氮氧分离装置的制造方法_2

文档序号:8482283阅读:来源:国知局
控制阀431,该控制阀431可根据发动机的氧气燃油比,控制高浓度氧气的输出量。
[0023]本优选实施例的汽车制氧装置工作时,首先压缩空气源41给氮氧分离装置42提供相应的压缩空气,氮氧分离装置42对该压缩空气进行氮氧分离操作,输出高浓度氧气,该高浓度氧气的氧气浓度一般为30%至90% ;然后在发动机供气管43中的控制阀的431控制下,在发动机供气管43中将高浓度氧气与空气混合成增氧空气,该增氧空气的氧气浓度最佳范围为23%至25%,该增氧空气的氧气浓度略高于正常大气的氧气浓度,可使得发动机内的燃油进行更充分的燃烧,同时也不会使得混合后的空气的氧气浓度太高而产生过多的氮氧化合物。
[0024]该增氧空气的氧气浓度根据用于混合的空气量、高浓度氧气的氧气浓度以及高浓度氧气的气量进行控制。由于用于混合的空气量和高浓度氧气的氧气浓度一般均为设计值(即基本不变),因此通过控制阀431控制高浓度氧气的气量即可使增氧空气的氧气浓度位于23%至25%的最佳范围内。
[0025]最后发动机供气管43将混合后的增氧空气输出至发动机,与燃油混合进行燃烧;由于现有的汽车的发动机均以开环状态的空燃比为12.5左右(氧气燃油比为2.62左右),闭环状态的空燃比为14.7左右(氧气燃油比为3.08左右)进行设置。而在空气中氧气浓度较低的地区,发动机不论是在开环状态或闭环状态虽然可以达到该空燃比,但均无法达到相应的氧气燃油比,造成了燃油的燃烧不充分,对环境造成了污染。本优选实施例的汽车制氧装置,通过将增氧空气输入到发动机中,使得发动机处于开环工作状态时,发动机的氧气燃油比为2.88至3.12,发动机处于闭环工作状态时,发动机的氧气燃油比为3.38至3.68,发动机的氧气燃油比均等于或高于正常的水平,燃油的燃烧更加充分,减少了对环境造成的污染。同时发动机内的空气没有进行增压,避免了噪音以及爆震现象的产生。
[0026]本优选实施例的汽车制氧装置,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。
[0027]请参照图2,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。在第一优选实施例的基础上,本优选实施例的汽车制氧装置的氮氧分离装置42上设置有用于存储高浓度氧气的储气腔421,该储气腔421内设置有用于检测高浓度氧气的压力的压力传感器,压缩空气源41根据该压力传感器检测到的高浓度氧气的压力,控制该压缩空气的输出。
[0028]本优选实施例的汽车制氧装置工作时,首先压缩空气源41给氮氧分离装置42提供相应的压缩空气,氮氧分离装置42对该压缩空气进行氮氧分离操作,输出高浓度氧气,该高浓度氧气的氧气浓度一般为30%至90% ;然后在发动机供气管43中的控制阀431的控制下,在发动机供气管43中将高浓度氧气与空气混合成增氧空气,该增氧空气的氧气浓度最佳范围为23%至25%。
[0029]为了保证高浓度氧气可正常地输出至发动机供气管43中,氮氧分离装置42上设置有用于存储高浓度氧气的储气腔421,同时储气腔421内部的压力传感器会定时检测储气腔中高浓度氧气的压力(即高浓度氧气的气量),并将检测结果发送至压缩空气源41。如储气腔421中的高浓度氧气的压力较低,则压缩空气源41加大压缩空气的输出量,使得氮氧分离装置42增加高浓度氧气的输出,以增加储气腔421中的高浓度氧气;如储气腔421中的高浓度氧气的压力较高,则压缩空气源41减小压缩空气的输出量,使得氮氧分离装置42减少高浓度氧气的输出,以减少储气腔421中的高浓度氧气。
[0030]最后发动机供气管43将混合后的增氧空气输出至发动机,与燃油混合进行燃烧;如发动机处于开环工作状态时,发动机的氧气燃油比为2.88至3.12,发动机处于闭环工作状态时,发动机的氧气燃油比为3.38至3.68,发动机的氧气燃油比均等于或高于正常的水平,燃油的燃烧更加充分,减少了对环境造成的污染。同时发动机内的空气没有进行增压,避免了噪音以及爆震现象的产生。
[0031]本优选实施例的汽车制氧装置,在第一优选实施例的基础上,通过第压力传感器保证了氮氧分离装置的高浓度氧气稳定的输出,使得汽车制氧装置的增氧空气的输出更加稳定,同时不同状态下的发动机的氧气燃油比也更加稳定。
[0032]下面对本发明的汽车制氧装置的氮氧分离装置的结构进行详细的描述。
