CN104153917B - 一种应用于柴油机的节油减排器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于柴油机的节油减排器，包括一圆桶状外壳，外壳的前、后两端分别安装有燃油进口端盖和燃油出口端盖，外壳靠燃油进口端盖的三分之一腔体内设置带有进油口的直流电机，直流电机转子的电机轴上固定设置有多槽合金柱，多槽合金柱的表面均匀分布有多个沟槽，沟槽内设有滚子，燃油出口端盖上设置有出油口，外壳靠燃油出口端盖的三分之二腔体内设置有多个垂直于外壳轴向且间距均匀的多孔合金片，多孔合金片之间设置有间隔套，多孔合金片上均匀开设有多个圆孔。本发明可以长期使用，具有结构简单，安装方便、价格低廉、寿命超长、基本不需维护等特点。

Description

一种应用于柴油机的节油减排器

技术领域

本发明属于柴油车的节油减排技术领域，具体涉及一种应用于柴油机的节油减排器。

背景技术

我国的汽车(包括柴油车)年销售量已超过2000万辆，连续3年高居世界首位，2012年石油对外依赖度已经达到56％，机动车的剧增也成为大范围雾霾天气出现的原因之一，节油减排已经成为全社会关注的焦点，对于我国的能源安全和改善环境意义重大。虽然现在已有门类众多的汽车节油器、燃油添加剂等，但多数效果并不明显，有的甚至损害发动机或导致二次污染。传统的减排技术如使用含Pd、Pt等贵金属的尾气净化器由于价格昂贵、容易中毒以及资源等原因，难以大规模广泛使用。特别是在大功率高油耗运行条件下，如重载、加速、爬坡或道路崎岖时，现有节油减排器往往更难以显示效果。目前我国已经制定出更为严格的控制机动车排放的标准(如北京的京V标准)，发展高效廉价适用于各种路况的节油减排器具有重大的经济和社会意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种应用于柴油机的节油减排器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种应用于柴油机的节油减排器，其特殊之处在于：包括一圆桶状外壳，外壳的前、后两端分别安装有燃油进口端盖和燃油出口端盖，所述外壳靠燃油进口端盖的三分之一腔体内设置带有进油口的直流电机，所述直流电机转子的电机轴上固定设置有多槽合金柱，所述多槽合金柱的表面均匀分布有多个沟槽，槽内设有滚子，所述燃油出口端盖上设置有出油口，所述外壳靠燃油出口端盖的三分之二腔体内设置有多个垂直于外壳轴向且间距均匀的多孔合金片，多孔合金片之间设置有间隔套，所述多孔合金片上均匀开设有多个圆孔。

进一步，所述直流电机包括机壳、转子、后端盖、永磁电极、直流电机碳刷和直流电机碳刷架，所述机壳设置有进油口，所述后端盖设置于机壳的后侧并与机壳固定连接，后端盖上设置有开孔。

进一步，所述直流电机的机壳内固定有一个供多槽合金柱工作的壳体以及与壳体后侧固定连接的工作腔盖，所述壳体与工作腔盖连接后内部形成一个多槽合金柱与滚子的工作腔体，所述壳体与直流电机的机壳内壁连接并与机壳之间保持一定间隙，以供燃油向后输送，所述工作腔盖与壳体通过螺栓连接，所述工作腔盖上设有开孔，壳体的前侧也设有开孔并与工作腔盖上的开孔上下相对。

进一步，所述多槽合金柱和多孔合金片制作所用合金为BFe10-1-1铁白铜或BFe30-1-1铁白铜。

进一步，所述多槽合金柱和多孔合金片的表面均为粗糙面。

进一步，所述粗糙面为经喷砂处理的喷砂面。

进一步，所述外壳为铜管、铜合金管、不锈钢管或硬质塑料制成的圆桶状管体。

进一步，所述节油减排器串接在滤清器前的进油管路中。

本发明的有益效果如下：

由于本项发明的特殊设计，使用本发明提供的应用于柴油机的节油减排器，柴油机和柴油车无论是正常行驶亦或是在高功率高油耗条件下(爬坡、加速、重载等)行驶，都可以产生良好的节油减排效果：(1)节油：使用节油减排器后，视柴油机使用状况和车辆运行条件可节油6～14％，(2)减排：使用节油减排器后，柴油发动机烟雾排放明显减少(烟雾排放的光吸收系数减小约20～40％)，尤其是对冒黑烟的大型柴油机和在恶劣路况下行驶的柴油车，减排效果更佳；(3)由于本项发明的节油减排器可以使燃烧更充分，从而延缓和减少积碳的出现，进而延长了柴油机的维护周期和使用寿命。另外，合金对燃油的电催化过程发生在柴油进入柴油机之前的非燃烧状态下(环境温度下)，合金只起催化作用，合金的微观结构与表面状态均无改变，合金本身无消耗，因此本发明的节油减排器可以长期使用，具有结构简单，安装方便、价格低廉、寿命超长、基本不需维护等特点。

