專利名稱：一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)助燃裝置，具體地說是一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃 節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中已有利用電解槽來電解水產(chǎn)生氫氧混合助燃?xì)怏w輸入發(fā)動機(jī)的燃燒 室與燃料混合燃燒，能提高燃燒效率，達(dá)到節(jié)能目的。如中國發(fā)明專利申請案名稱為“一種 產(chǎn)生氫氧助燃?xì)怏w的節(jié)能裝置及方法”，申請?zhí)?00810188454. 0，申請日2008-12-15。其公 開了一種產(chǎn)生氫氧助燃?xì)怏w的節(jié)能裝置及方法，其特征在于所述裝置中的電解槽包括若干 塊陰性電極板、陽性電極板及中性極板，所述不同極板相互不接觸，并相鄰或相隔地排列組 成電解極板，位于電解極板最外側(cè)的兩塊極板均為中性極板；所述裝置中的電子驅(qū)動裝置 是可調(diào)脈寬調(diào)制器，其輸入端連接直流電源，其輸出端分別連接電解槽的陰性電極板及陽 性電極板。利用該裝置產(chǎn)生氫氧助燃?xì)怏w的方法為可調(diào)脈寬調(diào)制器通電；調(diào)節(jié)可調(diào)脈寬 調(diào)制器頻率和占空比，使電解槽電解出氫氧氣體；不儲存地輸出氫氧氣體。使內(nèi)燃機(jī)或發(fā)動 機(jī)節(jié)省了燃料。其還公開了與電解槽連接的脈寬調(diào)制器的輸入端連接到12V直流電或汽車 發(fā)動機(jī)的電極上。所述內(nèi)燃機(jī)或發(fā)動機(jī)安裝有空氣/燃料比例控制器?？諝?燃料比例控 制器是用于控制進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室的空氣/燃料比例。其不足是，該發(fā)明操作不方便，節(jié)能 效果也有待提高。

實用新型內(nèi)容所要解決的技術(shù)問題本實用新型目的是提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃智能 控制系統(tǒng)裝置，具有自動智能控制性能，安全可靠，并能進(jìn)一步提高發(fā)動機(jī)節(jié)能效果。技術(shù)方案本實用新型一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置，包 括發(fā)動機(jī)及串聯(lián)于電噴發(fā)動機(jī)噴油量控制信號控制回路中的發(fā)動機(jī)傳感器，電源，受發(fā)動 機(jī)油泵運行狀態(tài)同步控制的供電繼電器，用于電解產(chǎn)生氫氧氣體的電解槽，驅(qū)動電解槽的 PWM電流控制器，電解槽產(chǎn)生的氫氧氣體通過氫氧氣體傳輸通道連在發(fā)動機(jī)空氣吸入管道 上，其特殊之處是還包括可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器，所述可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的輸入 端與發(fā)動機(jī)傳感器信號輸出端連接，可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的輸出端與發(fā)動機(jī)ECU輸入 端連接；所述PWM電流控制器的供電端接在電源輸出端的供電繼電器上，PWM電流控制器的 輸出端連在電解槽的兩個電極上；所述可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器與所述供電繼電器連接。上述方案中，所述可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器包括濾波放大單元，轉(zhuǎn)換繼電器邏輯 控制單元，信號繼電器，ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，第一中央處理器MCU及存儲器，DAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，可 預(yù)調(diào)同步升降控制器，可變增益限幅放大器，與第一中央處理器MCU連接的操作驅(qū)動鍵盤、 IXD顯示屏幕；其中，發(fā)動機(jī)傳感器信號輸入端通過信號繼電器與濾波放大單元連接，濾波放大 單元與ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接，ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接第一中央處理器MCU及存儲器；轉(zhuǎn)換繼電器邏輯控制單元連接第一中央處理器MCU及存儲器，第一中央處理器MCU及存儲器連接可預(yù)調(diào)同步升降控制器，將預(yù)設(shè)值的信號進(jìn)行 同步升降處理后送給DAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成原有傳感器的模擬信號，再經(jīng)可變增益限幅放 大器后通過信號繼電器連接送給發(fā)動機(jī)ECU ；所述可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器還與PWM電流控制器線路連接。