CN101979850A - 改善车辆内燃机效率的系统、方法及工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种改善车辆内燃机效率的系统、方法及工具，包括位于从发动机节流阀逆流进入的进气歧管之中的第一非旋转装置和位于车辆排气歧管之中的第二非旋转装置，利用第一非旋转装置和第二非旋转装置生成螺旋气流，实现气压差，加速通过车辆的气流率。本发明通过特殊的结构设计，在不改变发动机系统的情况下，改善发动机的进气气压和排气气压，本发明通过利用进气(推)和排气(拉)的推拉系统来提高发动机内燃机的效率。使用本发明之后，发动机吸气更佳，排气更快，从而在更短的时间内达到最适宜的运行状态。本发明可使车辆加速更快，此外，在现有加速率与先前的基准加速率相等的情况下，车辆将消耗更少的燃料。

Description

改善车辆内燃机效率的系统、方法及工具

技术领域

本发明公开一种改善车辆内燃机效率的系统、方法及工具。

背景技术

通常情况下，增加车辆发动机中的气流，即可提高其效率。而增加发动机气流的传统方法是利用涡轮增压或机械增压。但是，如果将车辆改装成涡轮增压或机械增压，则需要安装极其复杂的系统，并且还必须改变现有的岐管，因此其成本非常高。此外，还需要一名熟练的技工来安装上述系统。

发明内容

针对上述提到的现有技术中增加发动机气流的方法机械结构复杂，成本高的缺点，本发明提供一种可嵌入发动机进气管和排气管的增压系统，以及增压方法和工具。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种改善车辆内燃机效率的系统，该系统包括：

设置在从发动机节流阀逆流进入的进气歧管之中的第一非旋转装置，第一非旋转装置包括一个管状壳体，管状壳体具有一个进口端部分和一个出口端部分，管状壳体内设有一个以上翅片，翅片从进口端部分延伸到出口端部分，翅片呈螺旋形；

位于车辆排气歧管之中的第二非旋转装置，第二非旋转装置包括一个管状壳体，管状壳体具有一个进口端部分和一个出口端部分，管状壳体内设有一个以上翅片，翅片从进口端部分延伸到出口端部分，翅片具有内凹轮廓。

一种采用上述的系统改善车辆内燃机效率的方法，该方法包括：

在发动机的进气歧管之中设有第一非旋转装置；

在发动机的排气歧管之中设有第二非旋转装置；

利用第一非旋转装置和第二非旋转装置生成螺旋气流，实现气压差，加速通过车辆的气流率。

一种可以改善车辆内燃机效率的工具，所述的工具包括：

一个第一非旋转装置，位于发动机的进气歧管之中；

一个第二非旋转装置，位于排气歧管之中；

其中第一非旋转装置和第二非旋转装置均包括：

一个管状壳体，管状壳体包括一个进口端部分和一个出口端部分，壳体可通过进气歧管或排气歧管将气流从进口端部分排到出口端部分；

壳体之中设有一个以上纵向翅片，纵向翅片从进口端部分延伸到出口端部分，翅片具有内凹轮廓，形成螺旋气流，实现气压差。

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的第一非旋转装置进口端部分的横截面积大于其出口端部分的横截面积。

所述的翅片扭曲成螺旋状。

所述的螺旋形状的角度范围是30°至120°。

所述的螺旋形状呈60°角盘旋。

所述的第一非旋转装置和第二非旋转装置上均设有4个或6个或8个翅片。

所述的第一非旋转装置上的翅片顶部边缘厚度比其它部位薄。

所述的翅片被磁化。

所述的第二非旋转装置外部设有开口销。

所述的排气歧管之中设有一个以上第二非旋转装置。

所述的翅片从进口端部分延伸到出口端部分覆盖整个壳体长度。

所述的第一非旋转装置各翅片的顶面被抛光，成为该翅片最薄的部位，在第一非旋转装置的中心形成一个低压涡流。

本发明的有益效果是：本发明通过特殊的结构设计，在不改变发动机系统的情况下，改善发动机的进气气压和排气气压，本发明通过利用进气(推)和排气(拉)的推拉系统来提高发动机内燃机的效率。使用本发明之后，发动机吸气更佳，排气更快，从而在更短的时间内达到最适宜的运行状态。本发明可使车辆加速更快，此外，在现有加速率与先前的基准加速率相等的情况下，车辆将消耗更少的燃料。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1是本发明第一非旋转装置的正视图。该装置位于发动机节流阀逆流进入的进气歧管之中。

