专利名称：机车柴油机膜法富氧燃烧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及膜法富氧在机车柴油机上的应用，具体涉及一种机车柴油机膜法富氧 燃烧装置，属于机车柴油机技术领域。
背景技术：
多年来，随着国民经济的迅速发展，柴油机应用范围越来越广泛，对柴油机功率等 级需求也越来越高。很多厂家都对已成熟的柴油机进行各种技术改造以进一步提升柴油机 功率，例如增加气缸缸数、提高柴油机的工作转速等。其中最有效的办法是采用增压和中 冷，即利用增压器提高柴油机的进气压力，再利用中冷器将温度已经提高的增压空气进行 中间过程的冷却，以提高气缸空气充量，从而喷入更多的柴油，提高柴油机的功率和燃烧经 济性。但是由于受到增压器的综合效率限制，在技术上已经无法再增加更多的空气量，因此 柴油机的功率也就很难再有大的提升。
研究表明进一步提高柴油机进气中的氧气含量，可以喷入更多的柴油来提高柴 油机的功率。受制氧技术在空间、重量、效率和成本等各方面限制，柴油机进气富氧燃烧无 法进入实用阶段。科学技术发展到今天，气体膜分离技术使富氧燃烧取得突破性进展。膜 法富氧燃烧有两个必备条件，一是膜板要占用较大的面积，二是在膜板后要形成负压，使空 气中的氮气和氧气在气体膜处分离。在不增加气缸空气充量的情况下，使富氧空气进入气 缸参与燃烧，从而喷入更多的柴油来提高柴油机的功率。
这两个必备条件在机车柴油机上完全具备。首先，在机车上安装柴油机的侧墙面 积足够大，完全适合放置气体分离膜板。其次，在机车柴油机上进气是由增压器来完成的， 正好在膜板后形成负压的作用，而且是随着柴油机的工况变化而变化。发明内容
本发明的目的在于为机车柴油机提供一种能够有效提高柴油燃烧功率的机车柴 油机膜法富氧燃烧装置。
这种机车柴油机膜法富氧燃烧装置，在机车柴油机空气滤清系统的侧墙内侧紧固 一组紧密排列的富氧膜板，所述的一组紧密排列的富氧膜板的另一侧有机车柴油机增压 器。一组紧密排列的富氧膜板的总面积大于10平方米。富氧膜板是由富氧膜平整固定在 支架上构成的。支架通过螺栓紧固在侧墙上。支架之间通过密封胶密封。进入空气滤清系 统的氧气和氮气在富氧膜板处分离。空气滤清系统由积尘槽、滤网、旋风滤清器和纸滤芯组 成。
与现有技术相比，这种机车柴油机膜法富氧燃烧装置具有以下优势
1提高机车柴油机的燃烧功率；
2在高海拔地区使用，弥补高海拔空气稀薄造成的机车柴油机功率下降问题；
3使气缸内燃料燃烧更加充分，从而减少机车柴油机排放；
4降低机车柴油机燃油消耗率，提高经济性能；
5改善机车柴油机的起动性能。
图1是本发明的总体结构示意图2是富氧膜板的结构示意图3是富氧膜的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细的说明
如图1所示，在机车柴油机空气滤清系统的侧墙5内侧紧固一组紧密排列的富氧 膜板6，所述的一组紧密排列的富氧膜板6的另一侧有机车柴油机增压器9。一组紧密排列 的富氧膜板6的总面积大于10平方米。如图2和图3所示，富氧膜板6是由富氧膜6-1平 整固定在支架6-2上构成的。支架6-2通过螺栓6-4紧固在侧墙5上。支架6_2之间通过 密封胶6-3密封。进入空气滤清系统的氧气和氮气在富氧膜板6处分离。空气滤清系统由 积尘槽1、滤网2、旋风滤清器3和纸滤芯4组成。
一组紧密排列的富氧膜板6可以是在平面排列，也可以呈波纹形等其他形状的排 列。富氧膜板6采用波纹形排列较平面排列可以明显缩小安装上所占用的面积，其安装方 法不变。
膜法富氧燃烧有两个必备条件一是膜板要占用较大的面积；二是在膜板后要形 成负压，使空气中的氮气和氧气在气体膜处分离。在机车柴油机中，空气滤清系统侧墙面积 足够安装大面积的富氧膜板6 ；在柴油机工作时，由于增压器9的压气机叶轮处于运转过程 中，在软管7和风筒8内形成一定的真空度，这样就使富氧膜板6两侧产生气压差。机车柴 油机具备膜法富氧燃烧的条件。
大量空气依次通过积尘槽1、滤网2、旋风滤清器3和纸滤芯4，被过滤为洁净空气。 空气中，氧的体积分数为20.9%。当空气在富氧膜板6的高压一侧流过时，在压力的驱动 下，由于富氧膜6-1具有选择透过性，空气中的氧分子透过富氧膜6-1的速率大于氮分子透 过富氧膜6-1的速率。氧分子和氮分子在富氧膜6表面开始分离，富氧膜板6低压一侧收 集的空气氧浓度提高，可以得到氧浓度为的富氧空气。含氧量高的空气使燃烧更加充 分，可以喷入更多柴油，进一步提高了机车柴油机的燃烧功率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，例如改变富氧膜的形式以使其所占面积更小，都应涵盖在 本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种机车柴油机膜法富氧燃烧装置，其特征在于在机车柴油机空气滤清系统的侧 墙(5)内侧紧固一组紧密排列的富氧膜板(6)，所述的一组紧密排列的富氧膜板(6)的另一 侧有机车柴油机增压器(9)。
2.根据权利要求1所述的机车柴油机膜法富氧燃烧装置，其特征在于一组紧密排列 的富氧膜板(6)的总面积大于10平方米。
3.根据权利要求1所述的机车柴油机膜法富氧燃烧装置，其特征在于富氧膜板(6) 是由富氧膜(6-1)平整固定在支架(6-2)上构成的。
4.根据权利要求3所述的机车柴油机膜法富氧燃烧装置，其特征在于支架(6-2)通 过螺栓(6-4)紧固在侧墙(5)上。
5.根据权利要求3所述的机车柴油机膜法富氧燃烧装置，其特征在于支架(6-2)之 间通过密封胶(6- 密封。
6.根据权利要求1所述的机车柴油机膜法富氧燃烧装置，其特征在于进入空气滤清 系统的氧气和氮气在富氧膜板(6)处分离。
7.根据权利要求1所述的机车柴油机膜法富氧燃烧装置，其特征在于空气滤清系统 由积尘槽(1)、滤网(2)、旋风滤清器C3)和纸滤芯(4)组成。
全文摘要
一种机车柴油机膜法富氧燃烧装置，在机车柴油机空气滤清系统的侧墙内加装富氧膜板，富氧膜板一侧为空气滤清系统；另一侧有增压器。富氧膜板由一组富氧膜及其支架排列而成。富氧膜板的构成是将一块矩形富氧膜的四边在框形支架上平整固定，支架四角有螺栓孔，一组装有富氧膜的支架通过螺栓紧固在侧墙上，支架之间通过密封胶密封。这种机车柴油机膜法富氧燃烧装置具有提高机车柴油机的燃烧功率，使气缸内燃料燃烧更加充分，减少机车柴油机排放，降低机车柴油机燃油消耗率，提高经济性能等优点。
文档编号F02B33/40GK102042134SQ20101059130
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者牟恕宽, 王凯 申请人:中国北车集团大连机车车辆有限公司