CN116291851A - 一种均质压燃着火装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种均质压燃着火装置及其方法。所述均质压燃着火装置包括主体；氧化铁纳米颗粒；进料机构；进排气机构，所述滑杆的顶端安装所述棱条，所述凹槽、所述凸块、所述第一固定套和所述第二固定套与所述棱条之间滑动连接；所述第一固定套和所述第二固定套的侧壁安装截面为三角形的所述凸块，且所述第二固定套的侧壁设有所述凹槽；混合机构；增压机构；驱动机构；点火机构，所述箱体的两端对称安装所述陶瓷纤维保护套，所述陶瓷纤维保护套的内部安装所述第二电磁铁，且位于所述排气管内部的所述固定塞的内部安装所述第一电磁铁。本发明提供的均质压燃着火装置及其方法具有准确控制点火时刻、避免爆震和点火困难的优点。

Description

一种均质压燃着火装置及其方法
技术领域
本发明涉及均质压燃着火技术领域，尤其涉及一种均质压燃着火装置及其方法。
背景技术
均质充量压缩燃烧(HCCI)是燃料、空气以及再循环燃烧产物所形成的预混合气被活塞压缩、自燃、着火燃烧及做功的一种新型的燃烧方式。HCCI燃烧可以同时保持较高的动力性和燃油经济性，并且NOx和PM的排放水平极低。研究证明，HCCI发动机在部分工况下的NOx，排放相对DI发动机可降低95％～98％,几乎实现了无烟燃烧。
由于HCCI燃烧过程中着火定时不受火花点火或喷油的直接控制，而就是由空气与燃料所组成的混合气的自动点火的化学反应决定，故而着火时刻难以控制；且当HCCI内燃机在高负荷运作时，混合气加浓燃烧速度过快，导致压力升高率过大，易发生爆震现象；当HCCI内燃机在过低负荷时，燃烧效率过低，并且着火困难。
因此，有必要提供一种新的均质压燃着火装置及其方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种准确控制点火时刻、避免爆震和点火困难的均质压燃着火装置及其方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的均质压燃着火装置包括：主体；氧化铁纳米颗粒；进料机构，所述进料机构的内部设置所述氧化铁纳米颗粒；进排气机构，所述进排气机构包括进气管、排气管、固定塞、滑杆、弹簧、棱条、第一固定套、凹槽、凸块、第二固定套和安装箱，所述主体的顶端对安装所述进气管和所述排气管，所述排气管和所述进气管的内部分别滑动连接所述固定塞，且所述固定塞的固定于所述滑杆的一端；所述主体的顶端对称安装所述安装箱，所述安装箱的内部滑动连接所述滑杆，所述滑杆的侧壁套装所述弹簧，且所述弹簧的两端分别连接所述安装箱和所述滑杆；所述滑杆的顶端安装所述棱条，所述凹槽、所述凸块、所述第一固定套和所述第二固定套与所述棱条之间滑动连接；所述第一固定套和所述第二固定套的侧壁安装截面为三角形的所述凸块，且所述第二固定套的侧壁设有所述凹槽；混合机构，所述混合机构连接所述进气管；增压机构，所述增压机构连接所述混合机构和所述进料机构；驱动机构，所述驱动机构连接所述主体、所述第一固定套、所述第二固定套、所述混合机构和所述增压机构；点火机构，所述点火机构包括微波点火器、第一电磁铁、箱体、陶瓷纤维保护套和第二电磁铁，所述主体的内部居中处安装所述箱体，所述箱体的内部居中处安装所述微波点火器；所述箱体的两端对称安装所述陶瓷纤维保护套，所述陶瓷纤维保护套的内部安装所述第二电磁铁，且位于所述排气管内部的所述固定塞的内部安装所述第一电磁铁。
优选的，所述主体包括活塞、缸体、曲柄连杆和固定轴，所述缸体的顶端对称安装所述进气管和所述排气管，所述缸体的内部滑动连接所述活塞，所述活塞与所述固定轴与所述曲柄连杆之间转动连接，且所述固定轴转动连接所述缸体的内部。
优选的，所述混合机构包括第三齿轮、第一连接轴、转板和筒体，所述进气管的一端安装所述筒体，所述筒体的内部转动连接所述第一连接轴和所述转板，侧壁呈梯形的所述转板安装于所述第一连接轴的侧壁，且所述第一连接轴的侧壁固定连接所述第三齿轮。
优选的，所述进料机构包括油箱、进油管、油泵、气泵、连接管、流量控制阀和喷油嘴，所述筒体的侧壁安装所述喷油嘴，所述进油管的两端分别连接所述喷油嘴和所述油泵，所述油泵安装于所述油箱的内部；所述进油管和所述连接管的侧壁分别安装所述流量控制阀，且所述连接管连接所述气泵。
