CN104948354A - 新型内燃机节能减排装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型内燃机节能减排装置，属于内燃机的进气系统臭氧发生助燃装置，其包括机壳和臭氧发生装置，所述机壳两端设有进气口和出气口,所述臭氧发生装置设置在机壳内部，所述臭氧发生装置包括上盖、下盖、臭氧发生片、导热片、风机和控制装置；其还包括一个温控装置，温控装置靠近导热片，用于调节臭氧发生片的工作温度。本发明通过在内燃机节能减排装置内，靠近臭氧发生片的导热片的位置添加一个温控装置，调整臭氧发生片使其工作在合适的温度下，此时臭氧发生片能够保持高的臭氧产生效率，能够极大地满足内燃机节能减排的需求。

Description

新型内燃机节能减排装置

技术领域

本发明涉及一种内燃机的进气系统臭氧发生助燃装置，具体的说涉及一种内燃机的节油减排装置。

背景技术

目前，节能减排已经成为全球关注的问题，而内燃机作为消耗能源的一大类机械设备，它的作用是毋庸置疑的，但是内燃机带来的能源消耗和环境污染也是急需解决的问题。内燃机的节能有很多途径，节油器是非常有效的途径之一，而节油器中通过增加氧的数量使油气充分燃烧从而降低能耗的原理应用最为广泛。

增加氧的数量常用的方式是采用臭氧发生装置，通常节油器中的臭氧发生装置都是采用臭氧发生片来产生臭氧，臭氧发生片工作时会产生大量的热能，需要冷却，否则臭氧会因高温而分解，臭氧的产生效率大大降低。通常，臭氧在常温下就会开始衰减，在30度左右时会在1分钟内衰减一半，在40～50℃时衰减达到80％，当温度达到60度，臭氧就会马上分解，所以温度越高臭氧分解也就越快。

中国专利申请(公告号：CN 202596935 U)公开了一种智能臭氧节油器，其电子控制单元能够根据温度传感器提供的臭氧发生管的实时温度，调整必要的电参数使臭氧发生管工作在适宜的温度下，使得臭氧发生管产生的臭氧不会因为温度的升高而加快分解。电子控制单元要想调整电参数使得臭氧发生管保持工作在适宜的温度下，必定是使得某一方面的电参数发生变化，使得臭氧发生管产生的热能减小，才能使得臭氧发生管工作在合适的温度下，参数发生了变化，那么臭氧发生管一定不是工作在最合适的电参数下。这样虽然臭氧发生管工作在合适的温度下，但是不能工作在合适的电参数下，其臭氧的产生效率会受到影响，不能良好的适应内燃机的节能减排的需求。

发明内容

本发明旨在提供一种新型内燃机节能减排装置，使得臭氧发生装置一直工作在合适的电参数和温度下，臭氧产生效率高，能够极大地满足内燃机节能减排的需求。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种新型内燃机节能减排装置，其包括机壳和臭氧发生装置，所述机壳两端设有进气口和出气口,所述臭氧发生装置设置在机壳内部，所述臭氧发生装置包括上盖、下盖、臭氧发生片、导热片、风机和控制装置，所述上盖和下盖相扣成为包风壳体，所述包风壳体内从上至下依次设有导热片和臭氧发生片，所述上盖上设有包风壳体进气口，所述包风壳体进气口上设有风机，所述下盖靠近出气口的一侧设有一排包风壳体出气口；所述控制装置位于机壳外部的控制盒内，与风机电气连接；其还包括一个温控装置，温控装置靠近导热片，用于调节臭氧发生片的工作温度。

本发明通过在内燃机节能减排装置内，靠近臭氧发生片的导热片的位置添加一个温控装置，调整臭氧发生片使其工作在合适的温度下，此时臭氧发生片能够保持高的臭氧产生效率，参与燃烧的臭氧量大，由于氧含量增大，碳燃烧充分，炭黑产生量明显降低，达到了环保的目的。

所述臭氧发生装置还包括电源，所述包风壳体的外部侧面设有电源支架，所述电源设置于电源支架上，所述电源分别与臭氧发生片和控制装置电气连接。所述电源能够为臭氧发生片提供工作电压，使得臭氧发生片工作在合适的电参数下。

所述温控装置包括温度传感器和制冷装置，所述制冷装置靠近导热片，用于与导热片进行热交换，所述温度传感器位于壳体内部，用于采集导热片的温度；所述温度传感器与控制装置电气连接。

