一種內燃機用增氧系統的製作方法
2023-05-27 01:13:11
本實用新型涉及內燃機動力系統技術領域，特別是涉及一種可以向內燃機進氣管理提供高濃度氧氣的內燃機用增氧系統。
背景技術：
內燃機，是一種動力機械，它是通過使燃料在機器內部燃燒，並將其放出的熱能直接轉換為動力的熱力發動機。隨著社會的發展，人們對於如何提高內燃機的效率越來越關注。 影響內燃機動力輸出的原因有很多，但其中最重要的，莫過於如何把更多的空氣塞進汽缸，提高容積效率（更多的空氣將帶來更大的動力）。渦輪系統是增壓發動機中最常見的增壓系統之一。渦輪增壓是利用發動機排出的廢氣慣性衝力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入汽缸。當發動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整一下發動機的轉速，就可以增加發動機的輸出功率了。
渦輪系統出現在一定程度上對於提高內燃機的動力起到了很大的作用，但是由於渦輪系統雖然可以將更多的空氣壓入氣缸內，但是在空氣含氧量較低的地區，壓入氣缸內的空氣即使很多，由於其含氧量低同樣不能使氣缸內的燃料完全燃燒。
技術實現要素：
本實用新型提供了一種內燃機用增氧系統。
本實用新型提供了如下方案：
一種內燃機用增氧系統，該系統包括依次通過氣管相連的空氣壓縮單元、冷凝單元、制氧單元以及儲氧單元，所述儲氧單元通過氣管與所述內燃機的進氣管相連；
其中，所述儲氧單元與所述內燃機的進氣管之間的管道上連接有氧氣流量調節閥，所述內燃機進氣管上設置有用於檢測進氣管內的空氣流量以及氧氣濃度的傳感器；所述調節閥以及所述傳感器分別與控制單元相連；所述控制單元用於根據接收到的所述傳感器傳輸的空氣流量數據以及氧氣濃度數據，控制所述調節閥的開合程度。
優選的：所述制氧單元包括換向控制閥、分別與所述換向控制閥相連的第一分離倉以及第二分離倉；所述第一分離倉與所述第二分離倉分別通過氣管與所述儲氧單元相連；所述第一分離倉與所述儲氧單元相連的氣管上設置有第一單向閥，所述第二分離倉與所述儲氧單元連接的氣管上設置有第二單向閥；
其中，所述換向控制閥與所述冷凝單元相連。
優選的：還包括設置有節流閥的氣管，所述設置有節流閥的氣管一端連接於所述第一分離倉與所述第一單向閥之間，另一端連接於所述第二分離倉與所述第二單向閥之間。
優選的：所述第一分離倉與所述第二分離倉內分別設置有沸石分子篩。
優選的：所述第一分離倉與所述第二分離倉內分別設置有制氧富氧膜。
優選的：所述空氣壓縮單元的進氣端連接有過濾消毒單元。
優選的：所述控制單元還連接有溫度傳感器以及自動斷電控制器，所述控制單元還用於根據接收到的所述溫度傳感器傳輸的溫度值，控制所述自動斷電控制器的開合或者關閉。
優選的：所述控制單元與所述內燃機的供電單元相連。
根據本實用新型提供的具體實施例，本實用新型公開了以下技術效果：
通過本實用新型，可以實現一種內燃機用增氧系統，在一種實現方式下，該系統包括依次通過氣管相連的空氣壓縮單元、冷凝單元、制氧單元以及儲氧單元，所述儲氧單元通過氣管與所述內燃機的進氣管相連；其中，所述儲氧單元與所述內燃機的進氣管之間的管道上連接有氧氣流量調節閥，所述內燃機進氣管上設置有用於檢測進氣管內的空氣流量以及氧氣濃度的傳感器；所述調節閥以及所述傳感器分別與控制單元相連；所述控制單元用於根據接收到的所述傳感器傳輸的空氣流量數據以及氧氣濃度數據，控制所述調節閥的開合程度。本申請提供的系統，結構簡單合理，製作成本低廉，安裝使用方便。與現有內燃機進氣方式與技術相比，大大提升了內燃機動力，不僅能提高使用該內燃機的交通工具的攀爬力量，也能提高交通工具的行進加速度，尤其是該系統可防止使用燃料的交通工具在高海拔區域中航行與行駛時，由於空氣稀薄、氧氣含量低導致發動機熄火、停車的情況發生。
當然，實施本實用新型的任一產品並不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本實用新型實施例提供的一種內燃機用增氧系統的結構示意圖。
圖中：進氣管A、空氣壓縮單元1、冷凝單元2、制氧單元3、換向控制閥301、第一分離倉302、第二分離倉303、第一單向閥304、第二單向閥305、節流閥306、沸石分子篩307、儲氧單元4、氧氣流量調節閥5、傳感器6、控制單元7、過濾消毒單元8。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
實施例