图2是图1装置的线框正视图。

图3是图1装置的线框侧视图。

图4是图1装置的线框透视图。

图5是图1装置的线框后视图。

图6是本发明第二非旋转装置的正视图。该装置位于一个排气歧管之中。

图7是图6装置的线框侧视图。

图8是图6装置的线框透视图。

图9是图6装置的线框后视图。

图10是本发明第一非旋转装置实施例二的正视图。该装置位于发动机节流阀逆流进入的进气歧管之中。

图11是图10装置的线框侧视图。

图12是图10装置的线框透视图。

图13是图10装置的线框后视图。

图中，10-第一非旋转装置，11-第一管状壳体，12-第一翅片，14-第一中心部分，15-第一进口端部分，16-第一出口端部分，19-第一气流方向，20-第二非旋转装置，21-第二管状壳体，22-第二翅片，23-第二进口端部分，24-第二中心部分，25-开口销，26-第二出口端部分，27-第二气流方向，30-第一非旋转装置，31-第一管状壳体，32-第一翅片，33-顶面，34-第一中心部分，35-第一进口端部分，36-第一出口端部分。

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其它凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。

请参看附图，本发明提供一个系统，该系统通过利用进气(推)和排气(拉)的推拉系统来提高发动机内燃机的效率。使用该系统之后，发动机吸气更佳，排气更快，从而在更短的时间内达到最适宜的运行状态。该系统使车辆加速更快。此外，在现有加速率与先前的基准加速率相等的情况下，车辆将消耗更少的燃料。

本发明系统包括第一非旋转装置10和第二非旋转装置20，本实施例中，第一非旋转装置10和第二非旋转装置20均包括有一个管状壳体，其中，第一非旋转装置10的管状壳体为第一管状壳体11第二非旋转装置20的管状壳体为第二管状壳体21，且第一管状壳体11和第二管状壳体21均为锥形管状，即第一管状壳体11和第二管状壳体21均为一端管口直径大于另一端管口直径。第一管状壳体11内设有一套第一翅片12，第一翅片12从第一管状壳体11的内壁向其内延伸。第二管状壳体21内设有一套第二翅片22第二翅片22，从第二管状壳体21的内壁向其内延伸。本实施例中，第一翅片12和第二翅片22均呈螺旋形延伸。第一翅片12和第二翅片22的高度有严格限制，小于管状壳体的半径，其确保第一非旋转装置10的第一中心部分14和第二非旋转装置20的第二中心部分24不会被翅片阻塞。本实施例中，第一翅片12和第二翅片22以及第一管状壳体11和第二管状壳体21可由不锈钢制成。第一非旋转装置10和第二非旋转装置20均为非旋转部件。本实施例中，第一非旋转装置10位于逆流进入的进气歧管之中，用于改善吸气。第一非旋转装置10被置于发动机节流阀之前的进气歧管之中。第二非旋转装置20位于车辆排气歧管之中，用于改善排气。第二非旋转装置20被置于消声器之后，以及排气歧管出口端之前的排气出口。第二非旋转装置20被安装于消声器之后，从而确保更高的性能。为了增加车辆的效率，同一排气歧管安装不只一个第二非旋转装置20。

请参看附图1至附图5，第一非旋转装置10被插入和固定于进气管/进气歧管之中。通常情况下，进气管由橡胶制成，因此在不切断进气管的情况下，即可轻松地将第一非旋转装置10压入进气管之中。本实施例中，第一非旋转装置10的进口端部分15的横截面积大于其出口端部分16的横截面积。本实施例中，第一非旋转装置10每隔10毫米长的直径变化比率为10∶1，即从进口端部分15算起，第一装置的直径每隔10毫米即减少1毫米。例如，对于某个100毫米长的第一非旋转装置10，如果进口端部分15的直径为65毫米，那么出口端部分16的直径为55毫米。因为第一非旋转装置10的进口端部分15略宽于进气管的直径，所以可以将第一非旋转装置10压入进气管之中，可防止第一非旋转装置10滑入节流阀，和阻塞阀门，并且还可避免第一非旋转装置10在进气管中做直线运动。本实施例中，第一非旋转装置10的位置应尽量靠近节流阀，但是仍需留有一定的余量，从而保证可以将节流阀的蝶阀打开。因为节流阀的尺寸由发动机的尺寸而定，所以进气管的尺寸也相应变化。因此根据进气管的直径，不同尺寸的发动机配备有不同尺寸的第一非旋转装置10，但是，第一非旋转装置10的长度与直径的比例保持不变。

