专利名称：一种电控内燃机混合燃料能量高效利用方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机混合燃料能量高效利用方法，具体涉及 一种电控内燃机混合燃料能量高效利用方法。并涉及实现所述方法的专用装置。(二)、背景技术现有电控内燃机工作特点燃油由电喷油嘴喷射入燃烧室，与 空气混合，电火花塞放电将燃烧室内的空气与燃料混合气点燃，或者是压燃的方式，燃料在 燃烧室爆烧，由此气体在气缸内瞬间膨胀，推动活塞作功；与此同时，配气机构协同工作，完 成四冲程或者二冲程压缩、燃烧，膨胀，排气等过程，将燃油的化学能转换为机械能。但是， 在这一过程，能量转换并不充分，会有大约30% -60%的能量以废气和水循环散热等方式 流失，因此浪费了大量燃料能量，而且内燃机因需要有换热扇及散热器等附件，需要提供较 大的安置空间。(三)、发明内容本发明所要解决的技术问题是，提供一种电控内燃机混合燃料 能量高效利用方法及其装置，将内燃机工作产生的余热进行再利用，并利用这部分热能将 水转换为内燃机做功的辅助燃料。为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案。一种电控内燃机混合燃料能量高效利用方法，其特征在于第一步，将被内燃机加热到82°C的水引入到蒸发及电解复合装置中；第二步，利用内燃机工作排出的废气余热对蒸发及电解复合装置中水进行再加 热，并对蒸发及电解复合装置中的液态水和水蒸汽分别进行电解，制取氢气和氧气；第三步，将蒸发及电解复合装置中的氢气、氧气、水蒸汽组成的混合气体储存于储 气罐中，用作内燃机的辅助燃料；第四步，E⑶电子控制单元控制电磁气控阀开启，储气罐中的混合气体经过混合气 体电控喷嘴进入燃烧室做功。一种电控内燃机混合燃料能量高效利用装置，包括ECU电子控制单元和内燃机 体，其特征在于还包括储水箱，在储水箱内安装有电动水泵，电动水泵的出水端与内燃机体连 接；还包括通过电磁离合水泵和水管与内燃机体连接的蒸发及电解复合装置，蒸发及 电解复合装置内部具有上下两个相通的空间，其中下部空间安装有水电解装置，上部空间 安装有水蒸汽电解装置；在内燃机体的排气歧管的排气端连接有废气加热管，该废气加热管从所述的蒸发 及电解复合装置的下部空间经过；蒸发及电解复合装置通过单向阀以及混合气体输送管连接有储气罐，储气罐通过 混合气体管连接混合气体电控喷嘴，其中混合气体电控喷嘴安装于内燃机体上；在混合气体管上安装有与ECU电子控制单元连接的电磁气控阀。本发明具有以下特点本发明最大的特点是在保留对内燃机工作方式的基础上， 减少使用部分发动机部件，充分提高化学能、热能、光能、电能、机械能之间的能量转换效 率，达到内燃机节约燃油，提高效能的主要目的。
1)、解决了内燃机水温控制问题。内燃机启动工作一段时间后，缸体内的水就会被加热到一定温度，如果任由其温 度不断提升，内燃机就会出现燃烧室内燃料提前被引爆，工况不稳，活塞热涨过大，活塞与 缸体卡死拉缸，润滑油变稀甚至变质，运动部件磨损加剧等一系列故障。本发明中，当水温 度达到一定温度时，缸体内的水被水泵泵入蒸发及电解复合装置中，储水箱的水及时补充 入缸体，缸体内水的温度得以保持在相对恒温状态。本发明减少了风扇、散热器等零部件。2)、解决了液态水及气态水蒸汽电解及电解电压调节的问题。在电解液态水的同时，进行电解水蒸汽，电解水蒸汽制氢最大优点是蒸气状态下 的水蒸汽比液态更容易分解为可以作为燃料的氢，水蒸汽电解装置可将高温水蒸汽电解， 产生氢气和氧气。电子控制单元通过对可控硅变压器进行调压，实现了水蒸汽电解装置和 水电解装置工作电压的调整。3)、解决了混合燃料送入燃烧室的问题。当电解出的氢气、氧气与少量水蒸汽的混合气体在储气罐内达到一定的工作压力 后，电子控制单元控制内燃机上的混合气体电控喷嘴开启，这些气体在燃油压燃或引燃后 的瞬间进入燃烧室内，燃烧做功。微量的水蒸汽颗粒在高温中，可迅速膨胀，有助于对活塞 做功。