上述方案中，所述電解槽產(chǎn)生的氫氧助燃?xì)怏w通過氫氧氣體傳輸通道連在空氣濾 芯后的發(fā)動機(jī)空氣吸入管道上。所述氫氧氣體傳輸通道中還設(shè)有用于防止發(fā)動機(jī)回火的帶 有不可燃燒的液態(tài)過濾的氣體隔離槽。所述發(fā)動機(jī)傳感器為空氣流量傳感器并設(shè)在發(fā)動機(jī) 空氣吸入管道上，或所述發(fā)動機(jī)傳感器為壓力傳感器并設(shè)在進(jìn)氣歧管中，或所述發(fā)動機(jī)傳 感器為氧傳感器并設(shè)在發(fā)動機(jī)排放端中。在所述氫氧氣體傳輸通道中串聯(lián)有氣體單向閥。 在所述電解槽、氣體隔離槽中分別設(shè)有液面檢測開關(guān)。所述電解槽所產(chǎn)生氫氣的比例小于發(fā)動機(jī)吸入氣體總量的6%以下。 所述電解槽內(nèi)是具有水平方向放置的電解極板，電解極板分布方式是水平橫向的 垂直葉片極板，葉片極板全部淹沒在電解溶液中，電解槽上端設(shè)有添加電解液所用的密封 注入口及密閉蓋。所述PWM電流控制器包括6V-48V的直流供電范圍，并以PWM控制方式，以 ΙΟΗζ-ΙΟΟΚΗζ可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的可調(diào)脈沖寬度方式施加到電解槽負(fù)載上。所述PWM電流控制器包括與第二中央處理器MCU連接的用于電解電流初始數(shù)據(jù) 設(shè)置的編碼開關(guān)、數(shù)碼顯示器、風(fēng)扇。所述電解槽所產(chǎn)生的氫氣和氧氣是不經(jīng)過分離，自然混合而加入發(fā)動機(jī)燃燒室。本實用新型還應(yīng)用于汽油發(fā)動機(jī)、柴油發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、建筑工程機(jī)械、燃油燃?xì)?鍋爐。本實用新型具有如下優(yōu)點1、本實用新型具有智能自動控制性能，安全可靠。本實用新型中設(shè)有受發(fā)動機(jī)油泵運行狀態(tài)同步控制的供電繼電器給PWM電流控 制器、可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的供電。發(fā)動機(jī)停止運行出現(xiàn)故障時，PWM電流控制器、可 程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器電源斷開，電解槽停止產(chǎn)生氫氧氣體。本發(fā)明并在氫氧氣體傳輸通 道中設(shè)帶有不可燃燒的液態(tài)過濾的氣體隔離槽，在所述氫氧氣體傳輸通道中串聯(lián)有氣體單 向閥。保證本發(fā)明安全可靠。本實用新型可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器還串聯(lián)于發(fā)動機(jī)傳感器與發(fā)動機(jī)ECU連接 的噴油量控制信號回路，可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制 系統(tǒng)裝置出現(xiàn)任何異常狀況下通過信號繼電器自動跳轉(zhuǎn)成直通，即發(fā)動機(jī)傳感器與發(fā)動機(jī) ECU直接連接，以恢復(fù)發(fā)動機(jī)原始數(shù)據(jù)，不影響發(fā)動機(jī)原有的功能和安全性。2、本實用新型節(jié)能環(huán)保(1)、本實用新型將水電離分解成氫、氧混合氣體輸送到發(fā)動機(jī)的燃料室內(nèi)與其它 燃油同時燃燒做功。由于氧氣的輸入使原來發(fā)動機(jī)的燃料得到更充分的燃燒，提高了燃油 效率。而氫氣是一種環(huán)保高能燃料(航天飛機(jī)、火箭發(fā)射器等用的燃料就是氫)，燃燒熱能 比汽油柴油都高，是汽油燃燒熱能的三倍，氫氣的注入就是增加了燃料，同時通過可程式數(shù) 字空燃比調(diào)諧器的智能控制減少燃油的供給量，用添加的氫氣代替減少供給的燃油。從而
