專利名稱：內(nèi)燃機助燃節(jié)油裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬內(nèi)燃機技術(shù)，特別是涉及一種內(nèi)燃機的助燃節(jié)油及減少污染的裝置。
在內(nèi)燃機(包括汽油引擎和柴油引擎)的設(shè)計中，設(shè)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后得到比較好的燃燒。但是由于制造材料、使用條件、燃油成份及技術(shù)的限制，霧化前的燃油得不到較好的預(yù)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?xì)浠衔?、一氧化氮等含量較高，嚴(yán)重污染了大氣。根據(jù)現(xiàn)行的環(huán)保規(guī)定和人們?nèi)找嬖鰪姷沫h(huán)保意識，這種情況是不允許的。為此，市場上出現(xiàn)了改善上述問題的產(chǎn)品。但是，經(jīng)一段時間的使用，暴露出了不少缺點。其一是這些產(chǎn)品自身不夠完善而未能達(dá)到較好的效果。例如，有一種點火高壓升壓裝置，在升高點火脈沖電壓的同時，削窄了脈沖寬度。另外，產(chǎn)品上標(biāo)明單向使用，即作為升壓高壓線的產(chǎn)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(dá)到打破長鏈烴，重新排列燃油分子的目的。還有一種助燃?xì)怏w制備裝置，僅提供定量助燃?xì)怏w，也就是說無論發(fā)動機轉(zhuǎn)速高低，需求量大小，助燃?xì)怏w的產(chǎn)生量基本是個恒定值。這僅能滿足發(fā)動機低速運行時的要求，并不能隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速(吸氣量)的變化去調(diào)節(jié)制氣量和供氣量。其二是以上三種產(chǎn)品均為單獨使用，即使有一定效果也僅僅改善了發(fā)動機運行時的一部分性能和效果。不能從點火能量、燃油預(yù)處理和增加助燃?xì)怏w三方面綜合改觀發(fā)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(nèi)燃機助燃節(jié)油裝置，從多方面改善內(nèi)燃機的燃燒和運行狀況，以克服現(xiàn)有的技術(shù)所存在的上述缺陷。
本實用新型的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的；它由利用半導(dǎo)體器件、電感、電容和電阻構(gòu)成的點火電脈沖增能部分；由超聲頻電子振蕩電路以及產(chǎn)生交變磁場和恒磁場的磁體構(gòu)成的燃油預(yù)處理部分；由調(diào)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(fā)生元件構(gòu)成的助燃?xì)怏w發(fā)生部分構(gòu)成。
本實用新型可以使點火電脈沖能量更高，同時，使燃料與空氣混和霧化前得到預(yù)處理，以及在參與混和的空氣中增加助燃?xì)怏w(臭氧)的綜合性新技術(shù)組成的新的實用技術(shù)方案。本實用新型中的點火電脈沖增能部分，通過升壓和加寬脈沖，使點火脈沖有效電壓升高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，同時清理并減少了氣缸中和火花塞上的積碳。燃料預(yù)處理部分使燃油在霧化前先經(jīng)過交變磁場和恒磁場，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。在霧化后燃油粒子會更小，更容易與氧分子和臭氧結(jié)合而充分燃燒，助燃?xì)怏w發(fā)生部分就是為混合氣體增加臭氧的。由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號的調(diào)制作用，臭氧發(fā)生量隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高，吸氣量的增加而增加。所以在發(fā)動機各種轉(zhuǎn)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(yīng)。在以上三方面綜合作用下，發(fā)動機的動力明顯增加，而燃油消耗卻相應(yīng)減少。并且發(fā)動機排出的廢氣低于國家規(guī)定的環(huán)保最低標(biāo)準(zhǔn)。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細(xì)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(jié)構(gòu)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(jù)