附图说明

图1为本发明实施例应用于柴油机的节油减排器的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面示意图；

图3为图1中多槽合金柱5的结构示意图；

图4为图1中多孔合金片9的结构示意图；

其中，1-外壳，2-燃油进口端盖，3-燃油出口端盖，4-进油口，5-多槽合金柱，6-沟槽，7-滚子，8-出油口，9-多孔合金片，10-间隔套，11-机壳，12-转子，13-后端盖，14-永磁电极，15-直流电机碳刷，16-直流电机碳刷架，17-壳体，18-工作腔盖，19-密封垫，20、连接键。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

参见图1-图4，本发明实施例的应用于柴油机的节油减排器，包括一圆桶状外壳1，外壳1的前、后两端分别安装有燃油进口端盖2和燃油出口端盖3，为了安装燃油进口端盖2和燃油出口端盖3时与外壳1的紧密性，在两个端盖与外壳1之间加设密封垫19，该外壳1靠燃油进口端盖2的三分之一腔体内设置带有进油口4的直流电机，直流电机转子12的电机轴上固定设置有多槽合金柱5，多槽合金柱5通过连接键20与电机轴相连，多槽合金柱5的表面均匀分布有多个沟槽6，沟槽6内设有滚子7，多槽合金柱5的这种结构设计不仅增加了合金总表面积，同时节省了合金用量，设置的沟槽也有利于合金与燃油充分接触，其槽内的滚子在电机的驱动下搅动燃油，可加剧燃油与合金的电催化作用。燃油出口端盖3上设置有出油口8，外壳1靠燃油出口端盖3的三分之二腔体内设置有多个垂直于外壳轴向且间距均匀的多孔合金片9，多孔合金片9之间设置有间隔套10，多孔合金片9上均匀开设有多个圆孔。

直流电机包括机壳11、转子12、后端盖13、永磁电极14、直流电机碳刷15和直流电机碳刷架16，机壳11设置有进油口4，后端盖13设置于机壳11的后侧并与机壳11固定连接，后端盖13上设置有开孔。

直流电机的机壳11内固定有一个供多槽合金柱5工作的壳体17以及与壳体17后侧固定连接的工作腔盖18，壳体17与工作腔盖18连接后内部形成一个多槽合金柱与滚子的工作腔体，壳体17与直流电机的机壳11内壁连接并与直流电机得机壳11之间保持一定间隙，以供燃油向后输送，所述工作腔盖18与壳体17通过螺栓连接，工作腔盖18上设有开孔，壳体17的前侧也设有开孔并与工作腔盖18上的开孔上下相对。

多槽合金柱5和多孔合金片9制作所用合金为BFe10-1-1铁白铜或BFe30-1-1铁白铜。

多槽合金柱5和多孔合金片9的表面均为粗糙面，粗糙面为经喷砂处理的喷砂面，多槽合金柱5和多孔合金片9的表面均经喷砂处理，以增加其粗糙度，从而增加其表面积进而增强与燃油的交互作用。

外壳1为铜管、铜合金管、不锈钢管或硬质塑料制成的圆桶状管体。

本发明的主要作用是让柴油机实现减少燃料消耗、降低污染物排放，它安装在柴油机的供油管路中，直流电机外壳1的进油口4连接来自油箱的油管，燃油出口端盖3上的出油口8连接到柴油机油泵的供油管上。本发明实施例提供的应用于柴油机的节油减排器在使用时，节油减排器内的直流电机与发动机的控制单元连接，节油减排器串接在滤清器前的进油管路中，燃油从进油口的一端进入节油减排器内，在直流电机关闭的条件下燃油与多槽合金柱和多孔合金片表面接触后，或在直流电机启动条件下多槽合金柱的旋转使燃油产生强烈紊流强化燃油与合金表面的交互作用后，经燃油出口的一端进入柴油机供油系统，特别适用于在高功率、高油耗运行条件下的节油减排。

