CN1084838C - 减少柴油机燃料中有毒废物的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及减少柴油机燃料中有毒废物的装置，尤其是一种新型的减少柴油机燃料中的有毒废物的装置。本发明设备等效于预处理装置，它安装在柴油机燃料供给口表面以促进内燃机燃料中分子及分子的运动活性化。尤其是，为引入电磁波、磁场，设置了磁铁、陶瓷极、线圈等一些附加装置，根据这种构造，介助燃料供给口而使柴油机燃料产生物理化学变化，可以实现柴油机燃料完全燃烧的条件。因此具有：(a)柴油机燃烧之后，被消耗气体中的有毒物质的释放被明显示地得到抑制。(b)燃料消耗进一步有所改善等优点。

Description

减少柴油机燃料中有毒废物的装置

本发明涉及一种减少柴油机燃料中有毒废物的技术领域，尤其是一种新型的减少柴油机燃料中有毒废物的装置。

在已有柴油机燃料消耗的气体中形成有毒物质的过程是这样的：柴油机燃烧时，空气和柴油机燃料在反应中部分混合，即，空气与柴油机燃料的反应划分成一系列连续不断且相互影响的过程：气体混合，组织、点火、燃烧、爆发。在这方面，由于混合气体或空气的集中比率不稳定，故仅能实现部分燃烧，而其它部分只是达到加热，如汽化。

当加热柴油机燃料和空气反应块中的密集处时，反应就会在燃料颗粒的表面产生蒸穴槽，而会从碳氢化合物中分离出碳颗粒。如果在反应中发生分离出的碳颗粒点火，则其会以不能燃烧的油烟(积碳)的形式逸入空气中，一些含有油烟的气态有毒废物就会和CO、HC、NO_x、SO_x一道逸出。特别是，由于柴油机燃烧在空气过多状态下不充分，产生出了CO，虽然量不多，但是由于低负荷和/或冷运转而产生的未燃烧碳氢化合物却会对环境造成严重影响。

这种从柴油机里释放出的特殊物质是环境污染物。其中，油烟可以引起人的视觉障碍、产生恶气味以及引发其它事情，虽然对油烟有吸收效果的芳香的碳氢化合物是否对人体有影响尚处争论中。但无论如何，如果油烟通过大气被吸入人的呼吸道中，只会产生不利影响。

当柴油机的正常与异常燃烧混在的问题以机械和化学方式出现时，不象汽油机那样，柴油机燃料的注射会持续一定时间，所以这对柴油机燃烧是有作用的，燃料注射间隔将极大的影响燃料燃烧。通常，柴油机的特点是：通过压缩空气，注入到油缸中的燃料变成充分混合的气体，自发地点火。所以复数火焰苗发生时，燃烧就遍及整个油缸。

图1为显示柴油机燃烧过程的图。当柴油机燃料注入到A点时，由于加热和化学反应，在瞬间于A和B之处产生点火滞差。此后，如果点火滞差长，则如图2所示，最大爆发压力就高。反之如果点火滞差短，点火的燃料则会在连续的注射过程中慢慢地燃烧。由于油缸中的压力变化缓慢不迅猛，油缸内的压力可以维持最大的爆发力。当然，如图3所示，如果点火滞差短的话，其最大爆发力就要比图2所示的要低。

由于柴油机内的柴油在恒压下着火燃烧，因此需要一个较慢的燃烧过程。如果柴油机燃料点火长，则猛烈的燃烧就会在反相恒压燃烧状态下引发柴油机停歇现象。由于爆发压力与图1中所示的A和C之间点火同步迅速地增强，所以积聚在A和B之间的柴油机燃料就会随着点火而连续地爆发。这是对应于固有的基本循环燃烧的变化，不受外部的其它方法所约束。

由于燃烧室中的压力和温度在图1中所示的C和D之间足可以达到必要的水准，所以注入的柴油机燃料能够在连续的注射过程中燃烧，压力能够维持到几近恒压。但是，如果这样的期间较长的话，柴油机燃料的停歇率就增大，热效率就降低。为确保油缸高输出的最大效率，人们认为最大燃烧效果是靠具有适当的注入量雾化及空气的混合率的最小量过度空气来实现的。

虽然，在如图1中D点已不再燃烧的一些余量燃烧维持着后燃烧状态，但是这种燃料仅仅有助于提高燃烧废气的温度和使废气颜色变黑。这一现象是由于柴油机燃料点火滞差长和因固定燃料阀又被打开产生堆积而造成的。

