CN201212430Y - 制氧式空调连体发动机 - Google Patents

Abstract

一种制氧式空调连体发动机，包括发动机的排气支管、进油管与带混合室的燃烧室，该混合室连接一由制氧机提供的氧气管，该制氧机的氧氮分离冷凝塔设置有带冷气吸收板的送冷气管，它连接一集冷器并通过一冷气开关与汽车空调装置相连接；排气支管设置有带暖气吸收板的送暖气管，它连接一集暖器并通过一暖气开关与汽车空调装置相连接；集冷器与集暖器各排放管与汽车排气系统相连通；本实用新型优点是使燃料获得充分燃烧并利用制氧过程中的冷气散放作为空调制冷与发动机排气支管所产生的高温能量作为空调的热源，以替代现有传统的汽车空调器或者涡轮增压泵，从而达到节省油料的综合能源利用的目的，同时又显著降低燃烧后的排污、促进环境保护。

Description

制氧式空调连体发动机

技术领域

本实用新型涉及一种汽车发动机技术领域，尤其是指一种具有较高的综合能源利用率的制氧式空调连体发动机。

背景技术

随着国民经济的快速发展与人们生活水平的日益提高，私有汽车越来越普及到寻常百姓家。伴随着汽车使用量的增长，燃油消耗量以及尾气的排放量也迅速增加；而汽车尾气的排放是当今城市环境污染的重要源头。针对这一现状，国内外汽车制造业纷纷研发各种具有节约油耗、降低尾气排放以减少环境污染的内燃发动机。

进入内燃发动机气缸中的燃油量与空气量是影响内燃发动机功率与转矩的主要因素。由于其中燃油所占比例较少，而进入所述气缸中的空气量也即其中的含氧量则成为关键因素。空气量不足引起不完全燃烧；而汽车尾气排放造成环境污染的重要原因是发动机工作中燃油的不完全燃烧所致。从理论上分析，发动机工作中采用理想的燃油与空气之比，可以实现燃油的完全燃烧形成CO₂和H₂O；然而，实际上在发动机工作中由于多种原因，无法实现完全燃烧。

为改善内燃发动机工作中的燃油与空气之比、提高热功效率，尽力降低尾气排放量，人们探索各种不同的方法与措施，并作出了许多有成效的努力。其中如中国专利公开号CN1730929A公开的一种《加氧式内燃机》，它包括有进气总管、燃烧室、排气总管的内燃机，内燃机配装有可根据内燃机的综合性能及其工况控制加氧的加氧机构；加氧机构包括相连通的氧气瓶组件、减压阀、氧气表、组合控制阀、电控单元及连接管路；排气总管连通排气管和废气控制阀，废气控制阀分两路，一路废气管连通进气管，另一路经氧气浓度传感器接电控单元。

上述《加氧式内燃机》在保证内燃机动力性的前提下，采取了与燃料供油不同的控制途径和方法，对混合气的形成与着火、燃烧以及排放在内的整个循环过程施加有利的影响，可在减少燃料消耗的同时，改善内燃机的排放性能，达到提高所述内燃机的动力性能。

又如中国专利申请号为03120981.3的一种《内燃机增氧器》，它是由高压储氧罐提供氧气来源，通过电磁开关总阀、减压阀、供氧量调节阀、控制阀，然后将氧气通过连接管路输入内燃机的进气系统，以达到改善内燃机的热功效率以及燃油的完全燃烧率。

然而，上述中国专利公开号CN 1730929A的《加氧式内燃机》、中国专利申请号为03120981.3的《内燃机增氧器》的不足之处在于加氧机构采用都氧气瓶组件，即采用压力罐灌装压缩气态氧气的方式；由于压力罐体的成本高、体积大、质量重，而且灌装的氧气的气态方式，所以灌装的氧气容量小，导致罐装的氧气成本偏高，又若配套在行驶中的车辆发动机使用，则更显得十分不便；其次是氧气瓶组件不可能促使综合能源的利用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是针对上述现有技术的现状，提供一种具有较高的综合能源利用率的制氧式空调连体发动机。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种制氧式空调连体发动机，包括连接有排气支管与燃烧室的发动机，该燃烧室连接有带空气滤清器与进油管的混合室，该混合室连接一氧气管，其特征在于：所述氧气管的氧气是由制氧压缩机与氧氮分离冷凝塔组成的制氧机提供；所述氧氮分离冷凝塔设置有带冷气吸收板的送冷气管，该送冷气管连接一集冷器，该集冷器通过一带冷气开关的冷气进管与汽车空调装置相连接。

以上采用制氧机加氧结构以及利用制氧过程中所产生的冷气作为汽车空调的冷源，从而实现具有较高的综合能源利用率。

所述制氧机的动力输入轮与所述发动机输出轴可以通过同步带与带轮相连接；同步带轮与同步带的连接有益效果是具有发动机与制氧压缩机两者之间传动的同步性与良好的传动稳定性，以适应于运动中的车辆与船舶中的发动机配套使用。