5達(dá)到節(jié)油的目的。本發(fā)明節(jié)油效果顯著，節(jié)油率不低于20%。(2)、本實用新型利用氫氣著火點比燃油(這里的燃油可以是汽油；柴油和其它任 何石化燃料；化工燃料和生物燃料作為內(nèi)燃機(jī)的動力燃料)的著火點提前，使汽缸中的燃 油更加充分的燃燒，從而提高燃燒效率和降低排放物的功效。眾多資料表明氫的發(fā)熱值是 所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高。加上電解所產(chǎn)生的較高純度的氧氣助燃所產(chǎn) 生的能量，在原有噴油量不變的情況下可以大大提高發(fā)動機(jī)的功率。通過可程式數(shù)字空燃 比調(diào)節(jié)器、串聯(lián)于電噴發(fā)動機(jī)傳感器，通過對發(fā)動機(jī)傳感器的信號進(jìn)行增量或減量的修正 使發(fā)動機(jī)在動力不變的情況下降低噴油量，最終達(dá)到真正意義上不改變發(fā)動機(jī)原有動力特 性的基礎(chǔ)上達(dá)到提高節(jié)能減排的效果。由于氫氣本身的裂變性質(zhì)燃燒產(chǎn)生強(qiáng)大的暴發(fā)性動力和氧氣的助燃特性，利用氫 氣的著火點比燃油提前能讓汽缸中的燃油燃燒更加充分而產(chǎn)生更高的熱值能量和連帶降 低排放物的效果?？梢源蠓鹊墓?jié)省內(nèi)燃機(jī)的燃油，又因為氫氣氧氣燃燒后的代謝物是水， 而水在燃燒室的高溫效應(yīng)下產(chǎn)生霧化水蒸氣，這個霧化水蒸氣也是內(nèi)燃機(jī)的一個良好的動 力源。而且由于微少量霧化水的存在，也可以給燃燒室適當(dāng)?shù)慕禍亍亩_保內(nèi)燃機(jī)的內(nèi) 部溫度得到有效的抑制，也確保內(nèi)燃機(jī)的安全和降低排放的效果。整個系統(tǒng)應(yīng)用最終讓內(nèi) 燃機(jī)達(dá)到一個真正的節(jié)能燃料，減少排放污染物的實質(zhì)性效果。(3)、本實用新型可以應(yīng)用于汽油、柴油、天然氣等化工化石燃料的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)作 為輔助節(jié)能系統(tǒng)，也可以與內(nèi)燃發(fā)動機(jī)做成一體化成為新型的節(jié)能減排發(fā)動機(jī)。本發(fā)明同 樣適用于非電噴發(fā)動機(jī)的節(jié)能減排應(yīng)用。在非電噴內(nèi)燃發(fā)動機(jī)節(jié)能減排應(yīng)用時不需要可程 式數(shù)字空燃比調(diào)諧器介入?？繗溲鯕怏w助燃使原有燃料更加充分燃燒產(chǎn)生的功，使之在相 同功率比情況下節(jié)省燃油和降低排放的效果。(4)本實用新型減少有害氣體的排放，發(fā)動機(jī)加入氫氧混合氣體后，可以使原來的 一氧化碳、碳?xì)浠衔锍浞秩紵⒆龉?，而氫氣燃燒產(chǎn)生的是水，零排放、零污染，所以在節(jié) 油的同時可以有效地降低車輛尾氣中的有毒有害物質(zhì)，達(dá)到節(jié)能減排的目的。本發(fā)明減少 有毒有害物質(zhì)(一氧化碳、二氧化碳.碳?xì)浠衔锛邦w粒懸浮物)50%以上。3、本實用新型能有效地保護(hù)發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)在長期運行過程中，由于燃燒不充分等原因形成積碳，加入氧氣體達(dá)到充 分燃燒，降低了積碳的產(chǎn)生機(jī)率，而加入氫氣，氫氣的點火能量為0. 02，僅為汽油點火能量 的十分之一。而氫的點火傳播速度為4.85米/秒，比汽油點火速度快五倍。特別是氫的熄 火間隙只有0. 06秒，僅為汽油的三分之一。較小的熄火間隙可使火焰散布到汽缸的任意角 落，甚至達(dá)到活塞環(huán)內(nèi)隙，使原有的積碳在短時間內(nèi)被清除，同時也不會發(fā)生新的沉積，可 以有效地保護(hù)發(fā)動機(jī)，減少換機(jī)油的次數(shù)，延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。據(jù)估算，發(fā)動機(jī)使用壽 命可延長30%左右。4、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單。本實用新型通過直流電以PWM電流控制器可程式恒定電流方式給電解槽供電，經(jīng) 電解水產(chǎn)生氫氣和氧氣混合助燃?xì)怏w，不需要專門的存儲空間，通過氫氧氣體傳輸通道輸 入發(fā)動機(jī)的燃燒室中，所有的操作均為自動完成和實現(xiàn)的，有利于操作，結(jié)構(gòu)簡單，安全可
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圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)中電解槽產(chǎn)生的氫氧氣體通過氫氧氣體傳輸通道連在內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)機(jī)的空氣吸入管道上示意圖；圖2是本實用新型電解槽中電解極板示意圖；圖3是本實用新型工作邏輯方框示意圖；圖4是本實用新型可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器工作邏輯方框示意圖；圖5是本實用新型PWM電流控制器工作邏輯方框示意圖。圖中標(biāo)號說明1、PWM電流控制器，2、導(dǎo)線，3、電解槽，4、密封注入口及密閉蓋，5、 氫氧氣體傳輸通道，6、氣體隔離槽，7、液面檢測開關(guān)，8、電極，9、氣體單向閥，10、發(fā)動機(jī)空 氣吸入管道，11、發(fā)動機(jī)燃燒室，12、進(jìn)氣歧管，13、噴油嘴，14電解極板。
具體實施方式
