专利名称:一种发动机进气增氧装置的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及发动机进气系统领域,确切地说是,是涉及到一种可以在 不增加发动机排量的基础上,大幅度提高发动机功率和扭矩、降低排放的发动 机进气增氧装置。
背景技术:
传统发动机的进气成分大约是由80%的氮气与20%的氧气混合进入燃烧室, 这会产生诸如下列污染物C0、 HC、 N0X、 C02、 CH4、 SOX、醇类、醛类(RCHO) 等其它未知污染物。理论上,HC燃料完全燃烧时生成C02和H20;但是当正在 反应的气体突然因缺乏氧化剂、温度过低或反应时间过短时,CO就以中间产物 的形式生成了,由于燃烧过程局部混合气过浓,缺氧造成CO排放迅速增加;HC 与氧化剂不足也有较大的关系。现阶段还不适宜利用高浓度的富氧空气进行缸 内反应,这可能会导致发动机的热负荷过高,冷却系统和润滑系统满足不了如 此高的热负荷,会导致发动机拉缸甚至燃烧室表面由于高温熔融而报废。
实用新型内容
本实用新型一种发动机进气增氧装置,其所要解决的技术问题是针对现 有增氧装置的技术缺陷,提供一种在不消耗发动机输出净功率,不增加发动机 排量的前提下,提高发动机进气压力、空气流量及氧气含量的发动机进气增氧 装置。
为解决以上的技术问题,本实用新型采用的技术方案是 本实用新型为一种发动机进气增氧装置,所述的进气增氧装置包括制氧器, 压气机,吸附塔,所述的压气机一端与空滤连接,另一端与制氧器连接,所述 的制氧器与进气歧管连接,所述的吸附塔设置在制氧器内部,吸附塔设置为一 个或一个以上。
所述的进气增氧装置还包括扩压器和进气中冷器,所述的扩压器和进气中冷器设置在压气机与制氧器连接的管路上,所述的扩压器安装在压气机与进气 中冷器之间,进气中冷器再与制氧器连接。
所述的制氧器内部的空腔部分为气体减速增压室。
所述的吸附塔包括进气阀,分子筛,冲洗阀,解吸阀;所述的吸附塔在制氧 器内设置为两个,分别为吸附塔I和吸附塔II 。
所述的扩压器设置为从连接空滤一端到连接进气中冷器一端的通道截面面 积逐渐增大的结构。
所述的压气机与带动其进行压气的排气涡轮设置为同轴结构。
所述的制氧器为变压吸附式制氧器。
采用本实用新型的技术方案后,能得到以下的有益效果
1、 采用本实用新型的发动机进气增氧装置,能降低油耗,增加发动机的升 功率,节约发动机的制造成本;
2、 能在不消耗发动机有效功率的前提下进气增氧、便于燃料更充分的燃烧;
3、 本实用新型的装置能使发动机的氧成分增加,有效促进燃料与氧化剂的 充分反应,这使得C0/HC的含量会显著下降;而N0X由于氮气的减少,也会显 著下降,所以本实用新型的发动机进气增氧装置能明显降低排放中的各类污染 物。
下面对说明书中各幅附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明 图1是本实用新型所述的一种发动机进气增氧装置的结构示意图; 图2是本实用新型一种发动机进气增氧装置的变压吸附式制氧器的示意图; 图中标记为1、发动机;2、进气歧管;3、制氧器;4、进气中冷器;5、 压气机;6、涡轮;7、排气歧管;8、吸附塔I ; 9、吸附塔II; 10、气体减速 增压室;11、进气阀;12、分子筛;13、冲洗阀;14、解吸阀;15、吸附塔; 16、扩压器;17、空滤。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施例的描述,对本实用新型的具体实施方式
如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明
如图l、图2所示,本实用新型为一种发动机进气增氧装置,所述的进气增
氧装置包括制氧器3,压气机5,吸附塔15,所述的压气机5—端与空滤17连接,另一端与制氧器3连接,所述的制氧器3与进气歧管2连接,所述的吸附塔15设置在制氧器3内部,吸附塔15设置为一个或一个以上。
所述的进气增氧装置还包括扩压器16和进气中冷器4,所述的扩压器16和进气中冷器4设置在压气机5与制氧器3连接的管路上,所述的扩压器16安装在压气机5与进气中冷器4之间,进气中冷器4再与制氧器3连接。
所述的制氧器3内部的空腔部分为气体减速增压室10。
所述的吸附塔15包括进气阀11,分子筛12,冲洗阀13,解吸阀14;
所述的吸附塔15在制氧器3内设置为两个,分别为吸附塔I 8和吸附塔I19。
所述的扩压器16设置为从连接空滤17的一端到连接进气中冷器4 一端的通道截面面积逐渐增大的结构。
所述的压气机5与带动其进行压气的排气涡轮6设置为同轴结构。
所述的制氧器3为变压吸附式制氧器。
本实用新型的工作原理及工作流程为