參見圖1，為本實用新型實施例提供的一種內燃機用增氧系統，如圖1所示，該系統包括依次通過氣管相連的空氣壓縮單元1、冷凝單元2、制氧單元3以及儲氧單元4，所述儲氧單元4通過氣管與所述內燃機的進氣管A相連；
其中，所述儲氧單元4與所述內燃機的進氣管之間的管道上連接有氧氣流量調節閥5，所述內燃機進氣管A上設置有用於檢測進氣管內的空氣流量以及氧氣濃度的傳感器6；所述調節閥5以及所述傳感器6分別與控制單元7相連；所述控制單元7用於根據接收到的所述傳感器6傳輸的空氣流量數據以及氧氣濃度數據，控制所述調節閥5的開合程度。
在實際應用中，所述制氧單元3包括換向控制閥301、分別與所述換向控制閥301相連的第一分離倉302以及第二分離倉303；所述第一分離倉302與所述第二分離倉303分別通過氣管與所述儲氧單元4相連；所述第一分離倉302與所述儲氧單元4相連的氣管上設置有第一單向閥304，所述第二分離倉303與所述儲氧單元4連接的氣管上設置有第二單向閥305；其中，所述換向控制閥301與所述冷凝單元2相連。為了能夠更好地使該第一分離倉與第二分離倉交替工作，本申請實施例還可以提供，還包括設置有節流閥306的氣管，所述設置有節流閥306的氣管一端連接於所述第一分離倉與所述第一單向閥之間，另一端連接於所述第二分離倉與所述第二單向閥之間。進一步的，所述第一分離倉302與所述第二分離倉303內分別設置有沸石分子篩。再進一步的，所述第一分離倉302與所述第二分離倉303內分別設置有制氧富氧膜。再進一步的，所述空氣壓縮單元的進氣端連接有過濾消毒單元8。通過該過濾消毒單元可以對進入該空氣壓縮單元的空氣進行消毒過濾。
本申請實施例的制氧單元的工作原理為：空氣先經過濾淨化、空氣壓縮單元、冷凝單元加壓，由換向控制閥分配至第一分離艙，沸石分子篩吸附流經氣體中的氮氣分子，使得氣體中的氮、氧分離後，通過沸石分子篩的富氧氣體一路經單向閥儲氧單元，用於為內燃機的進氣管理提供高濃度氧氣；另一路少量富氧氣 體設置有節流閥的氣管進入第二分離倉內，促使第二分離倉內沸石分子篩吸附的氮氣分子析出並排入大氣之中，第二分離倉內的沸石分子篩的吸附功能獲得再生。當第一分離艙中的沸石分子篩吸附達到飽和時，換向控制閥適時切換，將經過濾淨化、空氣壓縮單元、冷凝單元加壓的空氣輸入第二分離艙，進行再次的沸石分子篩吸附、析出、富氧氣體輸出；兩個分離倉交替工作，使系統循環運行。實現不斷的為該內燃機的進氣管輸入空氣。為了方便為該系統供電，所述控制單元與所述內燃機的供電單元相連。採用沸石分子篩，變壓吸附技術（PSA）將空氣中的氧氣與氮氣分離，濾除了空氣中的有害物質，從而獲取符合醫用氧標準的高純度氧氣。採用分子篩制氧以空氣為原料，無須任何添加劑，無殘渣和汙染排放,耗電量小。該系統全套氣路均為低壓系統程序控制，性能穩定，噪音低。整個制氧過程可以在常溫下進行，對於使用該系統的內燃機更加安全。
為了進一步的提高該系統的性能，本申請實施例還可以提供所述控制單元還連接有溫度傳感器（圖中未示出）以及自動斷電控制器（圖中未示出），所述控制單元還用於根據接收到的所述溫度傳感器傳輸的溫度值，控制所述自動斷電控制器的開合或者關閉。當內燃機溫度過高或者出現火情等特殊狀況時，通過該溫度傳感器可以感知溫度的提升，進而通過控制單元控制自動斷電控制器將該制氧系統的電路切斷，這樣可以使得該系統安全性能更高。
本申請實施例提供的系統，為一種採用物理（沸石分子篩、高分子膜）分離技術將空氣中的氧氣分離出來後，通過與內燃機的進氣口進行科學對接，提升內燃機進氣中的氧氣含量，從而使內燃機氣缸內部的燃料充分燃燒，提高內燃機的動力的一種設備裝置。該系統可應用於使用燃料的交通工具的內燃機，具有內燃機進氣口氧氣濃度自動監測功能，當內燃機進氣口中氧氣濃度過低時，設備系統自動調節並提升內燃機進氣的氧氣濃度，當內燃機進氣口中氧氣濃度過高時，設備系統自動調節並降低發動機進氣的氧氣濃度，在提高內燃機動力的同時，對發動機起到一定保護作用。
總之，本申請提供的系統，結構簡單合理，製作成本低廉，安裝使用方便。與現有內燃機進氣方式與技術相比，大大提升了內燃機動力，不僅能提高使用該內燃機的交通工具的攀爬力量，也能提高交通工具的行進加速度，尤其是該系統可防止使用燃料的交通工具在高海拔區域中航行與行駛時，由於空氣稀薄、氧氣含量低導致發動機熄火、停車的情況發生。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並非用於限定本實用新型的保護範圍。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護範圍內。