本发明中应用于柴油机的节油减排器的节油和减排原理是：通过两端的进油口4和出油口8串接到柴油机供油系统滤清器前的进油管路中，合金本身对柴油具有电催化活性，可使燃油的分子链和分子链团的结构发生变化，如大分子链的断开和紧密缠绕的分子链团的松散，使柴油更易于与氧结合、氧化燃烧过程更为迅速充分；在高油耗的条件下，直流电机的启动引起柴油的剧烈运动形成紊流，增加燃油与合金表面的接触时间，强化合金与燃油的交互作用，使合金对燃油分子链和分子链团的电催化效果得以加强；合金片和合金叶片经喷砂处理后，表面积可增加3～4倍，进一步增大合金与燃油的交互作用。

对于柴油汽车，节油率测量是在固定道路和距离、固定驾驶员、固定行驶参数、多次往返行驶条件下，分别测量汽车使用和不使用节油器运行时的油耗(多次测量的平均值)，计算节油器的节油率＝(不使用节油器的油耗－使用节油器的油耗)÷不使用节油器的油耗×100％；节油器的减排率以上述油耗测试过程中每一往返行驶从起始到终了每间隔10分钟测量的烟雾排放的光吸收系数K(多次测量的平均值)，计算节油器的减排率＝(不使用节油器的k值－使用节油器的K值)÷不使用节油器的K值×100％。对于柴油机，节油器的节油率和减排率是在柴油机多种工作条件下，测量使用和不使用节油器条件下的油耗(多种工作条件测量的平均值)和每一工作条件从开始运行到运行结束期间每10分钟作为一个时间点，测量烟雾排放的光吸收系数K(多次测量的平均值)，然后分别计算出节油率和减排率。

以下通过实施例对本发明的效果加以说明。

实施例1：

节油器的外壳为PVC管，外径Φ₀＝25.4m，长度l₀＝250mm。使用BFe10-1-1铁白铜，多槽合金柱用棒材加工制作，外径Φ₃＝9.9mm，长度l₂＝20mm；多孔合金片用厚度δ＝2.0mm的板材制作，外径Φ₂＝19.9mm，合金片数量n＝3，外径Φ₂＝19.9mm，孔径ф＝1mm，每片孔数m＝60；直流电机功率w＝50瓦。

根据安装与不安装节油器的柴油发动机面包车在环城高速固定78km路段往返多次行驶的油耗及排放测试数据，通过计算得到：节油率为6％，减排率为31％。

实施例2：

节油器的外壳为紫铜管，外径Φ₀＝60mm、长度l₀＝350mm，使用BFe10-1-1铁白铜，多槽合金柱用棒材加工制作，外径Φ₃＝43.9mm，长度l₂＝40mm；多孔合金片用厚度δ＝2.0mm的板材制作，外径Φ₂＝53.9mm，合金片数量n＝9，孔径ф＝1mm，每片孔数m＝400；直流电机w＝100瓦。

根据安装与不安装节油器的柴油发动机大客车在环城高速固定78km路段往返多次行驶的油耗及排放测试结果，通过计算得到：节油率为9.5％，减排率为35％。

实施例3：

节油器的外壳为304不锈钢管，外径Φ₀＝100mm、长度l₀＝600mm，使用BFe30-1-1铁白铜，多槽合金柱用棒材加工制作，外径Φ₃＝81.9mm，长度l₂＝50mm；多孔合金片用厚度δ＝2.0mm的板材制作，外径Φ₂＝91.9mm，合金片数量n＝16，孔径ф＝1mm，每片孔数m＝180；直流电机w＝150瓦。

根据安装与不安装节油器的矿用载重车在28km山区路段多次往返行驶的油耗及排放测试数据，通过计算得到：节油率为9.5％，减排率为37％。

实施例4：

节油器的外壳为黄铜管，外径Φ₀＝40mm、长度l₀＝300mm，使用BFe10-1-1铁白铜，多槽合金柱用棒材加工制作，外径Φ₃＝25.9mm，长度l₂＝25mm；多孔合金片用厚度δ＝2.0mm的板材制作，外径Φ₂＝35.9mm，合金片数量n＝7，孔径ф＝1mm，每片孔数m＝250；直流电机w＝50瓦。

根据安装与不安装节油器的农用中型柴油不同工作条件下的油耗及排放测试数据，通过计算得到：节油率为7.6％，减排率为33％。

实施例5：

节油器的外壳为黄铜管，外径Φ₀＝35mm、长度l₀＝300mm，使用BFe30-1-1铁白铜，多槽合金柱用棒材加工制作，外径Φ₃＝21.9mm，长度l₂＝25mm；多孔合金片用厚度δ＝2.0mm的板材制作，外径Φ₂＝31.9mm，合金片数量n＝5，孔径ф＝1mm，每片孔数m＝150；直流电机w＝50瓦。