所述制冷装置能够跟导热片进行热交换，从而为臭氧发生片降温，使得臭氧发生片工作在适宜的温度。制冷装置可选择的类型多种多样，可以是水冷，电冷等多种方式。

所述制冷装置为电子制冷片，所述上盖的顶部设有方形槽，所述电子制冷片位于方形槽内，电子制冷片的下侧面通过金属片与导热片相接触，所述上盖的顶部还设有一个散热器，所述散热器的底部与电子制冷片上侧面相接触；所述电子制冷片与控制装置电气连接。

所述的电子制冷片即为半导体制冷片。半导体制冷片可靠性高，适合于无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。电子制冷片吸收热量的侧面通过金属片与导热片进行热交换，电子制冷片放出热量的侧面则将热量传导给散热器，由散热器将热量散出。其中金属片优选为铝片，铝片的热传导性能好，价格低廉。

所述新型内燃机节能减排装置还包括显示模块，位于控制盒与控制装置之间，所述显示模块与控制装置电气连接，控制盒盒体有一面镂空，镂空部分设有滤光片。所述显示模块的型号优选为LCD1604。显示模块能够显示时间和导热片的实时温度。

所述控制装置上集成有单片机、稳压器、反相器U1A-U1E和继电器P1-P3，所述控制装置能够为臭氧发生片和电子制冷片提供工作电压；接收并分析温度传感器采集到的温度信息；控制臭氧发生片、电子制冷片、显示模块和风机工作。单片机的型号优选为STC12C5604SOP20。

所述风机至少设置一个，优选为2个，两个风机在上盖上并排设置。

所述机壳的两端设有出气口机壳盖和进气口机壳盖，所述出气口和进气口分别位于出气口机壳盖和进气口机壳盖上，所述出气口上设置有过滤网。所述机壳的出气口机壳盖上设置有过滤网，可以有效保证进入到内燃机中的气体的纯净。

所述上盖和下盖通过螺栓连接在一起成为包风壳体，并用耐热胶将上盖和下盖的接口密封。包风壳体形成了密封的空间，能够保证臭氧发生片产生的臭氧都从包风壳体出气口进入内燃机中，不会发生逃逸。

本发明通过在节能减排装置的臭氧发生装置上增加了温控装置，温控装置能够调节臭氧发生片的工作温度，使得臭氧发生片工作在适合的温度和电参数下，臭氧的产生效率高，从而达到节能减排的作用。虽然增加了温控装置，在一定程度上看来是增加了能耗，但是整体上来说，与没有安装温控装置的节能减排装置相比，增加了温控装置的节能减排装置能够使得内燃机的耗油量减少15％-25％，耗油量明显下降。

附图说明

图1本发明整体结构示意图；

图2本发明整体结构分解示意图；

图3本发明内部组件示意图；

图4控制板电路连接图。

图中：1-电源支架；2-电源；3-散热器；4-风机；5-电子制冷片；6-上盖；7-导热片；8-出气口机壳盖；9-控制盒；10-显示模块；11-控制装置；12-过滤网；13-进气口机壳盖；14-机壳；15-传感器；16-臭氧发生片；17-下盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

一种新型内燃机节能减排装置，其包括机壳和臭氧发生装置，所述机壳14两端设有进气口和出气口，所述臭氧发生装置设置在机壳14内部，所述臭氧发生装置包括上盖6、下盖17、臭氧发生片16、导热片7、风机4和控制装置11，所述上盖6和下盖17相扣成为包风壳体，所述包风壳体内从上至下依次设有导热片7和臭氧发生片16，所述上盖6上设有包风壳体进气口，所述包风壳体进气口上设有风机4，所述下盖17靠近出气口的一侧设有一排包风壳体出气口；所述控制装置11位于机壳14外部的控制盒9内，与风机4电气连接；其还包括一个温控装置，温控装置靠近导热片7，用于调节臭氧发生片16的工作温度。

所述臭氧发生装置还包括电源2，所述包风壳体的外部侧面设有电源支架1，所述电源2设置于电源支架1上，所述电源2分别与臭氧发生片16和控制装置11电气连接。当电源2固定在电源支架1上时，电源2整体位于上盖6的上方，但是电源2的下部与上盖6之间留有一段缝隙。

