專利名稱：發(fā)動機(jī)增氧助燃節(jié)油方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)節(jié)油方法，具體地說，涉及一種通過注入氧氣，提高發(fā)動機(jī)內(nèi)混 合油氣的含氧比例，從而使發(fā)動機(jī)內(nèi)燃油充分燃燒的節(jié)油方法，及其所采用的裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)動機(jī)是將空氣和燃油按比例混合，霧化成混合油氣，混合油氣，被汽缸吸入，通過活 塞運(yùn)動，壓縮，燃燒，產(chǎn)生高壓，推動活塞做功。因此發(fā)動機(jī)汽缸的燃燒比，是發(fā)動機(jī)燃油 使用量的關(guān)鍵。眾所周知，所有內(nèi)燃機(jī)的燃油利用率，只有三分之一，有三分之二的燃油被 化作廢氣，被發(fā)動機(jī)排出。以汽油機(jī)為例汽油的空燃比是14.7/1。發(fā)動機(jī)是先設(shè)定好了汽 缸的容積，再利用化油器，將空氣和汽油，按14.7/1的比例，霧化成混和油氣，進(jìn)入發(fā)動機(jī) 里，供發(fā)動機(jī)燃燒。所以，設(shè)計發(fā)動機(jī)時，已最大程度的設(shè)定，供發(fā)動機(jī)做功的，空氣和燃 油燃燒的最佳比例。發(fā)動機(jī)的燃油供給量是在常溫和定好汽缸容積后，按燃油的空燃比14.7: l設(shè)定的。按 1立方米空氣計算根據(jù)物質(zhì)密度公式P=M/V, P密度、M質(zhì)量、V體積 空氣的密度是1.29 ， 1立方米的空氣*1.29=1.29千克=1290克汽油的空燃比是14.7: 1， 1290克/ 14. 7=87. 75克，也就是說，1立方米的空氣能燃 燒87.75克燃油，而l千克空氣的含氧量是21%，因此1立方米空氣的含氧質(zhì)量1290克 *21%=270.9克，270.9克/87. 75克=3. 08克，也就是說3克氧氣燃燒1克汽油。同時，汽油 的熱值是；46000000J/Kg， 1立方米空氣的燃油所做的功為46000000*87.75/1000=4036500焦耳實際上，空氣的體積會受到不同壓強(qiáng)和溫度影響而變化的，進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸里的空氣， 體積會隨著汽缸溫度的升高而膨脹，發(fā)動機(jī)做工時，汽缸溫度會升高，受氣缸溫度的影響， 進(jìn)入汽缸的空氣，只能是膨脹后的空氣，稱膨脹空氣。發(fā)動機(jī)做工時，汽缸溫度升高，汽缸 的進(jìn)氣溫度達(dá)到400度。根據(jù)理想氣體氣態(tài)方程P1 *V1/T1=P2*V2/T2P1=P2汽缸壓力相同，VI汽缸氣體體積V2膨脹空氣的體積，T熱力學(xué)溫度《攝氏溫 +273.15》，汽缸的進(jìn)氣溫度400度，V2=(T2/T 1 )V 1 =(400+273.15/273. 15)Vl=2. 46V1汽缸溫度升高到400度，空氣的體積膨脹了 2. 46倍，1立方米空氣*2. 46=2. 46立方米空 氣的質(zhì)量不變；2.46立方米=1290克，1立方米膨脹空氣的重量1290/2460=524.4克，l立 方米膨脹空氣的含氧量524.6克*21%=110克，1立方米膨脹空氣的的燃燒比524.6克 /14.7=35.67克，1立方米膨脹后的空氣只能燃燒35.67克燃油，但發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是按設(shè)計好 的空燃比供油，仍供87.75克汽油，兩者燃油之比35.67/87.75=0.4=40%，兩者的氧氣之比 110克/270.9克=0.4=40%，從以上得知，因發(fā)動機(jī)的溫度升高，汽缸里的燃油會有60%因缺 少氧氣燃燒而浪費(fèi)。