CN103026014A

CN103026014A - 漏气增能装置

Info

Publication number: CN103026014A
Application number: CN2011800230915A
Authority: CN
Inventors: 阿鲁姆甘·古纳塞加兰; 塞特·曾·古纳塞加兰; 尼瓦希尼·古纳塞加兰; 维格纳斯·古纳塞加兰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-05
Filing date: 2011-05-05
Publication date: 2013-04-03
Also published as: GB201007521D0; GB2480232B; GB2480232A; WO2011138588A1

Abstract

一种漏气增能装置(1)，适于连接至发动机增压室或进气歧管。所述装置包括：导管，该导管具有入口和出口，且流体可流过其中；脉冲装置，该脉冲装置用于在从所述入口经由所述装置流至所述出口的流体上施加脉冲运动；以及漩涡装置，该漩涡装置用于在从所述入口经由所述装置流至所述出口的流体上施加漩涡运动。所述脉冲装置包括在所述入口与所述出口之间的膨胀室(20)，流过所述装置的流体可流入其中，所述膨胀室(20)在其一侧经由文丘里孔口(21)流动连接至所述导管；以及所述装置被密封，唯一外部流体连接是所述导管的入口和出口。

Description

漏气增能装置

技术领域

本发明涉及一种漏气增能装置，具体地但非排他地涉及使用适当的装置连接至内燃机的增压室/进气歧管的发动机漏气增能装置。

背景技术

发动机效率可通过许多不同的方式予以评价。在由内燃机供以动力的车辆的实例中，提高发动机效率可增加来自发动机的有效功/功率输出和/或降低燃料消耗和废气排放。得到的每加仑燃料所行驶的英里数(MPG)增加100％可等同于燃料消耗和废气排放的各种不同组分的相似比例减小将近50％。

在21世纪，大多数内燃机的效率在它们的有效功输出方面一般低于40％，这就意味着浪费了非常多的能源。

降低发动机效率和浪费能源的众多原因之一可归因于发动机的移动部件的设计公差和间隙以及诸如阀座、汽缸壁和活塞环等发动机部件的磨损。尽管对于移动部件必须要有公差，但它们会导致漏气，包括空气、燃料、发动机油雾、水蒸汽和燃烧过程的其它副产物从燃烧室漏出。除了发动机压缩损失之外，这些漏气便是能源的浪费。

漏气的泄漏可能会在通常的四冲程内燃机的进气、压缩、做功和排气冲程的所有阶段中导致能源损失。随着使用引起的磨损增加，漏气量可能会增加，导致发动机效率进一步降低，燃料消耗进一步增加。漏气导致在发动机曲轴箱中产生压强，必须将其释放。

在早期发动机中，在曲轴箱中产生的压强通过将漏气排放到大气中而被释放。污染物排放控制管理规则导致使用被设计成将漏气排放至燃烧室中的曲轴箱强制通风(PCV)系统。这些PCV系统一般包括单向阀和通气软管，以将漏气从曲轴箱经由增压室/进气歧管导入燃烧室。

为了确保在内燃机中充分燃烧，必须将燃料与空气完全混合。由于内燃机中使用的燃料一般处于液态、含氧空气处于气态，燃料首先被喷成雾状，以帮助产生用于快速完全燃烧过程所需的均匀的空气/燃料(A/F)混合物。为了这个原因，燃料喷射器和化油器利用文丘里效应，在将液体燃料与新充入的气流混合之前将其喷成雾状。

为了加快燃烧过程，以微细且分布式的燃料喷雾的方式“播撒”燃烧室将提高燃烧蔓延速度。与此类比的是，与倾倒液体燃料在干草上的情况相比，将在干草堆上喷洒微细的燃料喷雾的情况瞬间燃烧。

决定发动机功/功率输出的因素是燃烧室的加料填充。已知在高发动机转速下，A/F混合物的新加料流入燃烧室时的紊流可减少燃烧室内的加料填充，而使功/功率输出降低。

尽管避免将漏气排放至大气在污染物排放方面是有利的，但漏气与燃烧室中的空气/燃料(A/F)混合物的新加料的混合可降低A/F混合物的新加料的可燃性，导致发动机效率降低。已知漏气可减少A/F混合物的新加料的辛烷值，导致因过早爆炸而使做功/功率输出降低。