如上所述，柴油机停歇并非由于异常热传导产生的热损失而造成的，而是由于扭矩不能维系任何运转这一事实和由于爆发引起过度压力造成的。(汽车发动机，Won-Sup Bae，1992，Dongmyung出版公司，第222～230页；柴油机，Eung-Suh Kim，1996，Semoon出版公司，第367～370页；汽车发动机II，柴油机，Jae-Hwi Kim，1997，Choong won出版公司，第442～444页。)

与汽油发动机不同，柴油发动机有着因可能被轻视的柴油机停歇现象而产生的弄不大清楚的缺点，基本上讲，通过短时间点火可以避免柴油机停歇。由于点火滞差因柴油机停歇而产生，所以这一现象不得不维护，只有使用点火性能较好的柴油机燃料，再有就是规定正确的变化。

为克服柴油发动机的燃烧问题，研究了压力率，吸管/油缸温度等因素。结论认为压力和吸管温度较高，这意味着较高的压力加担于被吸入燃烧室的空气上。

在这种状态下，应该确定吸入空气的流动性质和注入柴油机燃料的正确时机。在吸入空气的涡动或涡流下，有利于混合过程中的化学反应。进一步，如果空气吸入温度较高，柴油机燃料的激烈的汽化将有助于注入的柴油微粒化，缩短点火滞差。如果将燃烧的注射阶段定义为死点，则温度和压力可达最大，使得点火滞差可进一步缩短。

然而，由于机器有极限，因而机械极限应按照这样一种方法予以克服，即通过适当控制柴油机燃料的外观和特性缩短点火滞差时间，把点火滞差时间当作柴油机燃料所必须面对的决定性问题对待。这样看来，就柴油机燃料的外观和特性包括雾化和分散过程在内，点火滞差时间长可能就是因为柴油机燃料的发火温度比较高，所以要使用高十六烷值标号的柴油，同时也要考虑采用机械方法进行雾化分散，使喷射出的燃料更好地与高温空气接触。此外，在解决这些与柴油机燃料性能关的问题时，还要从物理化学角度考虑采用下列规定方法。

首先，先看一下柴油机燃料的粘度，碳氢化合物的粘度是随碳原子数量的增多而增大的。在碳原子数量相同的情况下，环烷烃类的粘度高于烯烃类和链烷烃类的粘度。一般说来，沸点低的柴油机燃料其粘度也低。此外，柴油机燃料的粘度也与雾化密切相关；如果柴油机燃料粘度低，则其得到增强的分散性能和粒子分散会促进加热和汽化并由此而缩短点火滞差并改进燃烧。但是，如果柴油机燃料的粘度太低，而其在燃烧室内的穿过能力就会弱，造成汽缸内的柴油机燃料分布不均匀，与空气接触不良，导致不均匀燃烧。此外，喷射泵或喷咀还会造成不良润滑，还有柴油机燃料泄漏的危险。反之，如果柴油粘度太高，在发动机内会堆积残留，产生黑烟和臭味。

在柴油机燃料因其性能原因而有较大的粘度变化的情况下，就需要将燃料温度保持在一定水平上。因此，通常把柴油机燃料粘度规定为在30℃或37℃下的2～5.8mm²/s。然而，如上所述，柴油机燃料还必须在下列条件下使用：即要保证有足够的穿透力，有较好的分散度和得到增强的粒子分散度。

其次，柴油机燃料应有较好的点火性能以便确保正常燃烧即在柴油发动机内没有任何柴油爆震。一般情况下，十六烷的数目是用来表示发火性能的。高速柴油发动机的十六烷数目规定至少要高于45。十六烷数目高的柴油机燃料，有较好的起动点，会带来良好有效的行驶。然而，如果十六烷数目很大，其很大一部分将为常规链基烃，于是，过低密度和粘度将会导致喷射的燃料穿透力弱，造成不完全燃烧。

第三，如果柴油燃料的分子结构密度大，就会生成很多油烟，释放油烟趋势增强。也就是说，油烟释放的趋向会按依照链烷，环烷和芳烃的顺序而增大。

如以下化学方程式1所示，正常链烷有一个带有C_nH_2n+2分子式的烃连接的线性链型(直接的链型)。

化学方程式1

另外，如下述化学方程式2所示，环烷类由一个环形的和单链的烃结构组成，其分子式为C_nH_2n。由于没有双连接，其化学性能是稳定的。

化学式2

此外，如下述化学式3所示，芳香烃类由环状和双连接烃结构组成。其基本结构为一个三双连接有六个碳原子的苯环。另外几个分子可以连接到笨环上，其点火性能低而抗爆震性能强。

