CN1789681A - 可提高引擎空燃比的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种可提高引擎空燃比的方法及其装置，其主要是在车辆的燃油喷射机构前设一具有风扇的气流加速器，该气流加速器的风扇则利用车辆的发电机控制其转速，可根据引擎的转速提供相对于空燃比所需的空气量，该强制供给的空气，可以达到提高引擎空燃比，使引擎具有省油以及产生最有效率的动力的目的。

Description

可提高引擎空燃比的方法及其装置

技术领域：

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种可提高汽车引擎空燃比的方法及其装置。

背景技术：

汽车的动力来自引擎，而引擎动力的产生是利用汽缸内油气的燃烧所产生的爆发力推动活塞而来，因此，要获得良好的引擎性能，就要从提高引擎的燃烧效率着手，并从汽缸内油气的燃烧理论，找出提高引擎燃烧效率和热效率的方法来提高引擎性能。因为引擎的燃烧循环是在汽缸中进行，而且有温度、压力、热传导、残留废气等变因，所以比起一般的燃烧来得复杂许多。为了找出有利引擎燃烧的好方法，对于空燃比和空气过剩率的主要因素是有必要进行探讨的。空燃比A/F是进行引擎燃烧反应时所需的空气重量和燃料重量的比例，空燃比小表示油气比较浓，反之则比较稀。根据汽油燃烧的化学反应方程式，可以算出汽油完全燃烧的理论空燃比为15.1∶1，但是在实际的燃烧情况中，如果要达到完全燃烧，所需的空气量往往比理论上所需的更多，而实际上所需的空气和理论上所需的空气量的比值就称为空气过剩率λ，λ越大表示所供给引擎的空气量越大。而燃烧速度会因为混合气的组成、压力、温度而变化，影响最显着的是空燃比，稍浓于理想空燃比(15.1∶1)时可得到最大的燃烧速度，若空燃比低或高达到某一界限以上时，火焰便不再前进，此界限称为燃烧界限。汽油的燃烧界限是空燃比22∶1～8∶1，可安定运转的极限是18∶1。故，一种所谓『稀薄燃烧引擎系统』技术(Lean Burn Combustion System)就是让引擎在尽量接近燃烧界限的下限且不产生爆震的情况下运转。

已知技术中的喷射式引擎，其空气及燃油的供给系统，如图1所示，主要是在汽缸1之前设有燃油喷射机构2，再以连接管3接设于空气滤清器4，而以一吸气管5接于空气滤清器4，在此燃油供给系统中，简要来说，于燃油喷射机构2内设有进气闸门21，并于其前方的连接管3中设有进气感应器31，当引擎被激活后，在加油踏板被踩下加油时，进气闸门21会随着踏板的压下程度，呈相对的开启状态，如图2所示，亦即，加油量越多，进气闸门就开启较大，以便吸入较多的空气，与喷射的燃油混合，经压缩后在汽缸中被点燃爆炸，产生引擎的动力，在进气闸门被开启，吸入的空气较多时，藉进气感应器31侦测进气量，再将感应反映在燃油喷射控制系统，使喷出相对数量的燃油，以达到最佳的空气燃油比，使引擎发挥最佳效率。然而，在进气感应器31的设计上系采电子式控制，因此，从侦测到感应后均会有时间的落差，以及其侦测数据也会有百分之五的公差，虽然侦测的公差比率是属于可被接受的法定公差之内，但是再加上感应时间的落差，使得由进气闸门吸入的空气量，均比应吸入与燃油混合的空气量较少，且时间点也有落差，导致油气混合的压缩比前述的标准低，造成不完全燃烧的耗油情形，这种情形在车辆由停止状态起步，以及由慢速逐渐转入高速时特别明显，当驾驶人踩下油门加油后，在车辆逐渐转向高速行驶时，会发生车辆有抖动及滞速的状况，之后才能循序加速前进，如果继续维持高速的速度行车时，就比较不会发生抖动或滞速的情形。