所述氧气管可以与所述混合室相连通；所述氧气管的另一端与所述氧氮分离冷凝塔相连通。用以改善混合室内的燃油与氧气、空气之比，以达到完全燃烧为目的。

所述氧气管也可以与所述空气滤清器相连通；再经过氧气与空气的混合气管进入混合室；所述氧气管的另一端与所述氧氮分离冷凝塔相连通。这样，可以同时对氧气管中的氧气过滤。

作为本实用新型的进一步改进，所述排气支管设置有带暖气吸收板的送暖气管，该送暖气管连接一集暖器，该集暖器通过一暖气开关与所述汽车空调装置相连接。其作用是利用排气支管中所产生的高温能量作为汽车空调的热源；从而实现在排气过程中所产生热量的充分利用。

汽车空调装置是将上述制氧过程中所产生的冷气与排气过程中所产生热量经过流量与温度调节器输送至汽车座仓中。以替代现有汽车中的独立的带空调压缩机的汽车空调器。

所述暖气开关与所述冷气开关可以互联组合一冷暖空调控制器。其作用是可以择一选择暖气与冷气的供给；结构合理又简单。

所述集暖器通过暖气排放管、所述集冷器通过冷气排放管与汽车排气系统相连通。

所述氧气管连接有供驾驶人员与乘客的吸氧管。

所述氧气管前部依次设置有储气罐与开关的流量控制阀，该流量控制阀通过软轴与所述发动机的进油量开关相连接；可以方便地将多余的暖气或冷气及时通过汽车原有的排气系统向外排除；不会造成汽车空调装置系统的背压力。

本实用新型由于采用制氧机加氧结构并利用制氧过程中所产生的冷气作为汽车空调的冷源以及利用发动机排气支管中所产生的高温能量作为汽车空调的热源，它促使发动机气缸内氧气比例增多，使燃料获得充分燃烧；其次是利用制氧过程中的冷气散放作为空调制冷、利用发动机排气支管所产生的高温能量作为空调的热源，以替代现有传统的带空调压缩机的汽车空调器或者涡轮增压泵，从而达到节省油料的综合能源利用的目的；其三是燃料获得充分燃烧，导致显著降低燃烧后的排污，从而可促进环境保护。

附图说明

图1为本实用新型的结构布置示意图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1示出了本实用新型制氧式空调连体发动机的实施方式，它包括带有燃烧室3的汽车发动机4，该汽车发动机4连接有排气支管5；该燃烧室连接有带空气滤清器9与进油管1的混合室2；该混合室2连接一氧气管7。

氧气管7的氧气是由制氧压缩机11与氧氮分离冷凝塔10组成的制氧机41提供。该制氧压缩机11的动力输入轮42与发动机4的输出轴43通过同步带8及其同步带轮相连接。同步带轮与同步带8的连接特点是具有发动机与压缩机两者之间传动的同步性与良好的传动稳定性，它尤其适用于车辆与船舶中的配套使用。

氧气管7与混合室2相连通。从而混合室中由燃油、氧气、空气混合组成的混合气体。

氧气管7也可以通过与空气滤清器9相连通，再经过氧气与空气的混合气管6进入混合室2；这样，可以同时可对氧气管7中的氧气过滤。

氧氮分离冷凝塔10设置有带冷气吸收板或冷气吸收装置的送冷气管13，该送冷气管13连接一集冷器18，该集冷器18通过一带冷气开关15的冷气进管16与汽车空调装置27相连接。

本实用新型的制氧机41是采用空气分离法制氧。空气经压缩机11压缩、冷却后的液态空气经蒸发与冷凝，将空气中的氧气与氮气分离出来，获得纯氧气。上述空气压缩、膨胀过程产生低温能量通过冷气吸收板或类似低温分离装置，将低温能量通过送冷气管13输送到集冷器18。这样，利用制氧过程中所产生的冷气散发作为汽车空调的冷源；从而实现在制氧过程中所产生冷气的充分利用。

发动机的排气支管5设置有带暖气吸收板的送暖气管21，该送暖气管21连接一集暖器19，该集暖器通过一暖气开关23与汽车空调装置27相连接。汽车发动机的排气支管3总是散发很多热量，在排气支管散发热量的四周可以设置暖气吸收板之类的热量分离装置，将高温能量通过暖气管21输送到集暖器19。这样，利用排气支管中所产生的高温能量作为汽车空调的热源；从而实现在排气过程中所产生热量的充分利用。