化学式3

如以上化学式1，2和3所述，可以假定碳的分子结构是柴油机燃料在燃烧过程中发生油烟的一个因素。

此外，柴油机燃料通过燃烧释放出来的固体颗粒物质的大多数都在φ0.01～10μm的规格范围内.这样，就需要把直径小于φ1μm的一些油烟固体颗粒物质在燃烧之前就分离开来，也应控制柴油机燃料的外观。根据对以上结果的观察，这类固体颗粒物质的形成起因于烃(碳氢化合物)的化学反应。

与此同时，具有与化学式2或化学式3相似的柴油燃料的一些烃类，其碳颗粒在加热反应过程中就从燃油颗粒的表面被分离出来，而反应如果是连续的，这些碳颗粒的燃烧就发生阻碍则不能起火燃烧的碳颗粒就以油烟的形式释放出来了。在碳颗粒被分离开来后，分离开的碳颗粒的燃烧被阻碍可以按上述事实解释，但另一个因素是在环状烃中，其分子结构与化学式2，化学式3相同，分离出来的只是烃，而双连接碳分子结构没有被破坏；然后，由于种种原因，诸如在燃烧过程中因缺氧而燃烧不充分，以及柴油发动机内部运转条件等原因，也就形成了一些固体颗粒物质，并以油烟的形式释放出来了。

综上所述，有关粘度，发火性能和油烟形成方面的论述找出了柴油机燃料出现问题的原因。应该提供较好的喷射性能的柴油机燃料，与此同时，其点火性能应较好，还要设法去除柴油燃料所产生的一些固体颗粒物质。

根据以上论述，应考虑采取以下措施，减少柴油内燃机内油烟的形成，改善燃烧效率以节省燃油。

首先，吸入柴油发动机的空气应是干燥的。也就是说，干燥空气的化学成份应含有78％容量(75％重量)的氮气(N₂)和21％容量(23.2％重量)的氧气(O₂)。在由氮气和氧气组成的空气在高压下被压缩而吸入气缸内时，要采取规范措施使氧气不致在被吸入前与氮气反应而应在烃雾化条件下立即与柴油燃料发生反应。

其次，还要采取适当的措施，以在氢与碳分离后，a)雾化的烃解与氧反应；b)通过氢，碳与氧的适宜反应造成完全燃烧。

因此，本发明人为了克服上述严重问题进行了广泛的研究完成了这项旨在抑制气化有毒废物的排放，粒子化有毒废物的排放以及同时大幅度改善燃料消耗程度。本发明的特点为：改善柴油燃料燃烧条件，即燃料在从油箱送往送油管的途中，燃油中的大量烃(含有10～20个碳原子的烃的混合物在170～370℃下沸腾)被一种电磁调节方法所诱导，使其烃分子特性按近于完全燃烧的条件；b)为进一步改善燃烧，控制被吸入和被压缩的氧气，办法是在空气吸入孔采取电磁调节法予以控制；c)在有过量空气的条件下，由于氧气不足而有固体化的颗粒碳；e)碳依任何反应方式充分与氧反应。

本发明的目的是提供一个减少柴油机燃料的有毒废气，以改善柴油机燃料的燃烧条件。在安装中，本装置可作为在燃料罐附近某处的柴油机燃料软管或管子的表面燃烧预热的一种装置。

本发明的目的是这样实现的：它由下列各部分所组成：铜片和铝片以一定顺序设置在一个像胶带带体上；六角形的橡胶密封件附设在带体内部上面的左、右顶侧上；上端敞开的通道型磁感应杆插入与橡胶密封件相连接的内部件中央；磁铁皆插入于磁感应杆中；陶瓷三角极连接于磁感应杆之中；带线圈的电磁波感应杆连接在陶瓷三角极中间；带体插入于正方形铝管内，正方形铝管外部套有绝缘体。