当进行吸气时，则发动机必须产生一定量的抽吸力，因此部分发动机动力被用于将空气吸入发动机之中。当空气进入和流过第一非旋转装置10时，第一非旋转装置10通过第一翅片12生成螺旋气流来帮助发动机改善吸气。图4展示了通过第一非旋转装置10的第一气流方向19。

当进行吸气时，第一非旋转装置10通过第一翅片12生成螺旋气流来帮助发动机改善吸气。图4展示了通过第一非旋转装置10的第一气流方向19。吸气时，第一翅片12促使气流产生旋涡。该螺旋气流保证第一非旋转装置10中的气流压力和流出第一非旋转装置10的气流压力低于进入第一非旋转装置10之前的气流压力。由于存在气压补充的趋势，空气被迫进入第一非旋转装置10，从而，通过第一非旋转装置10促使更多空气进入发动机的燃烧室，并实现更好的燃烧性能。如果利用一个气压表来检查气压差的话，那么在使用第一非旋转装置10之后，大约增加了40％的气流。为了保证空气压缩的效果，通常，普通的发动机的转速约为2700转数/分；然而，由第一翅片12所产生的螺旋气流而使发动机的转数降低到2300转数/分，即可达到普通发动机转速为2700转数/分的相同效果，因此本发明也增加了燃料效率。

请参看附图6至附图9，第二非旋转装置20设置在车辆排气系统的出口处。本发明中的第二非旋转装置20通过产生螺旋气流，即可帮助所排出气体快速离开排气系统，从而防止排气在排气系统中产生被压。螺旋气流形成了压力差可促使饱和排气快速地排出排气系统。与第一非旋转装置10相比，第二非旋转装置20的第二进口端部分23的横截面积不一定非得大于其第二出口端部分26的横截面积，其第二进口端部分23和第二出口端部分26的横截面积可以相同。附图7中展示了通过第二非旋转装置20的第二气流方向27。

因为排气管/排气歧管的直径可能有所不同，所以第二非旋转装置20的直径也相应变化。为了确保第二非旋转装置20和排气管相匹配，应当为第二非旋转装置20选择适当的尺寸，从而即保证尾气从第二非旋转装置20中通过，又可以防止第二非旋转装置20在排气管中做直线运动。为了避免第二非旋转装置20从排气管中自动退出，本实施例中，特意在第二非旋转装置20外部设有一个开口销25，开口销25固定安装在第二非旋转装置20的外壁上，并和第二非旋转装置20一起塞入排气管之中，开口销25起到了楔子的作用，通过开口销25卡住排气管内壁，保证第二非旋转装置20不会从排气管中退出，而且可以在插入第二非旋转装置20之后，稍微向内夹紧排气管的出口端，使得排气管的出口端需略窄于第二非旋转装置20的直径，以达到在使用期间更好的防止第二非旋转装置20从排气管中滑出的目的。

本发明中的第一翅片12和第二翅片22可以采用4个、6个或8个，优选为采用6个。6个翅片比4个达到的效果更好，如果使用8个翅片，将其放置在壳体中时，会很紧凑，所以很难制成8个翅片，而且，气流将会8个翅片中断，从而使得实际上会消耗更多的发动机动力来吸入空气，最终可能会降低效率收益。

本发明中的第一翅片12和第二翅片22呈螺旋状，其扭曲是由第一非旋转装置10和第二非旋转装置20的圆柱形外壳扭曲造成的，外壳扭曲迫使第一翅片12和第二翅片22在第一非旋转装置10和第二非旋转装置20中扭曲。本实施例中，第一翅片12和第二翅片22在第一非旋转装置10和第二非旋转装置20中呈对角排列，从而保证其扭曲成螺旋状。本实施例中，螺旋形状的角度范围是30°至120°，本实施例中，优选为呈60°角盘旋。即翅片的切线方向与壳体的横截面之间的夹角为60°，其可以最大限度的降低气流的紊流和谐振，从而增强第一非旋转装置10和第二非旋转装置20的效力。本实施例中，第一翅片12和第二翅片22在第一非旋转装置10和第二非旋转装置20中的进口端部分向下盘旋至其出口端部分，覆盖整个壳体长度。

本实施例中，可以将第一非旋转装置10内的第一翅片12磁化，从而配合用于提高车辆性能的系统(请参看美国专利申请，申请号为：12/210,428文件，申请日：2008年5月14日)。

本发明中的推拉组合系统实现了吸气和排气的快速循环，也就是说，发动机利用更少的动力即可吸入新鲜空气和排出废气。最后，发动机就可利用更多由自己生成的动力来推动车辆，从而提高车辆的效率。在将本系统安装到车辆上之前，车辆花10秒钟从0加速到100千米/小时。然而在相同车辆上安装本系统之后，仅需花7秒钟即可从0加速到100千米/小时，共提高了30％。平均来说，没有安装本系统的车辆每消耗1升汽油只能行驶8千米，而安装本系统的车辆每消耗1升汽油即可行驶10千米。