另外:發(fā)動機(jī)每次排氣終止時，由于排氣阻力等原因汽缸的氣體壓力高于大氣壓約IIOMP。 大約有10%的廢氣殘留在汽缸內(nèi)，殘余空氣是不含氧的。汽缸每次進(jìn)氣終止時，汽缸里的空 氣就是10%的殘余廢氣加進(jìn)入的膨脹空氣之和。這樣一來，汽缸里的膨脹空氣是524. 4克 -52.4克=472.克，同時，燃燒比472克/14. 7=32, 1立方米汽缸的膨脹空氣的汽油所做的 功，46000000*32/1000=1472000焦耳，含氧量472*21%=99克，與設(shè)計的含氧量之比為99 克/270.9克=0.36=36%，燃油量之比為32克/87.75克=0.36=36%，功率之比為 1472000J/4036500J=36%按每立方米空氣比例，進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸里的燃油，只有36%被利用做功，有64%因為缺 少氧氣燃燒被浪費(fèi)。因為有64%不能燃燒的燃油，化成廢氣被發(fā)動機(jī)排出，造成了廢氣污染。能源是不能再生的，現(xiàn)在全世界都在尋找節(jié)省燃油、減少廢氣排放的方法。如；多進(jìn)氣 門發(fā)動機(jī)、渦輪增壓等。都是在給發(fā)動機(jī)加大進(jìn)氣量，增加氧氣讓燃油燃燒的更加充分，以 達(dá)到節(jié)能減排的目地，雖然都起到了一定的效果，但都不能從根本上解決燃油完全燃燒的問 題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有發(fā)動機(jī)所存在的由于燃油燃燒不充分，從而造成污染和浪費(fèi) 等諸多不足，提供一種通過向發(fā)動機(jī)內(nèi)注入氧氣助燃，使燃油充分燃燒的節(jié)油方法及其裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種發(fā)動機(jī)增氧助燃節(jié)油方法，將制氧機(jī)、氧氣發(fā)生裝置制成的純氧或液態(tài)氧，導(dǎo)入罐狀儲氧裝置，儲氧裝置中的純氧或液態(tài)氧通過減壓裝置以及流量控制 裝置轉(zhuǎn)換為低壓氧氣，然后將氧氣通過輸送管道輸送到發(fā)動機(jī)中，幫助燃油充分燃燒。優(yōu)選的是，所述的增氧助燃節(jié)油方法中，儲氧裝置中的純氧或液態(tài)氧在輸送管路中先進(jìn) 行一次減壓，減壓后的純氧或液態(tài)氧進(jìn)行氣化，并使其接近常溫，再由流量控制裝置控制其 流量，通過流量控制裝置的氧氣再進(jìn)行二次減壓，二次減壓后的氣體通過輸送管道直接輸入 發(fā)動機(jī)。優(yōu)選的是，所述的儲氧裝置中的純氧或液態(tài)氧在進(jìn)行一次減壓前進(jìn)行壓力檢測。 優(yōu)選的是，該增氧助燃節(jié)油裝置包括一個儲氧裝置以及與發(fā)動機(jī)相連接的管路，儲氧裝 置上設(shè)置有開關(guān)和壓力表，管路上按照氧氣流動的方向依次設(shè)置有一級減壓閥，氣化室，流 量控制裝置，以及二級減壓閥。優(yōu)選的是，所述的儲氧裝置與一級減壓閥之間設(shè)置有壓力檢測控制閥。 優(yōu)選的是，所述的流量控制裝置包括一個筒狀殼體，以及安裝在筒狀殼體兩端開口處的 電磁控制開關(guān)和機(jī)械控制開關(guān)，殼體上分別開有進(jìn)氣口以及出氣口；在殼體內(nèi)部的空腔內(nèi)安 裝有一個倒置的錐臺狀活塞，錐臺狀活塞的錐度根部對準(zhǔn)殼體的進(jìn)氣口，在進(jìn)氣口處設(shè)置有 一個頂推柱塞，頂推柱塞呈一個喇叭狀，其尖細(xì)末段設(shè)置在氧氣進(jìn)氣管內(nèi)，擴(kuò)大前端與錐臺 狀活塞滑動接觸；電磁控制開關(guān)和機(jī)械控制開關(guān)分別與錐臺狀活塞相連接，控制錐臺狀活塞 在空腔內(nèi)上下滑動。