本发明装置属于一种预处理装置，它安装在柴油机燃料供给口外面以促进内燃机燃料中分子及分子运动活性化。尤其是，为引入电磁波、磁场，在本发明装置中设置了磁铁、陶瓷极，线圈等一些附加装置，根据这种构造，通过燃料供给口而使柴油机燃料产生物理化学变化，可以实现柴油机燃料完全燃烧的条件。因此本发明设备具有以下优点：(a)柴油燃烧之后，被废弃气体中的有毒物质的释放被明显地得到抑制。(b)燃料消耗进一步有所改善。

下面将结合附图对本发明作进一步说明：

图1是表示柴油机燃烧过程的曲线图；

图2是表示柴油机点火滞差与其爆发压力的相互关系的图；

图3是表示图2在另外一种状态下的相互关系的图；

图4a是根据本发明的减少柴油机燃料有毒废气装置的结构透视分图；

图4b为图4a所阐示的内部结构侧视图；

图4c为图4a所阐示的内部结构的平面图；

图5为图4a所阐示的陶瓷三角极结构的分图；

图6为本发明的装置与供油管连接的示意图；

图7a为本发明的装置与柴油内燃机供油管连接的线路图；

图7b为柴油内燃机所吸收的那部分空气供应的脉冲发生电磁波线路图；

图8表示吸自柴油机的那部分空气横断面结构图；

附图上所用主要部件符号说明：

1-           橡胶带体    2-                   铜片

3-               铝片    4a、4b-        橡胶密封件

5a、5b、5c-  磁感应柱    6a、6b、6c-          磁铁

7a、7b-    陶瓷三角柱    8、31-               线圈

9-             感应柱    10-                  铝管

11-            绝缘体    12a、12b、12c-         孔

13-        橡胶密封件    20-            空气吸入部

21-        空气吸入孔    22-                燃烧室

23-        空气清洁器    24-      空气吸入复式接头

本发明细节由附图说明。

本发明涉及减少柴油机燃料有毒废气的装置，它由下列各部分所组成：

铜片2和铝片3，以一定的顺序设置在一个橡胶带体1上；

六角形的橡胶密封件4a、4b，附设在带体1内部上面的左、右顶侧上；

上端开放的通道型磁感应柱5a、5b，插入与橡胶密封件4a、4b相连接的内部件中央；

磁铁6a、6b、6c，皆插入于磁感应柱中；

陶瓷三角极7a、7b连接于磁感应柱5a、5b、5c之中；

带线圈8的电磁波感应柱9连接在陶瓷三角极7a、7b中间；

带体1插入于正方形铝管10内，管10外部套有绝缘体11。

未说明的符号12a、12b、12c、表示在陶瓷三角极7a、7b上形成的孔；符号13表示密封铝管10的橡胶密封件；符号20表示空气吸入部，空气由此被吸入柴油内燃机；符号21表示空气吸入部20上面的空气吸入孔；符号22表示燃烧室；符号23表示空气清洁器；符号24表示空气吸入复式接头；符号31则表示安装在空气吸入孔21上面的脉冲波发生线圈。

以下进一步说明本发明细节。

本发明涉及图4a、图4b和图4c所示的装置。

正如图4a、图4b和图4c所示，本发明装置有一个结构，其左部橡胶密封件4a和右部的橡胶密封件4b连接在橡胶带体1上面；相同宽度的铜片2连接在橡胶带体1上，铝片3也连接在铜板2的上端。而且，磁感应柱5a、5b和5c连接在体1的左侧、右侧和中央。外部磁铁或称电磁铁6a、6b和6c分别连接在磁感应柱5a、5b和5c里面的底部，而绝缘体两侧插有绝缘体针轮。将具有比铝片3小而窄的底座的陶瓷三角柱7a、7b插入左、右部磁感应柱5a和5c，最中央的磁感应柱5b之间连接在铝片3上面。所以，陶瓷三角柱7a、7b结构如图5所示。

特别是按照本发明，电磁波感应柱9连接在左侧陶瓷三角柱7b正中间。陶瓷三角柱7b是借助从陶瓷三角柱7a、7b中优选其一而插入右侧的磁感应柱5c和正中间的磁感应柱5b之间的。所以，电磁波感应柱9形成两个翼线圈8设置在感应柱9里面。如图4a所示，这样形成的结构装入方形铝管10内并进行密封。这样一来，包复着绝缘体11的整个外体被包装起来。

