CN104863759A - 汽车发动机复合富氧助燃减排装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车发动机、工业内燃机进气管路等使用场合下，具有降低尾气排放、提高燃烧效率的发动机复合富氧助燃减排装置。装置包括进气口、富氧出口、吸气风扇、磁化单元、臭氧发生单元、和控制驱动单元；所述磁化单元有多组，沿着吸气风扇吸气方向的轴向呈多节园锥形紧密排列，形成磁场增强梯度；所述臭氧发生单元有多组，它们由控制驱动单元产生的高压驱动产生臭氧；驱动控制单元自动识别发动机工作状态、控制高压发生和整个装置的启动关闭。
Description
技术领域
本发明涉及一般发动机节能减排技术领域，具体涉及一种适用于汽车发动机配套使用的降低尾气排放的复合富氧助燃减排装置。
背景技术
在能源短缺趋势日渐明显，油价连年上涨的情况下，中国汽车消费市场仍保持高速增长态势，但燃油经济性水平比国外先进水平低10%~15%。汽车发动机作为将热能转换为机械能的动力装置，其热能转换效率偏低。热能以各种方式损失严重，而尾气排放值则偏高。目前各种工业运输车辆和民用车辆在我国已经得到广泛使用，汽车尾气排放业已成为影响PM2.5浓度的主要污染源。
汽车发动机的工作过程分为进气、压缩、做功、排气行程。在压缩行程中，活塞将发动机气缸中的雾化油和空气全部压缩到气缸顶部的燃烧室，燃烧室的压力达到最大值，火花塞发出高压点燃混合油气。燃烧后的气体猛烈膨胀，这时的膨胀压力决定于混合气的燃烧程度，而燃烧程度与燃油与空气的氧气比例有关。所以，进气中的空气氧气含量直接影响燃烧程度。新出厂汽车的发动机燃烧效率可达到95%，而旧车辆的燃烧效率可低于83%，车辆越旧燃烧效率越低。
提高汽车发动机进气中的氧气含量形成富氧，有助于提高燃烧效率，使油气燃烧更加充分猛烈、燃烧室温度压力增加、气缸积碳排除，尾气排放中的一氧化碳、氮氧、氮氢化合物的浓度大大降低，达到省油减排的目的。实验证明，进气中的氧气相对于氮气的比例提高10%，汽车尾气中的CO、HC、NOx的排放浓度下降10~50%，尤其是在城市运行中的中低速状况下特别明显。
目前较通常的富氧产生制备方法有顺磁梯度法、臭氧高温转换法、吸附法和富氧膜法等。顺磁梯度法利用空气中氧气的顺磁性和氮气的逆磁性，使氮氧分离，氧气富集；顺磁梯度富氧装置结构简单，可以连续使用，本身不消耗能源，富集动力来自进气流的动能，但效率偏低，富集过程需要一定时间；臭氧高温转换法实际上制备的是臭氧，在发动机燃烧室高温状态下还原成富氧，可以连续工作，效率较高，无富集时间限制，但结构较复杂，需要少量能量消耗；吸附法不能连续地制备富氧，不适合与汽车发动机配套使用；富氧膜法虽然可连续供给发动机富氧空气，但富氧膜成本高，且遇水、油易失效，使富氧助燃技术的推广受到限制。因此，有必要发明推广一种综合以上各种富氧法优点的、使用顺磁梯度氮氧分离与臭氧还原转换复合而成的富氧技术为基本原理的汽车发动机富氧助燃减排装置，推动汽车节能减排技术的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种使用安全、设计生产难度适中、简便安装、运行稳定、工作寿命长、低耗能、具有智能控制功能的汽车发动机复合富氧助燃减排装置。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：汽车发动机复合富氧助燃减排装置，用于汽车发动机、工业内燃机进气管路等使用场合下，采用顺磁梯度氮氧分离与臭氧还原转换复合而成的富氧技术为基本原理，具有提高燃烧效率、降低尾气排放，减少一氧化碳、氮氧化合物、氮氢化合物排放值的功效。
