CN103982339A - 一种提高燃油效率的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高燃油效率的装置及方法，包括DC-AC逆变电路，铁氧体环和线圈；线圈绕制在铁氧体环上，线圈的输入端与DC-AC逆变电路的输出端连接，线圈的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接，DC-AC逆变电路的电源端用于与电源连接；本发明采用两块U型铁氧体套在燃油管道上形成一个铁氧体环，并且铁氧体环的一端缠绕有呈指数衰减的正弦电压信号的线圈。该电压信号由信号产生装置产生，且电压信号通过电磁感应原理在燃油管道中形成稳定的电压信号，作用于通过铁氧体环的燃料通道中的燃油。同时，缠绕有线圈的铁氧体相当于一段电磁铁，其激发的磁场也会作用于燃油。电场和磁场的双重效果使燃油分子团得到细化，降低燃油的浊度，使燃油能够充分燃烧。

Description

一种提高燃油效率的装置及方法

技术领域

本发明属于内燃机燃油净化领域；更具体地，涉及一种提高燃油效率的装置及方法。

背景技术

人类面临着能源和环境因素等多方面的挑战。如何解决节约燃油又降低尾气中的有害气体，已成为当前亟待解决的一个问题。例如柴油机动车所排出的黑烟主要成分是碳残留物，这是主要是因为柴油中含有较多的碳颗粒团。我们可以通过某些手段使它们细化，使燃油充分燃烧，提出了一种基于交变电场的节油装置。

目前，公认磁场是能够磁化燃油，使油粒子细化，大幅降低燃油的粘度，提高燃油效率。但是燃油在离开磁场瞬间时燃油会立刻恢复原有的状态，并且磁场会随着时间的推移会逐渐减弱，因此用磁场处理燃油不是很稳定。

电场对所有带电粒子都有效，且带电粒子无论是否运动，均受到交变电场的电场力。燃油分子团在电场的作用下，使得相邻的燃油分子受到相反的电场力，进而提高油粒分子团分散性能，促进燃油充分雾化，使油气分子与氧分子充分混合，因此燃油会充分燃烧。同时杂质分子也不易同燃油分子结合，有脱硫去杂的效果，提高燃油的清洁度。在现有的技术中，用电场处理燃油是在上下板极或左右板极间施加直流电场或交变电场，被处理的燃油流经由上述板极所形成的腔体达到被处理的效果。但这种对燃油施加电场的方式只是对燃油某段时间有作用，当燃油流出该电场就不会受到它的作用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种提高燃油效率的装置，其目的在于通过对汽油机、柴油机等内燃机的燃油施加交变电场，从而提高燃烧效率。

本发明提供了一种提高燃油效率的装置，包括DC-AC逆变电路，铁氧体环和线圈；线圈绕制在铁氧体环上，线圈的输入端与DC-AC逆变电路的输出端连接，线圈的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接，DC-AC逆变电路的电源端用于与电源连接；工作时，将燃油管道穿过铁氧体环内，将线圈作为铁氧体环上多匝线圈的一次绕组，并将燃油管道作为二次绕组，可以看作绕制在铁氧体环上的一匝线圈；给线圈通电使得在线圈内产生一系列随机的呈指数衰减的正弦电压信号；利用电磁感应原理线圈里产生的交流电流会在铁氧体环的铁芯中感应出交变磁通；交变磁通在燃油管道二次绕组中感应出相同频率、相同波形的电压信号；电压信号作用于燃油管道里的所有燃油，不仅可以分散燃油分子团，而且还可以使燃油分子处于活化状态从而改善燃烧效率，提高燃油的使用效率。

其中，DC-AC逆变电路包括功率电路，控制电路，交变信号发生电路和指示灯；功率电路的输入端用于与电源连接，控制电路的输入端连接至功率电路的第一输出端，交变信号发生电路的第一输入端连接至功率电路的第二输出端，交变信号发生电路的第二输入端连接至控制电路的输出端，交变信号发生电路的控制端用于连接线圈；指示灯的电源端与功率电路的第三输出端连接；功率电路用于将电源输出的电源电压转换成三种不同的直流电压；控制电路用于控制交变信号发生电路产生一系列随机脉冲，每当来一个脉冲时，就会在线圈中产生呈指数衰减的正弦电压信号。

