CN205013159U - 一种新型内燃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型给出了一种新型内燃机，该内燃机包括涡轮增压器、内燃机进气管和内燃机排气管，涡轮增压器通过内燃机进气管和内燃机排气管与内燃机气缸相连，在内燃机进气管上设置有空气惰化器，新鲜空气经过涡轮增压器增压之后进入到空气惰化器内，空气惰化器能够将空气中很大比例的氮气过滤排出，然后将剩余的富氧气流送入到内燃机气缸内进行工作，富氧气流在不增加内燃机油耗的情况下，使得燃油更进一步重复燃烧，增加了内燃机功率和输出扭矩，同时富氧气流含氮量低，大大降低了内燃机尾气中的NO₂和NO等有害气体含量。

Description

一种新型内燃机

技术领域

本实用新型涉及一种内燃机，尤其涉及一种新型内燃机。

背景技术

飞机在执行航行任务时，一般燃油箱内都载有大量的燃油，燃油具有易爆、易燃特性，在大量的飞机事故中，因燃油爆炸引起的飞行事故不在少数，为有效抑制燃油的爆炸，技术人员开发了一种重量轻、价格低的空气分离装置，该装置通过分离空气分子，将氧气与氮气分离开来，通过该装置将分离出的氮气冲入到飞机燃油箱内，惰化燃油爆炸条件，以此降低事故发生机率。

现在内燃机技术中，为了增加进气空气的含氧量，在内燃机进气管道设置了一涡轮增压器，涡轮增压器能够一定程度上通过压缩空气的条件下增加进气含氧量，但对于大幅度提高内燃机进气含氧量效果不是很明显；同时由于大气中的氮气占比较大，氮气在内燃机高温条件下能够产生一系列的化学反应产生氮氧化物，氮氧化物在一定的大气条件下能够形成硝酸型型酸雨，危害环境。

实用新型内容

针对上述单纯依靠涡轮增压器不能够明显有效的提高进气含氧量及在排放的尾气中含有大量的氮氧化物等问题，本实用新型提供一种新型内燃机，该内燃机能够在不提高油耗的条件下，输出更大的功率和扭矩，同时燃烧排放的尾气中，氮氧化物的含量非常低。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种新型内燃机，所述内燃机包括涡轮增压器、内燃机进气管和内燃机排气管，所述涡轮增压器通过所述内燃机进气管和所述内燃机排气管与内燃机气缸相连，其特征是，在内燃机进气管上设置有空气惰化器，所述空气惰化器包括壳体、空气入口、富氮气流出口、富氧气流出口、空气惰化器滤芯和封头；所述空气惰化器滤芯包括中空纤维管束，所述空气惰化器滤芯位于所述壳体内，且在所述空气惰化器滤芯的两端分别设置一个所述封头，所述中空纤维管束的两端分别穿过所述封头后与空气入口和富氮气流出口连通；两个所述封头与壳体的壁组成富氧腔，在所述富氧腔上设置富氧气流出口。

进一步的，在所述空气惰化器的外表面依次套置有膜除湿组件和密封外壳；所述密封外壳位于所述膜除湿组件外侧且两者之间留有第一间隙，在所述密封外壳外侧壁上设置有与所述第一间隙连通的除湿富氧气流出口；所述膜除湿组件与所述壳体之间留有第二间隙，所述富氧气流出口将所述富氧腔和第二间隙连通；在所述膜除湿组件上设置有水汽排放管道，所述水汽排放管道穿过所述密封外壳与外界大气相通，在所述水汽排放管道的前端设置有水汽排放开关。

优选的，所述富氮气流出口与内燃机排气管连通。

进一步的，在所述空气惰化器的空气入口处串接二次增压装置。

本实用新型的有益效果是：空气惰化器能够将空气中很大比例的氮气过滤排出，然后将剩余的富氧气流送入到内燃机气缸内进行工作，富氧气流在不增加内燃机油耗的情况下，使得燃油更进一步重复燃烧，增加了内燃机功率和输出扭矩；同时富氧气流含氮量低，大大降低了内燃机尾气中的NO₂和NO等有害气体含量，减小了尾气污染环境强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的部分优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型局部结构示意图；