見圖1、2、3，PWM電流控制器1的輸出端通過導(dǎo)線2連接于電解槽3的兩個電極8， 電解槽3上端設(shè)有添加電解液所用的密封注入口及密閉蓋4，以防止電解所產(chǎn)生的氫氧氣 體泄漏。所述電解槽3內(nèi)具有水平方向放置的電解極板14，電解極板14分布方式是水平橫 向的垂直葉片極板，葉片極板全部淹沒在電解溶液中。所述PWM電流控制器包括6V-48V的直流供電范圍，并以PWM控制方式，以 ΙΟΗζ-ΙΟΟΚΗζ可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的可調(diào)脈沖寬度方式施加到電解槽負(fù)載上。電解槽3產(chǎn)生的氫氧氣體通過氫氧氣體傳輸通道5連在發(fā)動機(jī)空氣吸入管道10 上，具體連在空氣濾芯后的發(fā)動機(jī)空氣吸入管道10上。電解槽所產(chǎn)生的氫氣和氧氣是不經(jīng)過分離，自然混合而加入發(fā)動機(jī)燃燒室11。電 解槽所產(chǎn)生氫氣的比例小于發(fā)動機(jī)吸入氣體總量的6%以下。在電解槽3中設(shè)有液面檢測開關(guān)。為確保安全，所述氫氧氣體傳輸通道5中還設(shè)有用于防止發(fā)動機(jī)回火的氣體隔離 槽6，在氣體隔離槽6內(nèi)為裝有不可燃燒的液態(tài)。在所述氫氧氣體傳輸通道5中串聯(lián)有氣體 單向閥9。在氣體隔離槽6中設(shè)有液面檢測開關(guān)7。本實施方式的發(fā)動機(jī)采用內(nèi)燃、電噴發(fā)動機(jī)。見圖3，本發(fā)明還包括一受發(fā)動機(jī)油 泵運行狀態(tài)同步控制驅(qū)動且自動隨發(fā)動機(jī)的運行和停止同步的供電繼電器。包括串聯(lián)于電 噴發(fā)動機(jī)噴油量控制信號控制回路中的發(fā)動機(jī)傳感器。PWM電流控制器1的供電端接在電源(可用發(fā)動機(jī)系統(tǒng)電源)輸出端的供電繼電 器上。發(fā)動機(jī)傳感器信號輸出端與可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的輸入端連接，可程式數(shù)字空 燃比調(diào)諧器的輸出端與發(fā)動機(jī)ECU輸入端連接；所述可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器由所述供電 繼電器連接供電。所述供電繼電器的作用是，發(fā)動機(jī)運行時，PWM電流控制器、可程式數(shù)字空燃比調(diào) 諧器接通電源，發(fā)動機(jī)停止運行時，PWM電流控制器、可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器電源斷開。電 解槽停止產(chǎn)生氫氧氣體，保證安全。所述發(fā)動機(jī)傳感器為空氣流量傳感器并設(shè)在發(fā)動機(jī)空氣吸入管道10上，或發(fā)動 機(jī)傳感器為壓力傳感器并設(shè)在進(jìn)氣歧管12中，或發(fā)動機(jī)傳感器為氧傳感器并設(shè)在發(fā)動機(jī) 排放端中。[0046]可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器具體如下并參見圖4，可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器包括濾波放大單元，轉(zhuǎn)換繼電器邏輯控制 單元，信號繼電器，ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，第一中央處理器MCU及存儲器，DAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，可預(yù)調(diào) 同步升降控制器，可變增益限幅放大器，與第一中央處理器MCU連接的操作驅(qū)動鍵盤、IXD 顯示屏幕。其中，發(fā)動機(jī)傳感器信號輸入端通過信號繼電器與濾波放大單元連接，濾波放大 單元與ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接，ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接第一中央處理器MCU及存儲器；轉(zhuǎn)換繼電 器邏輯控制單元連接第一中央處理器MCU及存儲器，第一中央處理器MCU及存儲器連接可預(yù)調(diào)同步升降控制器，將預(yù)設(shè)值的信號同步 的進(jìn)行同步升降處理后送給DAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成原有發(fā)動機(jī)傳感器的模擬信號，再經(jīng)可 變增益限幅放大器后通過信號繼電器連接送給發(fā)動機(jī)ECU ；所述可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器還與PWM電流控制器線路連接。見圖3。