另外，当车辆行驶至较高海拔的区域时，因为高地的空气较稀薄使得由进气闸门吸入的空气量不足，也会造成空燃比的降低，因此，在汽缸内的燃油发生燃烧不完全，以及有爆震的情形下，引擎的马力就会降低，使车子的爬坡力不足，就是一般所谓的车辆高山症，这种情形不论车辆的排气量多少都一样会发生。为此会有涡轮增压引擎的出现，其原理是利用引擎所排出的废气推动涡轮叶片，而涡轮轴另一端的空气压缩机便将进入引擎的新鲜空气压缩，然后供作引擎燃烧之用。无疑，涡轮增压器同样会消耗引擎的动力，因为根据热力学的理论，引擎排气的气压要提到相当高才足以推动涡轮叶片，这样就会减少引擎马力的输出，同时，因为涡轮增压引擎所使用的空气，系以引擎排出的废弃为其空气来源，然而，废气的温度很高，使得被吸入汽缸后无法做高压缩比的利用，而且温度高的废气其含氧量较少，故，通常涡轮增压引擎的空燃比都只能维持在9∶1的状态，否则，引擎的汽缸无法承受其爆震力，因此，如何有效的提高空燃比，才是提高引擎动力及克服车辆高山症的主要关键。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种可提高引擎空燃比的方法及其装置。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种可提高引擎空燃比的方法，在引擎的燃油喷射机构前，利用风扇吸入的空气强制供给进入燃油喷射机构内，而该风扇的转动，则依照车辆的发电机产生的电压高低来调节风扇的转速，使风扇依照加油量所需提供相对数量的空气，藉以提高引擎的空燃比。

可提高引擎空燃比的方法所使用的装置，包括汽缸、与汽缸相连的燃油喷射机构、车辆的空气吸入管，所述燃油喷射机构前设有气流加速器，该气流加速器包括一中空的机壳，机壳内中空的信道中设有风扇，机壳前侧设有中空的储器筒，储气筒中则崁设有滤网，储器筒的前端与燃油喷射机构端部的连接管相连，机壳后侧通过吸气管与所述空气吸入管相通，机壳外部上方固设有一依照引擎的转速调整风扇转速的控制器。

所述气流加速器内的风扇可依照汽缸的大小装设一个或一个以上。

所述气流加速器亦可仅为具有风扇的机壳。

本发明主要是以车辆的发电机所产生的电压值，做为驱动风扇转速的依据，以使高氧量的空气强制送入进气闸门，使其符合加油时所需的空气量，达到提高引擎空燃比的目的，或由车外引入低压的冷空气，在被吸入汽缸后可以提高其含氧量及压缩比，达到提高引擎产生的动力。

并且在气流加速器上亦可设置空气滤清器，使被送入进气闸门的空气更为清洁，能提高引擎的燃烧效率，减少汽缸积碳的目的，同时该气流加速器能适时的在加油时，提供适量的空气进入汽缸，以产生最大的引擎动力，达到降低耗油的目的。

为便于易于了解本发明提高引擎空燃比的方法及其装置，兹附以图式说明如后：

附图说明：

图1是现有引擎的进气系统装置示意图。

图2是现有引擎的进气系统的动作示意图。

图3是本发明的引擎进气装置一实施例图。

图4是本发明的气流加速器分解图。

图5是本发明的进气系统的动作示意图。

图6是本发明的引擎进气装置另一实施例图。

图号说明：

1汽缸            2燃油喷射机构            21进气闸门

3连接管          31进气感应器             4空气滤清器

5吸气管          6气流加速器              61机壳

611信道          62储气筒                 621开口

622盖板          623孔洞                  624孔洞

625储气室        63风扇                   64滤网

65连接座         651环板                  652接头

66网孔板         7控制器                  8空气吸入管

具体实施方式：

首先请参阅图3，本发明在实施上，在燃油喷射机构2前接设一气流加速器6，该气流加速器6主要由机壳61、储气筒62、风扇63、滤网64构成，并在其机壳61上固设控制器7，机壳61的前端连接于燃油喷射机构端部的连接管3，而其另端则连接至车辆的空气吸入管8。其中，滤网64系可被拆卸下来清洗，以便重复使用，而其风扇63可根据汽缸的容量决定装设的数量，并且，风扇63的转动由控制器7来调整其转速，至于控制器7的调控原则则由车辆的发电机在车辆激活后，依照其发电机产生的电压值来决定，在引擎的转速越快时发电机所产生的电压就越高，亦即其发电量越大，使风扇63的转速相对的加快，可提供更大的风量。

至于本发明在图3所示的实施例中，该气流加速器6的主要构造，则是在机壳61连接于燃油喷射机构2的前侧接设有储气筒62，如图4所示，并在机壳后端及储气筒的外侧端分别各接设一连接座65。其中机壳61为两端开口的中空筒体，在其筒体内的信道611中，间隔固设三个风扇63，该风扇63依照汽缸的大小来决定装设的数量，可以装设一个或一个以上。而储气筒62亦为中空的筒体，在其筒体中可崁设滤网64，并以一盖板622盖住筒体上方的开口621，让滤网64可取出清洗或更换，其后侧的孔洞623恰接设于机壳前侧的端口，而前侧的孔洞624则与连接座65接合，两连接座均为在一环板651的中央延设有中空接头652，并在该接头的中空处崁设有网孔板66，设计上，系使网孔板的网孔呈外大内小结构，以使空气吸入时可以增加风压，以及防止异物侵入，且控制器7固设在机壳61上方，机壳61的后侧则以吸气管5连接至车辆的空气吸入管8。