优选的，所述增压机构包括涡轮、第二连接轴、第四齿轮、固定架和增压筒，所述增压筒的两端分别固定连接所述筒体和所述连接管，所述增压筒的内部安装所述固定架，且所述增压筒的内部转动连接所述第四齿轮、所述第二连接轴和所述涡轮；所述第二连接轴的侧壁固定连接所述涡轮和所述第四齿轮，且所述第二连接轴转动连接所述固定架的内部。
优选的，所述驱动机构包括外罩、皮圈、第一齿轮、第二齿轮、转杆、套轴和转轴，所述固定轴、所述转轴和所述第一连接轴的侧壁分别安装所述套轴，相邻的所述套轴之间通过所述皮圈连接；三根所述转轴的侧壁分别安装所述第一齿轮、所述第一固定套和所述第二固定套；所述外罩固定于所述缸体的顶端，所述转杆与所述外罩之间转动连接，所述转杆的侧壁固定连接所述第二齿轮，所述第二齿轮啮合所述第一齿轮。
优选的，所述第一齿轮的直径大于所述第二齿轮的直径，所述第三齿轮啮合所述第四齿轮，且所述第三齿轮的直径大于所述第四齿轮的直径。
优选的，位于所述第一固定套表面的所述凹槽的侧壁为弧形结构，且所述凹槽与所述第二固定套侧壁的所述凸块对应设置。
优选的，所述第二电磁铁的截面为梯形结构，且所述第二电磁铁的磁力大于所述第一电磁铁的磁力。
优选的，一种均质压燃着火方法，包括以下步骤：
步骤一：向所述进料机构的内部加入燃油，每升燃油含～毫克所述氧化铁纳米颗粒；当所述主体运作过程中，分为进气、压缩、点燃和排气四个过程；正常运作的进气过程中：当所述活塞在所述缸体的内部向下运动时，所述第二固定套侧壁的所述凸块压缩所述棱条，使所述棱条、所述滑杆和所述固定塞向下运动，所述滑杆运动压缩所述弹簧，所述固定塞内部的所述固定塞向下运动打开所述固定塞；所述进料机构将空气和燃油输送进入所述混合机构的内部，经过所述混合机构搅拌形成混合气，混合气通过所述进气管进入所述缸体的内部；压缩过程；所述活塞向上运动，所述凸块与所述棱条分开，所述弹簧伸长推动所述固定塞复位，所述活塞向上运动压缩所述缸体内部的混合气，当所述活塞运动到最高点时，所述微波点火器发射出微波，燃油中添加20nm以下氧化铁纳米颗粒，由于所述氧化铁纳米颗粒存在，在微波照射下，燃油中的所述氧化铁颗粒会迅速升温，引燃所包裹的燃料，形成燃料的点火，另外，由于所述氧化铁纳米颗粒在燃油中的均匀分布，因此所述氧化铁纳米颗粒会随着燃油喷雾形成的燃油混合气均匀的分布在气缸内，此时在微波的照射下，会在气缸内形成多点的自然着火，所述氧化铁纳米颗粒加大燃油与颗粒的比表面积，加速燃烧，同时，纳米氧化颗粒的自然也会加速燃烧，能精准控制燃油的着火时刻，且使燃油均匀的燃烧推动所述活塞向下运动，当所述活塞向上运动时，所述第一固定套侧壁的所述凸块挤压所述棱条，打开所述排气管，将所述缸体内部的废气排出；
步骤二：当所述主体高负荷运行时，所述固定轴转速加快，从而推动所述驱动机构运作速度加快，所述增压机构内部的所述涡轮快速转动，推动空气快速进入所述混合机构的内部，增加所述混合机构的内部压强，同时使更多的空气进入所述混合机构的内部，降低混合气的浓度，从而有效降低混合气的燃烧速率、放热率和燃烧的温度，从而降低爆震现象；
步骤三：当所述主体低负荷运行时，在进气过程中，混合气通过所述进气管进入所述缸体的内部，此时所述第二固定套侧壁的所述凸块与所述进气管上方的所述棱条接触，所述第二固定套侧壁的所述凹槽与所述排气管上方的所述棱条接触，使所述固定塞在所述排气管的内部向上运动，从而吸取部分混合气，同时此时所述固定塞内部的所述第一电磁铁接通电源，所述第一电磁铁产生磁力，使混合气中的所述氧化铁纳米颗粒携带燃油颗粒向着所述第一电磁铁运动；当所述活塞向上运动压缩混合气时，所述第一电磁铁断开电源失去磁力，所述第二电磁铁接通电源产生磁力，使被所述第一电磁铁吸附所述氧化铁纳米颗粒和燃油颗粒向着所述第二电磁铁运动，且所述第二电磁铁截面为梯形，越靠近所述微波点燃器的所述第二电磁铁磁力越强，从而使所述微波点燃器周围汇聚更多的所述氧化铁纳米颗粒和燃油颗粒，使混合气浓度分层；当所述微波点燃器将混合气点燃时，靠近所述微波点燃器的混合气浓度最大，所述氧化铁纳米颗粒最多，从而便于快速点燃所述微波点燃器周围的混合气，在所述缸体的内部实现分层燃烧，避免在低负荷时燃烧效率过低着火困难的问题，且分层燃烧热效率高、节流损失少、有限的燃料尽可能多地转化成工作能量，在低负荷时节省燃油。