可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器工作原理邏輯是圖4中可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的執(zhí)行單元為可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器內(nèi)部的 信號繼電器，它是雙聯(lián)雙刀的信號繼電器，可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器信號繼電器的兩個常 閉靜態(tài)出點是直接相連的。當(dāng)可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器內(nèi)部出現(xiàn)故障或者外部有故障信號 傳達(dá)時，第一中央處理器MCU會發(fā)出故障信號傳遞給轉(zhuǎn)換繼電器邏輯控制單元，使信號繼 電器及時切換到初始狀態(tài)(相當(dāng)于沒有連接可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的原始狀態(tài))，所以 這種控制信號繼電器初始狀態(tài)為不改變原有信號通路的設(shè)計是安全可行的?？沙淌綌?shù)字空燃比調(diào)諧器串聯(lián)于發(fā)動機(jī)傳感器與發(fā)動機(jī)E⑶信號之間，具體的連 接方式為發(fā)動機(jī)傳感器的信號輸出端通過信號繼電器連接于可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的 輸入端，可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的輸出端通過信號繼電器連接于發(fā)動機(jī)ECU輸入端。當(dāng) 開啟電源，可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器自檢正常后沒有收到外部故障指令的情況下，第一中 央處理器MCU給出指令讓串聯(lián)于發(fā)動機(jī)傳感器信號線的信號繼電器吸合，只有信號繼電器 吸合狀態(tài)下，可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器才具有噴油量控制功能。如遇到任何異常信號繼電 器斷開，發(fā)動機(jī)傳感器信號自動從信號繼電器常閉觸電接通。直接傳遞給發(fā)動機(jī)ECU，此時 信號不受任何外部因素控制，還原到發(fā)動機(jī)初始狀態(tài)。中央處理器MCU及存儲器這里的第一中央處理器MCU及存儲器是帶存儲功能的 MCU，它主要執(zhí)行來自各模塊信號的運算，給出計算后的相應(yīng)數(shù)據(jù)，執(zhí)行各功能模塊的數(shù)據(jù) 指令。濾波放大單元當(dāng)信號繼電器吸合后信號從信號繼電器的動觸點進(jìn)入可程式數(shù)字 空燃比調(diào)諧器，首先第一中央處理器MCU根據(jù)輸入信號的幅度頻率自動識別干擾信號進(jìn)入 帶通濾波器進(jìn)行放大，這里的放大是調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù)小于1或者大于1。ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器是將前級濾波處理后的模擬信號轉(zhuǎn)換成為第一中央處理器MCU 識別和計算的數(shù)字信號，傳遞給第一中央處理器MCU進(jìn)行計算。轉(zhuǎn)換繼電器邏輯控制單元通過接收外部信號和第一中央處理器MCU的指令執(zhí)行 信號繼電器關(guān)閉與吸合的控制驅(qū)動電路。供電系統(tǒng)至各單元是通過受發(fā)動機(jī)油泵驅(qū)動同步信號控制的電池或發(fā)動機(jī)系統(tǒng)供電，經(jīng)過穩(wěn)壓和電壓轉(zhuǎn)換后給第一中央處理器MCU及其它各個電源供電的電路。操作驅(qū)動鍵盤是經(jīng)過一條多通道數(shù)據(jù)線連接于可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器，擔(dān)任 數(shù)據(jù)設(shè)置的操作鍵盤。IXD顯示屏幕是經(jīng)過一條多通道數(shù)據(jù)線連接于可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器與操作 鍵盤在一起的數(shù)據(jù)顯示裝置，顯示設(shè)置數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)，以及故障診斷的輸出裝置?？深A(yù)調(diào)同步升降控制器系統(tǒng)中有兩個相同功能模塊，分別是進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置時候 的初調(diào)和細(xì)調(diào)的功能。將第一中央處理器MCU給出的數(shù)字信號執(zhí)行加減運算的功能，將運 算后的數(shù)字信號送達(dá)后級DAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。DAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成發(fā)動機(jī)E⑶所能識別的模擬信號送達(dá)后級的 可變增益限幅放大器。可變增益限幅放大器將DAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊送來的模擬信號進(jìn)行幅度識別，進(jìn)行 幅度的放大，這里的增益可以是小于1或大于1。放大后的信號將滿足發(fā)動機(jī)E⑶直接讀取 的信號，發(fā)動機(jī)ECU通過這一信號的修正后的數(shù)據(jù)來控制噴油系統(tǒng)的噴油量。PWM電流控制器具體如下并參見圖5，PWM電流控制器為可程式數(shù)字PWM電流控制器，由核心控制的第二中 央處理器MCU完成各個信號處理和運算，將預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)信息存儲于數(shù)據(jù)存儲器當(dāng)中，在工作 過程中實時調(diào)取作為計算參考。輸出PWM(脈沖寬度調(diào)制信號)去控制串聯(lián)于電解槽回路 的MOSFET的導(dǎo)通時間來控制電解槽的電流。將另外一路PWM信號去驅(qū)動散熱風(fēng)扇使PWM 電流控制器工作于穩(wěn)定的溫度環(huán)境狀態(tài)。當(dāng)PWM電流控制器本身任何一個功能模塊有異常 時將會自動關(guān)閉驅(qū)動MOSFET的信號，關(guān)閉電解槽的供電電流，不再產(chǎn)生氫氣和氧氣，同時 送出故障保護(hù)信號給可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器，當(dāng)可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器收到這個故障 保護(hù)信號時也會停止工作，閉合串聯(lián)在發(fā)動機(jī)傳感器的信號繼電器接點，發(fā)動機(jī)傳感器與 發(fā)動機(jī)ECU直接連接，使之信號直通，整個發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)完全恢復(fù)到原來初始狀態(tài)，所以 本系統(tǒng)的加裝不存在安全隱患。PWM電流控制器的初始數(shù)據(jù)設(shè)置是通過連接于第二中央處 理器MCU的編碼開關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置的，通過按壓編碼開關(guān)來實現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)的解鎖與開鎖功 能。溫度傳感器是由NTC或者PTC電阻連接于基準(zhǔn)電源分壓出來的信號連接到第二 中央處理器MCU的，通過第二中央處理器MCU內(nèi)部ADC的轉(zhuǎn)換與程序預(yù)設(shè)保護(hù)參考溫度電 壓值進(jìn)行比較，當(dāng)由溫度傳感器送達(dá)第二中央處理器MCU的信號到達(dá)預(yù)設(shè)保護(hù)點時候，第 二中央處理器MCU將關(guān)閉驅(qū)動MOSFET的PWM，同時送出故障保護(hù)信號給可程式數(shù)字空燃比 調(diào)諧器。直到溫度恢復(fù)正常安全運行范圍，第二中央處理器MCU才會開啟驅(qū)動MOSFET的驅(qū) 動信號和關(guān)閉送達(dá)可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的故障信號，使系統(tǒng)恢復(fù)工作。LED指示燈是連接在第二中央處理器MCU上的工作狀態(tài)的指示燈，一旦系統(tǒng)有任 何問題時LED將會不同的閃爍，閃爍的頻率間隙就是不同故障的代碼。液位傳感器是檢測電解槽和氣體隔離槽的液體高度的，一旦低于設(shè)定值將會傳 遞信號給第二中央處理器MCU，第二中央處理器MCU收到這個信號將會和溫度傳感器處理 數(shù)據(jù)相同的方式去控制個單元。可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器是和PWM電流控制器互通故障保護(hù)信號控制的并聯(lián)裝 置，可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器故障保護(hù)信號送達(dá)PWM電流控制器時，兩者都會執(zhí)行互動的保護(hù)過程。數(shù)據(jù)存儲器是存儲預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)和記錄系統(tǒng)開關(guān)次數(shù)與運行時間的存儲中心，也充 當(dāng)飛機(jī)的黑匣子的部分功能。編碼開關(guān)是連接于第二中央處理器MCU通訊設(shè)置電解電流及其軟件初始數(shù)據(jù)設(shè) 置，保存執(zhí)行和解鎖的調(diào)節(jié)開關(guān)。