本发明的装置可以安装一根软管或管子作为供油管，经过柴油内燃机的燃料罐供给柴油机柴油燃料。本发明的装置是预处理装置，其设计目的是为了减少柴油中的有毒废气。使用前，可将其连接在软管或管子上，其位置要既能与燃料罐相邻而又不损坏、不刻破和不使其位移为宜。

本发明的装置适用于消费柴油机燃料的高速柴油发动机包括中低速内燃机的一些汽车。将本发明的装置与软管或管子的表面部分连接，连接的位置要能与用作燃料供给的燃料罐相邻。当柴油燃料由内燃机点火时，本发明的装置可以提供最好的几乎是完全燃烧的燃烧条件。尤其是为了防止下列油烟成份的释放：诸如碳氢混合物(一些碳氢被吸入碳颗粒中去)，硫基和悬浮基混合物以及污染的气体(例如：CO、HC、NOx和SOx)和油烟及以固态颗粒物质的形式出现的与排气混合在一起的烟雾。其原则是基于电磁调整方法。此法能部分地用于在柴油燃料流入发动机前对其进行适当的控制。由于是这样的结构，柴油燃料的分子结构和活性事先从空气吸入孔和燃料供给软管或管子方面得到改善，这样就能使预处理的柴油燃料在柴油机里得到几乎完全的燃烧。所以，预处理装置可以说是一种基于物理方法、设计用于在燃料进入内燃机前调整有毒物质之释放的装置。而其相应的后处理装置则可以说是一种尤其能从内燃机点火或其它热源焚化时释放出来的有毒物质中将固态油烟成份滤出去的装置。

正如上述在说明油烟形成的过程中，由于燃料分子的密度较大，也就是说，石蜡、环烷和芳香族系列逐步形成，释放油烟有增长趋势。所以说，这种增长趋势从碳的直接链结构到氢结构以至周期环状结构中是可以观察到的，因为这意味着当氢被从双链的碳存在的稳定部分中分离出来时，氢的原有分子结构保持不变。在这方面，将较稳定的环状碳群降解为较小的混合、更多的能。将这种结构降解是需要更多能量的，除非是压缩热源。

认识到这一点，发明人曾设想，碳原子利用了许多生成于良好氧化温度下的最大红外线波长。这样，本发明的机制是借助于液态碳氢化合物柴油相似波长的特定热极红外线波长，碳原子在柴油燃烧前处于共振运动并与氧原子起反应。

正因为如此，当本发明中的氢和碳原子具有一定水平的电动势时，它们则对外界或对不考虑粘滞性的电磁波和液态碳氢化合物的温度变得敏感。为了利用这种情况，必须使液态碳氢化合物的电动势首先生成而且在同一时间内液态碳氢化合物必须借助于外界电磁波处于共振中。

而且，为使液压碳氢化合物具有电动势，首先的方法就是稳定静电流或者稳定由于不同的原因通过卸荷或消荷从内燃机结构中生成的各种波长。在这种稳定状态下，碳氢化合物可以稳定地接受必要的电动势和可能产生的共振能波。

而且，为了使液态碳氢化合物于瞬间产生活性分子运动所必需的电动势，柴油必须从低磁场转入到较高的磁频带。

针对这一端，一个从N-极或S-极的极必须以固定不变的90°角持续不断地、迅速地朝着磁场磁速的方向运动。使柴油流向发动机的软管或管子是保持这种运动方向和速度的最佳材料。在选择遇到这种物体的最好场所时，发动机室内部是不适应的。而且如有可能，有利的做法是选择一个远离附带许多电子控制线路发动机室的地方。这样的话，接近与燃料罐连接的柴油管的位置就是合适的。

参考图6因为每一个磁铁6a(0.22wb/m″)、磁铁6b(0.21wb/m″)和磁铁6c(0.2wb/m″)的安装对流向发动机的燃料管都是固定间距，从a)方向以90°角流向b)的柴油，按磁铁6c的N极→磁铁6b的N极→磁铁6a的N极运动。

因此，由于管子的规格、材料和流速的关系，柴油中电动势也不一样。但是在允许的磁场磁速内，范围为ψ8cm，理想的电动势可以得到。参照图6，液态碳氢化合物通过6a、6b和6c三块磁铁时所具有某电动势。然而，当低频电磁波卸荷于碳氢化合物时，它们将完成共振运动。

