內燃機助燃節油裝置的製作方法
2023-08-10 12:28:56
專利名稱：內燃機助燃節油裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬內燃機技術，特別是涉及一種內燃機的助燃節油及減少汙染的裝置。
在內燃機(包括汽油引擎和柴油引擎)的設計中，設計者在允許的條件下，將考慮到燃油與空氣合適的混合比例，以便燃油與空氣混和霧化後得到比較好的燃燒。但是由於製造材料、使用條件、燃油成份及技術的限制，霧化前的燃油得不到較好的預處理，高壓電火花能量及燃油空氣混合比例也非最佳值。致使燃油得不到充分燃燒，有害氣體成份，如一氧化碳、碳氫化合物、一氧化氮等含量較高，嚴重汙染了大氣。根據現行的環保規定和人們日益增強的環保意識，這種情況是不允許的。為此，市場上出現了改善上述問題的產品。但是，經一段時間的使用，暴露出了不少缺點。其一是這些產品自身不夠完善而未能達到較好的效果。例如，有一種點火高壓升壓裝置，在升高點火脈衝電壓的同時，削窄了脈衝寬度。另外，產品上標明單向使用，即作為升壓高壓線的產品，其兩個端點不可倒置，這給使用帶來一定麻煩。另有一種由兩塊永久磁鐵組成的燃油磁化裝置，很難達到打破長鏈烴，重新排列燃油分子的目的。還有一種助燃氣體製備裝置，僅提供定量助燃氣體，也就是說無論發動機轉速高低，需求量大小，助燃氣體的產生量基本是個恆定值。這僅能滿足發動機低速運行時的要求，並不能隨發動機轉速(吸氣量)的變化去調節制氣量和供氣量。其二是以上三種產品均為單獨使用，即使有一定效果也僅僅改善了發動機運行時的一部分性能和效果。不能從點火能量、燃油預處理和增加助燃氣體三方面綜合改觀發動機(引擎)的燃燒熱能、動力和清潔排氣效果。
本實用新型的目的是提供一種內燃機助燃節油裝置，從多方面改善內燃機的燃燒和運行狀況，以克服現有的技術所存在的上述缺陷。
本實用新型的目的是由以下技術方案實現的；它由利用半導體器件、電感、電容和電阻構成的點火電脈衝增能部分；由超聲頻電子振蕩電路以及產生交變磁場和恆磁場的磁體構成的燃油預處理部分；由調頻振蕩電路、升壓電路以及板狀條梳放電或尖端放電的臭氧發生元件構成的助燃氣體發生部分構成。
本實用新型可以使點火電脈衝能量更高，同時，使燃料與空氣混和霧化前得到預處理，以及在參與混和的空氣中增加助燃氣體(臭氧)的綜合性新技術組成的新的實用技術方案。本實用新型中的點火電脈衝增能部分，通過升壓和加寬脈衝，使點火脈衝有效電壓升高1.4至1.9倍，加強了電火花的點火能量，延長了燃油在氣缸中強制燃燒的時間，增加了動力，同時清理並減少了氣缸中和火花塞上的積碳。燃料預處理部分使燃油在霧化前先經過交變磁場和恆磁場，在超聲頻交變磁場作用下，部分碳十一以上的長鏈烴被變成易燃燒的短鏈烴，同時增加了燃油分子的活性。在霧化後燃油粒子會更小，更容易與氧分子和臭氧結合而充分燃燒，助燃氣體發生部分就是為混合氣體增加臭氧的。由於發動機轉速信號的調製作用，臭氧發生量隨著發動機轉速的提高，吸氣量的增加而增加。所以在發動機各種轉速情況下，都可以提供足夠的臭氧供混合氣體在氣缸中反應。在以上三方面綜合作用下，發動機的動力明顯增加，而燃油消耗卻相應減少。並且發動機排出的廢氣低於國家規定的環保最低標準。
以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明；
圖1是本實用新型的電路原理圖。
圖2是本實用新型的結構示意圖。
圖3是本實用新型與汽油機的連接示意圖。
圖4是本實用新型與柴油機的連接示意圖。
根據
