一種電控內燃機混合燃料能量高效利用方法及其裝置的製作方法

2023-05-06 08:41:56

專利名稱：一種電控內燃機混合燃料能量高效利用方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種內燃機混合燃料能量高效利用方法，具體涉及 一種電控內燃機混合燃料能量高效利用方法。並涉及實現所述方法的專用裝置。(二)、背景技術現有電控內燃機工作特點燃油由電噴油嘴噴射入燃燒室，與 空氣混合，電火花塞放電將燃燒室內的空氣與燃料混合氣點燃，或者是壓燃的方式，燃料在 燃燒室爆燒，由此氣體在氣缸內瞬間膨脹，推動活塞作功；與此同時，配氣機構協同工作，完 成四衝程或者二衝程壓縮、燃燒，膨脹，排氣等過程，將燃油的化學能轉換為機械能。但是， 在這一過程，能量轉換並不充分，會有大約30% -60%的能量以廢氣和水循環散熱等方式 流失，因此浪費了大量燃料能量，而且內燃機因需要有換熱扇及散熱器等附件，需要提供較 大的安置空間。(三)、發明內容本發明所要解決的技術問題是，提供一種電控內燃機混合燃料 能量高效利用方法及其裝置，將內燃機工作產生的餘熱進行再利用，並利用這部分熱能將 水轉換為內燃機做功的輔助燃料。為了解決上述技術問題，本發明採用了以下技術方案。一種電控內燃機混合燃料能量高效利用方法，其特徵在於第一步，將被內燃機加熱到82°C的水引入到蒸發及電解複合裝置中；第二步，利用內燃機工作排出的廢氣餘熱對蒸發及電解複合裝置中水進行再加 熱，並對蒸發及電解複合裝置中的液態水和水蒸汽分別進行電解，製取氫氣和氧氣；第三步，將蒸發及電解複合裝置中的氫氣、氧氣、水蒸汽組成的混合氣體儲存於儲 氣罐中，用作內燃機的輔助燃料；第四步，E⑶電子控制單元控制電磁氣控閥開啟，儲氣罐中的混合氣體經過混合氣 體電控噴嘴進入燃燒室做功。一種電控內燃機混合燃料能量高效利用裝置，包括ECU電子控制單元和內燃機 體，其特徵在於還包括儲水箱，在儲水箱內安裝有電動水泵，電動水泵的出水端與內燃機體連 接；還包括通過電磁離合水泵和水管與內燃機體連接的蒸發及電解複合裝置，蒸發及 電解複合裝置內部具有上下兩個相通的空間，其中下部空間安裝有水電解裝置，上部空間 安裝有水蒸汽電解裝置；在內燃機體的排氣歧管的排氣端連接有廢氣加熱管，該廢氣加熱管從所述的蒸發 及電解複合裝置的下部空間經過；蒸發及電解複合裝置通過單向閥以及混合氣體輸送管連接有儲氣罐，儲氣罐通過 混合氣體管連接混合氣體電控噴嘴，其中混合氣體電控噴嘴安裝於內燃機體上；在混合氣體管上安裝有與ECU電子控制單元連接的電磁氣控閥。本發明具有以下特點本發明最大的特點是在保留對內燃機工作方式的基礎上， 減少使用部分發動機部件，充分提高化學能、熱能、光能、電能、機械能之間的能量轉換效 率，達到內燃機節約燃油，提高效能的主要目的。
1)、解決了內燃機水溫控制問題。內燃機啟動工作一段時間後，缸體內的水就會被加熱到一定溫度，如果任由其溫 度不斷提升，內燃機就會出現燃燒室內燃料提前被引爆，工況不穩，活塞熱漲過大，活塞與 缸體卡死拉缸，潤滑油變稀甚至變質，運動部件磨損加劇等一系列故障。本發明中，當水溫 度達到一定溫度時，缸體內的水被水泵泵入蒸發及電解複合裝置中，儲水箱的水及時補充 入缸體，缸體內水的溫度得以保持在相對恆溫狀態。本發明減少了風扇、散熱器等零部件。2)、解決了液態水及氣態水蒸汽電解及電解電壓調節的問題。在電解液態水的同時，進行電解水蒸汽，電解水蒸汽制氫最大優點是蒸氣狀態下 的水蒸汽比液態更容易分解為可以作為燃料的氫，水蒸汽電解裝置可將高溫水蒸汽電解， 產生氫氣和氧氣。電子控制單元通過對可控矽變壓器進行調壓，實現了水蒸汽電解裝置和 水電解裝置工作電壓的調整。3)、解決了混合燃料送入燃燒室的問題。當電解出的氫氣、氧氣與少量水蒸汽的混合氣體在儲氣罐內達到一定的工作壓力 後，電子控制單元控制內燃機上的混合氣體電控噴嘴開啟，這些氣體在燃油壓燃或引燃後 的瞬間進入燃燒室內，燃燒做功。微量的水蒸汽顆粒在高溫中，可迅速膨脹，有助於對活塞 做功。