本发明在使用时，如图3所示，当车辆被发动后，借着自动供油系统的控制，通常在一分钟以内引擎就会保持在滞速状态，同时，车辆的发电机在引擎开始运转的20秒以内，就会开始有发电的能力，让引擎的运转不必使用车辆电池的电能，此时，燃油喷射机构2内的进气闸门21处于关闭状态，引擎靠自动供油系统及节气门做滞速运转，因此，同样的，发电机也只做最低速的运转，则藉发电机的电压来控制的风扇63也是做低转速的运转，所产生的风压较小，无法进入燃油喷射机构2内的进气闸门21，此时风扇63运转所吸入的空气，则积存于储气筒62内被封闭形成的储气室625中，当驾驶人踩下油门踏板做加油动作时，如图5所示，此时进气闸门21开启的大小随着加油踏板踏下的程度来决定，进气闸门21被打开时，可立即将储存于储气室625的空气，由进气闸门21送入汽缸，同时发电机被引擎快速的带动运转后，其产生的电压会逐渐升高，经控制器7可将风扇63的转速也提高，则在风扇转速随之提高时，能由所连接的空气吸入管8吸入空气，强制送入已被打开的进气闸门21，与燃油进入汽缸内，由于从空气吸入管8被吸入的空气属于外部的冷空气，故其含氧量较高，在经过储气筒内的滤网64过滤后，能提供含氧量高且干净的空气与燃油混合，所形成的油气在汽缸中压缩时，经测试可以获得比传统较高的空燃比，因此当油气被点火爆炸时，引擎可以产生更大的动力。并且，因为油气的空燃比高，经点火爆炸时，不会发生燃烧不完全的情形，能够避免汽缸有积碳的情形，减少汽缸的故障或发生爆震的情形，同时因喷射的油气能完全燃烧，可以让燃油有效的产生动力，达到省油的效果。

而且，因为系随着引擎的转速高低，再藉发电机的电压来控制风扇63的转速，所以，可以依照加油量的多少，适时的以风扇提供适量的空气，因此在供给足量空气的时间，与燃油喷射的时间上不会有时间差，则在车辆加油起步时，油气在引擎内产生的动力，可以依照加油量提供相对的动力，使车子的加速动作不致有迟滞的情形，自动变速箱能够很顺畅的换档，则车辆可以很平稳的加速前进，因此，车辆变速箱的齿轮盘就不会发生空转，能避免变速箱损害的情况。另外，当车辆在高山上行进时，虽然，高山上的空气中氧分较稀薄，但是，因为本发明在引擎转速提高，发电机的电压随之升高时，就可依照燃油的喷射量，藉控制器7来控制风扇63强制的提供适量的空气，使车辆的引擎产生应有的马力，车辆就不会发生高山症，不论爬坡或下坡，车辆在行驶时都可以依照加油的情况，获得应有的马力，让驾驶人在加速时不会有失速的感觉，能够使车子平稳的加速前进。

另外，在不改变现有车辆的空气过滤装置的情形下，如图6所示，则只需将固设有风扇的机壳61，装设于空气滤清器4与燃油喷射机构2之间，利用中空的连接管3做为储气室，利用空气滤清器4来过滤空气，在加油时，同样可以时时的提供大量的空气与燃油混合，让引擎产生最佳动力。

Claims (4)

1、一种可提高引擎空燃比的方法，其特征在于：在引擎的燃油喷射机构前，利用风扇吸入的空气强制供给进入燃油喷射机构内，而该风扇的转动，则依照车辆的发电机产生的电压高低来调节风扇的转速，使风扇依照加油量所需提供相对数量的空气，藉以提高引擎的空燃比。

2、权利要求1所述可提高引擎空燃比的方法所使用的装置，包括汽缸、与汽缸相连的燃油喷射机构、车辆的空气吸入管，其特征在于：所述燃油喷射机构前设有气流加速器，该气流加速器包括一中空的机壳，机壳内中空的信道中设有风扇，机壳前侧设有中空的储器筒，储气筒中则崁设有滤网，储器筒的前端与燃油喷射机构端部的连接管相连，机壳后侧通过吸气管与所述空气吸入管相通，机壳外部上方固设有一依照引擎的转速调整风扇转速的控制器。

3、如权利要求2所述的一种可提高引擎空燃比的装置，其特征在于：所述气流加速器内的风扇可依照汽缸的大小装设一个或一个以上。

4、如权利要求2所述的一种可提高引擎空燃比的装置，其特征在于：所述气流加速器亦可仅为具有风扇的机壳。

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