CN203879651U - 用于内燃机全自动控制的节油装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于内燃机全自动控制的节油装置及其方法，该装置安装于内燃机的排气管和进气气管上，包括水箱、动力推进器、燃料调节器、汽化组、雾化室以及中冷器依次连通，其中水箱盛装含催化剂的水溶液，汽化组和雾化室设于排气管的反应层，中冷器安装于进气气管上；节油装置通过微电脑控制装置调节含催化剂的水溶液流量；当排气管温度达到设定值时，水溶液进入反应层进行升温汽化，并在催化剂的作用下分解生成氢气和氧气混合的可燃性气体，该可燃性气体雾化后冷却，进入内燃机缸体，在活塞的高温高压下和油料共同雾化并迅速爆燃，从而推动活塞做功完成运动。该装置具有利用废热、热效率转化高、节能环保以及延长发动机寿命的优点。

Description

用于内燃机全自动控制的节油装置

技术领域

本实用新型涉及一种内燃机节油装置技术领域，特别是涉及一种用于内燃机全自动控制的节油装置。

背景技术

目前，环境日益恶劣、石油资源日益枯竭和石油价格的巨幅波动等因素，不仅对国家经济造成了重要影响，更重要的是引起汽车产业的深刻变革：大排量、高油耗的汽车不再受到大多消费者的青睐，燃油节约型汽车逐渐成为市场的主流。

现有氢气作为汽车内燃机的燃料增强剂技术，用于节省燃气、减小排量，并增加了内燃机的动力和转速。如专利申请号为200820029010.8的专利文件，利用水作为源料分解出氢氧混合体，达到节能环保的目的。又如专利公开号为CN101253317A的专利文件，公开了一种用于分解水的节气装置和方法，此方法是通过充分地使用用于加热分解装置的内燃机的热排气来将水分解为它的组成元素氢气和氧气，并且该生成的氢气和氧气被迅速地通过内燃机的进气歧管引入燃烧室进行燃烧并使燃气的燃烧充分，从而达到节气目的。

再如专利申请号为201010562439.5的专利申请文件，公开了一种内燃机节油器，它安装在内燃机的排气管和进气歧管上，包括一供水器、蒸发器、等离子发生器和扩散器；蒸发器安装在排气管上，将蒸发器内水分进行蒸发；等离子发生器产生高压电场将后的水汽进行电离，产生氢离子、氧离子、氢气和/或氧气，等离子发射器通过硅胶管连接扩散器，接通进气歧管，送入内燃机的燃烧室。利用含有氢氧离子的等离子体在内燃机进气歧管负压吸力下进入内燃机燃烧室，迅速生成氢气和氧气，氧气助燃使燃油更加充分燃烧提高燃油效率，氢气燃烧做功，加快燃油速度，使内燃机的热损失减少，提高内燃机效率。

然而，上述技术中电解水时需要消耗大量的电能，氢气产生的速率慢；并且存在水的分解不稳定，产生的氢氧气体不充分，进入发动机缸体的混合气体时多时少，没有实现全自动控制氢氧气体的产生。由此可见，上述现有的内燃机节油器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于内燃机全自动控制的节油装置，在不改变汽车发动机结构的前提下，采用加装新工艺、新技术：利用发动机排出的热量，把含有催化剂的水溶液加速分解成氢氧混合气体，并且通过全自动、微电脑控制系统完成发动机所需燃料的能量转换。该装置具有充分利用废热、热效率转化高、节能环保以及延长发动机寿命的优点。

本实用新型要解决的技术问题还提供了一种采用本实用新型的内燃机进行全自动控制的节油方法。

为解决上述技术问题，本实用新型包括以下的技术方案：

一种用于内燃机全自动控制的节油装置，安装于内燃机的排气管和进气气管上，该节油装置用于含有催化剂的水溶液进行氢气和氧气的制取；

节油装置包括水箱、动力推进器、燃料调节器、汽化组、雾化室、中冷器以及微电脑控制装置；

其中，水箱为盛装含催化剂的水溶液的容器，水箱通过输送管道与汽化组连接；

动力推进器设于输送管道上，用于调节水溶液的输送速度；燃料调节器连接输送管道，用于调节含催化剂的水溶液的进水大小；

汽化组环绕在内燃机的排气管外壁上，汽化组对推进的含有催化剂的水溶液进行升温，制得含有氢气和氧气的混合气体；

雾化室环绕在内燃机的排气管外壁上，且连接汽化组和中冷器，雾化室将汽化组汽化的高温气体进行雾化，形成高温雾化气体；

中冷器安装于内燃机的进气气管的进气端，并通过连接管道连接雾化室，用于将高温雾化气体冷却，冷却后的低温雾化气体经过进气气管进入内燃机缸体；

微电脑控制装置用于控制动力推进器的调节速度，该微电脑控制装置的检测端连接在排气管内，输出端输送指令到动力推进器。

本实用新型的汽化组和雾化室安装在内燃机的排气管上，利用排气管上的热能提供高温环境，催化含催化剂的水溶液进行反应；水溶液蒸发成水汽，且在催化剂的作用下分解成氧气和氢气的混合气体，该混合气体进入内燃机的缸体内，由于氧气助燃，氢气燃烧做功，使内燃机的燃油燃烧速度加快，热损失减少，提高内燃机效率。该装置还通过全自动控制装置来调节混合气体的生成量，从而提高水溶液分解和内燃机燃烧的稳定性。