图2为空气惰化器整体结构剖视图；

图3为空气惰化器第二实施例整体结构剖视图；

图4为中空纤维管结构示意图；

图中：1空气滤清器、2涡轮增压器进气管、3涡轮增压器、4涡轮增压器排气管、5内燃机排气管、6空气惰化器、61富氮气流出口、62富氧气流出口、63空气入口、64空气惰化器滤芯、641中空纤维管入口、642中空纤维管壁、643中空纤维管出口、65膜除湿组件、651水汽排放管道、652水汽排放开关、66密封外壳、68封头、67壳体、661除湿富氧气流出口、7内燃机进气管、8内燃机气缸、9二次增压装置。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分优选实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似变形，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

首先结合附图介绍下空气惰化器6和膜除湿组件65的工作原理，空气惰化器6的核心部件是空气惰化器滤芯64，空气惰化器滤芯64内分布有数百万根中空纤维管组成的中空纤维管束，中空纤维管为圆柱型空心管(如图4所示)，是由有机高分子材料制成，中空纤维管利用空气中不同种类的气体在其中空纤维管壁642上的不同的渗透速率实现氧气和氮气的分离，分离原理为，当具有一定压力的空气通过中空纤维管入口641进入到中空纤维管内时，氧气、二氧化碳及水蒸气等以很快的速度透过中空纤维管壁642渗透到纤维管外，而氮气因渗透速度慢将留在中空纤维管中，继而从中空纤维管出口643排出，在空气惰化器6工作过程中，最终富氧气流从富氮气流出口62排出，富氮气流从富氮气流出口61排出。膜除湿组件65的工作原理，膜除湿组件65是由高分子除湿膜组成，在含有水分子的气体流穿过高分子除湿膜时，水分子被阻挡下来，而其他气体能够顺利通过，从而达到了对气体的除湿效果。

本实用新型提供一种新型内燃机，所述内燃机包括涡轮增压器3、内燃机进气管7和内燃机排气管5，涡轮增压器3前端设置有涡轮增压器进气管2，在涡轮增压器进气管2设置有空气滤清器1，涡轮增压器3通过内燃机进气管7和内燃机排气管5与内燃机气缸8相连，内燃机进气管7和内燃机排气管5通过喉箍固定在涡轮增压器3和内燃机气缸8上，在内燃机进气管7上固定安装有空气惰化器3，空气惰化器3的空气入口63通过内燃机进气管7与涡轮增压器3相连，空气惰化器3的富氧气流出口62通过内燃机进气管7与内燃机气缸8的进气端口相连，内燃机进气管7同样通过喉箍与空气惰化器3固定连接，富氮气流出口61与大气相通。空气惰化器6的壳体67内两端分别设置一个封头68；所述空气惰化器滤芯包括中空纤维管束，所述空气惰化器滤芯位于所述壳体67内，且所述空气惰化器滤芯的两端分别连接在所述封头68上，所述中空纤维管束的两端分别穿过所述封头68后与空气入口63和富氮气流出口61连通；两个所述封头68与壳体67的壁组成富氧腔，空气惰化器滤芯滤出的氧气位于富氧腔内。在所述富氧腔上设置富氧气流出口62。为了提供足够的压力，保证空气惰化器可以产出足够的气体，在所述空气惰化器的空气入口处串接二次增压装置，二次增压装置9可以是增压泵，也可以是涡轮增压器。为了提高整个装置的一体性，是整个装置更加简洁，所述富氮气流出口与内燃机排气管连通。