汽车空调装置27是将上述制氧过程中所产生的冷气与排气过程中所产生热量经过流量与温度调节器输送至汽车座仓中。

暖气开关23与冷气开关15互联组合一冷暖空调控制器17。以择一选择暖气与冷气的供给。

集暖器19通过暖气排放管24、集冷器18通过冷气排放管26分别与汽车排气系统25相连通。以将多余的暖气与冷气及时通过汽车原有的排气系统25向外排除；不会造成汽车空调装置系统的背压力。

氧气管7连接有供驾驶人员与乘客的吸氧管14。这特别适宜在高原行驶中的驾驶人员与乘客对氧气的需求；同时，也可以满足在轿车中高年龄人群或某些特需人群对氧气的需求。

氧气管7前部依次设置有储气罐、带开关的流量控制阀，该流量控制阀通过软轴与发动机的进油量开关相连接。流量控制阀通过输氧管与混合室连通；输氧管中的氧气与混合室中的混合气连接发动机燃烧室。

发动机燃烧室的进气门可以打开或关闭氧气与混合气到喷油嘴腔的进气口。从而达到改善混合室内的燃油与氧气、空气之比。

根据发动机工况控制该带开关的流量控制阀，用以控制所需输氧量的多少；以改变混合室中的燃油与氧气、空气之比，并可控制汽缸内喷油燃烧时的局部缺氧。根据发动机工作速度、燃油的品质以及对增压发动机的增压效果等工况的实际需求，来调节氧气流量控制，以达到完全燃烧为目的，而不浪费氧气流量。

带开关的流量控制阀可以通过软轴与发动机的进油量开关相连接；也可以通过电连接，以实现自动化控制与操纵。

本实用新型的结构特征是：其一，利用与发动机连体制氧机提供氧气至燃烧室，使得汽车发动机气缸燃烧室的有限容积内氧气比例增多，使燃料获得充分燃烧；其二，利用制氧过程中的冷气散放作为空调制冷、利用发动机排气支管所产生的高温能量作为空调的热源；以替代现有传统的带空调压缩机的汽车空调器或者涡轮增压泵，从而达到节省油料的综合能源利用的目的；其三是燃料获得充分燃烧，导致显著降低燃烧后的排污，从而可促进环境保护。

Claims (10)

1、一种制氧式空调连体发动机，包括带有燃烧室(3)的汽车发动机(4)，该发动机(4)设置有排气支管(5)，该燃烧室(3)连接有带空气滤清器(9)与进油管(1)的混合室(2)，该混合室(9)连接一氧气管(7)，其特征在于：所述氧气管(7)的氧气是由制氧压缩机(11)与氧氮分离冷凝塔(12)组成的制氧机(41)提供；所述氧氮分离冷凝塔(12)设置有带冷气吸收板的送冷气管(13)，该送冷气管(13)连接一集冷器(18)，该集冷器(18)通过一带冷气开关(15)的冷气进管(16)与汽车空调装置(27)相连接。

2.根据权利要求1所述的制氧式空调连体发动机，其特征在于：所述集冷器(18)通过冷气排放管(26)与汽车排气系统(25)相连通。

3.根据权利要求1所述的制氧式空调连体发动机，其特征在于：所述制氧机(41)的动力输入轮(42)与所述发动机(4)的输出轴(43)通过皮带(8)与带轮相连接。

4.根据权利要求1所述的制氧式空调连体发动机，其特征在于：所述氧气管(7)与所述混合室(2)相连通；所述氧气管(7)的另一端与所述氧氮分离冷凝塔(12)相连通。

5.根据权利要求1所述的制氧式空调连体发动机，其特征在于：所述氧气管(7)与所述空气滤清器(9)相连通；所述氧气管(7)的另一端与所述氧氮分离冷凝塔(12)相连通。

6.根据权利要求1所述的制氧式空调连体发动机，其特征在于：所述排气支管(5)设置有带暖气吸收板的送暖气管(21)，该送暖气管(21)连接一集暖器(19)，该集暖器(19)通过一暖气开关(23)与所述汽车空调装置(27)相连接。

7.根据权利要求1或6所述的制氧式空调连体发动机，其特征在于：所述冷气开关(15)与所述暖气开关(23)互联组合一冷暖空调控制器(17)。

8.根据权利要求1或6所述的制氧式空调连体发动机，其特征在于：所述集暖器(19)通过暖气排放管(24)与汽车排气系统(25)相连通；所述集冷器(18)通过冷气排放管(26)与汽车排气系统(25)相连通。

9.根据权利要求4所述的制氧式空调连体发动机，其特征在于：所述氧气管(7)连接有供驾驶人员与乘客的吸氧管(14)。

10.根据权利要求9所述的制氧式空调连体发动机，其特征在于：所述氧气管(7)前部依次设置有储气罐、带开关的流量控制阀，该流量控制阀通过软轴与所述发动机的进油量开关相连接。