与相关技术相比较，本发明提供的均质压燃着火装置及其方法具有如下有益效果：
本发明提供一种均质压燃着火装置及其方法，当所述活塞压缩混合气运动到最高点时，所述微波点火器发射出微波，燃油中添加20nm以下氧化铁纳米颗粒，由于所述氧化铁纳米颗粒存在，在微波照射下，燃油中的所述氧化铁颗粒会迅速升温，引燃所包裹的燃料，形成燃料的点火，另外，由于所述氧化铁纳米颗粒在燃油中的均匀分布，因此所述氧化铁纳米颗粒会随着燃油喷雾形成的燃油混合气均匀的分布在气缸内，此时在微波的照射下，会在气缸内形成多点的自然着火，所述氧化铁纳米颗粒加大燃油与颗粒的比表面积，加速燃烧，同时，纳米氧化颗粒的自然也会加速燃烧，能精准控制燃油的着火时刻，且使燃油均匀的燃烧推动所述活塞向下运动；当所述主体低负荷运行时，在进气过程中，混合气通过所述进气管进入所述缸体的内部，此时所述第二固定套侧壁的所述凸块与所述进气管上方的所述棱条接触，所述第二固定套侧壁的所述凹槽与所述排气管上方的所述棱条接触，使所述固定塞在所述排气管的内部向上运动，从而吸取部分混合气，同时此时所述固定塞内部的所述第一电磁铁接通电源，所述第一电磁铁产生磁力，使混合气中的所述氧化铁纳米颗粒携带燃油颗粒向着所述第一电磁铁运动；当所述活塞向上运动压缩混合气时，所述第一电磁铁断开电源失去磁力，所述第二电磁铁接通电源产生磁力，使被所述第一电磁铁吸附所述氧化铁纳米颗粒和燃油颗粒向着所述第二电磁铁运动，且所述第二电磁铁截面为梯形，越靠近所述微波点燃器的所述第二电磁铁磁力越强，从而使所述微波点燃器周围汇聚更多的所述氧化铁纳米颗粒和燃油颗粒，使混合气浓度分层；当所述微波点燃器将混合气点燃时，靠近所述微波点燃器的混合气浓度最大，所述氧化铁纳米颗粒最多，从而便于快速点燃所述微波点燃器周围的混合气，在所述缸体的内部实现分层燃烧，避免在低负荷时燃烧效率过低着火困难的问题，且分层燃烧热效率高、节流损失少、有限的燃料尽可能多地转化成工作能量，在低负荷时节省燃油；当所述主体高负荷运行时，所述固定轴转速加快，从而推动所述驱动机构运作速度加快，所述增压机构内部的所述涡轮快速转动，推动空气快速进入所述混合机构的内部，增加所述混合机构的内部压强，同时使更多的空气进入所述混合机构的内部，降低混合气的浓度，从而有效降低混合气的燃烧速率、放热率和燃烧的温度，从而降低爆震现象。
附图说明
图1为本发明提供的均质压燃着火装置及其方法的的结构示意图；
图2为图1所示的A处结构放大示意图；
图3为图1所示的缸体内部结构测视图；
图4为图2所示的压缩塞进气结构示意图；
图5为图1所示的缸体内部结构仰视图；
图6为图5所示的陶瓷纤维保护套内部示意图；
图7为图1所示的正常负荷氧化铁纳米颗粒分布示意图；
图8为图1所示的低负荷氧化铁纳米颗粒分布示意图；
图9为本发明提供的电路结构示意图。
图中标号：1、氧化铁纳米颗粒，2、进料机构，21、油箱，22、进油管，23、油泵，24、气泵，25、连接管，26、流量控制阀，27、喷油嘴，3、主体，31、活塞，32、缸体，33、曲柄连杆，34、固定轴，4、进排气机构，41、进气管，42、排气管，43、固定塞，44、滑杆，45、弹簧，46、棱条，47、第一固定套，48、凹槽，49、凸块，410、第二固定套，411、安装箱，5、驱动机构，51、外罩，52、皮圈，53、第一齿轮，54、第二齿轮，55、转杆，56、套轴，57、转轴，6、混合机构，61、第三齿轮，62、第一连接轴，63、转板，64、筒体，7、增压机构，71、蜗轮，72、第二连接轴，73、第四齿轮，74、固定架，75、增压筒，8、点火机构，81、微波点火器，82、第一电磁铁，83、箱体，84、陶瓷纤维保护套，85、第二电磁铁，9、增压泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1～图9，其中图1为本发明提供的均质压燃着火装置及其方法的的结构示意图；图2为图1所示的A处结构放大示意图；图3为图1所示的缸体内部结构测视图；图4为图2所示的压缩塞进气结构示意图；图5为图1所示的缸体内部结构仰视图；图6为图5所示的陶瓷纤维保护套内部示意图；图7为图1所示的正常负荷氧化铁纳米颗粒分布示意图；图8为图1所示的低负荷氧化铁纳米颗粒分布示意图；图9为本发明提供的电路结构示意图。