數(shù)碼顯示器是連接于第二中央處理器MCU的數(shù)碼管列陣，它可以將第二中央處 理器MCU執(zhí)行和運行的數(shù)據(jù)顯示出來，包含，預(yù)設(shè)電流；運行電流，供電電壓以及故障代碼。 運行默認(rèn)狀態(tài)顯示當(dāng)前運行電流，觸動一下編碼開關(guān)將顯示設(shè)置電流值。有故障顯示時相 應(yīng)的故障代碼會間隙閃爍，從而提醒用戶。基準(zhǔn)信號源是不同的電壓信號，送達(dá)第二中央處理器MCU對各個單元運行數(shù)據(jù) 實時比較的參考值。控制開關(guān)是PWM電流控制器的供電開關(guān)。PWM電流控制器與發(fā)動機(jī)匹配使用必 須處于打開狀態(tài)。BATTERY(電池)是將BATTERY經(jīng)控制開關(guān)后的不穩(wěn)定電源進(jìn)行穩(wěn)壓后送給第二 中央處理器MCU和其它單元供電的電源。PWM驅(qū)動是第二中央處理器MCU送出受溫度傳感器影響和工作電流影響的脈沖 寬度驅(qū)動信號，用它送達(dá)風(fēng)扇驅(qū)動電路去控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，通過調(diào)速可以使風(fēng)扇在既有功 能下延長使用壽命和提高可靠性的作用。第一 ADC轉(zhuǎn)換是將電壓采樣電路對BATTERY的電壓監(jiān)控采樣得到的模擬信號轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信號送給第二中央處理器MCU處理的電路。電壓采樣即對BATTERY的電壓監(jiān)控采樣的電路，信號送達(dá)第一 ADC轉(zhuǎn)換.第二 ADC轉(zhuǎn)換是接收減法放大器送來的模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號送給第二中 央處理器MCU處理的電路。減法器放大濾波是將監(jiān)測電解槽運行電流的模擬信號通過減去一個預(yù)設(shè)值 之后進(jìn)行信號的放大處理。(具體的工作原理，本發(fā)明人已提出中國專利申請，申請?zhí)?200910110577. 7，名稱為“一種檢測直流電流的方法及裝置與系統(tǒng)”，其主說明PWM電流控 制器。)PWM控制是將第二中央處理器MCU送出的用來驅(qū)動MOSFET的PWM信號進(jìn)行分離 和保護(hù)同步控制的電路，將它處理后的信號送至后級放大。電流放大是將PWM控制送出的信號經(jīng)過電流放大器放大后用于驅(qū)動串聯(lián)于電解 槽電極的MOSFET用于控制PWM電流控制器的電流大小。以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明的原理前提下，還可以作出若干變型和改進(jìn)，這些應(yīng)視為屬于本 實用新型的保護(hù)范圍。
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權(quán)利要求一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置，包括發(fā)動機(jī)及串聯(lián)于電噴發(fā)動機(jī)噴油量控制信號控制回路中的發(fā)動機(jī)傳感器，電源，受發(fā)動機(jī)油泵運行狀態(tài)同步控制的供電繼電器，用于電解產(chǎn)生氫氧氣體的電解槽，驅(qū)動電解槽的PWM電流控制器，電解槽產(chǎn)生的氫氧氣體通過氫氧氣體傳輸通道連在發(fā)動機(jī)空氣吸入管道上，其特征在于還包括可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器，所述可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的輸入端與發(fā)動機(jī)傳感器信號輸出端連接，可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的輸出端與發(fā)動機(jī)ECU輸入端連接；所述PWM電流控制器的供電端接在電源輸出端的供電繼電器上，PWM電流控制器的輸出端連在電解槽的兩個電極上；所述可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器與所述供電繼電器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置，其特 征是所述可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器包括濾波放大單元，轉(zhuǎn)換繼電器邏輯控制單元，信號 繼電器，ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，第一中央處理器MCU及存儲器，DAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，可預(yù)調(diào)同步升降 