CN203627017U - 燃油气内燃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃油气内燃机，包括燃油泵、控制装置、气缸、与气缸进口相连的混合供应器、与气缸出口相连的排气管，混合供应器包括助燃剂供给口和若干燃料供给口，该内燃机还包括液态燃油气化管、燃气聚集筒、减压器和依次连通的空气过滤器、空压机、油水分离器、制氧分子筛、氧气聚气筒、矢量控制器，液态燃油气化管安装在所述排气管内，该液态燃油气化管的一端穿过排气管的侧壁通过一单向电磁阀与燃油泵相连，其另一端穿过排气管的侧壁与混合供应器的一燃料供给口相连或通过一单向阀与燃气聚集筒的进气口相连。本实用新型结构简单，实用性强，节能环保效果好，可直接加入液体油或气体油，液体油无需分别是柴油或汽油。

Description

燃油气内燃机

技术领域

本实用新型涉及一种内燃机燃气动气设备，尤其涉及一种燃油气内燃机。 

背景技术

燃油发动机是以内燃机为代表的动力机械装置。燃烧发动机为社会进步、科技发展和改善人民生活做出了巨大的贡献，现代文明社会的诸多交通工具都是依靠燃烧发动机作为其动力源。从燃烧发动机的诞生至今已有100年的历史，100年来特别是近20~30年来，燃烧发动机的技术取得了突飞猛进的发展，发动机的热效率获得明显提高，排放得到有效控制，燃烧基础研究的进展和燃烧控制技术的提高对燃烧发动机的改进起到了至关重要的作用。 

目前为止，燃烧发动机仍主要靠石油类燃料，而石油燃烧多带来的大气污染问题已成为全世界面临的重大问题，燃烧发动机的研究将主要集中在现有石油燃烧发动机的节能、污染物控制、石油替代燃料发动机、可再生能源发动机和新型燃烧方式发动机上，目标是通过石油类燃料发动机节能延长石油资源的使用期，开发燃烧发动机的燃料替代，开发新型发动机燃烧技术实现高效清洁燃烧。为实现上述目标，需要再发动机燃烧方面开展系统深入的基础研究和应用基础研究，为发动机技术的不断发展提供理论支撑和技术创新源泉。 

但到目前为止，内燃机的燃料从进入到排放的整个过程基本是两种：汽油机是将空气与汽油按一定比例(空燃比)混合，然后经进气管供入气缸内被压缩至上止点，由汽油机点火系统控制的电火花定时点燃，燃烧做功把活塞推至下止点，随即向上排除废气；柴油机的燃油则是吸入纯空气，通过柴油机喷油系统将柴油喷入燃烧室，在高温高压下自行着火燃烧。无论是汽油机还是柴油机，其供给的燃油都是液态的冷油，分子间的距离较近，燃点较高，燃烧做功时需要吸收大量的热量，且很难充分燃烧，致使燃烧后会向空气中排放大量的粉尘颗粒和有毒气体。 

虽然现在利用电子喷油起到一定的节油作用，但这仅仅是一种改变进油的方式而已，对于其压缩、燃烧做功和排放并没有改变，就汽油机而言，在运行时吸进的是汽油和空气混合气，压缩比越大，压缩终了的混合气的压力和温度就越高，混合气中汽油分子就能气化得更完全，燃烧也更迅速更充分，因而发动机发出的功率越大，经济性越好，排气质量也能相应得到改善。为此，人们发明了通过压缩空气来增加进气量的涡轮增压器，它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率。 

然而，不论是一般的内燃机还是增加了涡轮增压器的内燃机，其都是通过吸收空气直接作为助燃剂使用，而空气中真正具有助燃作用的氧气却仅含有20.9%，其余79%的氮气及少量的二氧化碳、水及微量惰性气体不但没有助燃效果，还会吸收燃烧时热量，不但影响内燃机的效果，燃烧后还会产生大量的一氧化碳、碳化氢、氮素酸化物等有害气体及尘埃颗粒，对环境污染严重，严重影响人类健康。 

为了节能减排，人们还发明燃烧天然气的内燃机，由于其采用的是气体分子结构，分子间的距离较大，燃烧做功时需要吸收热量的相对较少，燃烧较为完全，能省油50%，排放减少85%-90%，但在使用过程中，其需要配备一较大的储气罐随车行车，安全性不强，且天然气的使用还没有燃油普及，往往会出现加气难的情况发生，致使其不能被大范围的普及使用。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种节能效果更好，助燃效果更好，污染排放率更低的燃油气内燃机。 

