CN2377359Y

CN2377359Y - 内燃机助燃节油装置

Info

Publication number: CN2377359Y
Application number: CN 99219836
Authority: CN
Inventors: 周建军; 王惠勇; 吴建强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-05-10
Anticipated expiration: 2009-02-12

Abstract

本实用新型属内燃机技术,特别是涉及一种内燃机的助燃节油装置。该装置由点火电脉冲增能部分,燃料预处理部分和助燃气体发生部分组成。主要应用于汽油发动机和柴油发动机助燃节油净化尾气方面。它使点火电脉冲能量更高,同时,使燃料与空气混合雾化前得到预处理,以及在参与混合空气中增加助燃气体的综合型新技术构成的新的实用技术方案。该实用新型旨在克服内燃机领域现有技术存在的缺陷,在三个方面综合作用下,使发动机的动力明显增加,而燃料油消耗却相应减少,并且发动机排出的废气低于国家规定的最低标准。

Description

内燃机助燃节油装置

本实用新型属内燃机技术，特别是涉及一种内燃机的助燃节油及减少污染的装置。

在内燃机(包括汽油引擎和柴油引擎)的设计中，设计者在允许的条件下，将考虑到燃油与空气合适的混合比例，以便燃油与空气混和雾化后得到比较好的燃烧。但是由于制造材料、使用条件、燃油成份及技术的限制，雾化前的燃油得不到较好的预处理，高压电火花能量及燃油空气混合比例也非最佳值。致使燃油得不到充分燃烧，有害气体成份，如一氧化碳、碳氢化合物、一氧化氮等含量较高，严重污染了大气。根据现行的环保规定和人们日益增强的环保意识，这种情况是不允许的。为此，市场上出现了改善上述问题的产品。但是，经一段时间的使用，暴露出了不少缺点。其一是这些产品自身不够完善而未能达到较好的效果。例如，有一种点火高压升压装置，在升高点火脉冲电压的同时，削窄了脉冲宽度。另外，产品上标明单向使用，即作为升压高压线的产品，其两个端点不可倒置，这给使用带来一定麻烦。另有一种由两块永久磁铁组成的燃油磁化装置，很难达到打破长链烃，重新排列燃油分子的目的。还有一种助燃气体制备装置，仅提供定量助燃气体，也就是说无论发动机转速高低，需求量大小，助燃气体的产生量基本是个恒定值。这仅能满足发动机低速运行时的要求，并不能随发动机转速(吸气量)的变化去调节制气量和供气量。其二是以上三种产品均为单独使用，即使有一定效果也仅仅改善了发动机运行时的一部分性能和效果。不能从点火能量、燃油预处理和增加助燃气体三方面综合改观发动机(引擎)的燃烧热能、动力和清洁排气效果。

本实用新型的目的是提供一种内燃机助燃节油装置，从多方面改善内燃机的燃烧和运行状况，以克服现有的技术所存在的上述缺陷。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的；它由利用半导体器件、电感、电容和电阻构成的点火电脉冲增能部分；由超声频电子振荡电路以及产生交变磁场和恒磁场的磁体构成的燃油预处理部分；由调频振荡电路、升压电路以及板状条梳放电或尖端放电的臭氧发生元件构成的助燃气体发生部分构成。

本实用新型可以使点火电脉冲能量更高，同时，使燃料与空气混和雾化前得到预处理，以及在参与混和的空气中增加助燃气体(臭氧)的综合性新技术组成的新的实用技术方案。本实用新型中的点火电脉冲增能部分，通过升压和加宽脉冲，使点火脉冲有效电压升高1.4至1.9倍，加强了电火花的点火能量，延长了燃油在气缸中强制燃烧的时间，增加了动力，同时清理并减少了气缸中和火花塞上的积碳。燃料预处理部分使燃油在雾化前先经过交变磁场和恒磁场，在超声频交变磁场作用下，部分碳十一以上的长链烃被变成易燃烧的短链烃，同时增加了燃油分子的活性。在雾化后燃油粒子会更小，更容易与氧分子和臭氧结合而充分燃烧，助燃气体发生部分就是为混合气体增加臭氧的。由于发动机转速信号的调制作用，臭氧发生量随着发动机转速的提高，吸气量的增加而增加。所以在发动机各种转速情况下，都可以提供足够的臭氧供混合气体在气缸中反应。在以上三方面综合作用下，发动机的动力明显增加，而燃油消耗却相应减少。并且发动机排出的废气低于国家规定的环保最低标准。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明；