图1是本发明的原理图，也是本发明专用装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。如图1所示，本发明包括E⑶电子控制单元23和内燃机体1。本发明还包括储水箱21，在储水箱21内安装有电动水泵27，电动水泵27的出水 端通过输水管观与内燃机体1上的输水管接头31连接。在寒冷环境下，为防止水结冰，可 以采取放水或者添加防冻剂等方法。本发明还包括通过电磁离合水泵18和水管与内燃机体1连接的蒸发及电解复合 装置3。蒸发及电解复合装置3内部具有上下两个相通的空间，其中下部空间为储液态水空 间，上部空间为储水蒸汽空间。上下部空间分别安装有电解装置，即水蒸汽电解装置7和水 电解装置6，分别对水蒸汽和液态水进行电解，产生氢气和氧气。在内燃机体1的排气歧管 2的排气端连接有废气加热管4，该废气加热管4从所述的蒸发及电解复合装置3的下部空 间经过，用于对其中储液态水空间中的水加热。蒸发及电解复合装置3通过单向阀9以及混合气体输送管11连接有储气罐16。 储气罐16通过混合气体管22连接混合气体电控喷嘴20，其中混合气体电控喷嘴20安装于 内燃机体1上。为了防止电解过程发生爆炸，要求电解及蒸汽复合装置3内部空间相对要小，材 质为耐高压> 100MPA，耐高温800 1500°C合金材质制成。并在电解及蒸汽复合装置3和 储气罐16上分别装有安全阀8。安全阀8的作用是，当压力过高时进行泄压。在混合气体管22上安装有与E⑶电子控制单元23连接的电磁气控阀17。本发明还包括安放在能够接受阳光的太阳能电池14以及与太阳能电池14并联的 发电机15。太阳能电池14和发电机15应尽可能选择大功率的发电产品，以满足电解过程 中的大量电能消耗，太阳能电池14和发电机15将产生的电经整流器13 —路存入蓄电池12，另一路直接供给ECU电子控制单元23和本装置的各个用电单元，用电单元包括蒸发及 电解复合装置3的电解电能消耗，以及各传感器、电磁阀等。储水箱21内的水经过过滤器沈被电动水泵27泵入内燃机体1中的散热循环水 腔。内燃机工作的过程中，水温不断升高，当达到82°C时，热水被内燃机体1端部的电磁离 合水泵18泵入蒸发及电解复合装置3中。热水被废气加热管4继续加热蒸发，液态水被水 电解装置6电解，水蒸汽被水蒸汽电解装置7电解。电解析出氢气，氧气，所述的氢气、氧气 和水蒸汽混合形成混合气体，混合气体达到一定压力后经单向阀9被压入储气罐16。E⑶电子控制单元23根据内燃机工况开启或关闭电磁气控阀17，混合气体经混合 气体管22在混合气体电控喷嘴20开启的瞬间进入燃烧室32做功。与此同时，ECU电子控 制单元23控制脉冲电流开启电喷油嘴30喷射燃油进入燃烧室32，点燃或压燃做功。所述 的电喷油嘴30喷射的燃油通过油燃料管四供给。在储水箱21内还安装有通过电控线路M与E⑶电子控制单元23相连的水位传 感器25。水位传感器25的作用是实时向ECU电子控制单元23提供储水箱21的水位信号， 使操作人员能够直接观察到仪表显示储水箱的水位并告警，必要时补充水。内燃机体1 一侧装有电磁离合水泵18和温压一体传感器19。当水温达到82°C时， ECU电子控制单元23控制电磁离合水泵18工作，将内燃机体1内的水泵入电解及蒸发复合 装置3中。与此同时，控制储水箱21内电动水泵27工作，及时将储水箱21内的水补充入 内燃机体1内。ECU电子控制单元23根据温压一体传感器19提供的信号，控制储水箱21 内的电动水泵27和电磁离合水泵18的开启和关闭，保持内燃机体1内的水温在一定幅度 内波动。当温压一体传感器19检测到的内燃机体1的水压低于设定值时，ECU电子控制单 元23控制电动水泵27和电磁离合水泵18工作，向内燃机体1内泵水。在E⑶电子控制单元23与蒸发及电解复合装置3之间安装有可控硅变压器10。 E⑶电子控制单元23通过对可控硅变压器10进行调压，实现水蒸汽电解装置7和水电解装 置6工作电压的调整。在蒸发及电解复合装置3下部的储液态水空间中设置有温度传感器5，用以检测 该空间内水的温度。温度传感器5与E⑶电子控制单元23信号连接。E⑶电子控制单元 23接收到温度传感器5的发送过来的信号，根据水温信号控制可控硅变压器10调压。电磁气控阀17和混合气体电控喷嘴20能够在得到ECU电子控制单元23的指令 后关闭或者开启以及控制开启时间长短，对于混合气体电控喷嘴20开启或关闭是经过周 密程序设计并进行运转实验得出最佳工作效果，与电喷油嘴30协同进行的。