进而，图5中所示的陶次三角极7a、7b和每个通道或磁感应柱5a、5b、5c和本发明的装置的一些构件以磁波的形式发生电磁波，具有相同的极线，红外线波长为8～20Hz的低频电磁波。所以，电磁波为2.5～3V/11μA。当本发明的装置的这些构件安装在供油口上时，与电磁波相关的线路结构及其产生示于图7a中。由磁感应柱5a、5b、5c产生的电磁波是朝向柴油机燃料的。其在10-18Hz波长下处于共振。特别是因为碳原子被诱发，通过陶瓷三角极7a、7b的柴油中，氢原子借助于陶瓷质特定热极红外线的波长，以8-20Hz处于共振中。

与此同时，用于本发明的装置的磁铁6a、6b和6c的材料包括Nd₂Fe14B、N_d-Fe-B合金铸膜以及其它类似Nd₄Fe14B的材料。72个原子包括在芳香粉单位中。芳香粉的优先选用仅含有Fe层和/或含有Nd或B层按连续的顺序组成的材料。含有钕-铁的超级磁铁作为材料在接地时用于特定的电磁波中。这样发生的电动势能够适应于液态碳氢化合物的分子结构。

而且，在制造本发明的陶瓷三角极7a、7b时可以使用普通陶瓷材料。具体来说，最好使用Al-Si-Ca-Na-K-Ti系列。例如，其化学成份最好包含AL₂O₃  42％、SiO₂31％、Ca  10％、NaO  7％、K2O  3％、TiO₂  3％，其他稀土元素3～5％。还有，这种陶瓷三角极是种粒度为1～10μm的混合物，所用的最终产品需在1200～1300℃温度下进行塑化。在陶瓷三角极7a、7b两侧的三个角上形成三个直线孔(互相贯穿)，这样加工给安装有色和铁合金电极留下了空间。从三角极7a、7b的断面来看，孔的大小和三角支腿最好按a：2来确定。在空孔中装2个钕铁极和1个99.4％的铝极(不用气化强力感应电磁波接地)，其作用是控制由三角极7a、7b产生的电磁波。

再有，在加工制作每个陶瓷三角极7a、7b时一定要使其三角极发射的电磁波导向N极。若是电磁波感应柱9(其内部有线圈8)，一侧与陶瓷三角极7a、7b接触，有0.01～0.1mm的18K金层；而相对的对称一侧含有99.4％以上的铜层。这样一来，从三角极7a、7b基座向环向运动的离子电荷便被吸收，其波长是图7a所示电路图所产生的波长，它们向N极发射。因此，该电磁波的波长仅有2.5～3.0V/81μA，但它对碳原子的强有力的冲击却活化了柴油。

同时，柴油是种烃类结构，碳和氢分子结合在一起。就这一点来说，为了使高度压缩进气中所含的氧与碳结合实现合适的燃烧，就需要在充分了解其特性情况下赋于进气前的氧以某些活化能；为了使游离碳不互相固结，就需要对碳与氧的反应进一步诱导实现合适的燃烧。为了提供这样的条件，就应使氧的范围最大化，使氧在氧氢分子结合成水的反应之外很容易与碳反应。如果有这样一种恰当的控制方法。那么，假如能够避免产生碳固体颗粒物质，则应充分利用氧和碳的物理化学性质。

象这样，当柴油在安装本发明装置的供油口被活化时，也应使空气吸入孔中的空气活化就更好了。为此目的，在空气吸入孔装一线圈31，它可以提供另外一个脉冲波，当空气被吸入时，由图7b所示线路图产生的8,000～20,000Hz的电磁波便使氧处于共振之下。结果，在柴油中碳原子发生氧化过程中，巨大的反应能力可以大幅度提高燃烧效率。

正如在前面提到的那样，根据这种燃料与吸入氧间的相互关系，一些与粘度和柴油点火滞后缩短以及生成油烟等问题就会相互冲突。因此，为了解决这些问题，有必要重新考虑碳的性质，一般来说，在预热液态碳氢化合物时，由于其结构方面的特点，其粘度有变小趋势。

在将液相柴油喷入柴油机中时，柴油应该有合适的粘度以便将其送入气缸中。然后，气缸中的柴油在散化和雾化过程中被氧化。当瞬时存在过量氧时，就会产生油烟(积炭)。这种现象是因为碳原子的特性而产生的。但是，当氢原子的回转迁移运动被激活时，柴油中的碳原子有一种附着在氢原子上的性质，直到散离。我们利用这一特性，将碳氢化合物雾化为颗粒，在由燃料颗粒表面穴槽加热过程中，碳原子从碳氢化合物结构中分离出来。然后，由于点火滞差缩短，在存在过量空气的气缸里使碳原子被氧原子氧化就一点也不困难了。另一方面，在回转迁移运动减少之前，氢原子一直在起作用，这就导致点火滞差的缩短。