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型与汽油机的连接示意图。

图4是本实用新型与柴油机的连接示意图。

根据图1、图2所示，图中1是点火电脉冲增能部分，A和B是点火电脉冲增能部分1的输出、输入线，分别接高压包和分电器，2是燃料预处理部分，M1和M2是磁体，是燃料预处理部分2的执行部件，磁体M1经导线2-1与燃料预处理部分2连接，3是助燃气体发生部分，3-1是调频振荡与升压部分，3-2是臭氧发生元件，3-3是臭氧输送管，接至化油器吸气口上，3-4是信号采样元件至调频振荡器3-1的信号线，4是输油管，5是正电源线，接高压包初级的电源端，6是公共地线。点火电脉冲增强部分1为助燃气体发生部分3提供发动机转速信号。

在高压点火电脉冲增能部分1中，半导体元件二极管D的负极接电阻R1和电容C，二极管D的两端接电感L1。点火脉冲到来时，通过二极管D向电容C和L1充入电能。由于电感L1及电容C的电压电流的相位特性，对点火高压脉冲产生储能和倍压作用，提高了点火脉冲的能量。同时，电感L1补偿了二极管D导通角产生的能量损失。电阻R1主要用于调整电路的阻抗，并对电容C起保护作用。在实际应用中，A端与B端倒相使用其效果基本相同。图1中的Ls是与其它电路信号耦合的线圈。适当调整元器件的参数，可使点火脉冲电压升高1.4至1.9倍。二极管D采用快恢复高频大功率二极管，如FR304、UF5408等。其效果更佳，这部分的元器件可以封装在点火高压主线的端头防跳火塑胶罩内。

燃油预处理部分2中由超声频电子振荡线路和磁体构成，IC4060与石英晶体构成超声振荡器通过调整4060的输出端Q5至Q14与R16的连接，可以得到按二的n次幂分频的信号。该信号通过晶体管J2驱动电磁线圈L2，按超声频率产生交变电磁场。在图2中，2-2是电磁线圈L2，与永久磁铁2-3平行排放，使它们磁力线互相平行；在它们的对面即与电磁线圈2-2相对的位置放置一块易被磁化的铁芯2-4，与永久磁铁2-3相对的位置放置磁极相反的永久磁铁2-5，并将铁芯2-4与永久磁铁2-5用塑胶封装成一体，电磁线圈2-2(带铁芯)与永久磁铁2-3封装成一体，并称为磁体M1，前者称之为磁体M2。燃油通过输油管4从磁体M1和磁体M2的垂直磁场流过时，首先通过超声频交变磁场，将杂乱无章的长链烃打破，使其成为短链烃，通过永久磁铁形成的恒定磁场，燃油分子按顺序较有规则的重新排列，这样燃油进入化油器(或者高压油嘴喷射)雾化时，燃油粒子会更小，与氧分子及臭氧更容易结合，进而有助于雾化燃油在气缸中的燃烧。在燃油经过超声频交变磁场时，有部分烃中的碳氢化合物键被破坏，使它们成为可燃烧的烃，在空气中氧分子及助燃气体发生部分产生的臭氧作用下，反应生成为二氧化碳和水，从而达到的提高燃油效率且减小对环境污染的目的。

助燃气体发生部分3由调频振荡电路，升压电路和尖端放电或板状条梳放电臭氧发生部件组成。调频振荡电路由4部分构成。即由集成运算放大器U1及Ls、C1、R2、R3、R4组成的信号放大电路，由R6、C4、D1、C2、R5及U2网络组成的波形整形电路；由集成电路U3(可以是KA7540)网络组成的压控振荡器电路；以及由J1和升压变压器T组成的高压升压电路。

