CN102107605B - 一种汽车节能减排装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车节能减排装置，包括一缓冲制热储液罐，其首端设有一与油箱出油管道连通的燃油入口，其尾端设有一与发动机进油管道连通的燃油出口，所述缓冲制热储液罐罐体上设有用于对其内部进行加热的制热单元。优选所述减排装置还包括一缓冲制冷储液罐。本发明汽车节能减排装置可大大降低汽车碳排放，具有优越的节能环保功能。

Description

一种汽车节能减排装置

技术领域

本发明涉及减排装置，特别涉及一种汽车用具有环保节能优点的减排装置。

背景技术

在人们印象中，汽车的燃料是在常温也就是自然环境温度下供给发动机使用的；其实不然，汽车的燃料在通常情况下都是低于环境温度下进入发动机工作的。主要是因为，通常使用的燃料都具有一个共同的特点，即：易挥发。由于易挥发的物质吸热和放热都比较快，所以，当燃料在油路里流动时，充当了冷媒的角色，所以说，燃料一般是以低于常温的状态进入汽缸内工作的，总所周知，汽车所使用的燃料都有一个最佳燃烧温度段，而传统汽车油箱中的燃料进入汽缸时的温度均低于这个最佳温度段。

虽然，低于最佳温度段燃烧的燃料在做功时具有一定优点，即：因冷缩原理可以让更多的燃料进入汽缸内做功，使汽车在行驶中得到更好的动力和加速度，但是其也具有不容忽视的缺陷，即：由于燃料不是在最佳燃烧温度段燃烧做功，而是被强行雾化进行点燃做功，这样就有燃烧不完全的现象产生，没有完全燃烧的燃料在高温高压下便会有一部分变成积碳附着在活塞顶部和进、排气门上；随做功终了还有上部分未完全燃烧的燃料被排出，变成了有害气体进入大气中。随着汽车的使用时间推进，汽车汽缸内的积碳也会脱落变成颗粒或粉状随有害气体一起排出而污染环境。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，提供一种可大大降低汽车碳排放、具有优越的节能环保功能的减排装置。

本发明提供一种汽车节能减排装置，包括一缓冲制热储液罐，其首端设有一与油箱出油管道连通的燃油入口，其尾端设有一与发动机进油管道连通的燃油出口，所述缓冲制热储液罐罐体上设有用于对其内部进行加热的制热单元。

上述技术方案中，所述缓冲制热储液罐内设有一加热管。

上述技术方案中，所述加热管呈螺旋型结构并沿所述缓冲制热储液罐纵向方向延伸，其一端为与汽车冷却水管路连通的冷却水入口，另一端为与汽车冷却水管路连通的冷却水出口。

上述技术方案中，所述节能减排装置还包括一缓冲制冷储液罐，其首端设有一与发动机回油管道连通的燃油回油入口，其尾端设有一与油箱回油管道连通的燃油回油出口，所述缓冲制冷储液罐罐体上设有用于对其内部进行制冷的半导体制冷单元。

上述技术方案中，所述缓冲制冷储液罐罐体与一气体冷凝管连通，所述缓冲制冷储液罐通过气体冷凝管与油箱上的排压阀连通，所述气体冷凝管上设有一单向阀。

上述技术方案中，所述缓冲制热储液罐和所述缓冲制冷储液罐罐体内分别设有至少一块缓冲板，所述每块缓冲板一端与罐体内壁连接，另一端向罐体内相对一侧的内壁延伸，所述缓冲板沿罐体横截面方向延伸的长度不小于其所在罐体直径的1/2且小于其所在罐体直径。

上述技术方案中，所述缓冲制热储液罐和所述缓冲制冷储液罐中分别设有两块缓冲板，所述同一罐体内的两块缓冲板相互平行设置且两者分别位于罐体内纵向长度的1/3和2/3的位置，且两块缓冲板与罐体连接端位于相对的罐体内壁上。

上述技术方案中，所述制热单元设置于靠近所述缓冲制热储液罐燃油出口的一侧，所述制热单元包括多个PTC陶瓷加热片；所述缓冲制热储液罐侧壁外设置所述缓冲制冷储液罐，所述缓冲制热储液罐与所述缓冲制冷储液罐间设有隔热层，所述制冷单元夹设于所述缓冲制热储液罐和缓冲制冷储液罐的侧壁间，所述制冷单元为至少一块半导体制冷片，其制冷面与缓冲制冷储液罐侧壁贴合，其散热面与缓冲制热储液罐侧壁贴合。

上述技术方案中，所述缓冲制热储液罐内部温度为50-80℃，所述缓冲制冷储液罐内部温度为0-9℃。

上述技术方案中，所述缓冲制热储液罐的燃油入口处设有一时控加热过控器，以控制所述制热单元对所述缓冲制热储液罐加热时长；所述缓冲制冷储液罐的燃油回油出口处设有一回油温控器，当所述燃油回油出口温度超出0-9℃时，回油温控器控制所述制冷单元启动或关闭，所述加热单元、制冷单元、时控加热过控器和回油温控器均与汽车电源电连接并通过所述汽车电源控制。

