氮氧分离装置的制造方法
【专利说明】氮氧分离装置
[0001]本发明申请是申请日2013年7月30日、申请号200910208288.0、发明名称“汽车制氧装置”的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种用于发动机的汽车制氧装置。
【背景技术】
[0003]随着科技的发展，汽车已成为人们日常生活中不可或缺的交通工具。人们会驾驶汽车去各个地方，而汽车的发动机都是采用汽油作为燃油，由于不同的地方空气中氧气的浓度可能不一样，不同的温度空气中的氧分子数量也不一样，特别是高海拔地区，空气中氧气浓度较低，这样就有可能导致燃油燃烧不充分，进而大大增加油耗；同时燃烧不充分产生的废气大大增加对环境也造成了污染。
[0004]现有提高发动机燃烧效率的方法均是通过增压的方式来实现的(如涡轮增压等等)，但这意味着发动机的制作与维护成本将大幅增加，同时由于汽油的燃点低，增压的方法很容易由于燃油自燃产生爆震现象；在高转速时发动机产生极大的噪音，而在低转速时增压系统停止工作，发动机无法有效的提升动力。
[0005]故，有必要提供一种用于发动机的汽车制氧装置，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于提供一种汽车制氧装置。该汽车制氧装置通过控制阀控制处于不同状态的发动机的氧气燃油比，使得发动机一直处于最佳的工作状态，燃油的燃烧更加充分，减少了对环境造成的污染；以解决现有发动机的燃油燃烧效率低或无法有效提升动力的技术问题。
[0007]为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下:
提供一种汽车制氧装置，其包括:
压缩空气源，用于提供压缩空气；
氮氧分离装置，用于对所述压缩空气进行氮氧分离操作，输出高浓度氧气；以及发动机供气管，用于将所述高浓度氧气与空气混合成增氧空气后，将所述增氧空气输出至发动机，与燃油混合进行燃烧；
所述发动机供气管设置有用于根据所述发动机的氧气燃油比，控制所述高浓度氧气输出的控制阀。
[0008]在本发明所述的汽车制氧装置中，当所述发动机处于开环工作状态时，所述发动机的氧气燃油比为2.62-2.88 ;当所述发动机处于闭环工作状态时，所述发动机的氧气燃油比为 3.08-3.38。
[0009]在本发明所述的汽车制氧装置中，所述增氧空气的氧气浓度范围为23%_25%。
[0010]在本发明所述的汽车制氧装置中，所述氮氧分离装置设置有用于存储所述高浓度氧气的储气腔，所述储气腔内设置有用于检测所述高浓度氧气的压力的压力传感器；所述压缩空气源根据所述压力传感器检测到的高浓度氧气的压力，控制所述压缩空气的输出。
[0011]在本发明所述的汽车制氧装置中，所述氮氧分离装置，包括:
进气模块，包括:
密封盖，其上设置有用于通入压缩空气的进气孔以及用于排出分离的氮气的排气孔，所述密封盖与分子筛前盖构成第一密闭空间；
切换旋转滑块，设置在所述第一密闭空间内的所述分子筛前盖上，用于通过旋转来切换进行氮氧分离操作的分子筛组件；以及
驱动马达，用于驱动所述切换旋转滑块进行旋转；
分离模块，包括:
至少两个分子筛组件，用于进行氮氧分离操作；
所述分子筛前盖，设置在所述分子筛组件的前端，其上设置有与所述分子筛组件对应的第一气孔；以及
分子筛后盖，设置在所述分子筛组件的后端，其上设置有与所述分子筛组件对应的第二气孔；以及
氧气输出模块，包括:
密封件，用于控制所述分子筛组件的出气；以及
出气件，用于将分离出的高浓度氧气输出，所述出气件与所述分子筛后盖构成第二密闭空间。
[0012]在本发明所述的汽车制氧装置中，所述切换旋转滑块上设置有一用于排气的连通空间，所述密封盖的排气孔连接到所述连通空间内；当所述分子筛组件处于排气状态时，所述连通空间将所述排气孔与所述分子筛组件的第一气孔连通；当所述分子筛组件处于进气状态时，所述第一密闭空间将所述进气孔与所述分子筛组件的第一气孔连通。
[0013]在本发明所述的汽车制氧装置中，所述切换旋转滑块上还设置有一密封部；当所述分子筛组件处于保压状态时，所述密封部将所述分子筛组件的第一气孔密封进行保压。
[0014]在本发明所述的汽车制氧装置中，所述分子筛组件的进气状态时间和排气状态时间的比值为2:1至3:1 ;所述分子筛组件的排气状态时间和保压状态时间的比值为3:1至4:1。
[0015]在本发明所述的汽车制氧装置中，所述密封件包括与所述分子筛组件对应的密封弹片；当所述分子筛组件处于进气状态时，所述分子筛组件分离出的高浓度氧气依次通过所述分子筛组件的第二气孔以及所述出气件输出；所述密封弹片将其他分子筛组件的第二气孔密封。