其中，在二次绕组中感应出电压的大小与一次绕组的电压的大小之比约等于二次绕组与一次绕组的匝数之比。

其中，铁氧体环的铁芯是闭合的。

本发明还提供了一种基于上述的装置来提高燃油效率的方法，包括下述步骤：

给线圈通电使得在线圈内产生一系列随机的呈指数衰减的正弦电压信号；并在燃油管道中感应出呈指数衰减的正弦电压信号；

控制所述正弦电压信号在不同的时间间隔中重复产生；

重复产生的正弦电压信号沿燃油管道传播，作用在燃油管道中的燃油上使燃油分子内部的化合键能量减弱，并对燃油分子团进行细化处理，从而使燃油充分燃烧提高燃油效率。

其中，由于燃油分子在某一瞬间会有正电荷中心+Q和负电荷中心-Q，电场力公式为F＝E·q(E为电场强度，q为粒子所带电荷数)，施加感应的电压信号对燃油分子产生的电场力大于燃油的黏性力。

本发明对燃油施加电场的方式是在燃油管道内产生感应电场，这对燃油管道里所的有燃油都会有作用。这大大增加了电场对燃油的作用时间。并且这种电场是呈指数衰减的正弦波波形，这种振荡电压对分散燃油分子团会有更好的效果。

附图说明

图1为本发明提供的一种提高燃油效率的装置的结构示意图。

图2为燃油分子团在电场的示意图。

图3是提高燃油效率装置中的DC-AC逆变电路的结构示意图。

图4是控制电路产生的随机脉冲示意图。

图5是LC振荡电路的简易实物图。

图6为在LC振荡电路的电压信号图。

在所有附图中，相同的附图标记是用来表示相同的元件或结构，其中1为DC-AC逆变电路；2为铁氧体环；3为线圈；4为燃油管道；5为电源；6为喷油嘴；7为燃烧室；8为DC-AC逆变电路中的电容；11为功率电路，12为控制电路、13为交变信号发生电路，14为指示灯。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供了一种提高燃油效率的装置，该装置是一种基于电场的节油装置，可以显著提高燃油的燃烧效率，提高发动机的动力输出性能，减少有害物质因燃烧不充分而产生各种污染。

图1示出了本发明实施例提供的一种提高燃油效率的装置的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

本发明提供的提高燃油效率的装置包括DC-AC逆变电路1，铁氧体环2，线圈3，燃油管道4和电源5组成。其中DC-AC逆变电路1包括功率电路11，控制电路12、交变信号发生电路13以及指示灯14；功率电路11将电源5输出的电源电压转换成三种不同的直流电压分别为控制电路12，交变信号发生电路13及指示灯14提供电源。控制电路12是用来产生一系列随机脉冲，每当来一个脉冲时，就会在LC振荡电路中产生呈指数衰减的正弦波的电压波形。利用电磁感应原理在LC振荡电路中形成的电压在燃油管道4上感应出呈指数衰减的正弦电压信号。燃油管道4的中的电压的幅值比LC振荡电路中的电压小，这与缠绕在铁氧体环2上的线圈3匝数和主磁通量有关。但频率，电压波形形状不会发生任何变化。

本发明提供的提高燃油效率的装置是向燃油中施加感应的交变电压信号。燃油是由各种有机化合物组成的混合物，结构成分比较复杂。有机化合物分子内的原子是由共价键结合起来，主要由C，H构成。燃油分子间作用与其他有机物分子间作用一样，主要依靠分子间的作用力即范德瓦尔斯力和永久偶极间力。这样使得燃油从宏观上表现为一个整体而存在。

当燃油置于交变电场时，由于交变电场所带有一定的能量且能量是不断变化的，燃油分子会选择适合它的能量使得油分子中的某些质子发生能级跃迁，甚至在某些情况下会发生所谓的核磁共振现象。同时核外层电子在电场作用下也会发生能量跃迁而活泼起来。这就有机会使形成化学键的燃油分子中的C-C键比未进行电场处理前会不稳定。因此该键之间的结合力作用就也减弱了。

