本實用新型涉及發(fā)動機進(jìn)氣系統(tǒng)，尤其是一種車用發(fā)動機可控富氧進(jìn)氣系統(tǒng)，屬于節(jié)能減排領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

通常在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒的氧氣是直接由空氣來提供的，而空氣中氧氣僅占1/5，使得氣缸內(nèi)的燃料不完全，燃燒效率低。另一方面，發(fā)動機進(jìn)氣中的絕大部分為氮氣，將導(dǎo)致燃燒后產(chǎn)生的NOx污染物排放較高。為解決以上問題，采用變壓吸附機理制備氧氣并與空氣混合產(chǎn)生富氧貧氮進(jìn)氣，由電控單元控制混合氣中的氧氣比例，在不同氧氣濃度空燃比下優(yōu)化發(fā)動機各工況下的進(jìn)氣配比，從而改善發(fā)動機的動力性，提高燃燒效率與經(jīng)濟性并降低排放。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計一種車用發(fā)動機可控富氧進(jìn)氣系統(tǒng)。

一種車用發(fā)動機可控富氧進(jìn)氣系統(tǒng)，它包括變壓吸附制氧裝置，進(jìn)氣管路，電控單元及各型傳感器和閥。其中：變壓吸附制氧裝置包括空壓機、壓縮空氣過濾器、發(fā)動機散熱器及分子篩吸附塔。進(jìn)氣管路是由進(jìn)氣總管和氧氣旁通管路組成，在發(fā)動機進(jìn)氣過程分別輸送空氣和氧氣，并在進(jìn)氣總管中實現(xiàn)混合，最終將混合后的富氧氣體輸入到燃燒室。氧氣旁通管路上設(shè)有氧氣壓力傳感器、電磁閥以及減壓閥，并依次連接氧氣罐、單向閥及變壓吸附制氧裝置。外界空氣由變壓吸附制氧裝置中的空壓機進(jìn)口端吸入，并依次經(jīng)過壓縮空氣過濾器、發(fā)動機散熱器、分子篩吸附塔以及氧氣罐，然后通過氧氣旁通管路進(jìn)入進(jìn)氣總管。進(jìn)氣總管管路上安裝有進(jìn)氣壓力傳感器，節(jié)氣門位置傳感器。所述的進(jìn)氣壓力傳感器，氧氣壓力傳感器，節(jié)氣門位置傳感器，減壓閥及電磁閥與電控單元進(jìn)行信號連接。

為滿足發(fā)動機富氧/自然吸氣的雙進(jìn)氣工作模式，進(jìn)氣總管管路上安裝空氣濾清器并始終與外界空氣相通，當(dāng)氧氣旁通管路被主動關(guān)閉或出現(xiàn)故障時，發(fā)動機仍可通過自然吸氣的方式繼續(xù)工作，由此可實現(xiàn)發(fā)動機富氧/自然空氣的雙進(jìn)氣模式的切換。

為降低進(jìn)氣系統(tǒng)功耗，采用閉環(huán)控制方式。氧氣旁通管路上的氧氣罐中安裝有氧氣壓力傳感器，用于實時檢測氧氣罐內(nèi)的壓力。當(dāng)氧氣罐內(nèi)壓力達(dá)到壓力上限時，電控單元控制變壓吸附制氧裝置中的空壓機停止工作；當(dāng)氧氣罐內(nèi)壓力低于上限時，空壓機則再次自動啟動運行。

為實現(xiàn)吸附塔均勻布?xì)?，設(shè)計變壓吸附制氧裝置的分子篩吸附塔為臥置式，采用錐形分流板布?xì)?，以防止氣體出現(xiàn)貼壁現(xiàn)象，實現(xiàn)均勻布?xì)狻?/p>

本實用新型的優(yōu)點和有益效果為：采用變壓吸附制氧原理制備氧氣，由發(fā)動機散熱器冷卻氧氣旁通管路的進(jìn)氣在發(fā)動機進(jìn)氣總管中將制備的氧氣與空氣進(jìn)行混合，由控制單元控制二者的混合比例，然后將混合氣體通入燃燒室實現(xiàn)發(fā)動機的富氧進(jìn)氣與燃燒。該實用新型有利于提高發(fā)動機燃燒和火焰?zhèn)鞑ニ俣?，加速低溫著火和燃燒，提高發(fā)動機動力性能；該實用新型有利于低質(zhì)燃料和寒冷條件下的燃燒，減少NOx和微粒排放，有效改善發(fā)動機排放性能。通過電控單元對富氧濃度的控制，實現(xiàn)發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性及排放性的優(yōu)化匹配。實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于實施。