因为本系统可提高车辆的里程数，所以安装本系统后的燃料燃烧更充分。因此，车辆所排放的氧化氮更少，更有利于环境。

与涡轮和机械发动机相比，本系统不要求排气或每分钟转数达到最佳的作用距离，因此可以将车辆速度减慢至其正常速度。也就是说，无需额外制动力或过度磨损刹车片。

本发明中，第一非旋转装置还存在另一个实施例，请参看附图10至附图13，附图10中为一个被抛光的第一非旋转装置30，即第一非旋转装置30内的第一翅片32的顶面33被抛光，使得第一翅片32靠近内壁末梢的顶面33的厚度比第一翅片32的其它部分更薄，从而保证在第一非旋转装置30的中心34处形成一个低压涡流，促使更多空气通过第一非旋转装置30的中心34而进入发动机。图12展示了通过被抛光的第一非旋转装置30的气流方向35。

获益于本发明的技术人员很清楚，在不背离本发明所述实施例的广义精神及范围的前提下，对这些实例进行各种修改和/或改变。因此，当前实施例的各方面均应被视为解释性，而非限制性的。

Claims (14)

1.一种改善车辆内燃机效率的系统，其特征是：该系统包括：

设置在从发动机节流阀逆流进入的进气歧管之中的第一非旋转装置，第一非旋转装置包括一个管状壳体，管状壳体具有一个进口端部分和一个出口端部分，管状壳体内设有一个以上翅片，翅片从进口端部分延伸到出口端部分，翅片呈螺旋形；

位于车辆排气歧管之中的第二非旋转装置，第二非旋转装置包括一个管状壳体，管状壳体具有一个进口端部分和一个出口端部分，管状壳体内设有一个以上翅片，翅片从进口端部分延伸到出口端部分，翅片具有内凹轮廓。

2.根据权利要求1所述的改善车辆内燃机效率的系统，其特征是：所述的第一非旋转装置进口端部分的横截面积大于其出口端部分的横截面积。

3.根据权利要求1所述的改善车辆内燃机效率的系统，其特征是：所述的翅片扭曲成螺旋状。

4.根据权利要求3所述的改善车辆内燃机效率的系统，其特征是：所述的螺旋形状的角度范围是30°至120°。

5.根据权利要求4所述的改善车辆内燃机效率的系统，其特征是：所述的螺旋形状呈60°角盘旋。

6.根据权利要求1所述的改善车辆内燃机效率的系统，其特征是：所述的第一非旋转装置和第二非旋转装置上均设有4个或6个或8个翅片。

7.根据权利要求1所述的改善车辆内燃机效率的系统，其特征是：所述的第一非旋转装置上的翅片顶部边缘厚度比其它部位薄。

8.根据权利要求1所述的改善车辆内燃机效率的系统，其特征是：所述的翅片被磁化。

9.根据权利要求1所述的改善车辆内燃机效率的系统，其特征是：所述的第二非旋转装置外部设有开口销。

10.根据权利要求1所述的改善车辆内燃机效率的系统，其特征是：所述的排气歧管之中设有一个以上第二非旋转装置。

11.根据权利要求1所述的改善车辆内燃机效率的系统，其特征是：所述的翅片从进口端部分延伸到出口端部分覆盖整个壳体长度。

12.一种采用如权利要求1所述的系统改善车辆内燃机效率的方法，该方法包括：

在发动机的进气歧管之中设有第一非旋转装置；

在发动机的排气歧管之中设有第二非旋转装置；

利用第一非旋转装置和第二非旋转装置生成螺旋气流，实现气压差，加速通过车辆的气流率。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征是：所述的第一非旋转装置各翅片的顶面被抛光，成为该翅片最薄的部位，在第一非旋转装置的中心形成一个低压涡流。

14.一种可以改善车辆内燃机效率的工具，所述的工具包括：

一个第一非旋转装置，位于发动机的进气歧管之中；

一个第二非旋转装置，位于排气歧管之中；

其中第一非旋转装置和第二非旋转装置均包括：

一个管状壳体，管状壳体包括一个进口端部分和一个出口端部分，壳体可通过进气歧管或排气歧管将气流从进口端部分排到出口端部分；

壳体之中设有一个以上纵向翅片，纵向翅片从进口端部分延伸到出口端部分，翅片具有内凹轮廓，形成螺旋气流，实现气压差。

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