本发明具有以下有益效果：

本发明中对进入发动机汽缸前的燃料先射入至所述缓冲制热储液罐中，进行缓冲、加热处理，由于燃油被加热，其分子结构比冷态燃料的分子结构活跃，所以，在同一时间长度喷射入汽缸的热燃料比冷态进入汽缸燃料体积要大，这样也就达到了省油的目的

本发明中缓冲制热储液罐中优选的加热温度在50-80℃，(经测定汽油和天然气的最佳雾化和燃料温度约为41-55℃，柴油是75-79℃)，从而使燃料保持在一个优选的燃烧温度段内供给发动机做功，加热至最佳燃烧温度段内的燃料经过喷嘴、柱塞喷射的时候，具有雾化程度更好、燃烧更完全的优点，从而使发动机具有更优的动力和加速度。相对车辆方面，使用最佳燃烧温度的燃油不但可以减排、节油、还可以减少积碳的产生，从而大大延长火花塞、柱塞和喷嘴及个机械部位的使用寿命。同时，最佳燃烧温度的燃料在汽缸内的更完全燃烧抵消了冷态燃料不完全燃烧所做的功，所以，不会出现车辆动力减低的情况。

在本发明一优选实施方式中，针对具有回油管道的汽车，在缓冲制热储液罐一侧还设有缓冲制冷储液罐，将回油管路中的回油进行冷却后再送回至油箱中，通过回油冷凝的办法解决了因燃料加热而急剧挥发造成油箱压力增高的矛盾；可以起到降低油箱压力、最大限度的将回油管路中的油气冷凝并送回至油箱中，达到节能的效果。此外，优选将所述缓冲制冷储液罐与油箱上的排压阀连通，把因晃动而挥发成气体的燃油再次冷凝成燃料回到油箱中减少了油箱原本的压力，也减少了浪费和污染。

附图说明

图1是本发明中汽车节能减排装置半剖示意图；

图2是所述节能减排装置中制热单元、制冷单元温控电路示意图。

结合附图在其上标记以下附图标记：

1-缓冲制热储液罐，11-燃油出口，12-燃油入口，13-PTC陶瓷加热片，14-加热管，141-冷却水入口，142-冷却水出口，15-缓冲制热储液罐缓冲板，16-延时加热过控器，2-缓冲制冷储液罐，21-燃油回油入口，22-燃油回油出口，23-半导体制冷片，231-半导体制冷片制冷面，232-制冷片散热面，24-气体冷凝管，241-单向阀，25-缓冲制冷储液罐缓冲板，26-回油温控器，3-保温层，4-点火开关。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。应当说明的是，本发明中出现的上下等方位限定词均以附图中所示位置为参考，以便更清晰理解其结构，并不限定本发明技术方案的保护范围。

如图1所示的汽车节能减排装置，包括一缓冲制热储液罐1，其首端(燃料进入的一端)设有一与油箱出油管道连通的燃油入口12，其尾端(燃料出去的一端)设有一与发动机进油管道(输送至发动机喷油嘴处)连通的燃油出口11，即在燃料进入汽缸前先进进入所述缓冲制热储液罐1中，该制热储液器的罐体优选采用导热性能较好的紫铜或铝制成。所述缓冲制热储液罐1罐体上设有用于对其内部进行加热的制热单元，所述制热单元设置于靠近所述缓冲制热储液罐燃油出口11的一侧，所述制热单元包括四个均匀围绕于罐体外壁圆周上的PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数热敏电阻)陶瓷加热片13，从而对缓冲制热储液罐1进行均匀、快速加热，使汽车在冷启动的状态下更加容易启动，也可以使汽车在冷启动时把有害气体减少到最低。

所述缓冲制热储液罐1内设有一加热管14，由导热性能较好的金属管绕制而成。所述加热管14呈螺旋型结构并沿所述缓冲制热储液罐1纵向方向延伸，其两端焊接在储液器事先开好的孔上并伸出至储液器外部，作为冷却水入口141和冷却水出口142，分别连接在汽车的循环冷却水管路上(汽车的水温一般是76℃-90℃刚好在最佳燃烧温度段内)，通过对弹簧状加热管14圈数进行增减，可以导致温度的加减，最终通过增减螺旋状加热管14的圈数，可以取得恒温的最佳值。在汽车发动时，由于汽车的循环冷却水系统内温度较低，故先采用PCT陶瓷加热片13对缓冲制热储液罐1进行加热，当汽车正常行驶后，汽车的循环冷却水系统内温度升高后，将代替PCT陶瓷加热片13担任燃料恒温工作，进行停止PCT陶瓷加热片13的工作，即利用汽车行驶时产生的热能对缓冲制热储液罐1进行加热，实现能源再利用、节约能源的目的。