还有，一些压缩热能对于碳原子被氧原子氧化也是必要的。从柴油性质来看，其汽化热为250～300KJ/kg，这相对来说是很小的，因此气化速度很快。在散化和汽化柴油过程中，尽可能拓宽燃油颗粒的表面穴槽面积就等于拓宽了与氧反应的空间，也就是说加宽了反应带。一旦碳原子具有了电动势，它们就会不再相互粘着，就会出现碳颗粒之间生成固体颗粒物质的过程。因此，必须有下述从柴油中液相碳氢化合物增能到释放废气和废物的过程：燃料→产生电动势→由电磁波诱导共振运动→注射→汽化(因柴油散化增宽表面穴槽面积，扩大与氧的反应带)→点火→爆发→释放。在上述过程中的汽化阶段，应该考虑吸入的高温压缩空气状态，在吸气过程中应检查空气中是否有21％的氧存在。

如图8的吸气示意图所示，当通过空气吸入孔21吸入含有21％氧和78％氮的空气时，21％的氧应该是涡流状态，以保持压缩空气的均匀分布。尽管氧原子处崐于高温压缩状态，氧原子在气缸燃烧室22中也应随时准备扩散。

因此，根据本发明装置，在图8所示空气吸入部20的“a”点设一线圈31供共用。这样，由图7b所示电路发出的脉冲波使吸入的空气在没缸燃烧室中产生主动运动，吸入空气中的氧原子诱导柴油完全燃烧，使柴油中存在的氢和碳原子被还原或崐氧化成水和二氧化碳，为柴油和吸入的氧提供了一种有效的燃烧条件。

如图7b所示，电路产生的脉冲电磁波的能力为2.5～3.0v/81μA，其频率变化在2000～20000Hz之间。当在碳氢化合物结构处于汽化状态时，氧与氢相游离。它与脉冲电磁波的反应提高了氧原子的活性，这是完成柴油充分燃烧，生成水(H₃O⁺，OH^-)和二氧化碳(CO₂)所必需的。同时，它也多少抑制了氧和氮在700℃高温下的反应。氧和氮原子因性质不同而在空气中保持稳定，但在受到具有相同脉冲波的电磁波冲击之后，它们也可以保持其在高温下的固有特性。也就是说，在高温压缩状态下，氧和氮原子可具有时控力，所以氧化的产生也会在油缸中受到抑制。

当空气进入燃烧室22之前，图8所示“b”处出现吸入空气涡流时，这种高温压缩的吸入空气诱导的这种涡流作用能够加宽柴油中已具活化条件的碳与氢之间的反应带。尽管有空气被吸入燃烧室22，也能使燃烧接近完全燃烧。而且，这种涡流现象可由图8所示“a”处产生的脉冲电磁波氧来维持。

结要，尽管用物理(机械)方法使图8所示“b”处有涡流现象发生，但氧原子的活性在气缸的高温高压条件下仍受到抑制。按照本发明，为了克服这一限制并为吸入空气中的氧原子提供动能，通过对氧原子本身施加某些动能的方法来使图8所示的“a”处产生一个脉冲电磁波来实现完全燃烧。

因此，根据本发明的装置，在电子感应柱9中装上线圈8，用普通方法与电源相联(未示出)就构成了如图7a所示电路结构。线圈8通过发生电磁波来活化柴油。除了本发明的这种装置外，在空气吸入孔21在此，为柴油燃烧而吸入空气中也装设了能产生脉冲波的线圈31。当用图7b的方法产生磁脉冲波时，便为进气(通过空气过滤器之前)之前吸入的空气中的氧原子提供了某些动能，活化的氧原子对柴油和吸入空气的活化起了作用，使燃烧效率最大。

按照前述装置(包括本发明的电路)进行了多次试验以测定柴油的实际燃烧状态及其排放的有毒废物。试验时将本发明装置装在柴油汽车上。从表1中可以看出，使用本发明可以明显减少有毒气体及以固体颗粒形式出现的有毒废物的排放，而燃烧效率却有大幅度的提高。