所述机壳14的两端设有出气口机壳盖8和进气口机壳盖13，所述出气口和进气口分别位于出气口机壳盖8和进气口机壳盖13上，所述出气口上设置有过滤网12。所述的进气口机壳盖和出气口机壳盖与机壳之间为螺栓连接或扣接。

当将电源支架1设置在由上盖6和下盖17组成的包风壳体的左侧时，则将风机4设置在包风壳体右侧的上盖6上，并位于上盖6右侧的一个侧角上，此时在上盖6右侧的另一个侧角上开一个孔，并将温度传感器15穿过孔与导热片7相接触。温度传感器与孔之间为过盈密封配合。上盖6上开有的方形槽，位于风机4和电源2之间，方形槽内镶嵌电子制冷片5。所述的散热器3设置在上盖6上，位于风机4和电源2之间，散热器3的底部与电子制冷片的上侧面相接触。此时臭氧发生装置的结构最为紧凑，当然也可以采用其他的设置方式。机壳14内侧的底部均匀设有突楞，其进气口机壳盖8或者出气口机壳盖13的内壁上设有柱状结构，当将臭氧发生装置放入机壳14内部时，下盖17位于机壳14内侧底部的突楞上，所述柱状结构正好穿入电源2的下部与上盖6之间的缝隙内，此时氧发生装置正好稳固的固定在机壳14内。

所述风机4至少设置一个。

所述上盖6和下盖17通过螺栓连接在一起成为包风壳体，并用耐热胶将上盖6和下盖17的接口密封。能够保证臭氧发生片产生的臭氧都从气流出气口进入内燃机中，不会发生逃逸。

所述温控装置包括温度传感器15和制冷装置，所述制冷装置靠近导热片7，用于与导热片7进行热交换，所述温度传感器15位于壳体12内部，用于采集导热片7的温度；所述温度传感器15与控制装置11电气连接。

所述制冷装置为电子制冷片5，所述上盖6的顶部设有方形槽，所述电子制冷片5位于方形槽内，电子制冷片5的下侧面通过金属片与导热片7相接触，所述上盖6的顶部还设有一个散热器3，所述散热器3的底部与电子制冷片5上侧面相接触；所述电子制冷片5与控制装置11电气连接。

所述新型内燃机节油器还包括显示模块10，位于控制盒9与控制装置11之间，所述显示模块10与控制装置11电气连接，控制盒9盒体有一面镂空，镂空部分设有滤光片。控制盒9一般设置在机壳14的顶部，所述控制装置11的四个角上设置有孔，机壳14的顶部对应设置有4个立柱，控制装置11通过孔与立柱配合固定在机壳14的顶部。控制盒9通过螺栓固定在机壳14上。此外，控制盒9也可以设置在机壳14的侧部。

所述显示模块10的型号为LCD1604。

所述的控制装置11即为常规的电路板，所述控制装置11上集成有单片机、稳压器、反相器U1A-U1E和继电器P1-P3，所述控制装置能够为臭氧发生片16和电子制冷片5提供工作电压；接收并分析温度传感器15采集到的温度信息；控制臭氧发生片16、电子制冷片5、显示模块8和风机4工作。

所述单片机的1脚RST端口连接到电容器C2的负极，电容器C2的正极连接到电源Vcc。

单片机的4脚XTAL2端口并接至晶振Y1的一端和电容C5的一端，单片机的5脚XTAL1端口并接至晶振Y1的另一端和电容C4的一端，电容C4和C5的另一端接地。

单片机的6脚INT0/P3.2端口连接至端子JP2的2脚，端子JP2的1脚分别并接至电感L1的一端和电容C1的一端，电感L1的另一端连接到电源Vcc，JP2的3脚、4脚和电容C1另一端的公共端接地。

单片机的7脚INT1/P3.3端口连接到反相器U1E的10脚，U1E的11脚连接至U1F的2脚，U1F的13脚连接到电阻R14和R15的公共端，电阻R14的另一端连接到发电机，电阻R15另一端接地，U1E和U1F的14脚都接至电源Vcc，7脚都接地。

单片机的8脚T0/P3.4端口连接到LCD1604的LCD_RS端口。

单片机的9脚T1/P3.5端口连接到LCD1604的LCD_CS端口。

单片机的10脚GND端口接地。

单片机的11脚P3.7端口连接到反相器U1D的9脚，U1D的8脚连接到电阻R16的一端，U1D的14脚连接到电源Vcc，7脚接地，R16的另一端连接到达林顿管Q5的基极，达林顿管Q5的发射极接地，达林顿管Q5的集电极连接到端子JP6的2脚，JP6的1脚连接到二极管D12的阴极，二极管D12的阳极连接到发电机。

