CN103726956B - 一种提高发动机燃烧效率的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种提高发动机燃烧效率的装置，该装置包括电源、电解发生单元、控制单元和臭氧浓度传感器。其中，电源与电解发生单元连接，为电解发生单元提供电能来源；电解发生单元为通过电解产生臭氧的部件，与所在发动机的进气口连接，并将臭氧输送到发动机中；臭氧浓度控制器位于电解发生单元中，与控制单元连接，检测电解发生单元的臭氧浓度并将检测的信息发送到控制单元中；控制单元还与电解发生单元连接，接收臭氧浓度传感器的信息，经过分析处理，控制电解发生单元的工作。本发明不仅能够有效提高发动机的燃烧效率；而且能够有效缓解燃烧过程中燃烧不充分的问题，大大降低有害气体的产生和排放，有利于保护环境。

Description

一种提高发动机燃烧效率的装置
技术领域
本发明属于汽车能源利用技术领域，涉及一种提高发动机燃烧效率的装置。
背景技术
众所周知，现在的汽车绝大多数使用的是内燃机，内燃机的工作原理是将燃料的化学能转换成机械能，而由于内燃机燃烧技术的限制，致使现有燃油的燃烧效率普遍不高，平均只有36%左右，在燃烧过程中浪费了大量的燃料；同时，由于燃烧不充分，也会释放大量的有害气体，如一氧化碳等。提高发动机燃烧效率的技术是解决能源问题和环境问题的关键技术，具有非常重要的研究意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高发动机燃烧效率的装置。
为了达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种提高发动机燃烧效率的装置，包括电源、电解发生单元、控制单元和臭氧浓度传感器；其中，所述电源与所述电解发生单元连接，为所述电解发生单元提供电能来源；所述电解发生单元为通过电解产生臭氧的部件，与所在发动机的进气口连接，并将所述臭氧输送到所述发动机中；所述臭氧浓度传感器位于所述电解发生单元中，与所述控制单元连接，检测所述电解发生单元的臭氧浓度并将检测的信息发送到所述控制单元中；所述控制单元还与所述电解发生单元连接，接收所述臭氧浓度传感器的信息，经过分析处理，控制所述电解发生单元的工作。
所述电源为车辆蓄电池。
所述装置还包括电解液储存单元，所述电解液储存单元与所述电解发生单元和所述控制单元均连接，在所述控制单元的控制下向所述电解发生单元补充电解液。
所述电解发生单元所用的电解液为水，所述电解液储存单元为水箱。
所述控制单元还与发动机管理系统连接，以辅助所述发动机管理系统控制发动机的燃烧过程。
所述控制单元通过车辆总线与所述发动机管理系统连接。
所述装置还包括驾驶员控制开关单元；所述驾驶员控制开关单元包括第一开关；所述第一开关处于所述电源与所述电解发生单元连接的线路中，以控制所述装置的开启与关闭。
所述驾驶员控制开关单元还包括第二开关；所述第二开关位于所述电解发生单元与所述发动机进气口连接的通道中，以控制所述装置向所述发动机输送臭氧。
所述装置还包括电解液余量传感器；所述电解液余量传感器与所述电解液储存单元和所述控制器均连接，检测所述电解液储存单元中电解液的余量，并将检测的信息发送给所述控制器。
所述控制器由所在车辆的点火开关供电。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：本发明通过电解产生臭氧并输送入发动机燃烧室中，增大了发动机的燃烧过程中反应物氧气的浓度，不仅能够有效提高发动机的燃烧效率，大大提高了能源利用率；而且能够有效缓解燃烧过程中燃烧不充分的问题，大大降低了有害气体如一氧化碳的产生和排放，有利于保护环境。此外，本发明充分利用了车辆蓄电池，避免了电能的浪费，同时还维持了蓄电池的活性，增加了其使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例中提高发动机燃烧效率的装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
现有技术中发动机由于机械结构及材料强度等原因，不能高效利用燃料，燃料利用率普遍不高，只有36%左右，具有提高的潜质。本发明提出了一种能够提高发动机燃烧效率的装置，该装置通过提高发动机吸入空气中氧气的浓度来提高燃烧效率，在降低能源消耗的同时还减少了有害气体的排放。
本发明提出了一种提高发动机燃烧效率的装置，该装置包括蓄电池、电解发生单元、控制器、驾驶员控制开关单元、臭氧浓度传感器和水箱，如图1所示为该装置的结构示意图。
该装置中，蓄电池为电源，与电解发生单元连接，为其提供电能。电解发生单元为通过电解产生臭氧的部件，其中含有水及促进电解发生的催化剂，可以对其补充电解液水；该电解发生单元利用蓄电池的电能电解水得到臭氧。水箱与电解发生单元连接，为其提供发生电解反应所需的水。臭氧浓度传感器处于电解发生单元中，且与控制器连接；检测电解发生单元中的臭氧浓度，并将该臭氧浓度信息发送给控制器。该控制器与水箱和电解发生单元均连接，接收臭氧浓度信息，并根据臭氧浓度信息来控制水箱对电解发生单元的水的供给，并控制电解发生单元中电解反应的进行，具体可以通过控制电解电流的大小来进行。此外，该电解发生单元还与发动机进气口通过管道连接，将电解产生的臭氧输送到发动机中。