从有机化学中得知分子之间作用力有范德瓦尔斯力和永久偶极间力，这是与分子无极性无关。它形成的原因是：原子或分子即使是中性且无极性的，由于电子是在不停地运动，在某一瞬间，分子正电荷的重心与负电荷的重心不一定重合，因此产生偶极间力。然而偶极间力由于电子的运动而不断改变其大小和方向，所以取时间平均时偶极间力则消失，但是由这种偶极间力产生的电场可以与其它分子由于被诱导而产生同样偶极间力相互作用，这种作用在某一瞬间时成为斥力，而在另一瞬间则成为引力，且不断地变化着。但总的结果是在分子间形成了弱的引力。因此作为时间平均而言，由于电子的运动而瞬间产生的偶极间力就变成为分子之间产生的引力。

如图2如所示，A，B为一个分子团簇的两个相互吸引的燃油分子，在某一瞬间燃油分子的正电荷重心(原子核重心)和负电荷重心(电子中心)是不重合的，在这种情况下这两个分子相互吸引而处于动态平衡状态。燃油分子在以速率V的情况下在燃油管道中流动，在它流动的方向上施加一定大小的电场后，此时这两个燃油分子受到相反的电场力，使这两个燃油分子分开从而打散燃油分子团。与此同时，燃油分子内的化合键也比之前更加的不稳定。也就是说变化的电场不仅可以分散燃油分子团，而且还可以使燃油分子处于活化状态。这两种效果可以改善燃烧，提高燃油的使用效率。由于燃油的粘性较大，因此我们采用施加来回振荡的感应电场。这种感应电场是对燃油管道中所有的燃油都有作用，而不是传统意思上只对某一段的燃油施加电场。

按照流体力学的理论，液体黏性力是由分子之间相互作用所引起的，用微分方程表达出了黏性力：在这个公式中比例系数μ是流体的黏度；的比值称为剪切变形或剪切速度。因此我们施加的电场力应大于黏性力τ，但是由于本产品是用在汽车的燃油管道这种环境中施加电场，因此施加的电场不能太大，以免对汽车的设备造成影响。

为了降低燃油的浊度，提高燃油的使用效率，本发明实施例通过该装置向燃油管道4中的燃油传递能量，该提高燃油效率的装置包括DC-AC逆变电路1，铁氧体环2和线圈3；线圈3绕制在铁氧体环2上，线圈3的输入端与DC-AC逆变电路1的输出端连接，线圈3的输出端与DC-AC逆变电路1的输入端连接，DC-AC逆变电路1的电源端用于与电源5连接。

工作时，将燃油管道4穿过铁氧体环2内，线圈3作为一次绕组，给线圈3通电使得在线圈3内产生一系列呈指数衰减的正弦电压信号，其线圈3里的产生的交流电流会在铁氧体环2的铁芯中感应出交变磁通。燃油管道4作为二次绕组，根据电磁感应原理，交变磁能穿过这两个绕组就会在二次绕组中感应出相同频率，相同波形形状的电压信号，其大小与这两次绕组的匝数和主磁通的最大值成正比。绕组匝数多的电压高，绕组匝数低的电压低。在本发明中，制做铁氧体环2的铁芯必须是一个闭合的，因为闭合的铁芯是为了降低铁芯的磁阻，从而降低能量的损耗。本发明实施例提供的铁氧体环2是由两块U型铁氧体组成，可以随时拆卸，它用来套在燃油管道上。

在本发明中，DC-AC逆变电路1包括：11功率电路，12控制电路，13交变信号发生电路，14指示灯。电源的输出端与功率电路的输入端相连。功率电路的三个输出端分别与控制电路的输入端，交变信号发生电路的输入端以及指示灯的输入端相连。控制电路的输出端又与交变信号发生电路的另一个输入端相连。交变信号发生电路又与外接线圈相连。功率电路主要将电源5的电压转变为多个直流电压，分别提供给控制电路，交变信号发生电路，指示灯供电，保证它们可以正常工作。缠绕在铁氧体环2上的线圈3形成了电感L，并与DC-AC逆变电路的多个电容8组成LC振荡电路。控制电路产生如图4的随机脉冲，每当出现一个脉冲时，就会在LC振荡电路中形成图6的电压信号。图6的电压信号在铁氧体环的铁芯中产生交变磁通，交变磁通通过电磁感应原理在燃油管道4内感应出电压信号。该电压信号与图6的电压信号的波形形状一样。但在幅值上会变小，频率不会发生任何变化。感应出的电压信号最后作用于燃油管道4里的所有燃油。