发明内容

本申请寻求克服或至少改进与现有技术相关的至少一个问题。

根据本发明的第一方面，提供一种适于连接至发动机增压室或进气歧管的漏气增能装置，所述装置包括：导管，该导管具有入口和出口，且流体可流过其中；脉冲装置，该脉冲装置在从所述入口经由所述装置流至所述出口的流体上施加脉冲运动；以及漩涡装置，该漩涡装置在从所述入口经由所述装置流至所述出口的流体上施加漩涡运动，所述脉冲装置包括在所述入口与所述出口间的膨胀室，流过所述装置的流体可流入所述膨胀室，所述膨胀室在其一侧经由文丘里孔口流体连接至所述导管，其中所述装置被密封，唯一外部流体连接是所述导管的所述入口和所述出口。

已经发现可将这种装置用于改进漏气的混合，以返回至车辆的发动机。在膨胀室描述为位于导管一侧时，可连接膨胀室，从而在使用中，在装置中流动的流体不需要直接从装置的入口流至出口，而可从导管的入口流出，并流入膨胀室，接着返回导管并经由出口离开装置。

使用术语增能器意味着用于向流体提供用于混合的增加的能量，例如，但不排外地，以漩涡运动、速度增加和/或压强脉冲的形式。

导管可形成为管，并可由任何形状或形式构成，例如是弯曲的和/或形成有不恒定的直径。导管的入口可在使用中从发动机柱形顶盖连接至通气软管。装置可与发动机柱形顶盖的出口的设计一体结合。出口可在使用中从发动机的增压室/进气歧管连接至通气软管。装置可与增压室/进气歧管的入口的设计一体结合。

装置可由金属、塑料或合成材料形成。可根据流过装置的流体，例如易燃气体来选择用于制造装置的材料。材料可以是耐热性的材料。可通过加工或任何类型的模塑例如注塑成型来形成装置。

尽管装置适于安装至发动机/车辆的增压室/进气歧管，但是装置及其操作原理可用在其它应用中，以增加气体能量。

用于增加气体能量的能量可源自于使用在内燃机的增压室/进气歧管中产生的真空力。

在汽油发动机中，可通过所述装置来使用在诸如当怠速或巡航时等闭合节流条件下产生的另外的真空力，来增加城市MPG，以使其与额外的城市MPG基本相等。

当真空力减少时，使用由电气装置供以动力或在增压器和涡轮增压器的情况下由废气的流动供以动力的外部真空泵可有助于产生另外的能量，来对在额外的城市行驶条件下的气体进行增能。这可能导致在额外的城市MPG上的增加。

导管可在其入口和出口上包括倒钩。这可使流体连接件，例如管道或软管得以附连。此外，可使用密封装置来确保在装置中流动的流体，例如局部燃烧的烃不会散逸至大气中。在装置安装于将柱形顶盖与增压室/进气歧管连接的通气软管的情况下，倒钩可提供用于在现有的发动机上进行改装的实际选项。

作为替代品，装置可与软管，例如发动机/车辆中的软管一体形成。可将装置和/或装置的方面及特征设置在合适的流体导管中，例如发动机/车辆中的流体导管。在与新发动机的发动机设计结合时，装置可优选地与增压室/进气歧管的入口一体化。

优选地，所述漩涡装置包括在所述导管内形成于所述导管中或所述导管上的螺旋状构造，例如螺纹。在作为螺纹的替代品中，可形成插入管中的涡旋形式，来施加涡旋运动。导管本身形成呈螺旋状。螺纹可加工在导管的内表面上，或可以是另外的独立部件。可在导管中设置涡旋挡板。

膨胀室可简单地形成为具有比管部分的内容量更大的内容量的柱形室，或具有比导管部分的内径更大的内径的柱形室。

文丘里孔口可起到增加从膨胀室流过所述孔口的流体的速度的作用。文丘里孔口可使流过其的流体喷成雾状。文丘里孔口可具有圆形横截面。

优选地，膨胀室形成为收缩喷嘴，其沿朝所述管的纵轴的方向收缩。这意味着膨胀室的横截面随着远离文丘里孔口而增加。所述喷嘴可收缩，以使所述喷嘴的轮廓弯曲。

优选地，第一扩张喷嘴设置在所述文丘里孔口与所述导管之间。通过这种方式，膨胀室的喷嘴和第一喷嘴在文丘里孔口上以它们各自的最小直径会合。第一喷嘴的最大直径可比膨胀室的收缩喷嘴的最大直径小。

优选地，所述第一扩张喷嘴在最靠近所述导管处形成有一部分螺旋状构造，例如内螺纹。该内螺纹部分可具有恒定的直径或其可符合喷嘴的轮廓。

膨胀室和流体连接部分可被布置成使导管的内径保持不受妨碍。

优选地，膨胀室定位成与管的纵轴正交，即成大致90°的角度。文丘里孔口和膨胀室可共享一共用轴线。

优选地，所述膨胀室相对于所述导管的中心纵轴倾斜小于90°的角度。倾斜的角度可以是45°或其它合适的角度。膨胀室可倾斜为与流体流动相符合。

优选地，所述导管在所述导管的入口和/或出口之间的流体连接区域内形成有比连接在其上的通气软管的内径更小的直径。通过这种方式，可增加在入口至膨胀室的区域内的流体流动。代替地，所述装置可形成有直径减小部，该部分比在导管的入口和出口上的导管的部分更小。