权利要求
1.一种电控内燃机混合燃料能量高效利用方法，其特征在于第一步，将被内燃机加热到82°C的水引入到蒸发及电解复合装置(3)中； 第二步，利用内燃机工作排出的废气余热对蒸发及电解复合装置(3)中水进行再加 热，并对蒸发及电解复合装置(3)中的液态水和水蒸汽分别进行电解，制取氢气和氧气；第三步，将蒸发及电解复合装置(3)中的氢气、氧气、水蒸汽组成的混合气体储存于储 气罐(16)中，用作内燃机的辅助燃料；第四步，ECU电子控制单元控制电磁气控阀开启，储气罐(16)中的混合气体经过 混合气体电控喷嘴00)进入燃烧室做功。
2.如权利要求1所述的电控内燃机混合燃料能量高效利用方法，其特征在于温压一 体传感器(19)实时检测内燃机体(1)的水压和水温，将检测到到的温度、压力信号传输给 ECU电子控制单元03)，ECU电子控制单元03)控制向内燃机体(1)内泵水。
3.如权利要求2所述的电控内燃机混合燃料能量高效利用方法，其特征在于ECU电子 控制单元通过对可控硅变压器(10)进行调压，实现水蒸汽电解装置(7)和水电解装 置(6)工作电压的调整。
4.一种电控内燃机混合燃料能量高效利用装置，包括ECU电子控制单元和内燃机 体(1)，其特征在于:还包括储水箱(21)，在储水箱内安装有电动水泵07)，电动水泵(XT)的出水端 与内燃机体⑴连接；还包括通过电磁离合水泵(18)和水管与内燃机体(1)连接的蒸发及电解复合装置 (3)，蒸发及电解复合装置(3)内部具有上下两个相通的空间，其中下部空间安装有水电解 装置(6)，上部空间安装有水蒸汽电解装置(7)；在内燃机体(1)的排气歧管( 的排气端连接有废气加热管G)，该废气加热管(4)从 所述的蒸发及电解复合装置(3)的下部空间经过；蒸发及电解复合装置C3)通过单向阀(9)以及混合气体输送管(11)连接有储气罐 (16)，储气罐(16)通过混合气体管0 连接混合气体电控喷嘴(20)，其中混合气体电控喷 嘴OO)安装于内燃机体⑴上；在混合气体管0 上安装有与ECU电子控制单元连接的电磁气控阀(17)。
5.如权利要求4所述的电控内燃机混合燃料能量高效利用装置，其特征在于还包括 太阳能电池(14)以及与太阳能电池(14)并联的发电机(15)；太阳能电池(14)和发电机 (15)将产生的电经整流器(1 一路存入蓄电池(12)，另一路直接供给E⑶电子控制单元 (23)和本装置的各个用电单元。
6.如权利要求4所述的电控内燃机混合燃料能量高效利用装置，其特征在于在储水 箱内还安装有通过电控线路04)与ECU电子控制单元03)相连的水位传感器05)。
7.如权利要求4所述的电控内燃机混合燃料能量高效利用装置，其特征在于内燃机 体⑴一侧装有温压一体传感器(19)，该温压一体传感器(19)与ECU电子控制单元03) 信号连接。
8.如权利要求4所述的电控内燃机混合燃料能量高效利用装置，其特征在于在ECU 电子控制单元与蒸发及电解复合装置C3)之间安装有可控硅变压器(10)；在蒸发及 电解复合装置C3)下部的储液态水空间中设置有温度传感器(5)，该温度传感器( 与ECU电子控制单元信号连接。
9.如权利要求4所述的电控内燃机混合燃料能量高效利用装置，其特征在于在电解 及蒸汽复合装置C3)和储气罐(16)上分别装有安全阀(8)。
全文摘要
本发明是一种电控内燃机混合燃料能量高效利用方法及其装置，首先将被内燃机加热到82℃的水引入到蒸发及电解复合装置(3)中；然后利用内燃机工作排出的废气余热对蒸发及电解复合装置(3)中水进行再加热，并对蒸发及电解复合装置(3)中的液态水和水蒸气分别进行电解，制取氢气和氧气；最后将蒸发及电解复合装置(3)中的氢气、氧气、水蒸气组成的混合气体储存于储气罐(16)中，用作内燃机的辅助燃料。将内燃机工作产生的余热进行了再利用，并利用这部分热能将水转换为内燃机做功的辅助燃料。
文档编号F02M25/12GK102052196SQ20101052440
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者李强, 李浩镕, 韩宗欣 申请人:山东黄金矿业股份有限公司新城金矿