根据安装与不安装节油器的小型柴油机不同工作条件下的油耗及排放测试数据，通过计算得到：节油率为11.8％，减排率为39％。

实施例6：

节油器的外壳为紫铜管，外径Φ₀＝150mm、长度l₀＝600mm，使用铁白铜BFe30-1-1，多槽合金柱用棒材加工制作，外径Φ₃＝99.9mm，长度l₂＝50mm；多孔合金片用厚度δ＝2.0mm的板材制作，外径Φ₂＝139.9mm，合金片数量n＝14，孔径ф＝1mm，每片孔数m＝240；直流电机w＝150瓦。

根据安装与不安装节油器的钻井用大型柴油机不同工作条件下的油耗及排放测试数据，通过计算得到：节油率为13.1％，减排率为38％。

实施例7：

节油器的外壳为紫铜管，外径Φ₀＝100mm、长度l₀＝500mm，使用铁白铜BFe30-1-1，多槽合金柱用棒材加工制作，外径Φ₃＝49.9mm，长度l₂＝40mm；多孔合金片用厚度δ＝2.0mm的板材制作，外径Φ₂＝79.9mm，合金片数量n＝18，孔径ф＝1mm，每片孔数m＝180；直流电机w＝150瓦。

根据安装与不安装节油器的船用大型柴油机不同工作条件下的油耗及排放测试数据，通过计算得到：节油率为12.7％，减排率为37％。

由于本发明能够对柴油的大分子链和分子链团实施电催化作用，使其分解成较小的分子链和分子链团，有利于柴油的充分燃烧，因此，安装了本发明的柴油发动机与不安装本发明的柴油发动机相比在燃烧同等量的燃料就能产生更多的动力，再者，由于燃烧充分，就会使尾气中产生的碳颗粒少，尤其是对冒黑烟的大型柴油机效果更为明显。

以上所述仅为本发明的较佳实例而已，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 (8)

1.一种应用于柴油机的节油减排器，包括一圆桶状外壳(1)，其特征在于：外壳(1)的前、后两端分别安装有燃油进口端盖(2)和燃油出口端盖(3)，所述外壳(1)靠燃油进口端盖(2)的三分之一腔体内设置带有进油口(4)的直流电机，所述直流电机转子(12)的电机轴上固定设置有多槽合金柱(5)，所述多槽合金柱(5)的表面均匀分布有多个沟槽(6)，沟槽(6)内设有滚子(7)，所述燃油出口端盖(3)上设置有出油口(8)，所述外壳(1)靠燃油出口端盖(3)的三分之二腔体内设置有多个垂直于外壳轴向且间距均匀的多孔合金片(9)，多孔合金片(9)之间设置有间隔套(10)，所述多孔合金片(9)上均匀开设有多个圆孔。

2.根据权利要求1所述的一种应用于柴油机的节油减排器，其特征在于：所述直流电机包括机壳(11)、转子(12)、后端盖(13)、永磁电极(14)、直流电机碳刷(15)和直流电机碳刷架(16)，所述机壳(11)设置有进油口(4)，所述后端盖(13)设置于机壳(11)的后侧并与机壳(11)固定连接，后端盖(13)上设置有开孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于柴油机的节油减排器，其特征在于：所述直流电机的机壳(11)内固定有一个供多槽合金柱(5)工作的壳体(17)以及与壳体(17)后侧固定连接的工作腔盖(18)，所述壳体(17)与工作腔盖(18)连接后内部形成一个多槽合金柱(5)与滚子(7)的工作腔体，所述壳体(17)与直流电机的机壳(11)内壁连接并与机壳(11)之间保持一定间隙，以供燃油向后输送，所述工作腔盖(18)与壳体(17)通过螺栓连接，所述工作腔盖(18)上设有开孔，壳体(17)的前侧也设有开孔并与工作腔盖(18)上的开孔上下相对。

4.根据权利要求1所述的一种应用于柴油机的节油减排器，其特征在于：所述多槽合金柱(5)和多孔合金片(9)制作所用合金为BFe10-1-1铁白铜或BFe30-1-1铁白铜。

5.根据权利要求1或4所述的一种应用于柴油机的节油减排器，其特征在于：所述多槽合金柱(5)和多孔合金片(9)的表面均为粗糙面。

6.根据权利要求5所述的一种应用于柴油机的节油减排器，其特征在于：所述粗糙面为经喷砂处理的喷砂面。

7.根据权利要求1所述的一种应用于柴油机的节油减排器，其特征在于：所述外壳(1)为铜管、铜合金管、不锈钢管或硬质塑料制成的圆桶状管体。

8.根据权利要求1所述的一种应用于柴油机的节油减排器，其特征在于：所述节油减排器串接在滤清器前的进油管路中。