优选地，内涡旋轮廓与第一扩张喷嘴相对地设置，所述涡旋轮廓朝所述导管的纵轴扩张。

优选地，涡旋轮廓形成有靠近所述导管的内螺纹部分。内螺纹可形成有恒定的直径或可符合涡旋轮廓的形式。

所述装置可由许多单独组件形成，来提高制造性和组装性。上述部分可设置有相应的接合螺纹来允许组装。

优选地，膨胀室设置有具有单向阀的另一流体入口。该单向阀可用于使另外的空气和/或水蒸气导入该装置，来与流过所述装置的流体混合。

优选地，管的入口和出口形成有倒钩连接器。这些倒钩连接器可使装置容易地安装于发动机/车辆的PCV通气软管。

根据本发明的第二方面，提供一种内燃机，包括根据本发明第一方面或具有任何优选的特征的气体增能装置。该装置可安装在新型发动机/车辆中，或可改装在现有的发动机/车辆上。

优选地，该发动机还包括用于将曲轴箱流体连接至发动机的空气入口的导管，其中，所述装置沿其长度方向在一点上在线与所述导管流体连接。可选择装置在导管上的位置，以使装置的效果最优化来使流过其中的气体增能。装置优选地设置成与发动机的增压室或进气歧管尽可能接近。可对装置的管或导管的内径进行选择，以使其为发动机曲轴箱与增压室/进气歧管间的通气软管的内径的三分之一。

使用外部功能的真空泵或增压器可进一步增加流过装置的流速。

根据本发明第三方面，提供一种对气体进行增能的方法，包括使用根据本发明第一方面的装置来雾化和/或增加流速，施加漩涡运动和脉冲运动。

优选地，所述方法包括将所述装置安装在流体导管中。所述流体导管可以是从发动机曲轴箱至发动机的增压室/通气歧管的导管。

附图说明

下面参照附图，以举例的方式描述本发明，图中：

图1示出了根据本发明一实施例的气体增能装置的侧视图；

图2a至图2d示出了图1所示实施例的四个部件的局部侧视图；

图3示出了图1所示装置的局部俯视图；

图4示出了没有形成本发明一部分的实施例。

具体实施方式

图1示出了根据本发明实施例的气体增能装置，一般表示为标记1。

在所示实施例中，装置1包括四个部件部分。这些部分是主部2、顶盖3、孔口部4和底盖5，它们被分别示出在图2a至图2d的横剖侧视图中。

尽管在本说明书和图2a至图2d及图3中所说明最佳尺寸具有毫米级尺寸，所使用的真实设计尺寸和材料会随着生产过程和发动机尺寸的改变而改变。但是，该尺寸可表明不同部件间的比例关系。

主部2包括以具有圆形横截面的柱形管部6的形式的流体导管。管部6包括入口和出口，在其第一端即入口处，设置有用于将发动机的发动机柱形顶盖与通气软管(未图示)连接的第一倒钩连接器7b。在管部6的第二端即出口处，设置有用于将通气软管(未图示)与发动机的增压室/进气歧管连接的第二倒钩连接器7a。

管部6的横截面的内径选择为大约4mm，是通气软管的内径的大约一半，在使用中，将通气软管与管部6相连，且通气软管的内径一般为大约9mm。对管部6的内径为4mm的孔8进行攻螺纹。主部2的中心部包括16mm外径的大致桶状部9，其带有具有10mm内径的管部10。该内径管部10延伸穿过桶部9的顶部和底部，且与管部6正交，并可与其流体连接。内径管部10具有可允许孔口部4和底盖5的内螺纹12，其中，孔口部4设置有外螺纹19，以旋入内径管部10的顶侧，底盖5也设置有外螺纹13，以旋入内径管部10的底部。

底盖5包括带有外螺纹13的柱形部15。柱形部15在一端形成有盖帽16，其沿径向延伸，以在底盖旋入内径管部10的底侧时提供与桶部9端面间的密封。柱形部15也形成有具有4mm内径的内螺旋轮廓14，其引起从4mm收缩到位于底盖的盖帽端上的点的涡旋轮廓。为便于使用，将该底盖5旋入在柱形管部6中部的10mm内径部10的底螺纹部。

