专利名称：纳米燃油添加剂的制作方法
技术领域：
本发明技术涉及一种能显著增强发动机动力，节省燃油、减少废气排污和提高发动机缸体润滑作用的纳米级燃油添加剂，主要用于以汽油、柴油为燃料的机动车。属纳米材料技术产品。
燃油是从石油中提炼的，由碳(C)、氢(H)元素组成的烃类化合物。燃料燃烧将贮存的化学能转化为热能，热能继而转化为机械能，通过消耗燃料提供机动车动力。燃油的热量是在燃烧期中释放出来的，燃烧期对于发动机的功率和经济性有决定作用。燃烧期的长短，主要是由燃油与空气混合后的混合气体的燃烧速率决定的；燃烧速率即是单位时间内在单位燃烧面积上燃烧混合气体的质量。燃油蒸发性越好，就越容易气化、雾化，与空气混合越均匀，燃烧速度越快，燃烧越彻底；燃烧速率越快，混合气体燃烧后的膨胀比越大，气缸做功就越多，发动机的动力性和经济性也就越好。因此，有效提高燃油的燃烧速率，就能显著增强机动车发动机动力，减少废气排污、节省燃油等。
燃油在常温下是挥发性很强的液体，分子与分子间有较强的作用力，在发动机中气化时，气化的雾状微粒粒径较大，燃油分子间呈不等团聚状结构，燃油的燃烧速率受到一定限制，燃油燃烧尚不充分，未燃烧尽物质排放较多，污染严重。
本发明技术的任务是提供一种纳米级高效燃油添加剂。纳米级高效燃油添加剂的主要材料是纳米Si，其纳米粒子(＜10nm)的比表面积很大，表面活性中心多，具有高扩散速率和极强的氧化还原性能。当燃油中添加该纳米粒子后，可产生以下四方面的效能(1)使燃油分子间的作用力变弱，有效分解燃油分子间呈不等团聚状结构，形成以分散的纳米粒子为中心的气化雾状微粒单位，其微粒粒径远小于通常的气化雾状粒径；(2)由于纳米粒子比表面积巨大，使燃油气化雾状微粒粒径显著变小，增加了燃油体系的总界面，与空气的接触面积显著增大，且与空气混合均匀，所以燃烧速度明显增快；(3)燃油燃烧速率显著加快，使燃烧时间明显缩短(呈爆燃)，在燃油量不变的条件下，燃烧产生的总能量E不变。由于混合气体燃烧后的膨胀比增大，气缸做功增多，所以发动机动力显著增强F1ΔT1＝F2ΔT2＝EF1为原来的推力，ΔT1为原来的爆燃时间；F2为添加后的推力，ΔT2为添加后的爆燃时间；E为燃烧产生的总能量；当ΔT1＝KΔT2时，F2＝KF2；因此，当燃烧速率显著加快，燃烧时间缩短K倍，气缸的推力就增强K倍。
(4)纳米燃油比表面积增大，雾化微粒变小，燃油燃烧速率显著加快，燃烧更加充分、彻底，污染环境的废气(主要是CO、HC、NO等)烟尘等排放量大为降低。
经检测，纳米燃油添加剂可增强发动机动力25％，爬坡性能和加速性能明显提高；可降低废气(CO、HC、NO等)排放＞50％，能清除燃油系统积炭80％；可提高燃油燃烧率，节省燃油达15～20％；且有效提高发动机缸体润滑作用等。
综上所述，本发明技术提供了一种能显著增强发动机动力，节省燃油、减少废气排污和提高发动机缸体润滑作用的纳米级高效燃油添加剂。纳米级高效燃油添加剂的Si纳米材料是呈中性的非金属材料，无毒害性；高效燃油添加剂具有不挥发、无腐蚀性、不易燃烧、储运安全、易于推广应用的特性。
本发明技术结合以下实施例进行具体描述。
图1，为纳米粒子的作用原理示意图。
图2，为纳米燃油添加剂的作用原理示意图。
图3，为纳米燃油添加剂的生产工艺示意图。
根据图1.A所示，Si纳米粒子(1)颗粒尺寸小，比表面积大，表面存在大量的不饱和键(2)和残键(3)，以及不同键合状态的(-OH)羟基(4)。根据图1.B所示，当比表面积大，表面活性中心多，具有高扩散速率和极强的氧化还原性能的纳米粒子(＜10nm)(1)与燃油分子(5)作用后，可形成以纳米粒子(1)为中心的分散微粒，其微粒粒径远小于通常的气化雾状粒径，使燃油燃烧时间明显缩短。