所述缓冲制热储液罐1的燃油出口11处设有一延时约为5分钟的时控加热过控器16，以控制所述制热单元对所述缓冲制热储液罐1加热时长，从而达到对缓冲制热储液罐1进行加热的目的，并控制所述缓冲制热储液罐1内部温度为50-80℃内。其中针对汽油和天然气优选加热温度约为50℃、针对柴油优选加热温度约为80℃(此温度与每种燃料的最佳燃烧温度相关)。

所述缓冲制热储液罐1罐体内具有两块平行设置的缓冲板15，所述每块缓冲板15一端与罐体内壁连接，另一端向罐体内相对一侧的内壁延伸，所述缓冲板15沿罐体横截面方向延伸的长度(包括投影至罐体横截面方向上的长度)不小于其所在罐体直径的1/2且小于其所在罐体直径，从而使得燃油不会直接由燃油入口12直射至燃油出口11处，所述两块缓冲板15分别位于罐体内纵向长度的1/3和2/3的位置，且两块缓冲板15与罐体连接端位于相对的罐体内壁上。其中，在缓冲制热储液罐1罐体内设置缓冲板15的主要作用是：避免燃油直射，作燃料缓冲升温用。

本实施例中，所述缓冲制热储液罐1侧壁外设有一缓冲制冷储液罐2，缓冲制冷储液罐2也是采用导热效果较佳的紫铜或铝制成，其首端设有一与发动机回油管道连通的燃油回油入口21，其尾端设有一与油箱回油管道连通的燃油回油出口22，在缓冲制冷储液罐2和所述缓冲制热储液罐1之间设有高度填充保温层3，以免制冷和加热互相干扰。所述缓冲制冷储液罐2罐体上设有用于对其内部进行制冷的制冷单元，所述制冷单元夹设于所述缓冲制热储液罐1和缓冲制冷储液罐2的侧壁间，所述制冷单元为一半导体制冷片，其半导体制冷面231与缓冲制冷储液罐2侧壁贴合，其散热面232与缓冲制热储液罐1侧壁贴合。

所述缓冲制冷储液罐2的燃油回油出口22处设有一回油温控器26，当所述燃油回油出口22温度超出0-9℃时，回油温控器26控制所述制冷单元启动或关闭，从而控制所述缓冲制冷储液罐2内部温度为0-9℃，这一温度下，回油燃料充分冷却，避免温度较高的回油进入油箱后增加油箱内压力。

所述缓冲制冷储液罐2通过气体冷凝管24与油箱上的排压阀连通。制冷储液器的上方开一小孔，直径约为8mm的输出端斜焊一根气体冷凝管24插入储液器10-15mm深，并倒斜口；所述气体冷凝管24另一端与油箱排气口处的排压阀连通，即使得所述缓冲制冷储液罐2通过气体冷凝管24与油箱上的排压阀连通。通过采用这种结构，使得油箱内由于汽车行驶晃动而产生的挥发气体，通过缓冲制冷储液罐2冷凝成油料流回油箱去，减少油箱压力，这样也能达到节能、减排的目的。其中，所述气体冷凝管24上设有一单向阀241，控制油气仅能由油箱进入到缓冲制冷储液罐2中(沿图1中单向阀241下方箭头方向所示)，防止缓冲制冷储液罐2未经充分冷却的油气进入油箱。

与所述缓冲制热储液罐1罐体内的缓冲板15安装结构相似，所述缓冲制冷储液罐2罐体内也具有两块平行设置的缓冲板25，所述每块缓冲板25一端与罐体内壁连接，另一端向罐体内相对一侧的内壁延伸，所述缓冲板25沿罐体横截面方向延伸的长度不小于其所在罐体直径的1/2且小于其所在罐体直径，从而使得燃油不会直接由燃油回油入口21直射至燃油回油出口22处，所述两块缓冲板25分别位于罐体内纵向长度的1/3和2/3的位置，且两块缓冲板25与罐体连接端位于相对的罐体内壁上。其中，在缓冲制冷储液罐2罐体内设置缓冲板25的主要作用是：避免燃油直射，作燃料缓冲降温用。

对于上述实施例进行说明，由于现在生产的汽车，油路有两种情况：一种是有回油油路的，一种是没有回油油路的。对于有回油油路的车，就需要在汽车回油油路的管道上加装缓冲制冷储液罐2，从而避免回油温度过高而使得油箱压力增高、加快燃料的挥发，最终导致不必要的浪费。当然，对于没有回油油路的汽车，也可以将同时具有缓冲制热储液罐1和缓冲制冷储液罐2的所述节能减排装置中缓冲制冷储液罐2的燃油回油入口21封住，气体冷凝管24与油箱连接，使油箱中挥发气体冷凝成油料流回油箱去，同样可以达到本发明的目的，而且这样更加方便加工制作。