圖1、圖2所示，圖中1是點火電脈沖增能部分，A和B是點火電脈沖增能部分1的輸出、輸入線，分別接高壓包和分電器，2是燃料預(yù)處理部分，M1和M2是磁體，是燃料預(yù)處理部分2的執(zhí)行部件，磁體M1經(jīng)導(dǎo)線2-1與燃料預(yù)處理部分2連接，3是助燃?xì)怏w發(fā)生部分，3-1是調(diào)頻振蕩與升壓部分，3-2是臭氧發(fā)生元件，3-3是臭氧輸送管，接至化油器吸氣口上，3-4是信號采樣元件至調(diào)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。點火電脈沖增強部分1為助燃?xì)怏w發(fā)生部分3提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號。
在高壓點火電脈沖增能部分1中，半導(dǎo)體元件二極管D的負(fù)極接電阻R1和電容C，二極管D的兩端接電感L1。點火脈沖到來時，通過二極管D向電容C和L1充入電能。由于電感L1及電容C的電壓電流的相位特性，對點火高壓脈沖產(chǎn)生儲能和倍壓作用，提高了點火脈沖的能量。同時，電感L1補償了二極管D導(dǎo)通角產(chǎn)生的能量損失。電阻R1主要用于調(diào)整電路的阻抗，并對電容C起保護作用。在實際應(yīng)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(dāng)調(diào)整元器件的參數(shù)，可使點火脈沖電壓升高1.4至1.9倍。二極管D采用快恢復(fù)高頻大功率二極管，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(nèi)。
燃油預(yù)處理部分2中由超聲頻電子振蕩線路和磁體構(gòu)成，IC4060與石英晶體構(gòu)成超聲振蕩器通過調(diào)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。該信號通過晶體管J2驅(qū)動電磁線圈L2，按超聲頻率產(chǎn)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，并將鐵芯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，并稱為磁體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恒定磁場，燃油分子按順序較有規(guī)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(jié)合，進而有助于霧化燃油在氣缸中的燃燒。在燃油經(jīng)過超聲頻交變磁場時，有部分烴中的碳?xì)浠衔镦I被破壞，使它們成為可燃燒的烴，在空氣中氧分子及助燃?xì)怏w發(fā)生部分產(chǎn)生的臭氧作用下，反應(yīng)生成為二氧化碳和水，從而達(dá)到的提高燃油效率且減小對環(huán)境污染的目的。
助燃?xì)怏w發(fā)生部分3由調(diào)頻振蕩電路，升壓電路和尖端放電或板狀條梳放電臭氧發(fā)生部件組成。調(diào)頻振蕩電路由4部分構(gòu)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(wǎng)絡(luò)組成的波形整形電路；由集成電路U3(可以是KA7540)網(wǎng)絡(luò)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是從高壓點火電脈沖增能部分上采集信號的電感。由于點火脈沖是經(jīng)升壓的高壓脈沖，且集成運算放大器U1具有較高的放大倍數(shù)，所以Ls的另一端可以懸空。U1的輸出信號經(jīng)C2和R5組成的微分電路變成僅與點火脈沖上升沿有關(guān)的窄細(xì)小脈沖。因此，經(jīng)D1充給C5的電壓值僅與脈沖個數(shù)有關(guān)。即頻率越高C5的電壓就越高，頻率越低C5上的電壓就越接近于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(zhǔn)振蕩頻率所需要的電壓，同時決定U2的輸出變化使U3頻率變化的范圍。U3的輸出經(jīng)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(chǎn)生臭氧。電路中D2起保護J1的作用。在晶體管J1關(guān)斷時L1上產(chǎn)生負(fù)向感生電動勢，D2提供旁路而起到保護作用。