为了进一步提高内燃机气缸8的进气质量，将富氧气流中的水蒸气排出，在此我们在空气惰化器3圆周方向上设置一膜除湿组件65和密封外壳66，所述密封外壳66位于所述膜除湿组件65外侧且两者之间留有第一间隙，在所述密封外壳66外侧壁上设置有与所述第一间隙连通的除湿富氧气流出口661。所述膜除湿组件65与所述壳体67之间留有第二间隙，所述富氧气流出口661将所述富氧腔和第二间隙连通。在膜除湿组件65上设置有水汽排放管道651，水汽排放管道651穿过所述密封外壳66与外界大气相通，在处于大气部分的水汽排放管道651的前端设置有水汽排放开关652。膜除湿组件65环绕空气惰化器3一周与空气惰化器3形成密闭空间，富氧气流只能通过穿过膜除湿组件65向外扩散，密封外壳66环绕膜除湿组件一周与空气惰化器3形成密闭空间，收集到的除湿富氧气流只能通过除湿富氧气流出口661流出，被膜除湿组件65阻挡下的水蒸气通过水汽排放管道651由水汽排放开关652排出，水汽排放开关652正常工作情况下处于关闭状态，只有在经过一段时间之后，需要排水时才人工打开进行排水。在安装上述改进型的空气惰化器3时，内燃机气缸8的进气端与除湿富氧气流出口661通过内燃机进气管7相连，空气惰化器3的空气入口63通过内燃机进气管7与涡轮增压器3相连，优选的，保证水汽排放管道651垂直向下，这样在一段时间之后进行排水时，能够保证水分全部排出。

上述内燃机的整个进气出气流程为：新鲜空气经过空气滤清器1再通过涡轮增压器进气口2进入到涡轮增压器3内，经过加压后经内燃机进气管7和空气入口63进入到空气惰化器3内部，气体经过空气惰化器滤芯64和膜除湿组件65的分离作用转化为除湿富氧气流和富氮气流，除湿富氧气流经过除湿富氧气流出口62和内燃机进气管7进入到内燃机气缸8内，富氮气流通过富氮气流出口61排入大气中；除湿富氧气流在发送机气缸8内爆炸燃烧之后经过内燃机排气管5进入到涡轮增压器3内，然后由涡轮增压器3经过涡轮增压器排气管4排到大气中。

以上所述结合附图对本实用新型的优选实施方式和实施例作了详述，但是本实用新型并不局限于上述实施方式和实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种新型内燃机，所述内燃机包括涡轮增压器、内燃机进气管和内燃机排气管，所述涡轮增压器通过所述内燃机进气管和所述内燃机排气管与内燃机气缸相连，其特征是，在内燃机进气管上设置有空气惰化器，所述空气惰化器包括壳体、空气入口、富氮气流出口、富氧气流出口、空气惰化器滤芯和封头；所述空气惰化器滤芯包括中空纤维管束，所述空气惰化器滤芯位于所述壳体内，且在所述空气惰化器滤芯的两端分别设置一个所述封头，所述中空纤维管束的两端分别穿过所述封头后与空气入口和富氮气流出口连通；两个所述封头与壳体的壁组成富氧腔，在所述富氧腔上设置富氧气流出口。

2.根据权利要求1所述的一种新型内燃机，其特征是，在所述空气惰化器的外表面依次套置有膜除湿组件和密封外壳；所述密封外壳位于所述膜除湿组件外侧且两者之间留有第一间隙，在所述密封外壳外侧壁上设置有与所述第一间隙连通的除湿富氧气流出口；所述膜除湿组件与所述壳体之间留有第二间隙，所述富氧气流出口将所述富氧腔和第二间隙连通；在所述膜除湿组件上设置有水汽排放管道，所述水汽排放管道穿过所述密封外壳与外界大气相通，在所述水汽排放管道的前端设置有水汽排放开关。

3.根据权利要求1所述的一种新型内燃机，其特征是，所述富氮气流出口与内燃机排气管连通。

4.根据权利要求1所述的一种新型内燃机，其特征是，在所述空气惰化器的空气入口处串接二次增压装置。