圖1是本發明的原理圖，也是本發明專用裝置的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例進一步說明本發明。如圖1所示，本發明包括E⑶電子控制單元23和內燃機體1。本發明還包括儲水箱21，在儲水箱21內安裝有電動水泵27，電動水泵27的出水 端通過輸水管觀與內燃機體1上的輸水管接頭31連接。在寒冷環境下，為防止水結冰，可 以採取放水或者添加防凍劑等方法。本發明還包括通過電磁離合水泵18和水管與內燃機體1連接的蒸發及電解複合 裝置3。蒸發及電解複合裝置3內部具有上下兩個相通的空間，其中下部空間為儲液態水空 間，上部空間為儲水蒸汽空間。上下部空間分別安裝有電解裝置，即水蒸汽電解裝置7和水 電解裝置6，分別對水蒸汽和液態水進行電解，產生氫氣和氧氣。在內燃機體1的排氣歧管 2的排氣端連接有廢氣加熱管4，該廢氣加熱管4從所述的蒸發及電解複合裝置3的下部空 間經過，用於對其中儲液態水空間中的水加熱。蒸發及電解複合裝置3通過單向閥9以及混合氣體輸送管11連接有儲氣罐16。 儲氣罐16通過混合氣體管22連接混合氣體電控噴嘴20，其中混合氣體電控噴嘴20安裝於 內燃機體1上。為了防止電解過程發生爆炸，要求電解及蒸汽複合裝置3內部空間相對要小，材 質為耐高壓> 100MPA，耐高溫800 1500°C合金材質製成。並在電解及蒸汽複合裝置3和 儲氣罐16上分別裝有安全閥8。安全閥8的作用是，當壓力過高時進行洩壓。在混合氣體管22上安裝有與E⑶電子控制單元23連接的電磁氣控閥17。本發明還包括安放在能夠接受陽光的太陽能電池14以及與太陽能電池14並聯的 發電機15。太陽能電池14和發電機15應儘可能選擇大功率的發電產品，以滿足電解過程 中的大量電能消耗，太陽能電池14和發電機15將產生的電經整流器13 —路存入蓄電池12，另一路直接供給ECU電子控制單元23和本裝置的各個用電單元，用電單元包括蒸發及 電解複合裝置3的電解電能消耗，以及各傳感器、電磁閥等。儲水箱21內的水經過過濾器沈被電動水泵27泵入內燃機體1中的散熱循環水 腔。內燃機工作的過程中，水溫不斷升高，當達到82°C時，熱水被內燃機體1端部的電磁離 合水泵18泵入蒸發及電解複合裝置3中。熱水被廢氣加熱管4繼續加熱蒸發，液態水被水 電解裝置6電解，水蒸汽被水蒸汽電解裝置7電解。電解析出氫氣，氧氣，所述的氫氣、氧氣 和水蒸汽混合形成混合氣體，混合氣體達到一定壓力後經單向閥9被壓入儲氣罐16。E⑶電子控制單元23根據內燃機工況開啟或關閉電磁氣控閥17，混合氣體經混合 氣體管22在混合氣體電控噴嘴20開啟的瞬間進入燃燒室32做功。與此同時，ECU電子控 制單元23控制脈衝電流開啟電噴油嘴30噴射燃油進入燃燒室32，點燃或壓燃做功。所述 的電噴油嘴30噴射的燃油通過油燃料管四供給。在儲水箱21內還安裝有通過電控線路M與E⑶電子控制單元23相連的水位傳 感器25。水位傳感器25的作用是實時向ECU電子控制單元23提供儲水箱21的水位信號， 使操作人員能夠直接觀察到儀表顯示儲水箱的水位並告警，必要時補充水。內燃機體1 一側裝有電磁離合水泵18和溫壓一體傳感器19。當水溫達到82°C時， ECU電子控制單元23控制電磁離合水泵18工作，將內燃機體1內的水泵入電解及蒸發複合 裝置3中。與此同時，控制儲水箱21內電動水泵27工作，及時將儲水箱21內的水補充入 內燃機體1內。ECU電子控制單元23根據溫壓一體傳感器19提供的信號，控制儲水箱21 內的電動水泵27和電磁離合水泵18的開啟和關閉，保持內燃機體1內的水溫在一定幅度 內波動。當溫壓一體傳感器19檢測到的內燃機體1的水壓低於設定值時，ECU電子控制單 元23控制電動水泵27和電磁離合水泵18工作，向內燃機體1內泵水。在E⑶電子控制單元23與蒸發及電解複合裝置3之間安裝有可控矽變壓器10。 E⑶電子控制單元23通過對可控矽變壓器10進行調壓，實現水蒸汽電解裝置7和水電解裝 置6工作電壓的調整。在蒸發及電解複合裝置3下部的儲液態水空間中設置有溫度傳感器5，用以檢測 該空間內水的溫度。溫度傳感器5與E⑶電子控制單元23信號連接。E⑶電子控制單元 23接收到溫度傳感器5的發送過來的信號，根據水溫信號控制可控矽變壓器10調壓。電磁氣控閥17和混合氣體電控噴嘴20能夠在得到ECU電子控制單元23的指令 後關閉或者開啟以及控制開啟時間長短，對於混合氣體電控噴嘴20開啟或關閉是經過周 密程序設計並進行運轉實驗得出最佳工作效果，與電噴油嘴30協同進行的。