[0033]请参照图3、图4A-图4G,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-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六视图(图中未示出驱动马达),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(图中未示出驱动马达)。本优选实施例的氮氧分离装置包括进气模块
1、分离模块2以及氧气输出模块3 ;进气模块I包括密封盖11、切换旋转滑块12以及驱动马达13,分离模块2包括至少两个分子筛组件21、分子筛前盖22以及分子筛后盖23,氧气输出模块3包括密封件31以及出气件32。
[0034]同时请参照图5A和图5B,其中密封盖11上设置有用于通入压缩空气的进气孔111以及用于排出分离的氮气的排气孔112,密封盖11与分子筛前盖22构成第一密闭空间113 ;切换旋转滑块12设置在第一密闭空间113内的分子筛前盖22上,用于通过旋转来切换进行氮氧分离操作的分子筛组件21 ;驱动马达13用于驱动切换旋转滑块12进行旋转;分子筛组件21用于进行氮氧分离操作;分子筛前盖22设置在每个分子筛组件21的前端,其上设置有与分子筛组件21对应的第一气孔221 ;分子筛后盖23设置在分子筛组件21的后端,其上设置有与分子筛组件21对应的第二气孔231 ;密封件31用于控制分子筛组件21的出气(同时防止氧气回流以及串气);出气件32用于将分离出的高浓度氧气输出,出气件32与分子筛后盖23构成第二密闭空间321 ;具体的密封件31包括与分子筛组件21相对应的密封弹片(即密封件31的密封弹片可密封的所有分子筛后盖23的第二气孔231)。
[0035]其中切换旋转滑块的具体结构如图5A、图5B、图6A、图6B以及图7所示。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。本优选实施例的氮氧分离装置的分子筛组件21具有三个工作状态,分别为排气状态、进气状态以及保压状态。切换旋转滑块12上设置有一用于排气的连通空间121以及一密封部122,密封盖11的排气孔112连接到该连通空间121内。当分子筛组件21处于排气状态时,该连通空间121将排气孔112与相应的分子筛前盖22的第一气孔221连通,使得分子筛组件21可通过排气孔112将分离出的氮气排出;当分子筛组件21处于进气状态时,第一密闭空间113将进气孔111与相应的分子筛前盖22的第一气孔221连通,使得分子筛组件21可通过进气孔111通入压缩空气;当分子筛组件21处于保压状态时,密封部122将相应的分子筛前盖22的第一气孔221密封,对分子筛组件21内的压缩空气进行保压,使分子筛组件21中的压缩空气进行充分的氮氧分尚。
[0036]下面结合图5A、图5B、图6A、图6B以及图7具体说明本优选实施例的氮氧分离装置的具体工作原理。
[0037]为了便于观看,图中并未示出驱动马达13。但驱动马达13通过密封盖11的排气孔112对切换旋转滑块12进行旋转驱动。本优选实施例的氮氧分离装置包括第一分子筛组件211以及第二分子筛组件212。本优选实施例的氮氧分离装置工作时,首先参见图5A和图5B,这时第一分子筛组件211处于进气状态,第二分子筛组件212处于排气状态,分离模块2上与第一分子筛组件211对应的第一气孔2211、第一密闭空间113以及密封盖11上的进气孔111依次连通,这样进气孔111通入的压缩空气可以直接进入到第一分子筛组件211中进行氮氧分离;同时分离模块2上与第二分子筛组件212对应的第一气孔2212、切换旋转滑块12的连通空间121以及密封盖11上的排气孔112依次连通,这样第二分子筛组件212分离出的氮气可通过排气孔112排出;这时第一分子筛组件211分离出的高浓度氧气依次通过分子筛后盖23的第二气孔2311以及出气件32输出,同时密封弹片将与第二分子筛组件212对应的第二气孔2312密封。
[0038]当切换旋转滑块12在驱动马达13的驱动下进行旋转时,切换旋转滑块12可旋转到如图6A和图6B的位置,这时第一分子筛组件211处于排气状态,第二分子筛组件212处于进气状态,分离模块2上与第一分子筛组件211对应的第一气孔2211
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