一种内燃机用增氧系统的制作方法

本实用新型涉及内燃机动力系统技术领域，特别是涉及一种可以向内燃机进气管理提供高浓度氧气的内燃机用增氧系统。

背景技术：

内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。随着社会的发展，人们对于如何提高内燃机的效率越来越关注。 影响内燃机动力输出的原因有很多，但其中最重要的，莫过于如何把更多的空气塞进汽缸，提高容积效率（更多的空气将带来更大的动力）。涡轮系统是增压发动机中最常见的增压系统之一。涡轮增压是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。

涡轮系统出现在一定程度上对于提高内燃机的动力起到了很大的作用，但是由于涡轮系统虽然可以将更多的空气压入气缸内，但是在空气含氧量较低的地区，压入气缸内的空气即使很多，由于其含氧量低同样不能使气缸内的燃料完全燃烧。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种内燃机用增氧系统。

本实用新型提供了如下方案：

一种内燃机用增氧系统，该系统包括依次通过气管相连的空气压缩单元、冷凝单元、制氧单元以及储氧单元，所述储氧单元通过气管与所述内燃机的进气管相连；

其中，所述储氧单元与所述内燃机的进气管之间的管道上连接有氧气流量调节阀，所述内燃机进气管上设置有用于检测进气管内的空气流量以及氧气浓度的传感器；所述调节阀以及所述传感器分别与控制单元相连；所述控制单元用于根据接收到的所述传感器传输的空气流量数据以及氧气浓度数据，控制所述调节阀的开合程度。

优选的：所述制氧单元包括换向控制阀、分别与所述换向控制阀相连的第一分离仓以及第二分离仓；所述第一分离仓与所述第二分离仓分别通过气管与所述储氧单元相连；所述第一分离仓与所述储氧单元相连的气管上设置有第一单向阀，所述第二分离仓与所述储氧单元连接的气管上设置有第二单向阀；

其中，所述换向控制阀与所述冷凝单元相连。

优选的：还包括设置有节流阀的气管，所述设置有节流阀的气管一端连接于所述第一分离仓与所述第一单向阀之间，另一端连接于所述第二分离仓与所述第二单向阀之间。

优选的：所述第一分离仓与所述第二分离仓内分别设置有沸石分子筛。

优选的：所述第一分离仓与所述第二分离仓内分别设置有制氧富氧膜。

优选的：所述空气压缩单元的进气端连接有过滤消毒单元。

优选的：所述控制单元还连接有温度传感器以及自动断电控制器，所述控制单元还用于根据接收到的所述温度传感器传输的温度值，控制所述自动断电控制器的开合或者关闭。

优选的：所述控制单元与所述内燃机的供电单元相连。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

通过本实用新型，可以实现一种内燃机用增氧系统，在一种实现方式下，该系统包括依次通过气管相连的空气压缩单元、冷凝单元、制氧单元以及储氧单元，所述储氧单元通过气管与所述内燃机的进气管相连；其中，所述储氧单元与所述内燃机的进气管之间的管道上连接有氧气流量调节阀，所述内燃机进气管上设置有用于检测进气管内的空气流量以及氧气浓度的传感器；所述调节阀以及所述传感器分别与控制单元相连；所述控制单元用于根据接收到的所述传感器传输的空气流量数据以及氧气浓度数据，控制所述调节阀的开合程度。本申请提供的系统，结构简单合理，制作成本低廉，安装使用方便。与现有内燃机进气方式与技术相比，大大提升了内燃机动力，不仅能提高使用该内燃机的交通工具的攀爬力量，也能提高交通工具的行进加速度，尤其是该系统可防止使用燃料的交通工具在高海拔区域中航行与行驶时，由于空气稀薄、氧气含量低导致发动机熄火、停车的情况发生。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种内燃机用增氧系统的结构示意图。

图中：进气管A、空气压缩单元1、冷凝单元2、制氧单元3、换向控制阀301、第一分离仓302、第二分离仓303、第一单向阀304、第二单向阀305、节流阀306、沸石分子筛307、储氧单元4、氧气流量调节阀5、传感器6、控制单元7、过滤消毒单元8。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参见图1，为本实用新型实施例提供的一种内燃机用增氧系统，如图1所示，该系统包括依次通过气管相连的空气压缩单元1、冷凝单元2、制氧单元3以及储氧单元4，所述储氧单元4通过气管与所述内燃机的进气管A相连；