優(yōu)選的是，所述的電磁控制開關(guān)包括安裝在筒狀殼體一端的橡膠端蓋以及安裝在端蓋上 的電磁鐵，該電磁鐵鐵芯的頭部設(shè)置有一個頂柱，頂柱穿過端蓋與錐臺狀活塞的末端頂推接 觸；所述的機(jī)械控制開關(guān)包括安裝在筒狀殼體另一端的、與錐臺狀活塞的根部頂推接觸的拉 桿，以及連接拉桿和油門控制裝置的機(jī)械拉線，在拉桿上設(shè)置有復(fù)位彈簧。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明利用直接向發(fā)動機(jī)內(nèi)增加氧氣的方式，滿足了發(fā)動機(jī)在各 種負(fù)荷下燃油燃燒的需要，可以大大提高燃油的燃燒利用率，達(dá)到了節(jié)能減排的目的，而且 燃燒充分的汽油所排出的氣體中包含的影響空氣質(zhì)量氣體也大大降低，其環(huán)保效果也極為明顯。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明的電氣控制圖；附圖3為本發(fā)明流量控制裝置的靜止剖視圖；附圖4為本發(fā)明流量控制裝置的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)動態(tài)剖視圖；附圖5為本發(fā)明流量控制裝置的加速運(yùn)轉(zhuǎn)動態(tài)剖視圖。
具體實施方式
如圖l至圖5所示的本發(fā)明的具體實施例， 一種發(fā)動機(jī)增氧助燃節(jié)油方法，將制氧機(jī)、 氧氣發(fā)生裝置制成的純氧或液態(tài)氧，導(dǎo)入罐狀儲氧裝置，儲氧裝置中的純氧或液態(tài)氧在輸送 管路中先進(jìn)行一次減壓，減壓后的純氧或液態(tài)氧進(jìn)行氣化，并使其接近常溫，再由流量控制 裝置控制其流量，通過流量控制裝置的氧氣再進(jìn)行二次減壓，二次減壓后的氣體通過輸送管 道直接輸入發(fā)動機(jī)21。所述的儲氧裝置中的純氧或液態(tài)氧在進(jìn)行一次減壓前進(jìn)行壓力檢測。上述增氧助燃節(jié)油方法所采用的裝置包括一個儲氧裝置1以及與發(fā)動機(jī)21相連接的管路 2，儲氧裝置上設(shè)置有開關(guān)3和壓力表4，管路2上按照氧氣流動的方向依次設(shè)置有一級減壓 閥6，氣化室7，流量控制裝置，以及二級減壓閥IO。在儲氧裝置1與一級減壓閥6之間的 管路2上設(shè)置有壓力檢測控制閥5。所述的流量控制裝置包括一個筒狀殼體28，以及安裝在筒狀殼體28兩端開口處的電磁 控制開關(guān)和機(jī)械控制開關(guān)，殼體28上分別開有進(jìn)氣口以及出氣口；在殼體28內(nèi)部的空腔內(nèi) 安裝有一個倒置的錐臺狀活塞20，錐臺狀活塞20的錐度根部對準(zhǔn)殼體28的進(jìn)氣口，在進(jìn)氣 口處設(shè)置有一個頂推柱塞19,頂推柱塞19呈一個喇叭狀，其尖細(xì)末段設(shè)置在氧氣進(jìn)氣管18 內(nèi)，擴(kuò)大前端與錐臺狀活塞20滑動接觸，進(jìn)氣管18與頂推柱塞19之間設(shè)置有密封圈；電磁 控制開關(guān)和機(jī)械控制開關(guān)分別與錐臺狀活塞20相連接，控制錐臺狀活塞20在空腔內(nèi)上下滑 動。所述的電磁控制開關(guān)包括安裝在筒狀殼體28 —端的橡膠端蓋27以及安裝在端蓋27上的 電磁鐵29，該電磁鐵鐵芯22的頭部設(shè)置有一個頂柱23，頂柱23穿過端蓋27與錐臺狀活塞 20的末端頂推接觸；所述的機(jī)械控制開關(guān)包括安裝在筒狀殼體28另一端的、與錐臺狀活塞 20的根部頂推接觸的拉桿30，以及連接拉桿30和油門控制裝置的機(jī)械拉線26,在拉桿30 上設(shè)置有復(fù)位彈簧24。