在汽油內(nèi)燃機上應(yīng)用時，如圖3所示，點火電脈沖增強部分1，燃料預(yù)處理部分2和助燃?xì)怏w發(fā)生部分3可以同時使用。點火電脈沖增能部分1與點火高壓主線聯(lián)接在高壓包8與分電器7之間；燃料預(yù)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?xì)怏w發(fā)生部分3的臭氧輸導(dǎo)管3-3接在化油器吸氣口或輔助吸氣口上。助燃?xì)怏w發(fā)生部分3的調(diào)頻振蕩器的調(diào)頻信號取自點火電脈沖增能部分1。
該實用新型在柴油機上應(yīng)用時，如圖4所示。由于柴油機無需高壓點火，而是采用高壓油嘴13噴射，壓縮暴發(fā)原理工作。所以只用燃料油預(yù)處理部分2及助燃?xì)怏w發(fā)生部分3即可。也可以只使用助燃?xì)怏w發(fā)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(yīng)用中，調(diào)整助燃?xì)怏w發(fā)生3中的R7和R21使U3產(chǎn)生固定頻率，靠空氣的流動量來調(diào)節(jié)臭氧產(chǎn)生量，而不靠汽油內(nèi)燃機，臭氧產(chǎn)生量是靠調(diào)頻振蕩器的頻率調(diào)整來控制的。在這里發(fā)動機需要的臭氧量是通過負(fù)壓節(jié)氣閥實現(xiàn)調(diào)節(jié)的，負(fù)壓節(jié)氣閥內(nèi)的錐形體被彈簧壓迫塞住了進氣口，當(dāng)發(fā)動機運行時，氣缸吸氣產(chǎn)生的負(fù)壓拉開了錐形體，臭氧進入氣缸，負(fù)壓越大，流經(jīng)臭氧發(fā)生元件的空氣就越多，臭氧量隨空氣流量的增加而增加。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)燃機助燃節(jié)油裝置，其特征在于它由利用半導(dǎo)體元器件、電感、電容和電阻構(gòu)成的點火電脈沖增能部分(1)，由超聲頻電子振蕩電路以及產(chǎn)生交變磁場和恒磁場的磁體構(gòu)成的燃料預(yù)處理部分(2)和由調(diào)頻振蕩電路，升壓電路以及板狀條梳或尖端放電的臭氧發(fā)生元件構(gòu)成的助燃?xì)怏w發(fā)生部分(3)組成，其中點火電脈沖增能部分(1)為助燃?xì)怏w發(fā)生部分(3)提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助燃節(jié)油裝置，其特征在于所說的點火電脈沖增能部分(1)中，半導(dǎo)體元件二極管D可以使用快恢復(fù)高頻大功率二極管，二極管D的負(fù)極端接電阻R1和電容C，二極管D的兩端接電感L1，該電路的兩端可以倒置使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助燃節(jié)油裝置，其特征在于所說的燃料預(yù)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(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的助燃節(jié)油裝置，其特征在于所說的燃料預(yù)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(jù)權(quán)利要求1所述的助燃節(jié)油裝置，其特征在于所說助燃?xì)怏w發(fā)生部分(3)的調(diào)頻振蕩電路由信號采樣元件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(nèi)燃機技術(shù),特別是涉及一種內(nèi)燃機的助燃節(jié)油裝置。該裝置由點火電脈沖增能部分,燃料預(yù)處理部分和助燃?xì)怏w發(fā)生部分組成。主要應(yīng)用于汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機助燃節(jié)油凈化尾氣方面。它使點火電脈沖能量更高,同時,使燃料與空氣混合霧化前得到預(yù)處理,以及在參與混合空氣中增加助燃?xì)怏w的綜合型新技術(shù)構(gòu)成的新的實用技術(shù)方案。該實用新型旨在克服內(nèi)燃機領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,在三個方面綜合作用下,使發(fā)動機的動力明顯增加,而燃料油消耗卻相應(yīng)減少,并且發(fā)動機排出的廢氣低于國家規(guī)定的最低標(biāo)準(zhǔn)。
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(yōu)先權(quán)日1999年2月12日
發(fā)明者周建軍, 王惠勇, 吳建強 申請人:王惠勇, 周建軍, 吳建強