孔口部4一般形成为带有台阶状外轮廓的圆筒，以使孔口部具有连接至小径部17的大径部18。大径部18设置有外螺纹24。

小径部17形成有外螺纹19，其可旋入主部2的内径管部10的顶部。在进行安装时，轮廓上的台阶位于桶部9的顶面上。

如图2c的横剖面所示，大径部18形成有上膨胀室20，该上膨胀室20形成有内收缩涡旋轮廓，其从大径部18的开口端朝向1mm内径的文丘里孔口21收缩，该文丘里孔口21与孔口部4轮廓上的台阶大致相符合地设置。膨胀室20经由文丘里孔口21与下膨胀室22流体连接，该下膨胀室22形成有扩张涡旋轮廓，其从文丘里孔口21朝小径部17的开口端扩张。上膨胀室20的内横截面成形为收缩涡旋喷嘴27，其横截面朝向文丘里孔口21呈锥状并具有涡旋轮廓。

上膨胀室20的内径从14mm减少至1mm。下扩张涡旋膨胀室22的内横截面也成形为涡旋喷嘴28，其朝向文丘里孔口21呈锥状并具有涡旋轮廓。下扩张涡旋膨胀室22的内径从1mm的内径扩张至4mm的内径，导向前面4mm内径的螺纹圆形部23。

在将孔口部4与底盖5组装时，上述部分与主部2的柱形管部6的内螺纹孔8相符合地延伸。

具有内螺纹25的气密顶盖3螺合至螺纹24上的孔口部4的顶部。在所示实施例中，在进行安装时，孔口部4与大气不流体连接。可设置合适的密封装置，以确保在装置的部件间的气密密封。

该装置可由任何合适的材料形成，例如金属、塑料或复合材料。尽管描述为由独立部件形成，但是可以想到装置可一体形成。从附图可知，装置绕桶状部9的中心轴线对称。

下面将对安装在发动机中时装置的动作进行说明。安装的位置取决于发动机的设计，但在典型的实例中，装置安装为与增压室/进气歧管和发动机柱形顶盖间的连接软管相符合。在发动机安装有闭环通风系统的情形下，装置可安装在通风阀与增压室/进气歧管之间。在替代的发动机设计中，装置可安装至通气软管，该通气软管将发动机柱形顶盖连接至增压室/进气歧管。倒钩连接器7a、7b可使装置安装为与现有的软管相符合。也可以想到其它连接装置。尽管将装置描述为用在改型市场，但是装置或装置的特征可与新发动机的设计结合。在与新发动机的发动机设计结合时，装置可优选地与增压室/进气歧管的入口一体化。

在发动机运行时，增压室/进气歧管中的低压从发动机曲轴箱沿箭头29所示的从倒钩连接器7b至倒钩连接器7a的方向抽吸漏气穿过软管连接器的柱形管6的内螺纹孔8。

当漏气流过内螺纹孔8时，流速因孔8的内径相对于通气软管的内径减少50％而增加几乎五倍。对上述内径减少进行测试，以在不限制漏气流动的情况下使流速增加。孔8的内螺纹轮廓起到漩涡装置的作用，并施加漩涡运动来增加漏气的流速。漏气的漩涡及流速的增加会在主部2和底盖5终止于柱形管部6的交点26处，在主部2的柱形管6中产生低压。

在交点26处的低压将膨胀室20的收缩涡旋喷嘴27的内容物经由文丘里孔口21和终止在内螺纹轮廓23的扩张涡旋喷嘴28取出。在膨胀室20的内容物流动的过程中，涡旋轮廓对流动施加漩涡运动。漩涡流动在其穿过文丘里孔口21的通道的过程中被雾化。在脱离文丘里孔口21时，雾化流动通过扩张的涡旋喷嘴28和螺纹轮廓23而进一步发生漩涡。在沿着箭头29所示的方向流过柱形管部6的内螺纹轮廓时，漩涡雾化流的动量得以保持。

在膨胀室20的内容物被抽出时，在其中产生的局部真空将反转从交点26至膨胀室20的流动方向。膨胀室起到脉冲装置的作用，因为当发动机漏气的主要流动沿着箭头29所示的方向流入增压室/进气歧管时，交点26与膨胀室20之间的交替低压会产生脉冲波动。

底盖5也将沿相反方向产生脉冲波动。方向的不同及孔口部4和底盖5在交点26处产生的脉冲力的不同将影响转矩，其可进一步沿箭头29所示的方向对漏气的漩涡流动进行增能。

在漏气的流速增加、雾化、漩涡和脉冲流动经由增压室/进气歧管进入燃烧室时，增能后的漏气完全与空气/燃料(A/F)混合物的新加料完全混合，也能有助于增加燃烧室内的加料填充。