根据图2.C所示，燃油在常温下是挥发性很强的液体，分子与分子间有较强的作用力(6)，在发动机中气化时，气化的雾状微粒粒径较大，呈不等团聚状结构，燃烧速率受限，燃烧尚不充分，未燃烧尽物质排放较多，污染严重。根据图2.D所示，当比表面积大，表面活性中心多，具有高扩散速率和极强的氧化还原性能的Si纳米粒子(1)与燃油分子(5)作用后，可形成以纳米粒子(1)和多个燃油分子(5)组成的分散微粒单位(7)。其分散的微粒粒径远小于通常的气化雾状团聚状微粒粒径(6)。由于纳米粒子和燃油分子组成的分散微粒单位增加了燃油体系的总界面，与空气的接触面积显著增大，使燃油燃烧速率明显提高。燃烧速率是单位时间内在单位燃烧面积上燃烧混合气体的质量。燃油分子与空气接触面积增大，混合越均匀，燃烧速度越快越彻底；燃烧速率越快，混合气体燃烧后的膨胀比越大，气缸做功就越多。因此，通过产生纳米粒子分散微粒单位(7)，使纳米燃油添加剂能有效提高燃油的燃烧速率，显著增强机动车发动机动力，减少废气排污，节省燃油等。
根据图3所示，纳米燃油添加剂是通过图3中1至4工作步骤完成(1)将纳米Si材料通过(2)降低纳米粒子与介质间表面张力，(3)使纳米粒子高度分散，增加燃油体系的总界面，进而达到(4)显著提高燃油的燃烧速率，缩短燃烧时间，增强机动车发动机动力，减少废气排污，节省燃油等的目的。
权利要求
1.一种专用于以汽油、柴油为燃料的机动车，能显著增强发动机动力，减少废气排污、节省燃油和提高发动机缸体润滑作用的纳米级燃油添加剂。其特征在于纳米级高效燃油添加剂中的Si纳米粒子呈中性的非金属材料，无毒害性；其颗粒尺寸小(＜10nm)，比表面积很大，表面活性中心多，表面存在大量不饱和键、残键和不同键合状态的(-OH)羟基等，具有高扩散速率和极强的氧化还原性能。因此，Si纳米粒子与燃油分子作用后，可有效分解原燃油分子间的呈不等团聚状，形成以纳米粒子和多个燃油分子组成的分散微粒单位(7)。
2.权利要求1所述，当纳米粒子与燃油分子作用后，其特征在于通过降低纳米粒子与介质间表面张力，使纳米粒子高度分散，增加燃油体系的总界面，可形成以纳米粒子和多个燃油分子组成的分散微粒单位，其微粒粒径远小于通常的雾状团聚状微粒粒径。由于分散微粒单位与空气的接触面积显著增大，使燃油燃烧速率明显提高、燃烧彻底，混合气体燃烧后的膨胀比大，气缸做功增强。
3.权利要求1所述，由于纳米粒子和燃油分子组成的分散微粒单位与空气的接触面积显著增大，其特征还在于使燃油燃烧速率明显提高，且燃烧彻底。所以，纳米燃油添加剂能有效提高燃油的燃烧速率，显著增强机动车发动机动力，减少废气排污，节省燃油等。
全文摘要
本发明技术提供了一种能增强发动机动力，减少废气排放、节省燃油和提高缸体润滑作用的纳米燃油添加剂。用于汽油、柴油为燃料的机动车。属纳米技术产品。纳米粒子尺寸小，比表面积大，表面活性中心多，表面存在大量不饱和键和残键，具有高扩散速率和氧化还原性能。当纳米粒子与燃油分子作用后，可分解燃油分子团聚状结构；形成纳米粒子与燃油分子组成的分散微粒。分散微粒增加了燃油体系的总界而，与空气接触面增大，使燃油燃烧速率提高，燃烧彻底，气体燃烧膨胀比增大，气缸做功增强。所以，用纳米技术研制的纳米燃油添加剂，能增强发动机动力，减少废气排放、节省燃油等。
文档编号C10L1/12GK1472287SQ0212842
公开日2004年2月4日 申请日期2002年8月4日 优先权日2002年8月4日
发明者程杰, 程 杰 申请人:程杰, 程 杰