CN204476547U - 一种内燃发动机节能减排系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体公开一种内燃发动机节能减排系统，包括发动机、进气管、排放管和三通管，进气管与发动机缸体内部相通，排放管与发动机缸体内部相通；三通管具有输入管、第一输出管和第二输出管，输入管内设有微型空气压缩机，第一输出管与排放管连通，第二输出管与缸体内部连通；排放管顺尾气排放流向依次设有化碳段、射流段、混氧段、光催段及排放段，其中混氧段与第一输出管连通并在其上设空气单向阀，光催段内设有多个挡板，挡板朝向混氧段的一侧涂覆有纳米二氧化钛，朝向排放段的一侧设有紫外光灯。本实用新型由于三通管第一输出管与排放管连通可保证排放管内气体反应完全，第二输出管与缸体连通可保证发动机获得足够氧气以保证充分燃烧。

Description

一种内燃发动机节能减排系统

技术领域

本实用新型涉及汽车节能减排环保技术领域，特别是涉及一种内燃发动机节能减排系统。

背景技术

发动机是不可缺少的动力设备，应用于机动车辆、通用机械等，对于工业生产和人们生活起到至关重要的作用。随着发动机的广泛应用，特别是对于机动车辆来说，产量和保有量不断增加发动机的尾气排放导致的环境污染，也日益受到重视。

发动机尾气是发动机做功后产生并排放的废气，含有CO(一氧化碳)、CO₂(二氧化碳)、HC(碳氢化合物)及碳颗粒等有害物质，不但对大气环境造成污染，还具有较多由于燃烧不充分遗留的可燃性气体，影响发动机的整体效率，浪费能源。

实用新型内容

为克服现有技术存在的技术缺陷，本实用新型提供一种内燃发动机节能减排系统，可使发动机缸体内燃烧充分，提高燃烧效率，同时减少一氧化碳及碳颗粒的排放量。

本实用新型采用的技术解决方案是：

一种内燃发动机节能减排系统，该节能减排系统包括发动机、进气管、排放管和三通管，所述发动机具有进气口和尾气排放口，所述进气管经所述进气口与所述发动机的缸体内部相通，所述排放管经所述尾气排放口与所述发动机的缸体内部相通；所述三通管具有输入管、第一输出管和第二输出管，所述输入管内设有微型空气压缩机，所述第一输出管与所述排放管相连通，所述第二输出管与所述发动机的缸体内部相连通。

优选地，所述排放管顺尾气排放流向依次设置有化碳段、射流段、混氧段、光催段及排放段；

所述化碳段管壁顶部设有喷淋孔，所述发动机的缸体外连有水冷循环系统，所述喷淋孔连通所述水冷循环系统；

所述射流段内设有整流板，所述整流板上设有多个轴向贯穿的射流孔；

所述混氧段与所述第一输出管相连通，并在所述混氧段管壁与所述第一输出管相接位置处安装有空气单向阀；

所述光催段内设有多个挡板，多个所述挡板沿所述排放管轴线方向间隔设置，且每个所述挡板朝向所述混氧段的一侧涂覆有纳米二氧化钛，朝向所述排放段的一侧设有紫外光灯。

优选地，所述喷淋孔上安装有雾化喷嘴。

优选地，所述挡板设有5个，其中两个为上挡板，所述上挡板固定连接在所述光催段内管壁顶部并与相对应的所述光催段内管壁底部相隔；另外三个为下挡板，所述下挡板固定连接在所述光催段内管壁底部并与相对应的所述光催段内管壁顶部相隔，且所述上挡板和所述下挡板相互间隔排列。

优选地，所述排放管还包括回收管路，所述回收管路一端与发动机缸体内部相连通，另一端与所述排放段靠近所述光催段的一端相连通，且在所述排放段的与所述回收管路相接位置处设有集气管，所述集气管一端朝向所述光催段，另一端与所述回收管路相连通。

本实用新型的有益效果：

1.由于在发动机排放口连接有排放管，而排放管顺尾气排放流向依次设有化碳段、射流段、混氧段、光催段及排放段，化碳段上设有喷淋孔而产生水蒸气，与尾气中的碳颗粒在尾气高温条件下发生反应生成一氧化碳和氢气，化碳段内反应生成的一氧化碳及尾气中的一氧化碳再在光催段内反应生成二氧化碳，二氧化碳再经催化还原形成甲醇和水，如此则可大大减少尾气中的碳颗粒及一氧化碳的排放量。