均质压燃着火装置包括：主体3；氧化铁纳米颗粒1；进料机构2，所述进料机构2的内部设置所述氧化铁纳米颗粒1；进排气机构4，所述进排气机构4包括进气管41、排气管42、固定塞43、滑杆44、弹簧45、棱条46、第一固定套47、凹槽48、凸块49、第二固定套410和安装箱411，所述主体3的顶端对安装所述进气管41和所述排气管42，所述排气管42和所述进气管41的内部分别滑动连接所述固定塞43，且所述固定塞43的固定于所述滑杆44的一端；所述主体3的顶端对称安装所述安装箱411，所述安装箱411的内部滑动连接所述滑杆44，所述滑杆44的侧壁套装所述弹簧45，且所述弹簧45的两端分别连接所述安装箱411和所述滑杆44；所述滑杆44的顶端安装所述棱条46，所述凹槽48、所述凸块49、所述第一固定套47和所述第二固定套410与所述棱条46之间滑动连接；所述第一固定套47和所述第二固定套410的侧壁安装截面为三角形的所述凸块49，且所述第二固定套410的侧壁设有所述凹槽48；混合机构6，所述混合机构6连接所述进气管41；增压机构7，所述增压机构7连接所述混合机构6和所述进料机构2；驱动机构5，所述驱动机构5连接所述主体3、所述第一固定套47、所述第二固定套410、所述混合机构6和所述增压机构7；点火机构8，所述点火机构8包括微波点火器81、第一电磁铁82、箱体83、陶瓷纤维保护套84和第二电磁铁85，所述主体3的内部居中处安装所述箱体83，所述箱体83的内部居中处安装所述微波点火器81；所述箱体83的两端对称安装所述陶瓷纤维保护套84，所述陶瓷纤维保护套84的内部安装所述第二电磁铁85，所述陶瓷纤维保护套84隔热效果好，用于保护所述第二电磁铁85，且位于所述排气管42内部的所述固定塞43的内部安装所述第一电磁铁82。
所述主体3包括活塞31、缸体32、曲柄连杆33和固定轴34，所述缸体32的顶端对称安装所述进气管41和所述排气管42，所述缸体32的内部滑动连接所述活塞31，所述活塞31与所述固定轴34与所述曲柄连杆33之间转动连接，且所述固定轴34转动连接所述缸体32的内部，为了方便所述活塞31在所述缸体32的内部上下运动，使所述活塞31推动所述曲柄连杆33和所述固定轴34转动。
所述进料机构2包括油箱21、进油管22、油泵23、气泵24、连接管25、流量控制阀26和喷油嘴27，所述筒体64的侧壁安装所述喷油嘴27，所述进油管22的两端分别连接所述喷油嘴27和所述油泵23，所述油泵23安装于所述油箱21的内部；所述进油管22和所述连接管25的侧壁分别安装所述流量控制阀26，且所述连接管25连接所述气泵24，为了方便所述气泵24运作，使所述气泵24将空气通过所述连接管25输送进入所述增压筒75的内部，所述油泵23运作将燃油通过所述进油管22输送进入所述喷油嘴27的内部，燃油通过所述喷油嘴27雾化喷入所述筒体64的内部。
所述驱动机构5包括外罩51、皮圈52、第一齿轮53、第二齿轮54、转杆55、套轴56和转轴57，所述固定轴34、所述转轴57和所述第一连接轴62的侧壁分别安装所述套轴56，相邻的所述套轴56之间通过所述皮圈52连接；三根所述转轴57的侧壁分别安装所述第一齿轮53、所述第一固定套47和所述第二固定套410；所述外罩51固定于所述缸体32的顶端，所述转杆55与所述外罩51之间转动连接，所述转杆55的侧壁固定连接所述第二齿轮54，所述第二齿轮54啮合所述第一齿轮53，为了方便所述固定轴34转动带动所述套轴56、所述皮圈52、所述转轴57和所述第一齿轮53转动，所述第一齿轮53推动所述第二齿轮54和所述转杆55转动，所述转杆55通过所述皮圈52带动所述第三齿轮61和所述第四齿轮73转动。
所述增压机构7包括涡轮71、第二连接轴72、第四齿轮73、固定架74和增压筒75，所述增压筒75的两端分别固定连接所述筒体64和所述连接管25，所述增压筒75的内部安装所述固定架74，且所述增压筒75的内部转动连接所述第四齿轮73、所述第二连接轴72和所述涡轮71；所述第二连接轴72的侧壁固定连接所述涡轮71和所述第四齿轮73，且所述第二连接轴72转动连接所述固定架74的内部。所述混合机构6包括第三齿轮61、第一连接轴62、转板63和筒体64，所述进气管41的一端安装所述筒体64，所述筒体64的内部转动连接所述第一连接轴62和所述转板63，侧壁呈梯形的所述转板63安装于所述第一连接轴62的侧壁，且所述第一连接轴62的侧壁固定连接所述第三齿轮61，当所述第四齿轮73转动推动所述第二连接轴72在所述固定架74的内部转动，所述第二连接轴72推动所述涡轮71在所述增压筒75的内部转动，推动所述增压筒75内部的空气快速进入所述筒体64的内部，所述筒体64内部的所述第三齿轮61推动所述第一连接轴62和所述转板63转动，所述转板63推动空气与雾化燃油均匀混合形成混合气。
