專利名稱：排放控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種排放控制裝置，特別是一種與電子控制的燃料噴射系統(tǒng)結(jié)合使用的排放控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，人們認(rèn)識(shí)到利用磁場(chǎng)處理流體能夠提供各式各樣的有益效果。
過去有人提出過處理燃料的磁性裝置，關(guān)于這類裝置的說明可以在下述文獻(xiàn)中找到·國(guó)際申請(qǐng)WO 99/23381·美國(guó)專利No.5558765·美國(guó)專利No.5161512·國(guó)際申請(qǐng)WO 00/31404·澳大利亞專利申請(qǐng)No.2001258057全球的專家們正在致力于提高汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(包括非公路特種發(fā)動(dòng)機(jī))的效率，以及特別是鼓勵(lì)制造商減少發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放物。
大部分現(xiàn)代車輛裝配有汽油噴射系統(tǒng)，其既可以是機(jī)械式的也可以是電子式的。
在這種系統(tǒng)中，噴射器(噴嘴)打開以將燃料在燃料歧管(fuelrail)的進(jìn)氣道中以氣流方式噴射。噴射器被安裝在進(jìn)氣歧管內(nèi)，以朝向進(jìn)氣閥噴射燃料。被稱為燃料歧管的導(dǎo)管向所有的噴射器提供壓縮燃料。
用于現(xiàn)代噴射系統(tǒng)的燃料歧管是可觸及的，因此提供了安裝一處理裝置所需的空間。
本發(fā)明的目的是提供一種裝置和方法，用于通過燃料噴射系統(tǒng)的燃料歧管處理燃料，以實(shí)現(xiàn)減少有害排放物的目的。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)將從僅以示例方式給出的下述說明中變得明顯。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種排放控制裝置，包括(a)一個(gè)細(xì)長(zhǎng)本體部分，其具有多個(gè)槽體，所述槽體彼此成一角度定向，(b)每個(gè)槽體具有至少一個(gè)安置在槽體內(nèi)的磁體，所述磁體的極軸被定向?yàn)槭巩a(chǎn)生的磁場(chǎng)指向一個(gè)靠近本體部分的公共位置。
每個(gè)槽體最適宜被定向?yàn)楸舜讼喔舸蠹s120度的角度，每個(gè)槽體通常具有敞開面，以允許磁體插入到槽體內(nèi)或者更換磁體。
所述敞開面彼此以大約120度的角度間隔呈輻射狀分布。
所述裝置可以包括一個(gè)筒狀罩，其容納本體部分并且設(shè)有與所述公共位置位于同一側(cè)的開口，所述罩可相對(duì)于本體部分進(jìn)行連接，以固定設(shè)置在各槽體內(nèi)的磁體。
安裝在第一個(gè)槽體內(nèi)的所述至少一個(gè)磁體可以是例如釹鐵硼磁體。雖然根據(jù)本發(fā)明可以使用其它磁體結(jié)構(gòu)、數(shù)量和類型，但優(yōu)選地設(shè)置多個(gè)這種類型的磁體。
安裝在第二和第三個(gè)槽體內(nèi)的磁體可以是鐵氧體磁體、釹鐵磁體或硼磁體。同樣，雖然根據(jù)本發(fā)明可以使用其它磁體結(jié)構(gòu)、數(shù)量和類型，但優(yōu)選地設(shè)置多個(gè)這些類型的磁體。根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，可以在第二和第三個(gè)槽體內(nèi)分別安置單個(gè)的棒狀磁體。
所述罩可用鋁管坯制造或模制而成。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種處理發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體燃料/燃料混合物的方法，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有燃料噴射系統(tǒng)，所述方法包括安裝如前所述的裝置，其與燃料噴射系統(tǒng)的燃料引入歧管同軸。
所述裝置可安裝在燃料歧管的外側(cè)。
