專利名稱：車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)的制作方法
車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領域，特別涉及一種車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)。背景技術(shù)：
隨著能源緊張和環(huán)境污染問題受到重視，汽車的節(jié)油要求和排放標準越來越嚴 格。汽車節(jié)能減排技術(shù)的研究主要有三個方向1)電動汽車技術(shù)；2)油電混合動力汽車技術(shù)；3)高效內(nèi)燃機技術(shù)。電動汽車技術(shù)被認為是汽車的終極能源解決方案，目前受技術(shù)的限制，尚不成熟； 油電混合動力汽車作為一種實用的過渡技術(shù)，各大廠商推出了多種車型，但成本還偏高；作 為傳統(tǒng)汽車的動力方案，內(nèi)燃機技術(shù)更是被充分研究，其燃燒性能直接影響內(nèi)燃機的能耗、 性能和排放，設計高效率的內(nèi)燃機，并且采用增壓、富氧等供氣技術(shù)使燃油充分燃燒。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服電動汽車技術(shù)的不成熟、油電混合動力汽車技術(shù)成本高的缺 點，提供一種車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)，通過智能控制的脈沖電源電解水，產(chǎn)生氫氧混 合氣體，和空氣一起噴入內(nèi)燃機，氫氣和氧氣參與汽油燃燒過程，提高內(nèi)燃機的燃燒效率， 降低排放量。為了達到上述目的，本發(fā)明提供的一種車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)。所述輔助 燃燒系統(tǒng)包括氫氧混合氣體發(fā)生器、脈沖電源控制板、蓄水箱及脈沖電源；所述氫氧混合 氣體發(fā)生器是一個密閉的金屬容器，插有正負金屬電極，內(nèi)部充滿電解液，并通過導氣管與 發(fā)動機的進氣口連接；所述蓄水箱與氫氧混合氣體發(fā)生器連接；所述脈沖電源控制板分別 與金屬電極及脈沖電源連接；所述脈沖電源通過脈沖電源控制板產(chǎn)生可控的交流電流加到 氫氧混合氣體發(fā)生器內(nèi)的電極上，利用該電流電解水，將電解析出的氫氣和氧氣混合在一 起，隨空氣一起注入到發(fā)動機內(nèi)輔助燃燒。根據(jù)本發(fā)明提供的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)一優(yōu)選技術(shù)方案是所述脈沖電 源為12V車載電池，通過與發(fā)動機連接的發(fā)電機充電。根據(jù)本發(fā)明提供的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)一優(yōu)選技術(shù)方案是所述脈沖電 源控制板由四個MOSFET開關(guān)管組成一個單相全橋脈沖逆變電路，通過四個管子對角線交 替導通來控制脈沖電源，以產(chǎn)生低壓大電流的可控交流電流。根據(jù)本發(fā)明提供的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)一優(yōu)選技術(shù)方案是所述氫氧混 合氣體發(fā)生器出口設有氧氣傳感器，所述氧氣傳感器與脈沖電源控制板連接。根據(jù)本發(fā)明提供的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)一優(yōu)選技術(shù)方案是所述氫氧混 合氣體發(fā)生器內(nèi)設有壓力傳感器，所述壓力傳感器與脈沖電源控制板連接。根據(jù)本發(fā)明提供的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)一優(yōu)選技術(shù)方案是所述氫氧混