所述第一齿轮53的直径大于所述第二齿轮54的直径，所述第三齿轮61啮合所述第四齿轮73，且所述第三齿轮61的直径大于所述第四齿轮73的直径，为了便于所述第一齿轮53增加所述第二齿轮54和所述转杆55和所述第三齿轮61的转速，所述第三齿轮61转动增加所述第四齿轮73和所述涡轮71转动，便于所述涡轮71转动推动更多的空气进入所述筒体64的内部，降低混合气浓度，增加混合气压强。
位于所述第一固定套47表面的所述凹槽48的侧壁为弧形结构，且所述凹槽48与所述第二固定套410侧壁的所述凸块49对应设置，为了当所述第二固定套410侧壁的所述凸块49挤压所述棱条46时，所述凹槽48与另一个所述棱条46接触，便于进气过程中部分混合气进入所述排气管42的内部。
所述第二电磁铁85的截面为梯形结构，且所述第二电磁铁85的磁力大于所述第一电磁铁82的磁力，使越靠近所述微波点燃器81的所述第二电磁铁85磁力越强，从而使所述微波点燃器81周围汇聚更多的所述氧化铁纳米颗粒1和燃油颗粒，使混合气浓度分层。
一种均质压燃着火方法，包括以下步骤：
步骤一：向所述油箱21的内部加入燃油，每升燃油含80～150毫克所述氧化铁纳米颗粒1；所述主体3运作过程中，所述固定轴34转动，所述固定轴34连接角度传感器，角度传感器监测所述固定轴34转动角度，并将信息传递给中央处理器，中央处理器根据所述固定轴34转动角度控制所述第一电磁铁82和所述第二电磁铁85的运行；所述固定轴34转动带动所述套轴56、所述皮圈52、所述转轴57和所述第一齿轮53转动，所述第一齿轮53推动所述第二齿轮54和所述转杆55转动，所述转杆55通过所述皮圈52带动所述第三齿轮61和所述第四齿轮73转动；中央处理器打开所述气泵24和油泵23，所述气泵24运作，使所述气泵24将空气通过所述连接管25输送进入所述增压筒75的内部，所述油泵23运作将燃油通过所述进油管22输送进入所述喷油嘴27的内部，燃油通过所述喷油嘴27雾化喷入所述筒体64的内部，一个所述流量控制阀26检测所述进油管24内部燃油的流量，另一个所述流量控制阀26检测所述连接管25内部空气的流量，并将信息传递给中央处理器，中央处理器通过操控所述流量控制阀26控制空气和燃油的流量；且所述第四齿轮73转动推动所述第二连接轴72在所述固定架74的内部转动，所述第二连接轴72推动所述涡轮71在所述增压筒75的内部转动，推动所述增压筒75内部的空气快速进入所述筒体64的内部，所述筒体64内部的所述第三齿轮61推动所述第一连接轴62和所述转板63转动，所述转板63推动空气与雾化燃油均匀混合形成混合气。所述主体3运作过程中，分为进气、压缩、点燃和排气四个过程；正常运作的进气过程中：当所述活塞31在所述缸体32的内部向下运动时，所述第二固定套410侧壁的所述凸块49压缩所述棱条46，使所述棱条46、所述滑杆44和所述固定塞43向下运动，所述滑杆44运动压缩所述弹簧45，所述固定塞43内部的所述固定塞43向下运动打开所述固定塞43；所述筒体64内部的混合气通过所述进气管41进入所述缸体32的内部；压缩过程；所述活塞43向上运动，所述凸块49与所述棱条46分开，所述弹簧45伸长推动所述固定塞43复位，所述活塞43向上运动压缩所述缸体32内部的混合气，当所述活塞43运动到最高点时，中央处理器使所述微波点火器81运作发射出微波，燃油中添加20nm以下氧化铁纳米颗粒，由于所述氧化铁纳米颗粒1存在，在微波照射下，燃油中的所述氧化铁颗粒1会迅速升温，引燃所包裹的燃料，形成燃料的点火，另外，由于所述氧化铁纳米颗粒1在燃油中的均匀分布，因此所述氧化铁纳米颗粒1会随着燃油喷雾形成的燃油混合气均匀的分布在气缸内(如附图7所示)，此时在微波的照射下，会在气缸内形成多点的自然着火，所述氧化铁纳米颗粒1加大燃油与颗粒的比表面积，加速燃烧，同时，纳米氧化颗粒的自然也会加速燃烧，能精准控制燃油的着火时刻，且使燃油均匀的燃烧推动所述活塞43向下运动，当所述活塞43向上运动时，所述第一固定套47侧壁的所述凸块49挤压所述棱条46，打开所述排气管42，将所述缸体32内部的废气排出；