所述裝置可安裝在燃料歧管之內(nèi)或部分地位于燃料歧管內(nèi)。
在不希望局限于理論的前提下，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)迫磁場(chǎng)具有特定排列和/或交叉排列可以影響碳?xì)浠衔锪黧w顆粒霧化的能力。特別是可實(shí)現(xiàn)增加碳?xì)浠衔锪黧w霧化的效果。
物理學(xué)一般規(guī)律表明，顆粒越小，其表面張力越低并且重量越輕。因此，在碳?xì)浠衔锪黧w顆粒在運(yùn)行經(jīng)過根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)成磁力影響區(qū)域的進(jìn)氣歧管中的那段距離而進(jìn)入燃燒室時(shí)，較小的顆?？蓪?dǎo)致懸浮時(shí)間增加。
當(dāng)被噴射通過進(jìn)氣歧管時(shí)，碳?xì)浠衔锪黧w的速度(以及空氣的速度)對(duì)碳?xì)浠衔锪黧w顆粒懸浮在空氣中的保持會(huì)有影響，并且如果碳?xì)浠衔锪黧w顆粒較小較輕，則能夠提高長(zhǎng)時(shí)間懸浮較多顆粒的能力。到達(dá)燃料室時(shí)的懸浮流體的量越大，碳?xì)浠衔锪黧w顆粒在燃燒點(diǎn)暴露在空氣中的表面積越大，由此增加了燃燒的速度、效率，提高了燃燒的充分性。一個(gè)效果是可增加每單位碳?xì)浠衔锪黧w產(chǎn)生的能量，并且由于提高了燃燒效率而減少了產(chǎn)生的有害排放氣體。
磁場(chǎng)可在霧化時(shí)影響碳?xì)浠衔锪黧w顆粒尺寸的一種方法是影響碳?xì)浠衔锪黧w的粘性。通過磁場(chǎng)來排列碳?xì)浠衔锪黧w中烴鏈的動(dòng)作可產(chǎn)生上述效果。
由于烴鏈可展示一定程度的順磁性，所以排列動(dòng)作可以實(shí)現(xiàn)。由于順磁材料是這樣的材料，即其原子可具有永久偶極矩，但在外部磁場(chǎng)的影響之外則不存在磁性。如果磁場(chǎng)作用到這種材料上，偶極矩趨向于沿磁場(chǎng)方向排列。但是它們的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)阻礙了它們完全排列。因?yàn)榕紭O趨向于沿作用的磁場(chǎng)排列，所以這種材料的磁化系數(shù)是正的，但在缺乏強(qiáng)烈的鐵磁作用時(shí)，磁化系數(shù)相當(dāng)小。如果平均只有相對(duì)一小部分的原子(3O％或更少)沿磁場(chǎng)排列，那么這種磁化強(qiáng)度符合居里定律M＝C(Bext/T)其中，C是常量(材料不同則不同)，T是絕對(duì)溫度，Bext是作用的磁場(chǎng)。居里定律說明，如果Bext增加，則磁化強(qiáng)度增加(較強(qiáng)的磁場(chǎng)排列較多的偶極)。居里定律還說明，如果溫度增加，則磁化強(qiáng)度減弱(增加熱擾動(dòng)會(huì)阻礙排列)。居里定律只適用于平均只有相對(duì)一小部分原子沿磁場(chǎng)排列的例子。在排列部分變得較大時(shí)，居里定律不再適用，因?yàn)樗A(yù)測(cè)磁化強(qiáng)度始終隨著作用磁場(chǎng)Bext的增加而增長(zhǎng)。但這是不真實(shí)的，因?yàn)橐坏┡紭O100％排列，磁化強(qiáng)度不可能進(jìn)一步增加。當(dāng)上述情況發(fā)生時(shí)，我們說這種材料是飽和的，Bext進(jìn)一步的增加和T的減少將不會(huì)非常大地改變磁化強(qiáng)度，因?yàn)樵右驯换旧媳M可能地排列。
當(dāng)順磁材料被放置在強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)，其變成磁體，并且只要強(qiáng)磁場(chǎng)存在，其將以普通方式吸引或者排斥其它磁體。但是當(dāng)去除強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，由于偶極放松而回到它們正常的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，所以凈磁場(chǎng)排列消失。