本实用新型提供的这种燃油气内燃机，包括燃油泵、控制装置、气缸、与所述气缸进口相连的混合供应器、与所述气缸出口相连的排气管，所述混合供应器包括助燃剂供给口和若干燃料供给口，该内燃机还包括液态燃油气化管、燃气聚集筒、减压器和依次连通的空气过滤器、空压机、油水分离器、制氧分子筛、氧气聚气筒、矢量控制器，所述液态燃油气化管安装在所述排气管内，该液态燃油气化管的一端穿过排气管的侧壁通过一单向电磁阀与燃油泵相连，其另一端穿过排气管的侧壁与混合供应器的一燃料供给口相连或通过一单向阀与燃气聚集筒的进气口相连，所述燃气聚集筒的出气口通过一气冷启动电磁阀与混合供应器的一燃料供给口相连，所述燃油泵通过一油冷启动电磁阀与混合供应器的一燃料供给口相连，在所述排气管上安装有一温度传感器，在所述燃气聚集筒上安装有一燃气压力传感器和加气阀，所述温度传感器和燃气压力传感器的信号输出端与控制装置连接，所述控制装置分别控制燃油泵、单向电磁阀、加气阀、气冷启动电磁阀和油冷启动电磁阀的开启或关闭，所述矢量控制器的出气口与助燃剂供给口连通，在所述氧气聚气筒上安装有一氧气压力传感器，所述氧气压力传感器的信号输出端与控制装置连接，所述控制装置控制空压机的开启或关闭，在所述混合供应器内各燃料供给口的出口处安装有总进油量传感器，所述总进油量传感器的信号输出端与控制装置连接，该控制装置控制矢量控制器的流出量大小。 

为使本发明排气管中热量的利用率更高，所述液态燃油气化管安装在所述排气管内靠近气缸端。 

所述空压机采用螺杆式结构。 

所述制氧分子筛采用双筒式结构。 

为使本发明中液态燃油在排气管内流通的时间越长气化越完全，所述液态燃油气化管安装在排气管内的一段采用螺旋管。 

所述液态燃油气化管安装在排气管内的一段采用直管。 

所述液态燃油气化管安装在排气管内的一段采用夹层管，所述燃油泵内的燃油从所述夹层管的夹层流过。 

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点： 

1、本实用新型通过在排气管内增加一液态燃油气化管，利用排气管内排放的高温气体的温度对液态燃油气化管进行加热，使从燃油泵内流过来的液态燃油气化变成气态燃油供给气缸做功，与液态燃油相比，其加大了燃油分子间的距离，使燃烧做功更完全；与天然气相比，在正常状况下，每立方米的天然气燃烧后所放的热值约为116千焦，而每立方米的气态汽油燃烧后所放的热值约为881千焦，功率更大。

2、本实用新型可以通过加气阀为燃气聚集筒内注燃气实现气起动模式，也可以通过打开油冷起动电磁阀，使燃油泵内的液体燃油直接注入混合供应器内实现油起动模式，功能齐全，方便实用。 

3、在正常状况下，排气管内的温度可达600度至800度，而国标规定各牌号汽油的终馏点则不高于205度，轻柴油的沸点范围在180度至370度之间，重柴油的沸点范围在350度至410度之间，不论是直接在燃油泵内加入液态的汽油还是柴油，其都可以在液态燃油气化管内被排气管内的热量完全气化成为气态，无需再将内燃机分为柴油机或汽油机。 

4、通过将吸收的空气经过空气过滤器、空压机、油水分离器和制氧分子筛后形成纯氧助燃剂存入再氧气聚气筒内，再经混合供应器与燃料混合为内燃机提供原料，由于纯氧的助燃效果明显高于空气助燃，内燃机产生动力的爆炸燃烧运作，不但可籍以具有更加效率，同时，可保证燃烧的效果更完全，从而使燃烧所需的燃料实现节省效果，对于燃烧排放的废气浓度也可以达到直接降低、改善的目的。 