表1    废气及有毒废物的测定结果

测定项目	废气浓度(CVS)						空载速度积碳浓度(％)
									CO(g/km)		HC(g/km)		NOx(g/km)
	汽车制造商	F	G	F	G	F									G	F	G
使用本发明装置之前							0.34	0.40	0.09	0.10	0.7	0.8	39	43
	使用本发明装置以后	0.01	0.02	0.01	0.01	0.4									0.5	8	10
使用本发明装置以后累积驱动							0.01	0.02	0.01	0.02	0.3	0.3	7.6	9
	废气及有毒废物的排放率(1％)	96	95	99	98	50									45	83	80

说明：

1、废气浓度：由CVS计算机测定。

表1中CVS中的积炭值是CVS计算机装置，光敏反射和现场收集式积炭测试仪(世界上各测试机构通常都使用)所测数据的平均值。

2、由于各汽车制造厂的引擎不同，所以车辆的选择标准是：出厂不足三年，行车里程在50,000KM的车辆。对两台2500CC的柴油机汽车进行了对比并计算出它们的平均值。

3、表1中的数值是在安装本发明装置之前一个月测定5次和安装本装置以后的一个月测定5次的计算平均值。

正如前面所提到的那样，本发明装置在使用之前是很容易从外面装到柴油内燃机上，使用时不会对供油引擎造成任何伤害。

本发明装置通过同时活化进气孔中的氧来提高设备效率，使燃烧接近于完全燃烧。本发明装置可以减少有毒物质的生成，降低燃料消耗。

因此，本发明装置是一种减少内燃机有毒废物排放的理想装置，能减缓碳氢化合物燃料的严重空气污染，而且因实现完全燃烧而达到节能效果。

Claims (8)

1. l、一种减少柴油机燃料中有毒废物的装置，它包括橡胶带带体、金属铝片和铜片、橡胶密封件、磁铁、线圈，其特征在于：铜片(2)和铝片(3)以一定顺序设置在一个橡胶带带体(1)上；六角形的橡胶密封件(4a)、(4b)附设在带体(1)内部上面的左、右顶侧上；上端敞开的通道型磁感应柱(5a)、(5b)插入与橡胶密封件(4a)、(4b)相连接的内部件中央；磁铁(6a)、(6b)、(6c)皆插入于磁感应柱中；陶瓷三角极(7a)、(7b)连接于磁感应柱(5a)、(5b)、(5c)之中；带线圈(8)的电磁波感应柱(9)连接在陶瓷三角极(7a)、(7b)中间；带体(1)插入于正方形铝管(10)内，正方形铝管(10)外部套有绝缘体(11)。
2. 2、按照权利要求1所述的一种减少柴油机燃料中有毒废物的装置，其特征在于：磁铁(6a)、(6b)、(6c)分别具有0.22wb/m²、0.21wb/m²、0.2wb/m²的磁力。
3. 3、按照权利要求1所述的一种减少柴油机燃料中有毒废物的装置，其特征是：陶瓷三角极(7a)、(7b)由如下重量配比的化学成份构成的：

   Al₂o₃ 42％   Sio₂  31％   C_a      10％

   N_aO    7％   K₂O  3％    T_iO₂   3％

   稀土元素4％
4. 4、按照权利要求1或3所述的一种减少柴油机燃料中有毒废物的装置，其特征是：在陶瓷三角极(7a)、(7b)两侧的三个角上形成三个相互连通的直线孔，有两个钕铁极和一个铝极插入于这三个孔内。
5. 5、按照权利要求1所述的一种减少柴油机燃料中有毒废物的装置，其特征是：电磁波感应柱(9)一侧和陶瓷三角极(7b)相连接、含有18K金层，而其相对的对称一侧则含有铜层。
6. 6、按照权利要求1或5所述的一种减少柴油机燃料中有毒废物的装置，其特征是：电磁波感应柱具有2.5～3.0V/81μA的波长。
7. 7、按照权利要求1所述的一种减少柴油机燃料中有毒废物的装置，其特征是：将该装置连接于活化柴油机燃料供给口的表面，同时，柴油机燃料的空气吸入孔(21)外侧设置有使被吸入空气中的氧分子活化的线圈(31)。
8. 8、按照权利要求7所述的一种使用减少柴油机燃料中有毒废物的装置，其特征是：线圈(31)可感应出2.5～3.0V/81μA的波长。

Images