为了充分利用排气管的热能，提高水溶液升温汽化的效率，所述排气管外壁上设有反应层，反应层的外部还围设有保温层；汽化组和雾化室设于反应层上。

进一步地，为了使水溶液汽化充分、反应全面，汽化组包括第一汽化室和第二汽化室，第一汽化室连接输送管道，第二汽化室连通雾化室，且第一汽化室与第二汽化室通过高压管道连接。水溶液在第一汽化室的高温下膨胀汽化，产生巨大的压力使其迅速通过高压管道推进第二汽化室。

进一步地，中冷器还连接汽车的压气机，从压气机进入的气体与雾化室推进中冷器的气体混合，形成低温雾化气体。

进一步地，微电脑控制装置包括数据采集器和微处理器，数据采集器连接所述检测端，用于探测排气管温度，微处理器用于转换、计算数据采集器采集的数据，并连接有输出端输送指令到动力推进器进行调节。

进一步地，所述含催化剂的水溶液中，所述催化剂为硼砂，所述硼砂中的硼和水在高温下反应，生成氢氧化硼和氢气。其反应的化学方程为

2B+6H₂O＝2B(OH)₃+3H₂↑

4B(OH)₃＝4B+6H₂O+3O₂↑

更进一步地，催化剂与水的比例为1.5:7—3:7。

为了避免应外界空气的影响，导致氢气在高温状态下与氧气发生燃烧或爆炸，本实用新型的节油装置为全密闭式装置。

本实用新型还提供了内燃机全自动控制的节油方法，采用上述的用于内燃机全自动控制的节油装置，包括以下步骤：

Ⅰ.放置于排气管内的微电脑控制装置的检测端探测温度，所述微电脑控制装置将探测数据与设定值比对，当达到设定值时，发送指令至所述动力推进器；

Ⅱ.在燃料调节器的调节下，动力推进器将水箱中含催化剂的水溶液推进输送管道上，并输入所述汽化组；

Ⅲ.含催化剂的水溶液在汽化组内进行汽化，汽化后的水汽在催化剂的作用下分解生成氢气和氧气混合的可燃性气体，该可燃性气体推进雾化室，进行雾化生成高温雾化气体；

Ⅳ.步骤Ⅲ的高温雾化气体通过连接管路进入中冷器，冷却，形成低温雾化气体；

Ⅴ.步骤Ⅳ的低温雾化气体在进气气管的负压下推进内燃机的缸体，在内燃机活塞的高温、高压下雾化并迅速爆燃，爆燃后的压力作用在内燃机的活塞上，从而达到推进活塞做功完成运动。

其中，步骤Ⅰ中的微电脑控制装置的温度设定值为700-800℃；即当排气管的温度在此数值时，水汽在催化剂作用下能发生反应，生成氢气和氧气。

为了进一步使反应充分，步骤Ⅲ的汽化过程还包括以下步骤：

(1)水溶液推进汽化组中的第一汽化室，在排气管高温的作用下进行升温汽化，并在催化剂的催化下产生可燃性气体；

(2)上述(1)中的气液混合物在高温汽化产生的密闭压力推动下，推进第二汽化室，发生进一步汽化，使水溶液充分进行反应生成可燃性气体。

更进一步地，步骤Ⅳ中还包括，从汽车的压气机进入的气体在中冷器中，与所述雾化室推进的气体混合，冷却形成低温雾化气体。

采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：

1、本实用新型装置解决水的分解更完全及在气体输送过程中实现全自动、微电脑控制，相较于现有技术，热转化效率有很大的提高。

2、本实用新型通过使用硼砂作为催化剂，在高温高压的密封状态下，水汽分解成氢气和/或氧气，氢气燃烧，氧气助燃，因此发动机所使用的油料充分燃烧，热效率转化提高。

3、排气管采用反应层和保温层的双层结构，反应层为排气管的外围构造，管内温度很好的传递到反应层，使安装在反应层的汽化组和雾化室具备汽化以及雾化水溶液的环境、以及促使水汽在高温下和催化剂作用下发生反应；保温层的作用使热能利用率更高。