本实用新型结构简单，使用方便，实用性强，节能环保效果好，可直接加入液体油或气体油，液体油无需分别是柴油或汽油，与现有的内燃机相比，其使用后可节省燃油60%-80%,尾气污染排放减少85%-90%。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意。 

图2为本实用新型液态燃油气化管的结构示意图二。 

图3为本实用新型液态燃油气化管的结构示意图三。 

具体实施方式

从图1可以看出，本实用新型这种燃油气内燃机，包括燃油泵1、液态燃油气化管3、燃气聚集筒5、减压器7、控制装置10、气缸12、与气缸12进口相连的混合供应器8、与气缸12出口相连的排气管11、空气过滤器14、空压机15、油水分离器16、制氧分子筛17、氧气聚气筒18和矢量控制器19，其中，在排气管11上安装有一温度传感器13，在燃气聚集筒5上安装有一燃气压力传感器51和加气阀52，混合供应器8包括助燃剂供给口81和若干燃料供给口82，在混合供应器8内各燃料供给口82的出口处安装有总进油量传感器83，在氧气聚气筒18上安装有一氧气压力传感器181。 

液态燃油气化管3安装在排气管11内，该液态燃油气化管3的一端穿过排气管11的侧壁通过一单向电磁阀2与燃油泵1相连，其另一端穿过排气管11的侧壁与混合供应器8的一燃料供给口82相连或通过一单向阀4与燃气聚集筒5的进气口相连，燃气聚集筒5的出气口通过一气冷启动电磁阀6与混合供应器8的一燃料供给口82相连，燃油泵1通过一油冷启动电磁阀9与混合供应器8的一燃料供给口82相连，温度传感器13和燃气压力传感器51的信号输出端与控制装置10连接，控制装置10分别控制燃油泵1、单向电磁阀2、加气阀52、气冷启动电磁阀6和油冷启动电磁阀9的开启或关闭，空气过滤器14、空压机15、油水分离器16、制氧分子筛17、氧气聚气筒18和矢量控制器19依次连通，矢量控制器19的出气口与助燃剂供给口81连通，氧气压力传感器181的信号输出端与控制装置10连接并通过该控制装置10控制空压机15的开启或关闭，总进油量传感器83的信号输出端与控制装置10连接并通过该控制装置10控制矢量控制器19的流出量大小。 

从图1还可以看出，本实用新型的液态燃油气化管3安装在排气管内靠近气缸端。 

从图1还可以看出，本实用新型的液态燃油气化管3安装在排气管11内的一段采用螺纹管。 

从图2还可以看出，本实用新型的液态燃油气化管3安装在排气管11内的一段采用直管。 

从图3还可以看出，本实用新型的液态燃油气化管3安装在排气管11内的一段采用夹层管，燃油泵内的燃油从该夹层管的夹层流过。 

本实用新型在使用前，使用者可以直接给燃气聚集筒5内添加气态的燃油。 

在本实用新型中，空压机15采用螺杆式结构，制氧分子筛17采用双筒式结构。 

本实用新型的启动方式包括气起动和油起动，其中气启动过程如下： 

首先，温度传感器13检测到排气管11上的温度低于液体油气化所需温度值，燃气压力传感器51检测到燃气聚集筒5内的压强高于其使用标准要求时，控制装置10控制气冷启动电磁阀6开启，燃油泵1、单向电磁阀2和油冷启动电磁阀9关闭，燃气聚集筒5内的气体燃油直接进入混合供应器8内。

然后，随着内燃机的做功，排气管11的温度逐渐上升，温度传感器13检测到排气管11上的温度不低于液体油气化所需值，控制装置10控制燃油泵1和单向电磁阀2开启、油冷启动电磁阀9关闭，燃油泵1内的液体燃油经过液态燃油气化管3气化形成气体，通过单向阀4流至燃气聚集筒5内，继续为混合供应器8提供燃料。 

油启动过程如下： 

首先，控制装置10控制气冷启动电磁阀6关闭，燃气聚集筒5内气体燃油不能为混合供应器8提供燃料；温度传感器13检测到排气管11上的温度低于液体油气化所需温度值，控制装置10控制单向电磁阀2关闭、燃油泵1和油冷启动电磁阀9开启，燃油泵1内的液体燃油直接进入混合供应器8内；