烴鏈排列的效果導(dǎo)致碳?xì)浠衔锪黧w顆粒在形成時(shí)減小尺寸。(烴鏈保持排列的時(shí)間長(zhǎng)度依賴于幾個(gè)因素影響，其中包括但不限于與導(dǎo)管表面的相互反應(yīng)、流體密度、與內(nèi)燃機(jī)特別有關(guān)的顆粒流過路徑的曲折程度)。
這些影響可以從下面使用以“單位”來定量的例子中看出。
如果一個(gè)霧化碳?xì)浠衔镱w粒(作為均勻球體計(jì)算并且表示為“A”)的直徑是12任意單位，那么顆粒的表面積應(yīng)該是4πr2，或者說如果顆粒的半徑是6個(gè)單位，則表面積大約為452.38個(gè)平方單位。
相同球體A的體積是4/3·πr3，或者大約為904.8個(gè)立方單位。
如果磁力影響具有將烴鏈的充填系數(shù)改變20％的效果，以使得霧化碳烴化合物顆粒的尺寸減少20％，那么對(duì)于直徑比12個(gè)單位小20％即等于9.6個(gè)單位的顆粒(顆?！癇”)，上述表面積和體積的計(jì)算如下表面積為289.5個(gè)平方單位，以及體積為463.2個(gè)立方單位。
如果被霧化的所有碳烴化合物在進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)總體積不變，則顆粒A和顆粒B之間的體積差導(dǎo)致大約2個(gè)B顆粒等于一個(gè)顆粒A(904.8/463.2＝1.953，大約為2)。如果產(chǎn)生兩個(gè)B顆粒，那么這兩個(gè)B顆粒的相應(yīng)表面積為289.5個(gè)平方單位×2或者是579個(gè)平方單位。顆粒A的表面積是452.38個(gè)平方單位。因此，通過提供兩個(gè)較小體積的顆粒導(dǎo)致的表面積總的增加量為126.62個(gè)平方單位，所述顆粒具有和單個(gè)較大顆粒相同的體積。也就是較小顆粒表面積顯示表面積增加大約28％。
用于接觸空氣的表面積的增加和用于燃燒過程的表面積的增加導(dǎo)致提高燃燒效率。燃燒效率的提高可導(dǎo)致排放量低，并且每單位碳?xì)浠衔锶剂袭a(chǎn)生更多能量。


本發(fā)明的各個(gè)方面將參照附圖進(jìn)行描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)可行實(shí)施例的排放控制裝置的分解透視圖。
圖2是應(yīng)用在噴射系統(tǒng)燃料歧管上的圖1的排放控制裝置的端側(cè)剖視圖。
圖3是應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)噴射系統(tǒng)燃料歧管上的圖1的裝置的示意性透視圖。
具體實(shí)施例方式
參照附圖，根據(jù)本發(fā)明的裝置可包括一個(gè)總體上由箭頭1表示的細(xì)長(zhǎng)本體，所述本體設(shè)有多個(gè)槽體2，每個(gè)槽體具有成角度定向的敞開面3。
總體上由箭頭4表示的多個(gè)磁體安置在這些槽體內(nèi)，它們具有如圖所示的極軸，以產(chǎn)生指向一個(gè)靠近本體的公共位置的磁場(chǎng)。
這些敞開面彼此以大約120度的角度間隔呈輻射狀分布。
所述裝置可以包括一個(gè)筒狀罩5，其容納本體1，并且設(shè)有與所述公共位置相符(位于同一側(cè))的開口6。
所述裝置被安裝在公共燃料歧管7上(見圖2和3)，所述公共燃料歧管限定了所述磁場(chǎng)的公共位置。
所述磁體可以是分開的磁體，也可以采用棒狀磁體的形式。
所述磁體類型可以不同，例如第一個(gè)槽體8內(nèi)的磁體可以是例如釹鐵硼磁體，而槽體9和10內(nèi)的磁體可以是磁力較小的鐵氧體磁體。
所述罩的內(nèi)部空隙可以被諸如環(huán)氧樹脂等的非磁性填充物填滿或部分填充。
盡管本發(fā)明裝置主要是關(guān)于降低發(fā)動(dòng)機(jī)不良排放物的水平，其也可能會(huì)減少燃料消耗。
施加在燃料線路上的磁場(chǎng)是通過緊鄰燃料線路的磁體直接作用到燃料上的?？梢栽O(shè)想，從緊鄰燃料線路的磁體發(fā)出的磁通的磁力線可被偏轉(zhuǎn)并且遍布燃料線路的整個(gè)橫截面，更強(qiáng)磁體的效果是有助于燃料的處理。
還可以設(shè)想，燃料中碳鏈會(huì)以特定方式發(fā)生排列。試驗(yàn)表明，利用特定的磁場(chǎng)排列，可影響液體燃料的粘度。
下表中列出了試驗(yàn)的例子，其中試驗(yàn)是在帶有電子控制的燃料噴射系統(tǒng)的車輛上完成的。
試驗(yàn)No.1車輛HOLDEN COMMODORE，VN型，1991年產(chǎn)。