使漏气的部分雾化起到“撒播”用于快速燃烧的燃烧过程的作用。雾化、广泛分配及增能后的漏气与增加的燃料添加剂以增加燃料的辛烷值相似，可增加空气/燃料混合物的新加料的辛烷值，以避免因预爆炸引起的效能损耗。这可通过安装有本发明装置的发动机的功/功率输出的提高来得到。

应该理解在汽油和柴油发动机中，增压室/进气歧管将漏气从发动机曲轴箱中抽出，并沿箭头29所示的方向抽吸进入燃烧室。

在以汽油发动机为动力的车辆中，当节流板处于封闭同时空转或巡航行驶(最小载荷)时，会产生额外的“负”真空力，本发明装置可积极利用上述浪费的能量，以对漏气进行增能。这会增加汽油发动机的城市MPG，以使其与额外城市MPG基本相等。

对上述装置进行测试来增加汽油动力车辆的城市MPG，以使其与额外城市MPG基本相等。

装置的上述实施例不会耗费消耗品。没有任何移动部分，它不需要进行维护。该装置的通用设计使该装置可应用于涵盖道路运输车辆、船舶、移动应用和功率产生器范围的火花点火汽油发动机和压缩点火柴油发动机。

由于本发明的目的在于开发出与全球变暖、气候变化、环境污染和地球有限的矿物燃料能源的消耗相关的当前全球关注问题的实际解决方案，因此，决定性能测试必须在实际生活环境下进行，而不是在受控的实验室环境下进行。

在官方的燃料消耗测试中，车辆通宵存放在空调环境下，其温度维持在与英国夏日相近的温度。接着，在滚筒道路模拟机上进行城市和额外城市英里数测试。从城市和额外城市英里数来计算出综合英里数。

在城市测试中，滚筒道路模拟机模拟出最高速度为30mph(48km/h)，平均速度为12mph(19km/h)并具有多个停车的情况，以模拟城市行驶。测试距离为2.3英里(3.7km)。

在额外城市测试中，滚筒道路模拟机模拟出最高速度为75mph(120km/h)，平均速度为35mph(56km/h)并具有停车和加速的情况，以模拟额外城市行驶。测试距离为4.5英里(7.2km)。上述测试在城市测试之后立即进行。

关于综合燃料耗费，可使用下述公式：

综合英里数＝((城市MPG×2.3)+(额外城市MPG×4.5))/6.8

等式1

在本发明的测试中，在各项测试前，先在10分钟内驾驶汽车行驶2英里(3.2km)，而不是将测试车辆整晚存放在温度受控环境下。这足以将温度升高至理想操作温度，来避免加热周期(与在老式发动机中使用阻气门相似)。

在加热之后，将燃料箱填充至满溢。在城市和额外城市测试之后，再次将燃料箱填充至满溢，以计算出燃料耗费量。使用相同的加油站和燃料泵，以确保燃料质量和燃料泵的刻度相似。由于需要实际测试，比起使用测量装置来计测燃料的官方的方法，更优选本方法。填充燃料箱意味着稍微过量填充，以确保mpg数字少算。

在城市测试中，车辆在城市高速道路上以最高速度为30mph(48km/h)，平均速度为12mph(19km/h)行驶。在一个小时中驾驶车辆行驶12英里(19km)，以获得在真实城市测试行驶上的较佳平均性能。

额外城市测试在城市测试之后立即跟着进行。车辆在同一天在A12和M11道路上以最高速度为75mph(120km/h)，平均速度为35mph(56km/h)行驶。在50分钟内驾驶车辆行驶30英里(48km)，以获得在真实额外城市测试行驶上的较佳平均性能。

表1示出了使用2001丰田雅力士vvti 1300cc车辆的测试数据，该车辆的英里数为65500(105412km)。不使用外部装置，来从适应燃料喷射开始对发动机控制元件(ECU)进行计数，以获取出厂设置的预测燃料消耗量(mpg)。因此，根据本发明实施例，仅通过安装装置，就可获得结果。在空气温度为14℃下进行测试。

表1示出了不使用本申请实施例的、用于测试城市、额外城市和综合燃料消耗量的丰田雅力士车辆的官方的、独立的和发明人的性能数据。也示出带有六速变速箱的2009丰田雅力士1.33车辆的性能数据。使用所安装的本申请的实施例来示出测试数据。示出在带有本发明装置的车辆与不具有该装置的测试车辆之间的百分比比较，上述车辆均是2009丰田雅力士1.33。