權利要求
1.一種電控內燃機混合燃料能量高效利用方法，其特徵在於第一步，將被內燃機加熱到82°C的水引入到蒸發及電解複合裝置(3)中； 第二步，利用內燃機工作排出的廢氣餘熱對蒸發及電解複合裝置(3)中水進行再加 熱，並對蒸發及電解複合裝置(3)中的液態水和水蒸汽分別進行電解，製取氫氣和氧氣；第三步，將蒸發及電解複合裝置(3)中的氫氣、氧氣、水蒸汽組成的混合氣體儲存於儲 氣罐(16)中，用作內燃機的輔助燃料；第四步，ECU電子控制單元控制電磁氣控閥開啟，儲氣罐(16)中的混合氣體經過 混合氣體電控噴嘴00)進入燃燒室做功。
2.如權利要求1所述的電控內燃機混合燃料能量高效利用方法，其特徵在於溫壓一 體傳感器(19)實時檢測內燃機體(1)的水壓和水溫，將檢測到到的溫度、壓力信號傳輸給 ECU電子控制單元03)，ECU電子控制單元03)控制向內燃機體(1)內泵水。
3.如權利要求2所述的電控內燃機混合燃料能量高效利用方法，其特徵在於ECU電子 控制單元通過對可控矽變壓器(10)進行調壓，實現水蒸汽電解裝置(7)和水電解裝 置(6)工作電壓的調整。
4.一種電控內燃機混合燃料能量高效利用裝置，包括ECU電子控制單元和內燃機 體(1)，其特徵在於:還包括儲水箱(21)，在儲水箱內安裝有電動水泵07)，電動水泵(XT)的出水端 與內燃機體⑴連接；還包括通過電磁離合水泵(18)和水管與內燃機體(1)連接的蒸發及電解複合裝置 (3)，蒸發及電解複合裝置(3)內部具有上下兩個相通的空間，其中下部空間安裝有水電解 裝置(6)，上部空間安裝有水蒸汽電解裝置(7)；在內燃機體(1)的排氣歧管( 的排氣端連接有廢氣加熱管G)，該廢氣加熱管(4)從 所述的蒸發及電解複合裝置(3)的下部空間經過；蒸發及電解複合裝置C3)通過單向閥(9)以及混合氣體輸送管(11)連接有儲氣罐 (16)，儲氣罐(16)通過混合氣體管0 連接混合氣體電控噴嘴(20)，其中混合氣體電控噴 嘴OO)安裝於內燃機體⑴上；在混合氣體管0 上安裝有與ECU電子控制單元連接的電磁氣控閥(17)。
5.如權利要求4所述的電控內燃機混合燃料能量高效利用裝置，其特徵在於還包括 太陽能電池(14)以及與太陽能電池(14)並聯的發電機(15)；太陽能電池(14)和發電機 (15)將產生的電經整流器(1 一路存入蓄電池(12)，另一路直接供給E⑶電子控制單元 (23)和本裝置的各個用電單元。
6.如權利要求4所述的電控內燃機混合燃料能量高效利用裝置，其特徵在於在儲水 箱內還安裝有通過電控線路04)與ECU電子控制單元03)相連的水位傳感器05)。
7.如權利要求4所述的電控內燃機混合燃料能量高效利用裝置，其特徵在於內燃機 體⑴一側裝有溫壓一體傳感器(19)，該溫壓一體傳感器(19)與ECU電子控制單元03) 信號連接。
8.如權利要求4所述的電控內燃機混合燃料能量高效利用裝置，其特徵在於在ECU 電子控制單元與蒸發及電解複合裝置C3)之間安裝有可控矽變壓器(10)；在蒸發及 電解複合裝置C3)下部的儲液態水空間中設置有溫度傳感器(5)，該溫度傳感器( 與ECU電子控制單元信號連接。
9.如權利要求4所述的電控內燃機混合燃料能量高效利用裝置，其特徵在於在電解 及蒸汽複合裝置C3)和儲氣罐(16)上分別裝有安全閥(8)。
全文摘要
本發明是一種電控內燃機混合燃料能量高效利用方法及其裝置，首先將被內燃機加熱到82℃的水引入到蒸發及電解複合裝置(3)中；然後利用內燃機工作排出的廢氣餘熱對蒸發及電解複合裝置(3)中水進行再加熱，並對蒸發及電解複合裝置(3)中的液態水和水蒸氣分別進行電解，製取氫氣和氧氣；最後將蒸發及電解複合裝置(3)中的氫氣、氧氣、水蒸氣組成的混合氣體儲存於儲氣罐(16)中，用作內燃機的輔助燃料。將內燃機工作產生的餘熱進行了再利用，並利用這部分熱能將水轉換為內燃機做功的輔助燃料。
文檔編號F02M25/12GK102052196SQ20101052440
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月19日 優先權日2010年10月19日
發明者李強, 李浩鎔, 韓宗欣 申請人:山東黃金礦業股份有限公司新城金礦