4、本实用新型充分利用废热，有助于减少废弃的排放；发动机加入氢氧混合气体后，可使一氧化碳及碳氢化合物更充分燃烧，有效减少有害气体排放。

5、本实用新型的汽化组实行分级式汽化室作用，该多级式的高温环境使得水溶液反应更为充分，产生更多的可燃性气体。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型用于内燃机全自动控制的节油装置的结构示意图；

图2是本实用新型内燃机全自动控制的节油方法的工作示意图。

具体实施方式

实施例1

本实用新型的一种用于内燃机全自动控制的节油装置，如图1所示，该节油装置安装于内燃机的排气管1和进气气管2上，用于含催化剂的水溶液进行氢气和氧气的制取。

本实用新型内燃机的排气管1外壁上设有反应层11，反应层11的外部还围设有保温层12。

节油装置包括水箱3、动力推进器4、燃料调节器5、汽化组6、雾化室7、中冷器8以及微电脑控制装置9。水箱3为盛装含催化剂的水溶液的容器，水箱3通过输送管道13与汽化组6连接。

动力推进器4设于输送管道13上，用于调节水溶液的输送速度；燃料调节器连接所述输送管道，用于调节含催化剂的水溶液的进水大小。

汽化组6环绕在排气管1的反应层11上，汽化组6包括第一汽化室61和第二汽化室62，第一汽化室61连接输送管道13，第二汽化室62连通雾化室7，且第一汽化室61与第二汽化室62通过高压管道14连接；汽化组6对含有催化剂的水溶液进行两次升温汽化，并充分反应，制得含有氢气和氧气的混合气体。

雾化室7环绕在排气管1的反应层11上，且连接第二汽化室62和中冷器8，雾化室7将汽化组6汽化的高温气体进行雾化，形成高温雾化气体。

中冷器8安装于内燃机的进气气管2上，连接雾化室7和压气机30，从压气机30进入的气体与雾化室8推进的气体混合，冷却形成低温雾化气体。

微电脑控制装置9用于控制动力推进器4的调节速度，其包括数据采集器和微处理器，所述数据采集器的检测端连接在所述排气管1内，检测端的探头21放置排气管1内，用于探测排气管温度；所述微处理器用于转换、计算所述数据采集器采集的数据，并通过输出端输送指令到所述动力推进器4进行调节。

本实用新型的节油装置为全密闭式装置。

实施例2

采用实施例1所述的用于内燃机全自动控制的节油装置，如图2所示，包括以下步骤：

Ⅰ.放置于排气管1内的数据采集器探头21探测温度并上传到微电脑控制装置9，其微处理器将采集数据与设定值800℃比对，当温度达到800℃时，微处理器发送指令至动力推进器4；

Ⅱ.如图2所示，在燃料调节器5的调节下，动力推进器4将水箱1中含催化剂的水溶液推进输送管道13，并输入汽化组6；

Ⅲ.含催化剂的水溶液在汽化组6内进行汽化：(1)水溶液推进第一汽化室61，在排气管1高温的作用下进行升温汽化，并在催化剂的催化下产生可燃性气体；(2)高温汽化产生的密闭压力将第一汽化室61内的气液混合物推进第二汽化室62，发生进一步汽化，水溶液充分进行反应生成可燃性气体；可燃性气体被推进雾化室7，进行雾化生成高温雾化气体；

Ⅳ.步骤Ⅲ的高温雾化气体通过连接管路进入中冷器8,且从压气机30进入的气体通过连接管道进入中冷器8，与雾化室7推进的气体混合，冷却，形成低温雾化气体；

Ⅴ.步骤Ⅳ的低温雾化气体在进气气管2的负压下推进内燃机的缸体，在内燃机活塞的高温、高压下雾化并迅速爆燃，爆燃后的压力作用在活塞上，从而达到推进活塞做功完成运动。

上述步骤中，水溶液中水与催化剂的比例为3：7；该催化剂为硼砂，硼砂中的硼和水在高温下反应，生成氢氧化硼和氢气。

实施例3

一种内燃机全自动控制的节油方法，采用实施例1所述的用于内燃机全自动控制的节油装置，包括以下步骤：

Ⅰ.放置于排气管1内的数据采集器探头21探测温度并上传到微电脑控制装置9，其微处理器将采集数据与设定值700℃比对，当温度达到700℃时，微处理器发送指令至动力推进器4；