本实用新型的进气增氧装置开始工作时,经过空滤17的新鲜空气进入压气机5的进口,通过压气机5的泵气之后,进入扩压器16,由于扩压器16的通道截面积逐渐增大,气体动能开始大部分转变为压力能,压力与温度进一步增高,速度下降,再经过进气中冷器4将高压气体降至常温,进入变压吸附式制氧器3的气体减速增压室10,气体进一步增压以达到变压吸附式制氧器3的压力要求。
压縮空气再通过进气阀11进入装有分子筛12的吸附塔II9,空气中的氮气、二氧化碳等被吸附塔9吸附,流出的气体即为高纯度的氧气(氧气的纯度可以调节),当吸附塔9达到一定的饱和度后,发动机ECU再控制吸附塔II9的进气阀11关闭,改由吸附塔I (8)开始同样的工作。此时,吸附塔9的冲洗阀13 打开,吸附塔II9进入冲洗阶段,过后冲洗阀13关闭,解吸阀14打开,进入解 吸再生阶段(解吸再生阶段是指分子筛重新开始吸附氮气、二氧化碳等气体, 流出高纯度的氧气的过程),这样即完成了一个循环周期。
本实用新型的进气增氧装置由两只吸附塔吸附塔I 8和吸附塔I19分别进 行相同的循环过程,从而实现连续供气;经过变压吸附式制氧器3分离后,通 过解吸阀流入进气歧管2,再进入发动机1的燃烧室,与燃料充分反应后的废气 通过排气歧管7将高温高压废气的压力能、动能作为排气涡轮6的动能,排气 涡轮6通过同轴联接的压气机进行空气的压缩。这样就完成了整个进排气循环。 系统由发动机ECU全自动控制。
本实用新型的进气增氧装置可以根据不同的发动机进行匹配,由发动机的 设计参数功率、扭矩,燃油消耗率计算处发动机在各种工况下的需氧量及进 气压力要求进行设计;ECU通过进气歧管氧含量及进气流量与发动机的最优工作 曲线进行对比;控制氧气成分与流量,使之与发动机的最佳工作状态接近或相 同。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述,显然本实用新型具体的 实现并不受上述方式的限制,只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进 行的各种改进,或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其他场 合的,均在本实用新型的保护范围内。
权利要求1、一种发动机进气增氧装置,其特征在于所述的进气增氧装置包括制氧器(3),压气机(5),吸附塔(15),所述的压气机(5)一端与空滤(17)连接,另一端与制氧器(3)连接,所述的制氧器(3)与进气歧管(2)连接,所述的吸附塔(15)设置在制氧器(3)内部,吸附塔(15)设置为一个或一个以上。
2、 按照权利要求1所述的一种发动机进气增氧装置,其特征在于所述的 进气增氧装置还包括扩压器(16)和进气中冷器(4),所述的扩压器(16)和 进气中冷器(4)设置在压气机(5)与制氧器(3)连接的管路上,所述的扩压 器(16)安装在压气机(5)与进气中冷器(4)之间,进气中冷器(4)再与制 氧器(3)连接。
3、 按照权利要求1所述的一种发动机进气增氧装置,其特征在于所述的 制氧器(3)内部的空腔部分为气体减速增压室(10)。
4、 按照权利要求1所述的一种发动机进气增氧装置,其特征在于所述的 吸附塔(15)包括进气阀(11),分子筛(12),冲洗阀(13),解吸阀(14);所 述的吸附塔(15)在制氧器(3)内设置为两个,分别为吸附塔I (8)和吸附 塔II (9)。
5、 按照权利要求2所述的一种发动机进气增氧装置,其特征在于所述的 扩压器(16)设置为从压气机(5) —端到连接进气中冷器(4) 一端的通道截 面面积逐渐增大的结构。
6、 按照权利要求1所述的一种发动机进气增氧装置,其特征在于所述的 压气机(5)与带动其进行压气的排气涡轮(6)设置为同轴结构。
7、 按照权利要求l所述的一种发动机进气增氧装置,其特征在于所述的 制氧器(3)为变压吸附式制氧器。
专利摘要本实用新型提供一种应用于发动机进气系统领域的进气增氧装置,所述的进气增氧装置包括制氧器(3),压气机(5),吸附塔(15),所述的压气机(5)一端与空滤(17)连接,另一端与制氧器(3)连接,所述的制氧器(3)与进气歧管(2)连接,吸附塔(15)设置在制氧器(3)内部,吸附塔(15)设置为一个或一个以上;进气增氧装置还包括扩压器(16)和进气中冷器(4)。采用本实用新型技术方案的发动机进气增氧装置,能降低油耗,增加发动机的升功率,节约发动机的制造成本;便于燃料更充分的燃烧;能明显降低排放中的各类污染物。
文档编号F02M25/12GK201326482SQ20082021706
公开日2009年10月14日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者易小峰 申请人:奇瑞汽车股份有限公司