单片机的12脚P1.1/ADC0端口电阻R19的一端，电阻R19另一端连接到三极管Q6的基极，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的集电极连接到二极管D7的阳极，三极管Q6的集电极和二极管D7的阳极的公共端连接到电阻R17的一端和三极管Q7集电极，三极管Q6的集电极、二极管D7的阳极、电阻R17和三极管Q7的公共端连接到稳压器的5脚ON/OFF端口，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的基极串接电阻R18连接到发电机，电阻R17另一端连接到稳压器的1脚Vin端口，电阻R17和稳压器的1脚Vin端口的公共端分别并接到二极管D3的阴极、电容器C6的正极和电容器C17的正极，电容器C6的负极和C17的负极分别接地，稳压器的6脚GND端口和3脚GND端口接地，稳压器的4脚Feedback端口并接到电源Vcc、电感L2的一端和电容C7的正极，电容C7的负极接地，电感L2的另一端并接到稳压器的Vout端口和二极管D10的阴极，二极管D10的阳极接地，二极管D7的阴极连接到端子JP1的2脚，JP1的1脚接地；二极管D3分别连接到保险座F1的3脚和4脚，保险座F1的1脚和2脚连接到端子P4的4脚，端子P4的3脚接地，1脚分别连接到保险座F2的3脚和4脚，保险座F2的1脚和2脚分别连接到发电机和电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地。

单片机的13脚P1.1端口连接到LCD1604的LCD_RST端口。

单片机的14脚P1.2端口连接到LCD1604的LCD_WR端口。

单片机的15脚P1.3端口连接到电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接达林顿管Q2的基极，达林顿管Q2的发射极连接到电源Vcc，达林顿管Q2的集电极连接到LCD1604的3脚。

单片机的17脚P1.5/MOSI端口反相器U1C的5脚，反相器U1C的6脚连接到电阻R13的一端，反相器U1C的14脚连接到电源Vcc，7脚接地，电阻R13的另一端连接到三极管Q4的基极，三极管Q4发射极接地，集电极分别连接到继电器P5的1脚和二极管D8的阳极，二极管D8的阴极连接到发电机，继电器P5的3脚、6脚和8脚分别连接到发电机,5脚和4脚的公共端连接到端子JP4的2脚。

单片机的18脚P1.6/MISO端口连接到反相器UIA的1脚，反相器UIA的2脚串接电阻R3连接到三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别连接到继电器P1的1脚和二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接到发电机，继电器P1的2脚和3脚接地，6脚、7脚和8脚连接到发电机。

单片机的19脚P1.7/SCLK端口连接到反相器U1B的3脚，反相器U1B的4脚连接到电阻R8的一端，反相器U1B的14脚接到Vcc，7脚接地，电阻R8的另一端连接到三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极基地，三极管Q3的集电极分别连接到继电器P2的1脚和二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接到发电机，继电器P2的2脚和3脚接地，6脚、7脚和8脚连接到发电机，继电器P2的5脚连接到继电器P1的4脚，继电器P2的5脚和继电器P1的4脚的公共端分别连接到电阻R10的一端、二极管D7的阴极和端子JP4的4脚，继电器P2的4脚连接到继电器P1的5脚，继电器P2的4脚和继电器P1的5脚的公共端分别连接到二极管D6的阴极、电阻R11的一端、和端子JP4的3脚，电阻R10的另一端连接二极管D6的阳极，电阻R11的另一端连接到二极管D7的阳极，端子JP4的1脚接地。