控制器，可變增益限幅放大器，與第一中央處理器MCU連接的操作驅(qū)動鍵盤、IXD顯示屏幕；其中，發(fā)動機(jī)傳感器信號輸入端通過信號繼電器與濾波放大單元連接，濾波放大單元 與ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接，ADC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接第一中央處理器MCU及存儲器；轉(zhuǎn)換繼電器邏 輯控制單元連接第一中央處理器MCU及存儲器，第一中央處理器MCU及存儲器連接可預(yù)調(diào)同步升降控制器，將預(yù)設(shè)值的信號進(jìn)行同步 升降處理后送給DAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成原有傳感器的模擬信號，再經(jīng)可變增益限幅放大器 后通過信號繼電器連接送給發(fā)動機(jī)ECU ；所述可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器還與PWM電流控制器線路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置，其特 征是所述電解槽產(chǎn)生的氫氧氣體通過氫氧氣體傳輸通道連在空氣濾芯后的發(fā)動機(jī)空氣吸 入管道上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置，其特 征是所述氫氧氣體傳輸通道中還設(shè)有用于防止發(fā)動機(jī)回火的帶有不可燃燒的液態(tài)過濾的 氣體隔離槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置，其特 征是所述發(fā)動機(jī)傳感器為空氣流量傳感器并設(shè)在發(fā)動機(jī)空氣吸入管道上，或所述發(fā)動機(jī) 傳感器為壓力傳感器并設(shè)在進(jìn)氣歧管中，或所述發(fā)動機(jī)傳感器為氧傳感器并設(shè)在發(fā)動機(jī)排 放端中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置，其特 征是在所述氫氧氣體傳輸通道中串聯(lián)有氣體單向閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置，其特 征是在所述電解槽、氣體隔離槽中分別設(shè)有液面檢測開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置，其特 征是所述電解槽內(nèi)是具有水平方向放置的電解極板，電解極板分布方式是水平橫向的垂 直葉片極板，葉片極板全部淹沒在電解溶液中，電解槽上端設(shè)有添加電解液所用的密封注 入口及密閉蓋。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置，其特 征是所述PWM電流控制器包括與第二中央處理器MCU連接的用于電解電流初始數(shù)據(jù)設(shè)置的編碼開關(guān)、數(shù)碼顯示器、風(fēng)扇。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置， 其特征是所述PWM電流控制器包括6V-48V的直流供電范圍，并以PWM控制方式，以 ΙΟΗζ-ΙΟΟΚΗζ可調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的可調(diào)脈沖寬度方式施加到電解槽負(fù)載上，所述電解槽所產(chǎn)生 氫氣的比例小于發(fā)動機(jī)吸入氣體總量的6%以下。
專利摘要本實用新型公開了一種用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)氫氧助燃節(jié)能智能控制系統(tǒng)裝置，它包括發(fā)動機(jī)傳感器、電源、電解槽、PWM電流控制器，供電繼電器，電解槽產(chǎn)生的氫氧助燃?xì)怏w通過氫氧氣體傳輸通道連在發(fā)動機(jī)空氣吸入管道上，其特殊之處還包括可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器，所述發(fā)動機(jī)傳感器信號輸出端與可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的輸入端連接，可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器的輸出端與發(fā)動機(jī)ECU輸入端連接；所述PWM電流控制器的供電端接在電源輸出端的供電繼電器上，PWM電流控制器的輸出端連接于電解槽的兩個電極；所述可程式數(shù)字空燃比調(diào)諧器與所述供電繼電器連接。本實用新型能提高發(fā)動機(jī)的功率達(dá)到節(jié)能減排效果，安全可靠。
文檔編號F02D41/26GK201650510SQ20102014067
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者劉旭明 申請人:重慶沛達(dá)氫能科技有限公司