2.由于在化碳段后设置射流段，起到将尾气及化碳段反应产生的气体集中形成多股，起到一定的射流作用，利于气体的均匀混合以及加速后续反应。

3.由于在射流段之后光催段之前设置混氧段，利于借助经射流段集中形成多股的混合气体的推动作用将经三通管和空气单向阀输入的氧气混合进入光催段，保证一氧化碳充分反应生成二氧化碳，减少一氧化碳的排放量。

4.由于三通管具有输入管、第一输出管和第二输出管，输入管内设有微型空气压缩机，第一输出管连通排放管的混氧段，第二输出管连通发动机缸体，在微型空气压缩机的作用下，外界空气经输入管后一部分排至排放管内以供一氧化碳充分反应生产二氧化碳，另一部分排至发动机缸体内以为发动机燃料充分燃烧提供并补充足够的氧气条件，使发动机缸体内部的燃料能够最大程度燃烧充分，提高燃烧效率，同时减少一氧化碳等有害气体的排放量，也可减少因不完全燃烧而遗留的可燃性气体的比例。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型排放管剖视图。

附图标记说明：

10.发动机；20.进气管；30.排放管；31.化碳段；32.射流段；33.混氧段；34.光催段；35.排放段；36.回收管路；310.喷淋孔；320.射流孔；330.空气单向阀；340.挡板；341.上挡板；342.下挡板；40.三通管；41.第一输出管；42.第二输出管；43.输入管；50.微型空气压缩机；60.水冷循环系统；70.集气管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实施例提供一种内燃发动机节能减排系统，该节能减排系统包括发动机10、进气管20、排放管30和三通管40，所述发动机10具有进气口和尾气排放口，所述进气管20经所述进气口与所述发动机10的缸体内部相通，所述排放管30经所述尾气排放口与所述发动机10的缸体内部相通。所述三通管40具有输入管43、第一输出管41和第二输出管42，所述输入管43内设有微型空气压缩机50，所述第一输出管41与所述排放管30相连通，所述第二输出管42与所述发动机10的缸体内部相连通。本实施例除了通过所述进气管20向发动机10缸体内输入燃烧必须的氧气，还通过所述三通管40的第二输出管42向发动机10缸体内输入燃烧必须的氧气，保证发动机10缸体内获得足够多的氧气，从而保证发动机10完全燃烧，提高燃烧效率，减少因不完全燃烧产生的有害物质的排放量。

在本实施例中，所述排放管30顺尾气排放流向依次设置有化碳段31、射流段32、混氧段33、光催段34及排放段35，如图2所示。所述化碳段31管壁顶部设有喷淋孔310，所述喷淋孔310上安装有雾化喷嘴，所述发动机10的缸体外连有水冷循环系统60，所述喷淋孔310连通所述水冷循环系统60。所述水冷循环系统60包括循环管路、散热器和水泵，所述循环管路设置在所述发动机10与所述散热器之间、所述散热器和所述水泵之间以及所述水泵与所述发动机10之间。所述喷淋孔310连通所述水冷循环系统60中的所述循环管路，所述循环管路中的冷却用水流经所述喷淋孔310时部分会向所述化碳段31喷射水，然后该喷射水在所述排放管30前端的高热量作用下化为水蒸气，从而与尾气中的碳颗粒发生化学反应产生一氧化碳和氢气。

所述射流段32内设有整流板，所述整流板上设有多个轴向贯穿的射流孔320，在所述化碳段31反应产生的一氧化碳和氢气以及尾气经所述射流孔320向所述混氧段33和所述光催段34流动，由于所述整流板上设有多个射流孔320，使尾气、一氧化碳和氢气等集中形成多股，起射流的作用，利于均匀混合及后面的反应加速。

所述混氧段33与所述第一输出管41相连通，并在所述混氧段33管壁与所述第一输出管41相接位置处安装有空气单向阀330，所述第一输出管41的空气可经所述空气单向阀330进入所述排放管30内，且所述排放管30内的气体不能经所述空气单向阀330排至所述第一输出管41。本实施例通过所述三通管40及所述空气单向阀330向所述混氧段33内输送空气(氧气)，继而由经所述射流段32的尾气及反应生成的一氧化碳等混合气体对输入的氧气推动进入所述光催段34内，从而保证尾气中的一氧化碳及所述化碳段31反应产生的一氧化碳能够充分与氧气反应生成二氧化碳，减少一氧化碳的排放量。