圖1、圖2所示，圖中1是點火電脈衝增能部分，A和B是點火電脈衝增能部分1的輸出、輸入線，分別接高壓包和分電器，2是燃料預處理部分，M1和M2是磁體，是燃料預處理部分2的執行部件，磁體M1經導線2-1與燃料預處理部分2連接，3是助燃氣體發生部分，3-1是調頻振蕩與升壓部分，3-2是臭氧發生元件，3-3是臭氧輸送管，接至化油器吸氣口上，3-4是信號採樣元件至調頻振蕩器3-1的信號線，4是輸油管，5是正電源線，接高壓包初級的電源端，6是公共地線。點火電脈衝增強部分1為助燃氣體發生部分3提供發動機轉速信號。
在高壓點火電脈衝增能部分1中，半導體元件二極體D的負極接電阻R1和電容C，二極體D的兩端接電感L1。點火脈衝到來時，通過二極體D向電容C和L1充入電能。由於電感L1及電容C的電壓電流的相位特性，對點火高壓脈衝產生儲能和倍壓作用，提高了點火脈衝的能量。同時，電感L1補償了二極體D導通角產生的能量損失。電阻R1主要用於調整電路的阻抗，並對電容C起保護作用。在實際應用中，A端與B端倒相使用其效果基本相同。
圖1中的Ls是與其它電路信號耦合的線圈。適當調整元器件的參數，可使點火脈衝電壓升高1.4至1.9倍。二極體D採用快恢復高頻大功率二極體，如FR304、UF5408等。其效果更佳，這部分的元器件可以封裝在點火高壓主線的端頭防跳火塑膠罩內。
燃油預處理部分2中由超聲頻電子振蕩線路和磁體構成，IC4060與石英晶體構成超聲振蕩器通過調整4060的輸出端Q5至Q14與R16的連接，可以得到按二的n次冪分頻的信號。該信號通過電晶體J2驅動電磁線圈L2，按超聲頻率產生交變電磁場。在圖2中，2-2是電磁線圈L2，與永久磁鐵2-3平行排放，使它們磁力線互相平行；在它們的對面即與電磁線圈2-2相對的位置放置一塊易被磁化的鐵芯2-4，與永久磁鐵2-3相對的位置放置磁極相反的永久磁鐵2-5，並將鐵芯2-4與永久磁鐵2-5用塑膠封裝成一體，電磁線圈2-2(帶鐵芯)與永久磁鐵2-3封裝成一體，並稱為磁體M1，前者稱之為磁體M2。燃油通過輸油管4從磁體M1和磁體M2的垂直磁場流過時，首先通過超聲頻交變磁場，將雜亂無章的長鏈烴打破，使其成為短鏈烴，通過永久磁鐵形成的恆定磁場，燃油分子按順序較有規則的重新排列，這樣燃油進入化油器(或者高壓油嘴噴射)霧化時，燃油粒子會更小，與氧分子及臭氧更容易結合，進而有助於霧化燃油在氣缸中的燃燒。在燃油經過超聲頻交變磁場時，有部分烴中的碳氫化合物鍵被破壞，使它們成為可燃燒的烴，在空氣中氧分子及助燃氣體發生部分產生的臭氧作用下，反應生成為二氧化碳和水，從而達到的提高燃油效率且減小對環境汙染的目的。
助燃氣體發生部分3由調頻振蕩電路，升壓電路和尖端放電或板狀條梳放電臭氧發生部件組成。調頻振蕩電路由4部分構成。即由集成運算放大器U1及Ls、C1、R2、R3、R4組成的信號放大電路，由R6、C4、D1、C2、R5及U2網絡組成的波形整形電路；由集成電路U3(可以是KA7540)網絡組成的壓控振蕩器電路；以及由J1和升壓變壓器T組成的高壓升壓電路。
為了防止自激，U1接成反相放大器。
圖1中，Ls是從高壓點火電脈衝增能部分上採集信號的電感。由於點火脈衝是經升壓的高壓脈衝，且集成運算放大器U1具有較高的放大倍數，所以Ls的另一端可以懸空。U1的輸出信號經C2和R5組成的微分電路變成僅與點火脈衝上升沿有關的窄細小脈衝。因此，經D1充給C5的電壓值僅與脈衝個數有關。即頻率越高C5的電壓就越高，頻率越低C5上的電壓就越接近於U2正向輸入端的電位，U2的輸出變化就十分微小。U3是壓控振蕩器，其輸出頻率隨U2提供的電位上升而升高，電阻R7、R21組成分壓電路，為U3提供基準振蕩頻率所需要的電壓，同時決定U2的輸出變化使U3頻率變化的範圍。U3的輸出經J1推動變壓器T的初級線圈，在T的次級上感生高電壓(8KV至15KV)連接尖端放電或板狀條梳放電元件產生臭氧。電路中D2起保護J1的作用。在電晶體J1關斷時L1上產生負向感生電動勢，D2提供旁路而起到保護作用。