表1示出了使用2001丰田雅力士1300cc的测试数据，该车辆的英里数为65500(105412km)。

表1

表2示出了使用2000丰田Picnic 2000cc的测试数据，该车辆的英里数为89200(143553)。

表2

表2示出了不使用本申请实施例的、用于测试城市、额外城市和综合燃料消耗量的丰田Picnic 2.0车辆的官方的、独立的和申请人的性能数据。也示出丰田Avensis 2.0Tourer车辆的性能数据。使用所安装的本申请的实施例来示出测试数据。示出在带有本发明装置的车辆与不具有该装置的测试车辆之间的百分比比较，上述车辆均是丰田Avensis 2.0Tourer。在空气温度为14℃下进行测试。

上述测试包括外部装置来从适应燃料喷射开始对发动机计算单元(ECU)进行计数，以获取出厂设置的预测MPG。在测试中，外部装置涉及使用铝箔遮蔽氧传感器(Lambda/Oxygen Sensor)来增加氧传感器的输出电压，从而抵消因该装置造成的输出电压的降低。装置增加废气中的氧来作为完全燃烧的结果。ECU感测到增加的氧，来作为需要增加燃料喷射的贫燃情况。因此，为了获得在燃料消耗量和废气排放上的降低，ECU必须适当地重测，或必须安装外部装置，来抵消氧传感器的电压输出降低。代替地，不需要使用外部装置。可将ECU存储器清空，将其比较表重置，并对ECU进行训练或编程，以在适当位置上使用装置获得新的一组数据。

表1和表2说明相对老式(英里数超过65000英里(104607km)的10年前的发动机)的发动机/车辆的城市英里数对于小型和大型的发动机而言可分别提升大约100％和50％。对于可比较的新发动机/车辆而言，分别代表着提升60％和30％。

老式发动机/车辆的额外城市英里数对于小型和大型发动机而言可分别提升大约16％和23％，以使它们几乎媲美于相对新型发动机/车辆的额外城市性能。在额外城市行驶和/或适应恢复预设MPG的ECU的过程中，因真空力减少而可能使改进减少。

在综合使用中，安装有该装置的老式大型和小型发动机/车辆的mpg均可增加30％。这代表着比相对新型发动机/车辆提升17％。

总而言之，在现有较老式的发动机/车辆上改装该装置可减少燃料消耗和废气排放，而使其与相对新型发动机/车辆相等，甚至更好。

在将该装置安装于新型发动机/车辆时在燃料消耗和废气排放上的减少可预期带来更进一步的改进。

表3示出了不使用该装置的3年以上的丰田雅力士的废气排放与使用该装置的车辆的废气排放的比较。

使用SUN DGA 2500进行MOT废气排放测试

车辆：丰田雅力士

制造2001 65500英里(105412km)

	下限	上限	原始	原始	原始	具有装置的测试车辆
							测试日期			2007	2008	2009	10年4月
CO％量：	-	0.300	0.000	0.002	0.031	0.001
							CO2％量：	-	-	-	-	-	15
COc％量：	-	-	-	-	-	0.00
							HC ppm量：	-	200	86	3	10	0
O2％量：	-	-	-	-	-	0.24
							Lambda	0.970	1.030	1.030	1.009	0.999	1.013

表3

表4示出了不使用该装置的3年以上的丰田Picnic的废气排放与使用该装置的车辆的废气排放的比较。

使用SUN DGA 2500进行MOT废气排放测试

车辆：丰田Picnic

制造2000

89500英里(144036km)

	下限	上限	原始	原始	原始	具有装置的测试车辆
							测试日期			2007	2008	2009	10年4月
CO％量：	-	0.300	0.007	0.003	0.006	0.002
							CO2％量：	-	-	-	14.68	14.80	15.12
COc％量：	-	-	-	0.00	0.01	0.00
							HC ppm量：	-	200	0	1	16	0
O2％量：	-	-	-	0.00	0.42	0.04
							Lambda	0.970	1.030	1.001	0.999	1.019	1.002

表4

表3和表4说明对于老式发动机/车辆，诸如所测试的丰田雅力士和Picnic车辆，排放测试结果可与新型车辆的废气排放相媲美。使用以SUN(RTM)DGA 2500诊断气体分析仪的形式的标准MOT废气排放测试设备来进行排放测试。没有证据证明处于贫乏空气/燃料混合。

在丰田雅力士的废气排放中检测出的稍许增加的氧水平可能是因为缺少外部装置来抵消来自氧传感器的电压信号。在丰田Picnic的废气排放中检测出的稍许减少的氧水平可能是因为具有外部装置来抵消来自氧传感器的电压信号。