附圖說明

附圖1是本實用新型的一個實施例結(jié)構(gòu)示意圖

附圖2是本實用新型的一個實施例流程示意圖

附圖1、2說明，1-空壓機 2-電控單元 3、16-氧氣壓力傳感器 4-氧氣旁通管路 5-燃燒室 6、11進(jìn)氣壓力傳感器 7-進(jìn)氣總管 8-電磁閥 9-節(jié)氣門 10-節(jié)氣門位置傳感器 12-減壓閥 13-空氣濾清器 14-單向閥 15-氧氣罐 17-分子篩吸附塔 17-1錐形分流板 18-變壓吸附制氧裝置 19-發(fā)動機散熱器 20-壓縮空氣過濾器

具體實施方式

結(jié)合附圖1、2詳細(xì)說明本實用新型的一個具體實施例，但不對本實用新型的權(quán)利要求作任何限定。

如圖1所示：一種車用發(fā)動機可控富氧進(jìn)氣系統(tǒng)，它包括變壓吸附制氧裝置18，進(jìn)氣管路4、7，電控單元2及各型傳感器3、6、10、11、16和閥8、12、14。其中:變壓吸附制氧裝置18包括空壓機1、壓縮空氣過濾器20、發(fā)動機散熱器19及分子篩吸附塔17。進(jìn)氣管路是由進(jìn)氣總管7和氧氣旁通管路4組成，在發(fā)動機進(jìn)氣過程分別輸送空氣和氧氣，并在進(jìn)氣總管7中實現(xiàn)混合，最終將混合后的富氧氣體輸入到燃燒室5。其特征在于：氧氣旁通管路4上設(shè)有氧氣壓力傳感器3、電磁閥8以及減壓閥12，并依次連接氧氣罐15、單向閥14及變壓吸附制氧裝置18。外界空氣由變壓吸附制氧裝置18中的空壓機1進(jìn)口端吸入，并依次經(jīng)過壓縮空氣過濾器20、發(fā)動機散熱器19、分子篩吸附塔17以及氧氣罐15，然后通過氧氣旁通管路4進(jìn)入進(jìn)氣總管7。進(jìn)氣總管7管路上安裝有進(jìn)氣壓力傳感器6、9，節(jié)氣門位置傳感器10。所述的進(jìn)氣壓力傳感器6、9，氧氣壓力傳感器3、14，節(jié)氣門位置傳感器10，減壓閥12及電磁閥8與電控單元2進(jìn)行信號連接。

如圖2所示：本車用發(fā)動機可控富氧進(jìn)氣系統(tǒng)中，外界空氣經(jīng)空壓機1壓縮后，進(jìn)入壓縮空氣過濾器20去除壓縮空氣的油和水分；再經(jīng)發(fā)動機散熱器19散熱后，進(jìn)入分子篩吸附塔17中；壓縮空氣經(jīng)過錐形分流板17-1均勻布?xì)猓高^分子篩床層吸附氮氣并釋放氧氣，然后將富集的氧氣儲存在氧氣罐15中。氧氣壓力傳感器3、16，檢測氧氣旁通管路系統(tǒng)中的氧氣壓力信號，輸入到電控單元2，通過減壓閥12與電磁閥8調(diào)節(jié)氧氣旁通管路中的氧氣壓力及氧氣進(jìn)氣量；進(jìn)氣壓力傳感器6、11，節(jié)氣門位置傳感器10，分別檢測進(jìn)氣總管進(jìn)氣壓力及節(jié)氣門位置，電控單元2根據(jù)檢測到的信號發(fā)出控制指令，控制噴油嘴的噴油量。當(dāng)進(jìn)氣壓力傳感器6檢測壓力過高時，電控單元2調(diào)節(jié)減壓閥12以減小氧氣進(jìn)氣壓力；當(dāng)壓力過低時，通過調(diào)節(jié)減壓閥12提高氧氣進(jìn)氣壓力；最后將氧氣、空氣及燃油輸入到進(jìn)氣總管7中，實現(xiàn)三者的均勻混合。

本實用新型的一種車用發(fā)動機可控富氧進(jìn)氣系統(tǒng)，采用變壓吸附制氧裝置制備得到氧氣，將該氧氣與發(fā)動機進(jìn)氣總管中的空氣混合后輸入發(fā)動機燃燒室。進(jìn)入燃燒室的氧氣濃度由電控單元控制，實現(xiàn)可控富氧濃度的發(fā)動機富氧燃燒，有效提高發(fā)動機的動力性能并降低排放。