工作時，當(dāng)發(fā)動機(jī)21未運(yùn)轉(zhuǎn)時，氧氣從儲氧裝置l流出，通過管路2經(jīng)開關(guān)閥3、壓力 檢測控制閥5、 一級減壓閥6、汽化室7、到電磁閥8上，儲氧裝置1上設(shè)置有壓力表4，指示氣體壓力，壓力檢測控制閥5保證氣體壓力在一個安全的壓力值之內(nèi)，汽化室7提高壓縮 氧氣和液態(tài)氧的溫度。啟動發(fā)動機(jī)時，閉合電源開關(guān)ll，電磁閥8的線圈13接通，打開電 磁閥8，氧氣通過電磁閥8進(jìn)入到電磁控制閥9前的管路2上，此時由于電磁控制閥9未打 開，氧氣被封在進(jìn)氣管18里；接通啟動開關(guān)12，馬達(dá)線圈14通電，發(fā)動機(jī)21啟動，同時 接通了繼電器15,使得繼電器15的常開觸點15-1閉合，從而接通繼電器16，繼電器16的 常開觸點16-1閉合，接通了電磁控制閥9的線圈17，并自鎖。電磁鐵29閉合，活動鐵芯22 動作，頂住頂柱23向上運(yùn)動，從而推動錐臺狀活塞20向上運(yùn)動，因而，與頂推柱塞19接觸 的錐臺狀活塞20的直徑逐漸減少，錐臺狀活塞20在進(jìn)氣管18內(nèi)的氣體的壓力作用下，被氣 體推出，氣體從頂推柱塞19分開的間隙流出，進(jìn)入閥體，經(jīng)出氣管25流出，進(jìn)入二次減壓 閥10，到發(fā)動機(jī)的空氣濾清器里，被發(fā)動機(jī)的汽缸吸入，補(bǔ)充汽缸里的氧氣，助發(fā)動機(jī)燃油 燃燒。由于繼電器16自鎖，啟動開關(guān)12復(fù)位后，繼電器16仍給電磁鐵29供電，錐臺狀活 塞20被頂在一個固定的位置，頂推柱塞19和進(jìn)氣管18的間隙，也被固定，只有定量的怠速 氧氣流過電磁控制閥9和二次減壓閥10，進(jìn)入到發(fā)動機(jī)的空氣濾清器里，供發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。 由于控制頂推柱塞19位置狀態(tài)的錐臺狀活塞20通過機(jī)械拉線26與加油機(jī)構(gòu)連接并同步，發(fā) 動機(jī)加速時，加油機(jī)構(gòu)被拉動，同時牽引錐臺狀活塞20向上移動，頂推柱塞19隨著錐臺狀 活塞20的上移向外滑出，進(jìn)氣間隙加大，更多的氧氣經(jīng)過閥體，從出氣管25流出。當(dāng)加油 機(jī)構(gòu)放松時，錐臺狀活塞20在復(fù)位彈簧24的彈力作用下返回，隨著發(fā)動機(jī)的負(fù)荷不斷變化， 加油機(jī)構(gòu)不斷的拉動和放松。進(jìn)氣量也就和燃油的增加和減少同步變化著。當(dāng)加油機(jī)構(gòu)復(fù)位， 錐臺狀活塞20在彈簧的壓力下向下移動，落在電磁鐵29的活動鐵芯22的頂柱23上，由于 繼電器16自鎖，電磁鐵29依然閉合，仍有怠速氧氣通過.發(fā)動機(jī)依然怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。關(guān)掉發(fā)動 機(jī)電源，停車，電磁控制閥9恢復(fù)圖3的位置，停止供氧。二次減壓閥10使得進(jìn)入發(fā)動機(jī) 21的氧氣有一個平緩的進(jìn)氣壓力。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)動機(jī)增氧助燃節(jié)油方法，其特征在于將制氧機(jī)、氧氣發(fā)生器制成的純氧或液態(tài)氧，導(dǎo)入罐狀儲氧裝置，儲氧裝置中的純氧或液態(tài)氧通過減壓裝置以及流量控制裝置轉(zhuǎn)換為低壓氧氣，然后將氧氣通過輸送管道輸送到發(fā)動機(jī)中，幫助燃油充分燃燒。