步骤二：当所述主体3高负荷运行时，所述固定轴34转速加快时，速度传感器监测所述固定轴34的转速并传递给中央处理器，中央处理器运作使所述连接管25侧壁的增压泵9关闭，所述第一齿轮53的直径大于所述第二齿轮54的直径，所述第三齿轮61啮合所述第四齿轮73，且所述第三齿轮61的直径大于所述第四齿轮73的直径，使所述第一齿轮53增加所述第二齿轮54和所述转杆55和所述第三齿轮61的转速，所述第三齿轮61转动增加所述第四齿轮73和所述涡轮71转动，便于所述涡轮71转动推动更多的空气进入所述筒体64的内部，降低混合气浓度，增加混合气压强，从而有效降低混合气的燃烧速率、放热率和燃烧的温度，从而降低爆震现象，所述主体3越高负荷，所述固定轴34转速越快，所述涡轮71在所述增压筒75的内部转速越快，进入所述筒体64内部的空气越多，所述筒体64内部混合气浓度和压强越大，减小爆震现象；当所述主体3高负荷运行时，所述固定轴34转速不便或者减小时，中央处理器打开增压泵9，将更多的空气挤压进入所述增压筒75的内部，增加筒体64内部的空气，减小混合气浓度；
步骤三：当所述主体3低负荷运行时，在进气过程中，混合气通过所述进气管41进入所述缸体32的内部，此时所述第二固定套410侧壁的所述凸块49与所述进气管41上方的所述棱条46接触，所述第二固定套410侧壁的所述凹槽48与所述排气管42上方的所述棱条46接触，使所述固定塞43在所述排气管42的内部向上运动，从而吸取部分混合气，同时中央处理器运作使此时所述固定塞43内部的所述第一电磁铁82接通电源，所述第一电磁铁82产生磁力，使混合气中的所述氧化铁纳米颗粒1携带燃油颗粒向着所述第一电磁铁82运动；当所述活塞31向上运动压缩混合气时，所述第一电磁铁82断开电源失去磁力，所述凹槽48与所述棱条46分开，所述第一固定套47挤压所述棱条46，使所述固定塞43在所述排气管42的内部向下运动，将吸附风混合气推入所述缸体32的内部；此时中央处理器运作使所述第二电磁铁85接通电源产生磁力，使被所述第一电磁铁82吸附所述氧化铁纳米颗粒1和燃油颗粒向着所述第二电磁铁85运动，且所述第二电磁铁85截面为梯形，越靠近所述微波点燃器81的所述第二电磁铁85磁力越强，从而使所述微波点燃器81周围汇聚更多的所述氧化铁纳米颗粒1和燃油颗粒，使混合气浓度分层(如附图8所示)；当所述微波点燃器81将混合气点燃时，靠近所述微波点燃器81的混合气浓度最大，所述氧化铁纳米颗粒1最多，从而便于快速点燃所述微波点燃器81周围的混合气，在所述缸体32的内部实现分层燃烧，避免在低负荷时燃烧效率过低着火困难的问题，且分层燃烧热效率高、节流损失少、有限的燃料尽可能多地转化成工作能量，在低负荷时节省燃油。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种均质压燃着火装置，其特征在于，包括：
主体(3)；
氧化铁纳米颗粒(1)；
进料机构(2)，所述进料机构(2)的内部设置所述氧化铁纳米颗粒(1)；
进排气机构(4)，所述进排气机构(4)包括进气管(41)、排气管(42)、固定塞(43)、滑杆(44)、弹簧(45)、棱条(46)、第一固定套(47)、凹槽(48)、凸块(49)、第二固定套(410)和安装箱(411)，所述主体(3)的顶端对安装所述进气管(41)和所述排气管(42)，所述排气管(42)和所述进气管(41)的内部分别滑动连接所述固定塞(43)，且所述固定塞(43)的固定于所述滑杆(44)的一端；所述主体(3)的顶端对称安装所述安装箱(411)，所述安装箱(411)的内部滑动连接所述滑杆(44)，所述滑杆(44)的侧壁套装所述弹簧(45)，且所述弹簧(45)的两端分别连接所述安装箱(411)和所述滑杆(44)；所述滑杆(44)的顶端安装所述棱条(46)，所述凹槽(48)、所述凸块(49)、所述第一固定套(47)和所述第二固定套(410)与所述棱条(46)之间滑动连接；所述第一固定套(47)和所述第二固定套(410)的侧壁安装截面为三角形的所述凸块(49)，且所述第二固定套(410)的侧壁设有所述凹槽(48)；