本发明装置包括进气口、富氧出口、吸气风扇、磁化单元、臭氧发生单元和控制驱动单元；所述臭氧发生单元有多组，它们由控制驱动单元产生的高压驱动产生臭氧；所述磁化单元有多组，它们沿着风扇吸气方向的轴向锥形紧密排列，形成磁场增强梯度；驱动控制单元装置微处理器智能控制电路、汽车运动状态检测电路、高压产生驱动电路等。
本发明装置采用稀土强磁路设计，多级磁化，磁感应强度高、磁场均匀，磁场梯度增大方向为风扇吸气气路方向，空气经过磁路时间延长，氧气富集浓度高。
所述臭氧发生单元采用陶瓷基底臭氧发生材料制作的臭氧板组成。具有机械强度高、工作寿命长，的特点，耐汽车运行时的振动颠簸高温湿热工作环境。
所述控制驱动单元采用微处理器控制方式，包括汽车运行检测电路、控制电路和高压产生驱动电路，在汽车运行检测电路检测到发动机处于工作状态时，微处理器智能控制电路控制高压驱动电路产生四千伏高压，加载到所有臭氧发生单元；发动机熄火关闭时，高压产生驱动电路也被控制电路关闭，整个装置处于休眠状态，此时耗电为微瓦级，休眠能耗可或略不计。
本发明装置采用先进低耗能的高压产生驱动电路产生高浓度臭氧，智能控制电路灵敏功能强，可直接连接于汽车蓄电池端口，无需要求破线连接到汽车点火开关行程档的ACC启动线。安装简便。
本发明装置采用顺磁梯度氮氧分离和臭氧转换还原的的复合富氧结构，结构紧凑、耗能少、富氧效果显著、工作寿命长、安装简单、投资低，是较理想的新型富氧助燃减排装置。
附图说明
图1为本发明的正面结构示意图。
图2为本发明的侧面结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐明本发明。
如图1、图2所示，具有提高燃烧效率、降低尾气排放的复合富氧助燃减排装置，用于汽车发动机和工业内燃机空气进气过滤器后的进气管路，包括进风口（10）、富氧出口（11）、磁化单元（1）~（6）、臭氧发生单元（7）~（8）、（13），控制驱动单元（12）、吸气风扇（9）。所述臭氧发生单元有多组；所述磁化单元有多组，它们组成园形的正面横截面结构；侧面从左到右为顺磁梯度增大方向的圆锥型结构。所述磁化单元包括多组稀土圆锥型永磁体，每对永磁体按N、S极成组固定；永磁体具备抗震防绣抗腐蚀功能，具备高温工作能力；所述臭氧发生单元包括多组臭氧板，每对臭氧板固定于磁化单元内侧；臭氧板由陶瓷基地材料制成，具备抗震防绣抗腐蚀功能，具备高温工作能力；所述控制驱动单元采用耐高温高湿抗振动环境设计，包括微处理器电路为核心的控制电路、汽车运行检测电路和高压产生驱动电路，在汽车运行期间，汽车运行检测电路检测到发动机处于工作状态，微处理器控制电路控制高压驱动电路产生四千伏高压，加载到所有臭氧发生单元。发动机熄火关闭时，高压产生驱动电路也被关闭，整个装置处于休眠状态，此时耗电为微瓦级，休眠能耗可或略不计。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.汽车发动机复合富氧助燃减排装置，其特征在于，包括进气口、富氧出口、吸气风扇、磁化单元、臭氧发生单元和控制驱动单元；沿着风扇吸气方向，磁化单元成组多节圆锥型紧密排列，内侧多组臭氧发生单元紧密固定排列。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机复合富氧助燃减排装置，其特征在于，所述装置采用一种顺磁梯度氮氧分离与臭氧还原转换的复合富氧结构。
3.根据权利要求1所述的汽车发动机复合富氧助燃减排装置，其特征在于，所述磁化单元包括多组成对圆锥型永磁体，其磁性沿内侧空间分布，磁感应强度为6000~9000GS；稀土永磁体采用现有防锈抗腐蚀技术处理。
4.根据权利要求1所述的汽车发动机复合富氧助燃减排装置，其特征在于，所述控制驱动单元是一种微处理器智能控制方式，具备发动机工作状态检测识别、高压驱动控制和整个装置电源启动、关闭和休眠控制功能。
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