3合氣體發(fā)生器內(nèi)設有溫度傳感器，所述溫度傳感器與脈沖電源控制板連接。根據(jù)本發(fā)明提供的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)一優(yōu)選技術(shù)方案是所述氫氧混 合氣體發(fā)生器內(nèi)設有液面?zhèn)鞲衅?，所述液面?zhèn)鞲衅髋c脈沖電源控制板連接。根據(jù)本發(fā)明提供的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)一優(yōu)選技術(shù)方案是所述脈沖電 源控制板帶有CAN總線接口，與ECU連接，用于直接控制其供氣狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明提供的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)一優(yōu)選技術(shù)方案是所述氫氧混 合氣體發(fā)生器出口設有干燥散熱器。根據(jù)本發(fā)明提供的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)一優(yōu)選技術(shù)方案是所述發(fā)動機 的進氣口處設有空氣濾清器。本發(fā)明有益的技術(shù)效果是⑴采用交流脈沖電源作為電解電源，有效提高了電 解效率，而傳統(tǒng)的電解裝置均為直流電源。(2)氫氧混合氣體發(fā)生器(ΗΗ0發(fā)生器)出口安 裝有氧傳感器，檢測產(chǎn)生的氧氣含量，作為電解電源系統(tǒng)的反饋，形成了閉環(huán)控制，可根據(jù) 發(fā)動機狀態(tài)控制氫氧氣體的產(chǎn)量，提高發(fā)動機效率，降低耗電量。(3)氫氧混合氣體發(fā)生器 (ΗΗ0發(fā)生器)內(nèi)裝有液面?zhèn)鞲衅?，當水量不足時，會產(chǎn)生報警信號，提醒駕駛員加水。

圖1是本發(fā)明實施例的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實施例的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)中的脈沖電源控制板電路 圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做詳細說明。原理采用本發(fā)明的內(nèi)燃機燃燒過程與傳統(tǒng)內(nèi)燃機基本相同，分為預燃期、速燃 期、緩燃期和后燃期四個階段。速燃和緩燃階段燃燒的燃料共占循環(huán)總供油量的80%以上， 構(gòu)成燃燒過程的主要階段。主燃階段的燃燒質(zhì)量提高，就能對燃燒過程產(chǎn)生巨大影響。若 想提高發(fā)動機功率，在減少廢氣帶走熱量和熱傳導損失的熱量的同時，則應該盡可能提高 燃油燃燒的放熱效率。若想提高燃油燃燒的放熱效率，在每缸每循環(huán)噴入氣缸的燃油質(zhì)量 不變的前提下，只有提高燃油的燃燒速率。實驗研究結(jié)果證明，在燃燒階段特別是緩燃階段 和后燃階段加速提供氧氣，可以有效提高燃油的燃燒速率，從而增加燃燒釋放的熱量，提高 內(nèi)燃機的動力性，改善廢氣排放。載氫氧輔助燃燒裝置即利用了富氧燃燒原理，通過電解水的方式產(chǎn)生氫氧混合氣 體，為發(fā)動機提供氧氣和燃料氫氣。請參照圖1，圖1是本發(fā)明實施例的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。本實施例的氫氧輔助燃燒系統(tǒng)由氫氧混合氣體發(fā)生器、脈沖電源控制板、傳感器 板、蓄水箱等部分組成。氫氧輔燃系統(tǒng)的氫氧混合氣體發(fā)生器是一個密閉的金屬容器，插有正負金屬電 極，內(nèi)部充滿電解液(堿或酸溶液)。產(chǎn)生的氫氧混合氣體由導氣管導往發(fā)動機的進氣口。 蓄水箱為氫氧發(fā)生器補充消耗的水量。汽車的發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，為12V車載電池充 電。當汽車運行的時候，電池通過脈沖電源控制板放電，產(chǎn)生可控的交流電流加到電解池內(nèi)的電極上，利用該電流電解水，將電解析出的氫氣和氧氣混合在一起，隨空氣一起注入型發(fā) 動機內(nèi)輔助燃燒。請參照圖2，脈沖電源控制板是整套系統(tǒng)的核心控制元件，四個MOSFET開關(guān)管組 成一個單相全橋脈沖逆變電路，四個管子對角線交替導通，產(chǎn)生高頻脈沖電流。通過MOSFET 開關(guān)管控制的脈沖電源，可以產(chǎn)生低壓大電流的可控交流電流，減小了電解液中的電阻損 耗，有效提高水電解的效率。根據(jù)壓力、溫度、液面等傳感器提供的系統(tǒng)狀態(tài)，以及汽車的運 行狀態(tài)，控制板可以實時控制脈沖電源產(chǎn)生的電解電流，即可以方便地調(diào)節(jié)氫氧混合氣體 的產(chǎn)出量，在發(fā)動機燃燒最需要的階段供氧。如在啟動、加速時增加氫氧混合氣體供應，可 以更好地促進燃油燃燒，增加發(fā)動機動力，降低廢氣排放。