其次，随着内燃机的做功，排气管11的温度逐渐上升，温度传感器13检测到排气管11上的温度不低于液体油气化所需值，控制装置10控制单向电磁阀2开启、油冷启动电磁阀9关闭，燃油泵1内的液体燃油经过液态燃油气化管3气化形成气体，直接进入混合供应器8内。

本实用新型纯氧助燃供给过程如下： 

1、空压机15启动，空气经空气过滤器14、空压机15、油水分离器16、制氧分子筛17形成纯氧助燃剂存入氧气聚气筒18内，再经矢量控制器19进入混合供应器8内混合。

2、当氧气聚气筒18内纯氧助燃剂的压强高于氧气聚气筒5所能承受的压强值时，氧气压力传感器181发送信号给控制装置10由其驱动空压机15的关闭；当氧气聚气筒18内纯氧助燃剂的压强低于内燃机所需助燃剂的压强值时，氧气压力传感器181发送信号给控制装置10由其驱动空压机15的开启。 

3、当内燃机需要加快做功时，流入混合供应器8的燃料供给口82的燃油流量加大，总进油量传感器83发送信号给控制装置10由其驱动矢量控制器19的开口扩大，纯氧助燃剂的流出量增加，与混合供应器8内的燃油按比列混合。 

Claims (7)

1.一种燃油气内燃机，包括燃油泵（1）、控制装置（10）、气缸（12）、与所述气缸（12）进口相连的混合供应器（8）、与所述气缸（12）出口相连的排气管（11），所述混合供应器（8）包括助燃剂供给口（81）和若干燃料供给口（82），其特征在于：该内燃机还包括液态燃油气化管（3）、燃气聚集筒（5）、减压器（7）和依次连通的空气过滤器（14）、空压机（15）、油水分离器（16）、制氧分子筛（17）、氧气聚气筒（18）、矢量控制器（19），所述液态燃油气化管（3）安装在所述排气管（11）内，该液态燃油气化管（3）的一端穿过排气管（11）的侧壁通过一单向电磁阀（2）与燃油泵（1）相连，其另一端穿过排气管（11）的侧壁与混合供应器（8）的一燃料供给口（82）相连或通过一单向阀（4）与燃气聚集筒（5）的进气口相连，所述燃气聚集筒（5）的出气口通过一气冷启动电磁阀（6）与混合供应器（8）的一燃料供给口（82）相连，所述燃油泵（1）通过一油冷启动电磁阀（9）与混合供应器（8）的一燃料供给口（82）相连，在所述排气管（11）上安装有一温度传感器（13），在所述燃气聚集筒（5）上安装有一燃气压力传感器（51）和加气阀（52），所述温度传感器（13）和燃气压力传感器（51）的信号输出端与控制装置（10）连接，所述控制装置（10）分别控制燃油泵（1）、单向电磁阀（2）、加气阀（52）、气冷启动电磁阀（6）和油冷启动电磁阀（9）的开启或关闭，所述矢量控制器（19）的出气口与助燃剂供给口（81）连通，在所述氧气聚气筒（18）上安装有一氧气压力传感器（181），所述氧气压力传感器（181）的信号输出端与控制装置（10）连接，所述控制装置（10）控制空压机（15）的开启或关闭，在所述混合供应器（8）内各燃料供给口（82）的出口处安装有总进油量传感器（83），所述总进油量传感器（83）的信号输出端与控制装置（10）连接，该控制装置（10）控制矢量控制器（19）的流出量大小。

2.根据权利要求1所述的燃油气内燃机，其特征在于：所述液态燃油气化管（3）安装在所述排气管内靠近气缸端。

3.根据权利要求1所述的燃油气内燃机，其特征在于：所述空压机（15）采用螺杆式结构。

4.根据权利要求1所述的燃油气内燃机，其特征在于：所述制氧分子筛（17）采用双筒式结构。

5.根据权利要求1或2所述的燃油气内燃机，其特征在于：所述液态燃油气化管（3）安装在排气管（11）内的一段采用螺旋管。

6.根据权利要求1或2所述的燃油气内燃机，其特征在于：所述液态燃油气化管（3）安装在排气管（11）内的一段采用直管。

7.根据权利要求1或2所述的燃油气内燃机，其特征在于：所述液态燃油气化管（3）安装在排气管（11）内的一段采用夹层管，所述燃油泵内的燃油从所述夹层管的夹层流过。

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