LCD1604的1脚、35脚和39脚接地，3脚连接到电源Vcc，1脚串接R1连接到6脚；

电源Vcc串接电容C3接地；电源Vcc串接电阻R12连接到二极管D9的阳极，二极管D9的阴极接地。

端子P4接入总电源，端子JP2与传感器13相连，端子JP4与臭氧发生器的电源2和电子制冷片5相连，端子JP6与风机4相连。

具体工作过程：将本发明组装完毕，进气口机壳盖13的进气口连接在内燃机通气系统，与外界大气连接，内燃机启动，整个系统在控制装置11的控制下开始工作，为内燃机的工作提供氧气，风机4将气流吹入上盖6和下盖17组成的包风壳体内，经过臭氧发生片16的电离作用转换成臭氧，由包风壳体出气口排到机壳14内腔，机壳14的出气口与内燃机进气系统连接，向内燃机供给臭氧。随着臭氧发生片16的工作，同时会释放大量热能，并传送给导热片7，温度传感器15实时采集导热片7的温度，并将其传送给单片机，单片机控制电子制冷片5进行制冷，对臭氧发生片16的导热片7进行冷却降温，使得臭氧发生片16工作在适宜的温度，提高了臭氧的产生效率，也大大提高了内燃机的燃烧效率。电子制冷片5产生的热量则由散热器3散发出去。

Claims (10)

1.一种新型内燃机节能减排装置，其包括机壳(14)和臭氧发生装置，其特征在于：所述机壳(14)两端设有进气口和出气口,所述臭氧发生装置设置在机壳(14)内部，所述臭氧发生装置包括上盖(6)、下盖(17)、臭氧发生片(16)、导热片(7)、风机(4)和控制装置(11)，所述上盖(6)和下盖(17)相扣成为包风壳体，所述包风壳体内从上至下依次设有导热片(7)和臭氧发生片(16)，所述上盖(6)上设有包风壳体进气口，所述包风壳体进气口上设有风机(4)，所述下盖(17)靠近出气口的一侧设有一排包风壳体出气口；所述控制装置(11)位于机壳(14)外部的控制盒(9)内，与风机(4)电气连接；其还包括一个温控装置，温控装置靠近导热片(7)，用于调节臭氧发生片(16)的工作温度。

2.根据权利要求1所述的新型内燃机节能减排装置，其特征在于：所述臭氧发生装置还包括电源(2)，所述包风壳体的外部侧面设有电源支架(1)，所述电源(2)设置于电源支架(1)上，所述电源(2)分别与臭氧发生片(16)和控制装置(11)电气连接。

3.根据权利要求1所述的新型内燃机节能减排装置，其特征在于：所述温控装置包括温度传感器(15)和制冷装置，所述制冷装置靠近导热片(7)，用于与导热片(7)进行热交换，所述温度传感器(15)位于壳体(12)内部，用于采集导热片(7)的温度；所述温度传感器(15)与控制装置(11)电气连接。

4.根据权利要求3所述的新型内燃机节能减排装置，其特征在于：所述制冷装置为电子制冷片(5)，所述上盖(6)的顶部设有方形槽，所述电子制冷片(5)位于方形槽内，电子制冷片(5)的下侧面通过金属片与导热片(7)相接触，所述上盖(6)的顶部还设有一个散热器(3)，所述散热器(3)的底部与电子制冷片(5)上侧面相接触；所述电子制冷片(5)与控制装置(11)电气连接。

5.根据权利要求4所述的新型内燃机节能减排装置，其特征在于：所述新型内燃机节能减排还包括显示模块(10)，位于控制盒(9)与控制装置(11)之间，所述显示模块(10)与控制装置(11)电气连接，控制盒(9)盒体有一面镂空，镂空部分设有滤光片。

6.根据权利要求5所述的新型内燃机节油器，其特征在于：所述显示模块(10)的型号为LCD1604。

7.根据权利要求5所述的新型内燃机节能减排装置，其特征在于：所述控制装置(11)上集成有单片机、稳压器、反相器U1A-U1E和继电器P1-P3，所述控制装置能够为臭氧发生片(16)和电子制冷片(5)提供工作电压；接收并分析温度传感器(15)采集到的温度信息；控制臭氧发生片(16)、电子制冷片(5)、显示模块(8)和风机(4)工作。

8.根据权利要求1所述的新型内燃机节能减排装置，其特征在于：所述风机(4)至少设置一个。

9.根据权利要求1所述的新型内燃机节能减排装置，其特征在于：所述机壳(14)的两端设有出气口机壳盖(8)和进气口机壳盖(13)，所述出气口和进气口分别位于出气口机壳盖(8)和进气口机壳盖(13)上，所述出气口上设置有过滤网(12)。

10.根据权利要求1所述的新型内燃机节能减排装置，其特征在于：所述上盖(6)和下盖(17)通过螺栓连接在一起成为包风壳体，并用耐热胶将上盖(6)和下盖(17)的接口密封。