其中，所述储氧单元4与所述内燃机的进气管之间的管道上连接有氧气流量调节阀5，所述内燃机进气管A上设置有用于检测进气管内的空气流量以及氧气浓度的传感器6；所述调节阀5以及所述传感器6分别与控制单元7相连；所述控制单元7用于根据接收到的所述传感器6传输的空气流量数据以及氧气浓度数据，控制所述调节阀5的开合程度。

在实际应用中，所述制氧单元3包括换向控制阀301、分别与所述换向控制阀301相连的第一分离仓302以及第二分离仓303；所述第一分离仓302与所述第二分离仓303分别通过气管与所述储氧单元4相连；所述第一分离仓302与所述储氧单元4相连的气管上设置有第一单向阀304，所述第二分离仓303与所述储氧单元4连接的气管上设置有第二单向阀305；其中，所述换向控制阀301与所述冷凝单元2相连。为了能够更好地使该第一分离仓与第二分离仓交替工作，本申请实施例还可以提供，还包括设置有节流阀306的气管，所述设置有节流阀306的气管一端连接于所述第一分离仓与所述第一单向阀之间，另一端连接于所述第二分离仓与所述第二单向阀之间。进一步的，所述第一分离仓302与所述第二分离仓303内分别设置有沸石分子筛。再进一步的，所述第一分离仓302与所述第二分离仓303内分别设置有制氧富氧膜。再进一步的，所述空气压缩单元的进气端连接有过滤消毒单元8。通过该过滤消毒单元可以对进入该空气压缩单元的空气进行消毒过滤。

本申请实施例的制氧单元的工作原理为：空气先经过滤净化、空气压缩单元、冷凝单元加压，由换向控制阀分配至第一分离舱，沸石分子筛吸附流经气体中的氮气分子，使得气体中的氮、氧分离后，通过沸石分子筛的富氧气体一路经单向阀储氧单元，用于为内燃机的进气管理提供高浓度氧气；另一路少量富氧气 体设置有节流阀的气管进入第二分离仓内，促使第二分离仓内沸石分子筛吸附的氮气分子析出并排入大气之中，第二分离仓内的沸石分子筛的吸附功能获得再生。当第一分离舱中的沸石分子筛吸附达到饱和时，换向控制阀适时切换，将经过滤净化、空气压缩单元、冷凝单元加压的空气输入第二分离舱，进行再次的沸石分子筛吸附、析出、富氧气体输出；两个分离仓交替工作，使系统循环运行。实现不断的为该内燃机的进气管输入空气。为了方便为该系统供电，所述控制单元与所述内燃机的供电单元相连。采用沸石分子筛，变压吸附技术（PSA）将空气中的氧气与氮气分离，滤除了空气中的有害物质，从而获取符合医用氧标准的高纯度氧气。采用分子筛制氧以空气为原料，无须任何添加剂，无残渣和污染排放,耗电量小。该系统全套气路均为低压系统程序控制，性能稳定，噪音低。整个制氧过程可以在常温下进行，对于使用该系统的内燃机更加安全。

为了进一步的提高该系统的性能，本申请实施例还可以提供所述控制单元还连接有温度传感器（图中未示出）以及自动断电控制器（图中未示出），所述控制单元还用于根据接收到的所述温度传感器传输的温度值，控制所述自动断电控制器的开合或者关闭。当内燃机温度过高或者出现火情等特殊状况时，通过该温度传感器可以感知温度的提升，进而通过控制单元控制自动断电控制器将该制氧系统的电路切断，这样可以使得该系统安全性能更高。

本申请实施例提供的系统，为一种采用物理（沸石分子筛、高分子膜）分离技术将空气中的氧气分离出来后，通过与内燃机的进气口进行科学对接，提升内燃机进气中的氧气含量，从而使内燃机气缸内部的燃料充分燃烧，提高内燃机的动力的一种设备装置。该系统可应用于使用燃料的交通工具的内燃机，具有内燃机进气口氧气浓度自动监测功能，当内燃机进气口中氧气浓度过低时，设备系统自动调节并提升内燃机进气的氧气浓度，当内燃机进气口中氧气浓度过高时，设备系统自动调节并降低发动机进气的氧气浓度，在提高内燃机动力的同时，对发动机起到一定保护作用。

总之，本申请提供的系统，结构简单合理，制作成本低廉，安装使用方便。与现有内燃机进气方式与技术相比，大大提升了内燃机动力，不仅能提高使用该内燃机的交通工具的攀爬力量，也能提高交通工具的行进加速度，尤其是该系统可防止使用燃料的交通工具在高海拔区域中航行与行驶时，由于空气稀薄、氧气含量低导致发动机熄火、停车的情况发生。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。