路2上，此时由于电磁控制阀9未打开，氧气被封在进气管18里；接通启动开关12，马达线圈14通电，发动机21启动，同时接通了继电器15，使得继电器15的常开触点15-1闭合，从而接通继电器16，继电器16的常开触点16-1闭合，接通了电磁控制阀9的线圈17，并自锁。电磁铁29闭合，活动铁芯22动作，顶住顶柱23向上运动，从而推动锥台状活塞20向上运动，因而，与顶推柱塞19接触的锥台状活塞20的直径逐渐减少，锥台状活塞20在进气管18内的气体的压力作用下，被气体推出，气体从顶推柱塞19分开的间隙流出，进入阀体，经出气管25流出，进入二次减压阀10，到发动机的空气滤清器里，被发动机的汽缸吸入，补充汽缸里的氧气，助发动机燃油燃烧。由于继电器16自锁，启动开关12复位后，继电器16仍给电磁铁29供电，锥台状活塞20被顶在一个固定的位置，顶推柱塞19和进气管18的间隙，也被固定，只有定量的怠速氧气流过电磁控制阀9和二次减压阀10，进入到发动机的空气滤清器里，供发动机怠速运转。由于控制顶推柱塞19位置状态的锥台状活塞20通过机械拉线26与加油机构连接并同步，发动机加速时，加油机构被拉动，同时牵引锥台状活塞20向上移动，顶推柱塞19随着锥台状活塞20的上移向外滑出，进气间隙加大，更多的氧气经过阀体，从出气管25流出。当加油机构放松时，锥台状活塞20在复位弹簧24的弹力作用下返回，随着发动机的负荷不断变化，加油机构不断的拉动和放松。进气量也就和燃油的增加和减少同步变化着。当加油机构复位，锥台状活塞20在弹簧的压力下向下移动，落在电磁铁29的活动铁芯22的顶柱23上，由于继电器16自锁，电磁铁29依然闭合，仍有怠速氧气通过.发动机依然怠速运转。关掉发动机电源，停车，电磁控制阀9恢复图3的位置，停止供氧。二次减压阀10使得进入发动机21的氧气有一个平缓的进气压力。

Claims (7)

1、一种发动机增氧助燃节油方法，其特征在于：将制氧机、氧气发生器制成的纯氧或液态氧，导入罐状储氧装置，储氧装置中的纯氧或液态氧通过减压装置以及流量控制装置转换为低压氧气，然后将氧气通过输送管道输送到发动机中，帮助燃油充分燃烧。

2、如权利要求1所述的发动机增氧助燃节油方法，其特征在于：所述的增氧助燃方法中，储氧装置中的纯氧或液态氧在输送管路中先进行一次减压，减压后的纯氧或液态氧进行气化，并使其接近常温，再由流量控制装置控制其流量，通过流量控制装置的氧气再进行二次减压，二次减压后的气体通过输送管道直接输入发动机。

3、如权利要求1或2的任意一项所述的发动机增氧助燃节油方法，其特征在于：所述的储氧装置中的纯氧或液态氧在进行一次减压前进行压力调控。

4、如权利要求2所述的发动机增氧助燃节油方法所用装置，其特征在于：该增氧助燃装置包括一个储氧装置以及与发动机相连接的管路，储氧装置上设置有开关和压力表，管路上按照氧气流动的方向依次设置有一级减压阀，气化室，流量控制装置，以及二级减压阀。

5、如权利要求4所述的发动机增氧助燃节油方法所用装置，其特征在于：所述的储氧装置与一级减压阀之间设置有压力检测控制阀。

6、如权利要求4所述的发动机增氧助燃节油方法所用装置，其特征在于：所述的流量控制装置包括一个筒状壳体，以及安装在筒状壳体两端开口处的电磁控制开关和机械控制开关，壳体上分别开有进气口以及出气口；在壳体内部的空腔内安装有一个倒置的锥台状活塞，锥台状活塞的锥度根部对准壳体的进气口，在进气口处设置有一个顶推柱塞，顶推柱塞呈一个喇叭状，其尖细末段设置在氧气进气管内，扩大前端与锥台状活塞滑动接触；电磁控制开关和机械控制开关分别与锥台状活塞相连接，控制锥台状活塞在空腔内上下滑动。

7、如权利要求6所述的发动机增氧助燃节油方法所用装置，其特征在于：所述的电磁控制开关包括安装在筒状壳体一端的橡胶端盖以及安装在端盖上的电磁铁，该电磁铁铁芯的头部设置有一个顶柱，顶柱穿过端盖与锥台状活塞的末端顶推接触；所述的机械控制开关包括安装在筒状壳体另一端的、与锥台状活塞的根部顶推接触的拉杆，以及连接拉杆和油门控制装置的机械拉线，在拉杆上设置有复位弹簧。

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