[0016]在本发明所述的汽车制氧装置中，所述分子筛前盖包括一与所述切换旋转滑块接触的防磨损件。
[0017]实施本发明的汽车制氧装置，具有以下有益效果:通过控制阀控制处于不同状态的发动机的氧气燃油比，使得发动机一直处于最佳的工作状态，燃油的燃烧更加充分，减少了对环境造成的污染；解决了现有发动机的燃油燃烧效率低或无法有效提升动力的技术问题。
【附图说明】
[0018]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1为本发明的汽车制氧装置的第一优选实施例的结构示意图；
图2为本发明的汽车制氧装置的第二优选实施例的结构示意图；
图3为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的优选实施例的爆炸结构图；
图4A为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的优选实施例的结构主视图；
图4B为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的优选实施例的结构俯视图；
图4C为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的优选实施例的结构仰视图；
图4D为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的优选实施例的结构左视图；
图4E为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的优选实施例的结构右视图；
图4F为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的优选实施例的结构后视图；
图4G为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的优选实施例的结构立体图；
图5A为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之一；
图5B为按图5A的A-A截面线得到的结构截面图；
图6A为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之二 ；
图6B为按图6A的A’ -A’截面线得到的结构截面图；
图7为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的优选实施例的工作原理图之三；
图8为本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的另一优选实施例的爆炸结构图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合图示，对本发明的优选实施例作详细介绍。
[0020]发动机工作时，燃油必须和吸入的空气成适当的比例，才能形成可以燃烧的混合气；该燃油和空气的比例称为空燃比。从理论上说，每克燃油完全燃烧所需的最少的空气克数，叫做理论空燃比，该理论空燃比大致为14.7，即理论上一公斤燃油完全燃烧需要14.7公斤的空气。当实际空燃比大于理论空燃比时，气多油少、燃烧完全、油耗低、污染小，但输出功率较小；当实际空燃比小于理论空燃比时，虽然输出功率大，但气少油多、燃烧不完全、油耗高以及污染大。
[0021]发动机(如汽油机)的空燃比在12至13时功率最大，在16时油耗最低，在18左右污染物浓度最低。因此，为了降低油耗和减少污染，应当尽量使用空燃比较大的稀混合气，只在发动机处于重负载状态时(即开环状态时)才提供浓混合气，而发动机处于轻负载状态时(即闭环状态时)应提供稀混合气。这里的重负载状态或开环状态是指发动机设有根据汽车的氧传感器反馈的排气含氧量来调整喷油量，一般指汽车处于启动、怠速、急加速或全负荷的状态下；在此状态下，为了能够输出足够的功率，发动机的空燃比大致为12.5左右。这里的轻负载状态或闭环状态是指发动机根据汽车的氧传感器反馈的排气含氧量来调整喷油量，在此状态下，发动机的空燃比大致为理论空燃比(即14.7左右)。
[0022]请参照图1，图1为本发明的汽车制氧装置的第一优选实施例的结构示意图。本优选实施例的汽车制氧装置包括压缩空气源41、氮氧分离装置42以及发动机供气管43。压缩空气源41用于提供压缩空气；氮氧分离装置42用于对压缩空气进行氮氧分离操作，输出高浓度氧气；发动机供气管43用于将所述高浓度氧气与空气混合成增氧空气后，将该增氧空气输出至发动机，与燃油混合进行燃烧。发动机供气管43中设置有