2、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)增氧助燃節(jié)油方法，其特征在于所述的增氧助燃方法中， 儲氧裝置中的純氧或液態(tài)氧在輸送管路中先進(jìn)行一次減壓，減壓后的純氧或液態(tài)氧進(jìn)行 氣化，并使其接近常溫，再由流量控制裝置控制其流量，通過流量控制裝置的氧氣再進(jìn) 行二次減壓，二次減壓后的氣體通過輸送管道直接輸入發(fā)動機(jī)。
3、 如權(quán)利要求1或2的任意一項所述的發(fā)動機(jī)增氧助燃節(jié)油方法，其特征在于所述的儲 氧裝置中的純氧或液態(tài)氧在進(jìn)行一次減壓前進(jìn)行壓力調(diào)控。
4、 如權(quán)利要求2所述的發(fā)動機(jī)增氧助燃節(jié)油方法所用裝置，其特征在于該增氧助燃裝置 包括一個儲氧裝置以及與發(fā)動機(jī)相連接的管路，儲氧裝置上設(shè)置有開關(guān)和壓力表，管路 上按照氧氣流動的方向依次設(shè)置有一級減壓閥，氣化室，流量控制裝置，以及二級減壓 閥。
5、 如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機(jī)增氧助燃節(jié)油方法所用裝置，其特征在于所述的儲氧裝置 與一級減壓閥之間設(shè)置有壓力檢測控制閥。
6、 如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機(jī)增氧助燃節(jié)油方法所用裝置，其特征在于所述的流量控制 裝置包括一個筒狀殼體，以及安裝在筒狀殼體兩端開口處的電磁控制開關(guān)和機(jī)械控制開 關(guān)，殼體上分別開有進(jìn)氣口以及出氣口；在殼體內(nèi)部的空腔內(nèi)安裝有一個倒置的錐臺狀活塞，錐臺狀活塞的錐度根部對準(zhǔn)殼體的進(jìn)氣口，在進(jìn)氣口處設(shè)置有一個頂推柱塞，頂 推柱塞呈一個喇叭狀，其尖細(xì)末段設(shè)置在氧氣進(jìn)氣管內(nèi)，擴(kuò)大前端與錐臺狀活塞滑動接觸；電磁控制開關(guān)和機(jī)械控制開關(guān)分別與錐臺狀活塞相連接，控制錐臺狀活塞在空腔內(nèi) 上下滑動。
7、 如權(quán)利要求6所述的發(fā)動機(jī)增氧助燃節(jié)油方法所用裝置，其特征在于所述的電磁控制 開關(guān)包括安裝在筒狀殼體一端的橡膠端蓋以及安裝在端蓋上的電磁鐵，該電磁鐵鐵芯的 頭部設(shè)置有一個頂柱，頂柱穿過端蓋與錐臺狀活塞的末端頂推接觸；所述的機(jī)械控制開關(guān)包括安裝在筒狀殼體另一端的、與錐臺狀活塞的根部頂推接觸的拉桿，以及連接拉桿 和油門控制裝置的機(jī)械拉線，在拉桿上設(shè)置有復(fù)位彈簧。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)動機(jī)增氧助燃節(jié)油方法及其裝置，該方法是將罐狀儲氧裝置中的純氧或液態(tài)氧通過減壓裝置以及流量控制裝置轉(zhuǎn)換為低壓氧氣，然后將氧氣通過輸送管道輸送到發(fā)動機(jī)中，幫助燃油充分燃燒；該增氧助燃節(jié)油裝置包括一個儲氧裝置以及與發(fā)動機(jī)相連接的管路，儲氧裝置上設(shè)置有開關(guān)和壓力表，管路上按照氧氣流動的方向依次設(shè)置有一級減壓閥，氣化室，流量控制裝置，以及二級減壓閥。本發(fā)明利用直接向發(fā)動機(jī)內(nèi)增加氧氣的方式，滿足了發(fā)動機(jī)在各種負(fù)荷下燃油燃燒的需要，可以大大提高燃油的燃燒利用率，達(dá)到了節(jié)能減排的目的，而且燃燒充分的汽油所排出的氣體中包含的影響空氣質(zhì)量氣體也大大降低，其環(huán)保效果也極為明顯。
文檔編號F02M25/12GK101614170SQ200910009018
公開日2009年12月30日 申請日期2009年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月13日
發(fā)明者朱本川 申請人:朱本川