試驗(yàn)在恒定的60kph速度下進(jìn)行的。在試驗(yàn)前，核實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度，因?yàn)闇囟纫部捎绊懥黧w的粘性。試驗(yàn)在一定的外界條件(濕度和溫度)下完成，它們被記錄并且在整個(gè)試驗(yàn)過程中保持在5％的誤差范圍內(nèi)。接著分析排氣中的排放物情況。
HEX ppm NOX ppmCO％ CO2％基本設(shè)置Test9/7A 60535 0.44 14.67Test9/7B 53509 0.47 14.82基本設(shè)置時(shí)平均值 56.5 522 0.45 14.745裝有本發(fā)明裝置Test9/7C 39519 0.28 14.55Test9/7D 34495 0.27 14.44裝有裝置時(shí)平均值 36504 0.27 14.495改進(jìn)程度％ 36.2％2.8％40％ 1.7％試驗(yàn)No.2與上述條件相同，但速度增大到恒定80kphHEX ppm NOX ppmCO％ CO2％基本設(shè)置Test7/10/C 1141125 0.54 14.82裝有本發(fā)明裝置79 1056 0.36 14.68改進(jìn)程度％ 30.7％ 5.3％33.3％ 0.9％由此，可從上述試驗(yàn)中看出根據(jù)本發(fā)明的裝置帶來的益處。
權(quán)利要求
1.一種排放控制裝置，包括(a)一個(gè)細(xì)長(zhǎng)本體部分，其具有多個(gè)槽體，所述槽體彼此成一角度定向，(b)每個(gè)槽體分別具有安置在槽體內(nèi)的至少一個(gè)磁體，所述磁體的極軸被定向?yàn)槭巩a(chǎn)生的磁場(chǎng)指向一個(gè)靠近本體部分的公共位置。
2.如權(quán)利要求1所述的排放控制裝置，其特征在于，所述敞開面彼此以大約120度的角度呈輻射狀相隔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的排放控制裝置，其特征在于，還包括一個(gè)筒狀罩，其容納所述本體部分，并且設(shè)有與所述公共位置位于同一側(cè)的開口。
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的排放控制裝置，其特征在于，安裝在第一個(gè)槽體內(nèi)的磁體是釹磁體。
5.如權(quán)利要求1至3任一所述的排放控制裝置，其特征在于，安裝在第二和第三個(gè)槽體內(nèi)的磁體是鐵氧體磁體。
6.如權(quán)利要求3所述的排放控制裝置，其特征在于，所述罩由鋁管坯制造或模制而成。
7.一種處理發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體燃料混合物的方法，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有燃料噴射系統(tǒng)，所述方法包括安裝如權(quán)利要求1至6中任一所述的裝置，所述裝置被安裝成與燃料噴射系統(tǒng)的燃料引入歧管同軸。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述裝置被安裝在燃料歧管的外側(cè)。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述裝置被安裝在燃料歧管之內(nèi)。
全文摘要
一種排放控制裝置包括細(xì)長(zhǎng)本體部分(1)，其具有多個(gè)槽體(2)，所述槽體彼此成一角度定向，每個(gè)槽體(2)具有安置在槽體內(nèi)的至少一個(gè)磁體(4)，所述至少一個(gè)磁體(4)的極軸被定向?yàn)槭巩a(chǎn)生的磁場(chǎng)指向一個(gè)靠近本體部分(1)的公共位置(7)。所述裝置還包括一個(gè)筒狀罩，其容納所述本體部分(1)，并且設(shè)有與公共燃料歧管上的所述公共位置(7)位于同一側(cè)的開口(6)。
文檔編號(hào)F02M37/00GK1902393SQ200480039739
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者阿德里安·門塞利, 約翰·科斯蒂克, 帕特里克·貝克 申請(qǐng)人:世界空氣保護(hù)公司