混合机构(6)，所述混合机构(6)连接所述进气管(41)；
增压机构(7)，所述增压机构(7)连接所述混合机构(6)和所述进料机构(2)；
驱动机构(5)，所述驱动机构(5)连接所述主体(3)、所述第一固定套(47)、所述第二固定套(410)、所述混合机构(6)和所述增压机构(7)；
点火机构(8)，所述点火机构(8)包括微波点火器(81)、第一电磁铁(82)、箱体(83)、陶瓷纤维保护套(84)和第二电磁铁(85)，所述主体(3)的内部居中处安装所述箱体(83)，所述箱体(83)的内部居中处安装所述微波点火器(81)；所述箱体(83)的两端对称安装所述陶瓷纤维保护套(84)，所述陶瓷纤维保护套(84)的内部安装所述第二电磁铁(85)，且位于所述排气管(42)内部的所述固定塞(43)的内部安装所述第一电磁铁(82)。
2.根据权利要求1所述的均质压燃着火装置，其特征在于，所述主体(3)包括活塞(31)、缸体(32)、曲柄连杆(33)和固定轴(34)，所述缸体(32)的顶端对称安装所述进气管(41)和所述排气管(42)，所述缸体(32)的内部滑动连接所述活塞(31)，所述活塞(31)与所述固定轴(34)与所述曲柄连杆(33)之间转动连接，且所述固定轴(34)转动连接所述缸体(32)的内部。
3.根据权利要求2所述的均质压燃着火装置，其特征在于，所述混合机构(6)包括第三齿轮(61)、第一连接轴(62)、转板(63)和筒体(64)，所述进气管(41)的一端安装所述筒体(64)，所述筒体(64)的内部转动连接所述第一连接轴(62)和所述转板(63)，侧壁呈梯形的所述转板(63)安装于所述第一连接轴(62)的侧壁，且所述第一连接轴(62)的侧壁固定连接所述第三齿轮(61)。
4.根据权利要求3所述的均质压燃着火装置，其特征在于，所述进料机构(2)包括油箱(21)、进油管(22)、油泵(23)、气泵(24)、连接管(25)、流量控制阀(26)和喷油嘴(27)，所述筒体(64)的侧壁安装所述喷油嘴(27)，所述进油管(22)的两端分别连接所述喷油嘴(27)和所述油泵(23)，所述油泵(23)安装于所述油箱(21)的内部；所述进油管(22)和所述连接管(25)的侧壁分别安装所述流量控制阀(26)，且所述连接管(25)连接所述气泵(24)。
5.根据权利要求4所述的均质压燃着火装置，其特征在于，所述增压机构(7)包括涡轮(71)、第二连接轴(72)、第四齿轮(73)、固定架(74)和增压筒(75)，所述增压筒(75)的两端分别固定连接所述筒体(64)和所述连接管(25)，所述增压筒(75)的内部安装所述固定架(74)，且所述增压筒(75)的内部转动连接所述第四齿轮(73)、所述第二连接轴(72)和所述涡轮(71)；所述第二连接轴(72)的侧壁固定连接所述涡轮(71)和所述第四齿轮(73)，且所述第二连接轴(72)转动连接所述固定架(74)的内部。
6.根据权利要求5所述的均质压燃着火装置，其特征在于，所述驱动机构(5)包括外罩(51)、皮圈(52)、第一齿轮(53)、第二齿轮(54)、转杆(55)、套轴(56)和转轴(57)，所述固定轴(34)、所述转轴(57)和所述第一连接轴(62)的侧壁分别安装所述套轴(56)，相邻的所述套轴(56)之间通过所述皮圈(52)连接；三根所述转轴(57)的侧壁分别安装所述第一齿轮(53)、所述第一固定套(47)和所述第二固定套(410)；所述外罩(51)固定于所述缸体(32)的顶端，所述转杆(55)与所述外罩(51)之间转动连接，所述转杆(55)的侧壁固定连接所述第二齿轮(54)，所述第二齿轮(54)啮合所述第一齿轮(53)。
7.根据权利要求6所述的均质压燃着火装置，其特征在于，所述第一齿轮(53)的直径大于所述第二齿轮(54)的直径，所述第三齿轮(61)啮合所述第四齿轮(73)，且所述第三齿轮(61)的直径大于所述第四齿轮(73)的直径。
8.根据权利要求7所述的均质压燃着火装置，其特征在于，位于所述第一固定套(47)表面的所述凹槽(48)的侧壁为弧形结构，且所述凹槽(48)与所述第二固定套(410)侧壁的所述凸块(49)对应设置。