该装置安装在油路末端，靠近发动机喷油嘴6的地方，并将该装置固定住。经过电压信号处理后的燃油最后进入到燃烧室7内进行充分燃烧。安装过程中不需要拆卸燃油管道，只需要将装置的两个U型磁铁套在燃油管道4上形成一个铁氧体环2，最后将装置与电源5相连，为DC-AC逆变电路1提供电源。当启动发动机时，该装置便开始正常工作。

本发明还提供了一种提高燃油效率的方法，具体包括下述步骤：

利用电磁感应原理在燃油管道中感应出呈指数衰减的正弦电压信号。

控制上述电压信号在不同的时间间隔中重复产生。

该电压信号沿燃油管道的两个方向传播，因此作用燃油管道的里的所有燃油，而不是仅仅作用于一段燃油。

在产生的电压信号由于是不断变化的，可以作用于不同能量的燃油分子及燃油分子团。这不仅使燃油分子内部的化合键能量减弱，还可以对燃油分子团进行细化处理，从而使燃油充分燃烧。

在本发明实施例中，由于燃油的粘性较大，因此我们采用施加来回振荡的感应电场。这种感应电场是对燃油管道中所有的燃油都有作用，而不是传统意思上只对某一段的燃油施加电场。施加的电场力大于燃油的黏性力。

该方法可运用在柴油机，汽油机等任何使用燃油的机动车辆，可以提高燃油的使用效率，减少尾气的排放。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种提高燃油效率的装置，其特征在于，包括DC-AC逆变电路(1)，铁氧体环(2)和线圈(3)；

所述线圈(3)绕制在所述铁氧体环(2)上，所述线圈(3)的输入端与所述DC-AC逆变电路(1)的输出端连接，所述线圈(3)的输出端与所述DC-AC逆变电路(1)的输入端连接，所述DC-AC逆变电路(1)的电源端用于与电源(5)连接；

工作时，将燃油管道(4)穿过所述铁氧体环(2)内，给所述线圈(3)通电使得在所述线圈(3)内产生一系列随机的呈指数衰减的正弦电压信号；利用电磁感应原理线圈(3)里产生的交流电流会在所述铁氧体环(2)的铁芯中感应出交变磁通；交变磁通在所述燃油管道(4)中感应出相同频率、相同波形的电压信号；所述电压信号作用于燃油管道里的所有燃油，不仅可以分散燃油分子团，而且还可以使燃油分子处于活化状态从而改善燃烧效率，提高燃油的使用效率。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述DC-AC逆变电路(1)包括功率电路(11)，控制电路(12)，交变信号发生电路(13)和指示灯(14)；

所述功率电路(11)的输入端用于与电源(5)连接，所述控制电路(12)的输入端连接至所述功率电路(11)的第一输出端，所述交变信号发生电路(13)的第一输入端连接至所述功率电路(11)的第二输出端，所述交变信号发生电路(13)的第二输入端连接至所述控制电路(12)的输出端，所述交变信号发生电路(13)的控制端用于连接所述线圈(3)；所述指示灯(14)的电源端与所述功率电路(11)的第三输出端连接；

所述功率电路(11)用于将所述电源(5)输出的电源电压转换成三种不同的直流电压；所述控制电路(12)用于控制所述交变信号发生电路(13)产生一系列随机脉冲，每当来一个脉冲时，就会在线圈中产生呈指数衰减的正弦电压信号。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在二次绕组中感应出电压的大小与一次绕组的电压的大小之比等于二次绕组与一次绕组的匝数之比；所述线圈作为所述一次绕组，所述燃油管道作为所述二次绕组。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述铁氧体环(2)的铁芯是闭合的。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述的装置来提高燃油效率的方法，其特征在于，包括下述步骤：

给线圈通电使得在线圈内产生一系列随机的呈指数衰减的正弦电压信号；并在燃油管道中感应出呈指数衰减的正弦电压信号；

控制所述正弦电压信号在不同的时间间隔中重复产生；

重复产生的正弦电压信号沿燃油管道传播，作用在燃油管道中的燃油上使燃油分子内部的化合键能量减弱，并对燃油分子团进行细化处理，从而使燃油充分燃烧提高燃油效率。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，感应的电压信号对燃油分子产生的电场力大于燃油的黏性力。