Ⅱ.在燃料调节器5的调节下，动力推进器4将水箱1中含催化剂的水溶液推进输送管道13，并输入汽化组6；

Ⅲ.水溶液在汽化组6内进行汽化，汽化后的水汽在催化剂的作用下分解生成氢气和氧气混合的可燃性气体，可燃性气体推进雾化室7，进行雾化生成高温雾化气体；

Ⅳ.步骤Ⅲ的高温雾化气体通过连接管路进入中冷器8，冷却，形成低温雾化气体；

Ⅴ.步骤Ⅳ的低温雾化气体在进气气管2的负压下推进内燃机的缸体，在内燃机活塞的高温、高压下雾化并迅速爆燃，爆燃后的压力作用在活塞上，从而达到推进活塞做功完成运动。

其中，所述水溶液中水与催化剂的比例为1.5:7；该催化剂为硼砂，硼砂中的硼和水在高温下反应，生成氢氧化硼和氢气。

试验过程

以安装有本实用新型的节油装置的内燃机的实施例1作为试验例，以没有安装任何节油装置的内燃机作为对照例；过程：同时启动试验例和对照例的发动机，运转30分钟，检测两者的点火速度、熄火速度、燃油量以及排气量。

试验结果

分解后的氢气点火速度是油料的5倍(4.85米/秒)，熄火时间是1/3(0.06秒)，较小的熄火时间可使火焰散布到气缸的任何角落，还可消除原有的积碳，同时不再发生沉积，使发动机机油氧化速度降低，粘度指数保持度延长，使发动机寿命延长。

结果表明，发动机动力提高30％，节油达45％--55％，发动机寿命延长25％以上。发动机加入氢氧混合气体后，可使一氧化碳及碳氢化合物更充分燃烧，有效减少有害气体排放65％以上。

以上所述实施例仅仅是本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于内燃机全自动控制的节油装置，安装于所述内燃机的排气管(1)和进气气管(2)上，其特征在于，所述节油装置用于含有催化剂的水溶液进行氢气和氧气的制取；

所述节油装置包括水箱(3)、动力推进器(4)、燃料调节器(5)、汽化组(6)、雾化室(7)、中冷器(8)以及微电脑控制装置(9)；

所述水箱(3)为盛装含有催化剂的水溶液的容器，所述水箱(3)通过输送管道(13)与所述汽化组(6)连接；

所述动力推进器(4)设于所述输送管道(13)上，用于调节所述水溶液的输送速度；

所述燃料调节器(5)连接所述输送管道(13)，用于调节含催化剂的水溶液的进水大小；

所述汽化组(6)环绕在内燃机的排气管(1)外壁上，汽化组(6)对含有催化剂的水溶液进行升温气化，制得含有氢气和氧气的混合气体；

所述雾化室(7)环绕在内燃机的排气管(1)外壁上，且连通所述汽化组(6)和所述中冷器(8)，所述雾化室(7)将所述汽化组(6)汽化的高温气体进行雾化，形成高温雾化气体；

所述中冷器(8)安装于所述内燃机的进气气管(2)的进气端，并通过连接管道连接所述雾化室(7)，用于将所述高温雾化气体冷却，冷却后的低温雾化气体经过所述进气气管(2)进入内燃机缸体；

所述微电脑控制装置(9)用于控制所述动力推进器(4)的调节速度，所述微电脑控制装置(9)的检测端连接在所述排气管(1)内，输出端输送指令到所述动力推进器(4)。

2.如权利要求1所述的用于内燃机全自动控制的节油装置，其特征在于，所述排气管(1)外壁上设有反应层(11)，所述反应层(11)的外部还围设有保温层(12)；所述汽化组(6)和雾化室(7)设于所述反应层(11)上。

3.如权利要求2所述的用于内燃机全自动控制的节油装置，其特征在于，所述汽化组(6)包括第一汽化室(61)和第二汽化室(62)，第一汽化室(61)连接所述输送管道(13)，第二汽化室(62)连通所述雾化室(7)，且所述第一汽化室(61)与第二汽化室(62)通过高压管道(14)连接。

4.如权利要求2所述的用于内燃机全自动控制的节油装置，其特征在于，所述中冷器(8)还连接汽车的压气机(30)，从所述压气机(30)进入的气体与所述雾化室(7)推进中冷器(8)的气体混合，形成低温雾化气体。

5.如权利要求1所述的用于内燃机全自动控制的节油装置，其特征在于，微电脑控制装置(9)包括数据采集器和微处理器，数据采集器连接所述检测端，用于探测排气管温度，微处理器用于转换、计算数据采集器采集的数据，并连接有输出端输送指令到所述动力推进器(4)进行调节。

6.如权利要求1所述的内燃机全自动控制的节油方法，其特征在于，所述含催化剂的水溶液中，所述催化剂为硼砂。

7.如权利要求7所述的内燃机全自动控制的节油方法，其特征在于，所述催化剂与水的比例为1.5:7—3:7。

8.如权利要求1-7中任一项所述的用于内燃机全自动控制的节油装置，其特征在于，所述节油装置为全密闭式装置。