为了实现该控制装置与整车的通信，更为合理地控制发动机内燃烧过程的进行，该控制器还通过车辆上的控制器局域网络总线（CAN总线）与发动机管理系统（EMS）连接，以辅助EMS根据氧气浓度实时调节喷油、点火等状态来实现燃烧效率的最大化。因此，EMS可以通过总线获取该装置的信息，并基于此控制发动机中燃烧过程的顺利高效进行。
为了让驾驶人员获知该装置的剩余工作时间，该装置还包括位于水箱中的水余量传感器，该传感器还与控制器连接，检测水箱中水的余量，并将检测的水的余量信息发送给控制器。由于EMS与该控制器通过CAN总线连接，因此EMS可以获取水箱中水的余量信息，并依此计算臭氧剩余工作时间，并反馈给驾驶员。
此外，为了方便驾驶员对该装置的控制，该装置还包括驾驶员控制开关单元。该驾驶员控制开关单元包括第一开关与第二开关。其中，第一开关处于蓄电池与电解发生单元的连接线路中，以辅助驾驶员控制该装置的开启与关闭；第二开关则处于电解发生单元与发动机进气口的连接线路中，以辅助驾驶员控制该装置是否向发动机中导入臭氧。第一开关和第二开关的按钮均位于驾驶室内驾驶员方便操作的地方。
由于在发动机未启动时，该装置持续工作可能会耗光蓄电池的电量，因此将该装置中的控制器设置为由所在车辆的点火开关供电，从而该装置在发动机未启动时禁止工作。当发动机启动后，整车的供电由蓄电池转移到发电机，这时该装置进入预工作状态，为后续的正常工作做好准备。这里可以通过驾驶员控制第一开关来开启该装置，使电解发生单元开始发生电解反应，由控制器控制反应发生的速率及强度，并由臭氧浓度传感器监测臭氧浓度，当达到可工作的浓度时，进入系统预备状态，这时驾驶员可以通过驾驶室内的另一个开关第二开关开启该装置与发动机的连接，同时通过CAN总线通知EMS进入臭氧工作状态，这时EMS通过其前氧传感器感应到氧气浓度增加（臭氧极不稳定，易分解成氧气），即控制发动机的喷油及点火时间等变量，由于燃烧室的氧气浓度增加，会使燃料的燃烧更加充分，从而调高燃油利用率并降低一氧化碳等有害物质的排放。
在汽车启动后，车上的一切用电设备均是由发电机进行供电的，而蓄电池则成为了车上最大的负载，且一直属于浮充电状态，为了避免这一浪费，本实施例中将蓄电池作为电解发生单元的电力来源，这样既可以解决电解用电来源问题，又可以避免电能的浪费，还可以维持蓄电池的活性，增加了其使用寿命。
综上可知，该装置通过电解水产生臭氧并输送入发动机燃烧室中，增大了燃烧过程中反应物氧气的浓度，不仅能够有效提高发动机的燃烧效率，大大提高了能源利用率；而且能够有效缓解燃烧过程中燃烧不充分的问题，大大降低有害气体如一氧化碳的产生和排放，有利于保护环境。此外，本发明充分利用了车辆蓄电池，避免了电能的浪费，同时还维持了蓄电池的活性，增加了其使用寿命。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种提高发动机燃烧效率的装置，其特征在于：包括电源、电解发生单元、控制单元和臭氧浓度传感器；其中，所述电源与所述电解发生单元连接，为所述电解发生单元提供电能来源；所述电解发生单元为通过电解产生臭氧的部件，与所在发动机的进气口连接，并将所述臭氧输送到所述发动机中；所述臭氧浓度传感器位于所述电解发生单元中，与所述控制单元连接，检测所述电解发生单元的臭氧浓度并将检测的信息发送到所述控制单元中；所述控制单元还与所述电解发生单元连接，接收所述臭氧浓度传感器的信息，经过分析处理，控制所述电解发生单元的工作；
所述控制单元还与发动机管理系统连接，以辅助所述发动机管理系统控制发动机的燃烧过程；
所述电源为车辆蓄电池；
所述装置还包括电解液储存单元，所述电解液储存单元与所述电解发生单元和所述控制单元均连接，在所述控制单元的控制下向所述电解发生单元补充电解液；
所述装置还包括驾驶员控制开关单元；所述驾驶员控制开关单元包括第一开关；所述第一开关处于所述电源与所述电解发生单元连接的线路中，以控制所述装置的开启与关闭；
还包括电解液余量传感器；所述电解液余量传感器与所述电解液储存单元和所述控制器均连接，检测所述电解液储存单元中电解液的余量，并将检测的信息发送给所述控制器。
2.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧效率的装置，其特征在于：所述电解发生单元所用的电解液为水，所述电解液储存单元为水箱。
3.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧效率的装置，其特征在于：所述控制单元通过车辆总线与所述发动机管理系统连接。
4.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧效率的装置，其特征在于：所述驾驶员控制开关单元还包括第二开关；所述第二开关位于所述电解发生单元与所述发动机进气口连接的通道中，以控制所述装置向所述发动机输送臭氧。
5.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧效率的装置，其特征在于：所述控制器由所在车辆的点火开关供电。
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