9.根据权利要求7所述的均质压燃着火装置，其特征在于，所述第二电磁铁(85)的截面为梯形结构，且所述第二电磁铁(85)的磁力大于所述第一电磁铁(82)的磁力。
10.一种均质压燃着火方法，用于权利要求9中所述的均质压燃着火装置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：向所述进料机构(2)的内部加入燃油，每升燃油含80～150毫克所述氧化铁纳米颗粒(1)；当所述主体(3)运作过程中，分为进气、压缩、点燃和排气四个过程；正常运作的进气过程中：当所述活塞(31)在所述缸体(32)的内部向下运动时，所述第二固定套(410)侧壁的所述凸块(49)压缩所述棱条(46)，使所述棱条(46)、所述滑杆(44)和所述固定塞(43)向下运动，所述滑杆(44)运动压缩所述弹簧(45)，所述固定塞(43)内部的所述固定塞(43)向下运动打开所述固定塞(43)；所述进料机构(2)将空气和燃油输送进入所述混合机构(6)的内部，经过所述混合机构(6)搅拌形成混合气，混合气通过所述进气管(41)进入所述缸体(32)的内部；压缩过程；所述活塞(43)向上运动，所述凸块(49)与所述棱条(46)分开，所述弹簧(45)伸长推动所述固定塞(43)复位，所述活塞(43)向上运动压缩所述缸体(32)内部的混合气，当所述活塞(43)运动到最高点时，所述微波点火器(81)发射出微波，燃油中添加20nm以下氧化铁纳米颗粒，由于所述氧化铁纳米颗粒(1)存在，在微波照射下，燃油中的所述氧化铁颗粒(1)会迅速升温，引燃所包裹的燃料，形成燃料的点火，另外，由于所述氧化铁纳米颗粒(1)在燃油中的均匀分布，因此所述氧化铁纳米颗粒(1)会随着燃油喷雾形成的燃油混合气均匀的分布在气缸内，此时在微波的照射下，会在气缸内形成多点的自然着火，所述氧化铁纳米颗粒(1)加大燃油与颗粒的比表面积，加速燃烧，同时，纳米氧化颗粒的自然也会加速燃烧，能精准控制燃油的着火时刻，且使燃油均匀的燃烧推动所述活塞(43)向下运动，当所述活塞(43)向上运动时，所述第一固定套(47)侧壁的所述凸块(49)挤压所述棱条(46)，打开所述排气管(42)，将所述缸体(32)内部的废气排出；
步骤二：当所述主体(3)高负荷运行时，所述固定轴(34)转速加快，从而推动所述驱动机构(5)运作速度加快，所述增压机构(7)内部的所述涡轮(71)快速转动，推动空气快速进入所述混合机构(6)的内部，增加所述混合机构(6)的内部压强，同时使更多的空气进入所述混合机构(6)的内部，降低混合气的浓度，从而有效降低混合气的燃烧速率、放热率和燃烧的温度，从而降低爆震现象；
步骤三：当所述主体(3)低负荷运行时，在进气过程中，混合气通过所述进气管(41)进入所述缸体(32)的内部，此时所述第二固定套(410)侧壁的所述凸块(49)与所述进气管(41)上方的所述棱条(46)接触，所述第二固定套(410)侧壁的所述凹槽(48)与所述排气管(42)上方的所述棱条(46)接触，使所述固定塞(43)在所述排气管(42)的内部向上运动，从而吸取部分混合气，同时此时所述固定塞(43)内部的所述第一电磁铁(82)接通电源，所述第一电磁铁(82)产生磁力，使混合气中的所述氧化铁纳米颗粒(1)携带燃油颗粒向着所述第一电磁铁(82)运动；当所述活塞(31)向上运动压缩混合气时，所述第一电磁铁(82)断开电源失去磁力，所述第二电磁铁(85)接通电源产生磁力，使被所述第一电磁铁(82)吸附所述氧化铁纳米颗粒(1)和燃油颗粒向着所述第二电磁铁(85)运动，且所述第二电磁铁(85)截面为梯形，越靠近所述微波点燃器(81)的所述第二电磁铁(85)磁力越强，从而使所述微波点燃器(81)周围汇聚更多的所述氧化铁纳米颗粒(1)和燃油颗粒，使混合气浓度分层；当所述微波点燃器(81)将混合气点燃时，靠近所述微波点燃器(81)的混合气浓度最大，所述氧化铁纳米颗粒(1)最多，从而便于快速点燃所述微波点燃器(81)周围的混合气，在所述缸体(32)的内部实现分层燃烧，避免在低负荷时燃烧效率过低着火困难的问题，且分层燃烧热效率高、节流损失少、有限的燃料尽可能多地转化成工作能量，在低负荷时节省燃油。
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