如图2所示，为本发明节能减排装置中的所述PTC陶瓷加热片13、半导体制冷片23分别通过延时加热过控器16和回油温控器26与汽车电源电连接的电路示意图，所述PTC陶瓷加热片13和半导体制冷片23并联连接，两并联电路负极与所述汽车电源正极连接，并通过一点火开关4控制启动或关闭，两并联电路正极接地，PTC陶瓷加热片13与延时加热过控器串联连接，所述半导体制冷片23与回油温控器26串联连接。其中，所述延时加热过控器16和回油温控器26采用继电器原理，当点火时，点火开关4连通，延时加热过控器16控制所述PTC陶瓷加热片13开始工作，回油温控器26控制所述半导体制冷片23开始工作；当制热储液罐中的温度达到预设温度时(50-80℃)，所述延时加热过控器16控制PTC陶瓷加热片13停止加热(即继电器控制电路与汽车电源正极断开)，当制冷储液罐中的温度处于预设温度范围时(0-9℃)，所述回油温控器26控制半导体制冷片23停止工作(即继电器控制电路与汽车电源正极断开)；当然，反之亦然，当制热储液罐和制冷储液罐中的温度超出预设范围时，延时加热过控器16和回油温控器26又开次导通电路，使得PTC陶瓷加热片13和半导体制冷片23开始工作，从而最终实现对制热储液罐和制冷储液罐内部温度进行控制。

以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种汽车节能减排装置，其特征在于：包括一缓冲制热储液罐，其首端设有一与油箱出油管道连通的燃油入口，其尾端设有一与发动机进油管道连通的燃油出口，所述缓冲制热储液罐罐体上设有用于对其内部进行加热的制热单元；所述缓冲制热储液罐侧壁外设有一缓冲制冷储液罐，其首端设有一与发动机回油管道连通的燃油回油入口，其尾端设有一与油箱回油管道连通的燃油回油出口，所述缓冲制冷储液罐罐体上设有用于对其内部进行制冷的制冷单元，所述制冷单元夹设于所述缓冲制热储液罐和缓冲制冷储液罐的侧壁间，所述制冷单元为一半导体制冷片，其半导体制冷面与缓冲制冷储液罐侧壁贴合，其散热面与缓冲制热储液罐侧壁贴合；在缓冲制冷储液罐和所述缓冲制热储液罐之间设有以免制冷和加热互相干扰的填充保温层；所述缓冲制热储液罐的燃油入口处设有一时控加热过控器，以控制所述制热单元对所述缓冲制热储液罐加热时长；所述缓冲制冷储液罐的燃油回油出口处设有一回油温控器，以控制所述制冷单元启动或关闭，所述加热单元、制冷单元、时控加热过控器和回油温控器均与汽车电源电连接并通过所述汽车电源控制。

2.根据权利要求1所述的节能减排装置，其特征在于：所述缓冲制热储液罐内设有一加热管。

3.根据权利要求2所述的节能减排装置，其特征在于：所述加热管呈螺旋型结构并沿所述缓冲制热储液罐纵向方向延伸，其一端为与汽车冷却水管路连通的冷却水入口，另一端为与汽车冷却水管路连通的冷却水出口。

4.根据权利要求1所述的节能减排装置，其特征在于：所述缓冲制冷储液罐罐体与一气体冷凝管连通，所述缓冲制冷储液罐通过气体冷凝管与油箱上的排压阀连通，所述气体冷凝管上设有一单向阀。

5.根据权利要求1所述的节能减排装置，其特征在于：所述缓冲制热储液罐和所述缓冲制冷储液罐罐体内分别设有至少一块缓冲板，所述每块缓冲板一端与罐体内壁连接，另一端向罐体内相对一侧的内壁延伸，所述缓冲板沿罐体横截面方向延伸的长度不小于其所在罐体直径的1/2且小于其所在罐体直径。

6.根据权利要求5所述的节能减排装置，其特征在于：所述缓冲制热储液罐和所述缓冲制冷储液罐中分别设有两块缓冲板，所述同一罐体内的两块缓冲板相互平行设置且两者分别位于罐体内纵向长度的1/3和2/3的位置，且两块缓冲板与罐体连接端位于相对的罐体内壁上。

7.根据权利要求4所述的节能减排装置，其特征在于：所述制热单元设置于靠近所述缓冲制热储液罐燃油出口的一侧，所述制热单元包括多个PTC陶瓷加热片。

8.根据权利要求1至3任意一项所述的节能减排装置，其特征在于：所述缓冲制热储液罐内部温度为50-80℃，所述缓冲制冷储液罐内部温度为0-9℃。

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