上述装置有助于通过减少有害废气排放和增加废气排放的氧含量来提高环境空气质量。在燃料消耗中的减少可导致在废气排放中的二氧化碳和有害气体的质量上的关联减少。

通过使漏气有效再循环并减少具有增加燃烧室中的加料填充效果的发动机温度，就可实现完全燃烧(较冷的进气气体是密集的，因此，有助于获得完全燃烧所需的化学计量的比率)。

可明显提升带有安装本发明装置的发动机的车辆的性能。除了更好的行驶性能之外，使用诸如空调等辅助装置或在完全承载着最大乘客数时也不会减少MPG。在发动机经受另外载荷时，漏气质量的增加可有助于在不耗费另外燃料的情况下获得功/功率的增加。

由于内燃机是矿物燃料能源的主要消耗体，因此，本发明装置可以是减少有限的矿物燃料能源的消耗率的解决方案。本发明装置的通用设计将可使其安装在任何以汽油或柴油为动力的内燃机中，而与应用无关。

装置的安装不需要特殊技能。典型安装可花费15分钟完成，且完全是可逆的。

供给和安装该装置的成本与两满箱燃料的成本相近，其可使回收期的时间为消耗小于三箱燃料。

装置的使用不需要任何消耗品。可使用再循环塑料/金属来容易地实现装置生产。

装置不需要任何形式的常规维护。

图4示出了不是本发明一部分的实施例。装置的所有部件除了气密顶盖之外与图1至图3的实施例中的相同，该顶盖30包括带有单向阀的倒钩连接器7c。单向阀提供与膨胀室20的单向流体连接。上述单向阀可使例如来自空气过滤器、在途水蒸汽或在途电解液的输出进入膨胀室20。

在单向阀和倒钩连接器7c用于将空气过滤器的输出抽吸进入膨胀室20的情况下，所得的高速过滤后新鲜空气在怠速、低速和巡航操作条件的过程中提高了发动机的自然吸气，以获得与化学计量的A/F比相近的空气/燃料(A/F)比，其中，上述化学计量的A/F比在上述非最理想的操作条件下很难获得。在增加的空气质量中抽吸的能量可源自于使用增压室/进气歧管内的未使用的真空力。

在单向阀和倒钩连接器7c用于将在途水蒸汽的输出抽吸进入膨胀室20的情况下，汽化后的水的雾化有助于降低发动机温度，因此，增加了空气的新加料的密度，从而产生更多可用于燃烧过程的氧。水的导入并不会导致腐蚀，因为水蒸汽是燃烧过程中的组分之一。用于抽吸、蒸发、漩涡和雾化的能量可源自于使用增压室/进气歧管内的未使用的真空力。

在测试中，通过废气分析仪确认，使用水蒸汽可提高发动机功率，降低燃料消耗量，增加在废气排放中的含氧量。这因具有过量氧而可减少诸如一氧化碳和其它氢化物之类的有害废气排放。因此，这表现了在城市和工业区域中补充环境氧水平的一种简单及有效的方式。可通过对雨水进行蒸馏、电离或仅进行过滤来获得水。可避免使用国内的自来水，来防止内燃机部件起垢。维护也与填充典型汽车玻璃清洗瓶相似。

在单向阀和倒钩连接器7c用于将在途电解液的输出抽吸进入膨胀室20的情况下，可获得空气过滤器和在途水蒸汽选项的所有优点，并获得产生代替能源的优点。来自在途电解液的氢和氧的输出补充来自矿物燃料能源的能量。氢是纯净的能源，而氧支持燃烧。在测试中，通过废气分析仪确认，使用在途电解液可提高发动机功率，降低燃料消耗量，并增加在废气排放中的含氧量。

本实施例表现了在城市和工业区域中补充环境氧水平的一种有效的方式。用于电解和产生自由的氢和氧分子的能量可源自于由发动机驱动的交流发电机。在测试中，所抽吸的能量最小且与点亮电灯泡的能量基本相等。尽管用于电解水的能量来自燃料的燃烧，但在节省燃料上的显著增加抵消用于产生电能的能量。用于进行抽吸、漩涡和对氢和氧进行原子化的能量源自于使用未使用的真空力。维护与对电池的电解液水平进行维护相似。

因本发明装置而使废气排放中的氧含量增加可解释为通过发动机控制单元(ECU)使其处于需要增加燃料喷射的贫乏空气/燃烧混合条件。

在测试中，安装有本发明装置的车辆在每加仑燃料所行驶的英里数(MPG)上的燃料消耗可在大约2英里(3.2km)的初始加热行驶周期之后提升大于100％。在接下来的10英里(16km)中，通过增加燃料喷射来使ECU适应，以降低MPG至ECU表格中记录的预测的MPG。这导致在相同燃料消耗量下的优异的功/功率输出。