为了防止自激，U1接成反相放大器。图1中，Ls是从高压点火电脉冲增能部分上采集信号的电感。由于点火脉冲是经升压的高压脉冲，且集成运算放大器U1具有较高的放大倍数，所以Ls的另一端可以悬空。U1的输出信号经C2和R5组成的微分电路变成仅与点火脉冲上升沿有关的窄细小脉冲。因此，经D1充给C5的电压值仅与脉冲个数有关。即频率越高C5的电压就越高，频率越低C5上的电压就越接近于U2正向输入端的电位，U2的输出变化就十分微小。U3是压控振荡器，其输出频率随U2提供的电位上升而升高，电阻R7、R21组成分压电路，为U3提供基准振荡频率所需要的电压，同时决定U2的输出变化使U3频率变化的范围。U3的输出经J1推动变压器T的初级线圈，在T的次级上感生高电压(8KV至15KV)连接尖端放电或板状条梳放电元件产生臭氧。电路中D2起保护J1的作用。在晶体管J1关断时L1上产生负向感生电动势，D2提供旁路而起到保护作用。

在汽油内燃机上应用时，如图3所示，点火电脉冲增强部分1，燃料预处理部分2和助燃气体发生部分3可以同时使用。点火电脉冲增能部分1与点火高压主线联接在高压包8与分电器7之间；燃料预处理部分2的磁体M1和M2卡在化油器9前面的油管4上；助燃气体发生部分3的臭氧输导管3-3接在化油器吸气口或辅助吸气口上。助燃气体发生部分3的调频振荡器的调频信号取自点火电脉冲增能部分1。

该实用新型在柴油机上应用时，如图4所示。由于柴油机无需高压点火，而是采用高压油嘴13喷射，压缩暴发原理工作。所以只用燃料油预处理部分2及助燃气体发生部分3即可。也可以只使用助燃气体发生部分3。臭氧输出管3-3可以加到空气滤清器11的进口端或柴油机12公共进气端，在柴油机的应用中，调整助燃气体发生3中的R7和R21使U3产生固定频率，靠空气的流动量来调节臭氧产生量，而不靠汽油内燃机，臭氧产生量是靠调频振荡器的频率调整来控制的。在这里发动机需要的臭氧量是通过负压节气阀实现调节的，负压节气阀内的锥形体被弹簧压迫塞住了进气口，当发动机运行时，气缸吸气产生的负压拉开了锥形体，臭氧进入气缸，负压越大，流经臭氧发生元件的空气就越多，臭氧量随空气流量的增加而增加。

Claims

1.一种内燃机助燃节油装置，其特征在于它由利用半导体元器件、电感、电容和电阻构成的点火电脉冲增能部分(1)，由超声频电子振荡电路以及产生交变磁场和恒磁场的磁体构成的燃料预处理部分(2)和由调频振荡电路，升压电路以及板状条梳或尖端放电的臭氧发生元件构成的助燃气体发生部分(3)组成，其中点火电脉冲增能部分(1)为助燃气体发生部分(3)提供发动机转速信号。

2.根据权利要求1所述的助燃节油装置，其特征在于所说的点火电脉冲增能部分(1)中，半导体元件二极管D可以使用快恢复高频大功率二极管，二极管D的负极端接电阻R1和电容C，二极管D的两端接电感L₁，该电路的两端可以倒置使用。

3.根据权利要求1所述的助燃节油装置，其特征在于所说的燃料预处理部分(2)中的超声频振荡器由集成电路4060与石英晶体构成。

4.根据权利要求1所述的助燃节油装置，其特征在于所说的燃料预处理部分(2)中的磁体有M1和M2两块组成，其中M1由带铁芯的电磁线圈(2-2)与永久磁铁(2-3)组成，磁体M2由铁芯(2-4)与永久磁铁(2-5)组成。

5.根据权利要求1所述的助燃节油装置，其特征在于所说助燃气体发生部分(3)的调频振荡电路由信号采样元件Ls，信号放大电路、波形整形电路、以及压控振荡电路组成。