氫氧輔燃系統(tǒng)的控制板帶有CAN總線接口，可以由ECU直接控制其供氣狀態(tài)，實現(xiàn) 加氣的智能控制。也可以脫離ECU控制，獨立完成電解供氣過程。以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定發(fā)明的 具體實施僅限于這些說明。對本發(fā)明所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明 的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應當視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助燃燒系統(tǒng)包括氫氧混合氣體發(fā)生器、脈沖電源控制板、蓄水箱及脈沖電源；所述氫氧混合氣體發(fā)生器是一個密閉的金屬容器，插有正負金屬電極，內(nèi)部充滿電解液，并通過導氣管與發(fā)動機的進氣口連接；所述蓄水箱與氫氧混合氣體發(fā)生器連接；所述脈沖電源控制板分別與金屬電極及脈沖電源連接；所述脈沖電源通過脈沖電源控制板產(chǎn)生可控的交流電流加到氫氧混合氣體發(fā)生器內(nèi)的電極上，利用該電流電解水，將電解析出的氫氣和氧氣混合在一起，隨空氣一起注入到發(fā)動機內(nèi)輔助燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖電源 為12V車載電池，通過與發(fā)動機連接的發(fā)電機充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖電源 控制板由四個MOSFET開關(guān)管組成一個單相全橋脈沖逆變電路，通過四個管子對角線交替 導通來控制脈沖電源，以產(chǎn)生低壓大電流的可控交流電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氧混合 氣體發(fā)生器出口設有氧氣傳感器，所述氧氣傳感器與脈沖電源控制板連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氧混合 氣體發(fā)生器內(nèi)設有壓力傳感器，所述壓力傳感器與脈沖電源控制板連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氧混合 氣體發(fā)生器內(nèi)設有溫度傳感器，所述溫度傳感器與脈沖電源控制板連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氧混合 氣體發(fā)生器內(nèi)設有液面?zhèn)鞲衅?，所述液面?zhèn)鞲衅髋c脈沖電源控制板連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖電源 控制板帶有CAN總線接口，與汽車電子控制器ECU連接，用于直接控制其供氣狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氧混合 氣體發(fā)生器出口設有干燥散熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動機的 進氣口處設有空氣濾清器。全文摘要
本發(fā)明公開了一種車載氫氧發(fā)生器輔助燃燒系統(tǒng)。所述輔助燃燒系統(tǒng)包括氫氧混合氣體發(fā)生器、脈沖電源控制板、蓄水箱及脈沖電源；所述氫氧混合氣體發(fā)生器是一個密閉的金屬容器，插有正負金屬電極，內(nèi)部充滿電解液，并通過導氣管與發(fā)動機的進氣口連接；所述蓄水箱與氫氧混合氣體發(fā)生器連接；所述脈沖電源控制板分別與金屬電極及脈沖電源連接；所述脈沖電源通過脈沖電源控制板產(chǎn)生可控的交流電流加到氫氧混合氣體發(fā)生器內(nèi)的電極上，并將電解析出的氫氣和氧氣隨空氣一起注入到發(fā)動機內(nèi)輔助燃燒。本發(fā)明采用交流脈沖電源作為電解電源，有效提高了電解效率；采用壓力、溫度、氧氣傳感器形成閉環(huán)控制，提高發(fā)動機效率，降低耗電量，降低排放量。
文檔編號F02M25/12GK101900059SQ201010121679
公開日2010年12月1日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者張東來, 王宏 申請人:哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院