通过大多数现代的发动机来将ECU的适应控制系统用于对涵盖摩托车、汽车、货车和卡车在内的车辆供以动力，来对发动机性能、废气排放和燃料经济性进行控制。根据功/功率输出和燃料经济的发动机的计划响应可由制造商因各种制造上的、调节上的和市场上的缘故而被故意加以限制。因此，用于现代的发动机的任何改型将需要ECU的标准出厂设定的重测，以获取改型的优点。

ECU重测对于获取本发明在减少燃料消耗和废气排放上的优点来说是必要的。由于ECU是由版权保护的正当系统，发动机制造商的协作对于获取本发明在提高发动机效率上的全部优点来说是必要的。

在使用内燃机(ICE)引起当前气候关注的主要原因，本发明在不限制使用以ICE为动力的应用的前提下，提供解决与全球变暖、气候改变和环境大气质量变差相关的全球关注问题的多个重大原因之一的解决方案。

Claims

1.一种适于连接至发动机增压室或进气歧管的漏气增能装置，所述装置包括：

导管，该导管具有入口和出口，且流体可流过其中；

脉冲装置，该脉冲装置在从所述入口经由所述装置流至所述出口的流体上施加脉冲运动；以及

漩涡装置，该漩涡装置在从所述入口经由所述装置流至所述出口的流体上施加漩涡运动；

其中，所述脉冲装置包括在所述入口与所述出口之间的膨胀室，流过所述装置的流体可流入所述膨胀室；

其中，所述膨胀室在其一侧经由文丘里孔口流体连接至所述导管；以及

所述装置被密封，唯一外部流体连接是所述导管的所述入口和所述出口。

2.如权利要求1所述的漏气增能装置，其中，所述漩涡装置包括在所述导管内形成于所述导管中或所述导管上的螺旋状构造。

3.如权利要求1或2所述的漏气增能装置，其中，所述膨胀室形成为收缩喷嘴，该收缩喷嘴沿朝所述导管的纵轴的方向收缩。

4.如权利要求1至3中任一项所述的漏气增能装置，其中，第一扩张喷嘴设置在所述文丘里孔口与所述导管之间，其中，所述第一扩张喷嘴沿朝所述导管的纵轴的方向扩张。

5.如权利要求4所述的漏气增能装置，其中，所述第一扩张喷嘴在靠近所述导管处形成有一部分内螺纹。

6.如前述权利要求中任一项所述的漏气增能装置，其中，所述膨胀室定位成与所述导管的纵轴正交。

7.如权利要求1至5中任一项所述的漏气增能装置，其中，所述膨胀室相对于所述导管的纵轴倾斜一角度。

8.如前述权利要求中任一项所述的漏气增能装置，其中，所述导管在所述导管的入口和/或出口之间的流体连接区域内形成有比连接在其上的通气软管的内径小的直径。

9.如权利要求4或从属于权利要求4的任一权利要求所述的漏气增能装置，其中，与所述第一扩张喷嘴相对地设置内涡旋轮廓，所述涡旋轮廓朝所述导管的纵轴扩张。

10.如权利要求9所述的漏气增能装置，其中，所述涡旋轮廓在靠近所述导管处形成有一部分内螺旋形状。

11.如前述权利要求中任一项所述的漏气增能装置，其中，所述导管的入口和出口形成有倒钩连接器或其它连接装置。

12.如权利要求3或从属于该权利要求3的任一权利要求所述的漏气增能装置，其中，所述收缩喷嘴是涡旋喷嘴。

13.如权利要求4或从属于该权利要求4的任一权利要求所述的漏气增能装置，其中，所述第一扩张喷嘴收缩喷嘴是涡旋喷嘴。

14.一种内燃机，包括前述权利要求中任一项所述的漏气增能装置。

15.如权利要求14所述的内燃机，其中，还包括用于将曲轴箱流体连接至发动机的空气入口的导管，其中，所述装置沿其长度方向在一点上在线与所述导管流体连接。

16.如权利要求15所述的内燃机，其中，所述装置设置成与所述发动机的增压室或进气歧管尽可能接近。

17.如权利要求14所述的内燃机，其中，所述装置与所述发动机的增压室/进气歧管的入口的设计一体化。

18.一种对气体增能的方法，包括使用如权利要求1至13中任一项所述的装置来雾化和/或增加流速，施加漩涡运动和脉冲运动。

19.如权利要求18所述的对气体增能的方法，其中，不使用任何移动部件。

20.一种漏气增能装置，其在此基本为参照附图的图1至图3所描述的并如图1至图3所示。

21.一种内燃机，包括漏气增能装置，其在此基本为参照附图的图1至图3所描述的并如图1至图3所示。

22.一种使气体增能的方法，其在此基本为参照附图的图1至图3所描述的并如图1至图3所示。