所述光催段34内设有多个挡板340，多个所述挡板340沿所述排放管30轴线方向间隔设置。在本实施例中，所述挡板340设有5个，其中两个为上挡板341，所述上挡板341固定连接在所述光催段34内管壁顶部并与相对应的所述光催段34内管壁底部相隔；另外三个为下挡板342，所述下挡板342固定连接在所述光催段34内管壁底部并与相对应的所述光催段34内管壁顶部相隔，且所述上挡板341和所述下挡板342相互间隔排列，即相邻两所述下挡板342之间设有一个所述上挡板341。

而且，本实施在每个所述挡板340朝向所述混氧段33的一侧涂覆有纳米二氧化钛，朝向所述排放段35的一侧设有紫外光灯。在所述光催段34内发生如下反应：

2CO+O₂＝2CO₂   (1)

TiO₂(e-)＝TiO₂+e-   (2)

CO₂+2H₂＝CH₃OH+H₂O   (3)

本实施例由于所述光催段34内轴向间隔设置多个挡板340，可增加气体行程，延长尾气在所述光催段34的停留时间，以便将尾气中的CO₂、CO等物质催化还原为甲醇等有机物质并作为发动机燃烧所需气体的一部分，从而实现节能，并减少尾气中有害成分的排放。

在上述技术方案的基础上，本实施例还可进一步改进：所述排放管30还包括回收管路36，所述回收管路36一端与发动机10缸体内部相连通，另一端与所述排放段35靠近所述光催段34的一端相连通，且在所述排放段35的与所述回收管路36相接位置处设有集气管70，所述集气管70一端朝向所述光催段34，另一端与所述回收管路36相连通。本方案通过所述集气管70引导部分尾气及甲醇燃料至所述回收管路36，再经所述回收管路36返流至发动机10缸体内，参与燃烧，节约能源，降低能耗，同时减少尾气中碳颗粒及一氧化碳等有害成分的排放量。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种内燃发动机节能减排系统，其特征在于，该节能减排系统包括发动机、进气管、排放管和三通管，所述发动机具有进气口和尾气排放口，所述进气管经所述进气口与所述发动机的缸体内部相通，所述排放管经所述尾气排放口与所述发动机的缸体内部相通；所述三通管具有输入管、第一输出管和第二输出管，所述输入管内设有微型空气压缩机，所述第一输出管与所述排放管相连通，所述第二输出管与所述发动机的缸体内部相连通。

2.根据权利要求1所述的一种内燃发动机节能减排系统，其特征在于，

所述排放管顺尾气排放流向依次设置有化碳段、射流段、混氧段、光催段及排放段；

所述化碳段管壁顶部设有喷淋孔，所述发动机的缸体外连有水冷循环系统，所述喷淋孔连通所述水冷循环系统；

所述射流段内设有整流板，所述整流板上设有多个轴向贯穿的射流孔；

所述混氧段与所述第一输出管相连通，并在所述混氧段管壁与所述第一输出管相接位置处安装有空气单向阀；

所述光催段内设有多个挡板，多个所述挡板沿所述排放管轴线方向间隔设置，且每个所述挡板朝向所述混氧段的一侧涂覆有纳米二氧化钛，朝向所述排放段的一侧设有紫外光灯。

3.根据权利要求2所述的内燃发动机节能减排系统，其特征在于，所述喷淋孔上安装有雾化喷嘴。

4.根据权利要求2所述的内燃发动机节能减排系统，其特征在于，所述挡板设有5个，其中两个为上挡板，所述上挡板固定连接在所述光催段内管壁顶部并与相对应的所述光催段内管壁底部相隔；另外三个为下挡板，所述下挡板固定连接在所述光催段内管壁底部并与相对应的所述光催段内管壁顶部相隔，且所述上挡板和所述下挡板相互间隔排列。

5.根据权利要求2所述的内燃发动机节能减排系统，其特征在于，所述排放管还包括回收管路，所述回收管路一端与发动机缸体内部相连通，另一端与所述排放段靠近所述光催段的一端相连通，且在所述排放段的与所述回收管路相接位置处设有集气管，所述集气管一端朝向所述光催段，另一端与所述回收管路相连通。