在汽油內燃機上應用時，如圖3所示，點火電脈衝增強部分1，燃料預處理部分2和助燃氣體發生部分3可以同時使用。點火電脈衝增能部分1與點火高壓主線聯接在高壓包8與分電器7之間；燃料預處理部分2的磁體M1和M2卡在化油器9前面的油管4上；助燃氣體發生部分3的臭氧輸導管3-3接在化油器吸氣口或輔助吸氣口上。助燃氣體發生部分3的調頻振蕩器的調頻信號取自點火電脈衝增能部分1。
該實用新型在柴油機上應用時，如圖4所示。由於柴油機無需高壓點火，而是採用高壓油嘴13噴射，壓縮暴發原理工作。所以只用燃料油預處理部分2及助燃氣體發生部分3即可。也可以只使用助燃氣體發生部分3。臭氧輸出管3-3可以加到空氣濾清器11的進口端或柴油機12公共進氣端，在柴油機的應用中，調整助燃氣體發生3中的R7和R21使U3產生固定頻率，靠空氣的流動量來調節臭氧產生量，而不靠汽油內燃機，臭氧產生量是靠調頻振蕩器的頻率調整來控制的。在這裡發動機需要的臭氧量是通過負壓節氣閥實現調節的，負壓節氣閥內的錐形體被彈簧壓迫塞住了進氣口，當發動機運行時，氣缸吸氣產生的負壓拉開了錐形體，臭氧進入氣缸，負壓越大，流經臭氧發生元件的空氣就越多，臭氧量隨空氣流量的增加而增加。
權利要求1.一種內燃機助燃節油裝置，其特徵在於它由利用半導體元器件、電感、電容和電阻構成的點火電脈衝增能部分(1)，由超聲頻電子振蕩電路以及產生交變磁場和恆磁場的磁體構成的燃料預處理部分(2)和由調頻振蕩電路，升壓電路以及板狀條梳或尖端放電的臭氧發生元件構成的助燃氣體發生部分(3)組成，其中點火電脈衝增能部分(1)為助燃氣體發生部分(3)提供發動機轉速信號。
2.根據權利要求1所述的助燃節油裝置，其特徵在於所說的點火電脈衝增能部分(1)中，半導體元件二極體D可以使用快恢復高頻大功率二極體，二極體D的負極端接電阻R1和電容C，二極體D的兩端接電感L1，該電路的兩端可以倒置使用。
3.根據權利要求1所述的助燃節油裝置，其特徵在於所說的燃料預處理部分(2)中的超聲頻振蕩器由集成電路4060與石英晶體構成。
4.根據權利要求1所述的助燃節油裝置，其特徵在於所說的燃料預處理部分(2)中的磁體有M1和M2兩塊組成，其中M1由帶鐵芯的電磁線圈(2-2)與永久磁鐵(2-3)組成，磁體M2由鐵芯(2-4)與永久磁鐵(2-5)組成。
5.根據權利要求1所述的助燃節油裝置，其特徵在於所說助燃氣體發生部分(3)的調頻振蕩電路由信號採樣元件Ls，信號放大電路、波形整形電路、以及壓控振蕩電路組成。
專利摘要本實用新型屬內燃機技術,特別是涉及一種內燃機的助燃節油裝置。該裝置由點火電脈衝增能部分,燃料預處理部分和助燃氣體發生部分組成。主要應用於汽油發動機和柴油發動機助燃節油淨化尾氣方面。它使點火電脈衝能量更高,同時,使燃料與空氣混合霧化前得到預處理,以及在參與混合空氣中增加助燃氣體的綜合型新技術構成的新的實用技術方案。該實用新型旨在克服內燃機領域現有技術存在的缺陷,在三個方面綜合作用下,使發動機的動力明顯增加,而燃料油消耗卻相應減少,並且發動機排出的廢氣低於國家規定的最低標準。
文檔編號F02M27/04GK2377359SQ9921983
公開日2000年5月10日 申請日期1999年2月12日 優先權日1999年2月12日
發明者周建軍, 王惠勇, 吳建強 申請人:王惠勇, 周建軍, 吳建強