燃油发动机进气稳压器的制作方法

本发明属于燃油发动机技术领域，尤其是涉及一种燃油发动机进气稳压器。

背景技术：

现在燃油发动机普遍存在燃烧效率低，尾气污染严重等问题。造成这种问题的根本原因是：燃油发动机nox生成与co、ch、烟尘生成之间是此消彼长的矛盾关系。减少nox排放就会增加co、ch、烟尘的排放；减少co、ch、烟尘排放就会增加nox的排放。这是目前尚未有办法真正解决的问题，即使奔驰、大众等都没有能够对这个问题很好的对应解决，而这个矛盾如果处于长期无法得到真正解决，燃油车将面临着淘汰的危险。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在解决燃油发动机燃烧不完全、热效率低，尾气污染严重等问题，重点解决：燃油发动机nox生成与co、ch、烟尘生成之间此消彼长的矛盾。具体是提供一种燃油发动机进气稳压器，使安装进气稳压器的燃油发动机实现稳压进气和全程足量进气，同时达到稳压进气发动机尾气中co、ch、烟尘和nox同步降低排放和同步超低排放的目标。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种燃油发动机进气稳压器，包括过滤网、稳压器出口、电动空气增压器、控制器、端板；其特征在于：所述端板上设稳压器出口与外部连通，所述电动空气增压器输出气流通过所述稳压器出口输出；所述电动空气增压器设置在所述端板上，所述电动空气增压器的外部设置过滤网，将电动空气增压器的进、出口包裹在内，构成内部连通的进、出口腔室；或者：所述端板通过骨架连接隔板，所述电动空气增压器设置在所述隔板上，所述电动空气增压器进、出口外部均设置过滤网，将电动空气增压器进、出口分别包裹在内，构成被所述隔板隔开的进、出口腔室；所述出口腔室、电动空气增压器出口和所述稳压器出口之间是连通的，所述电动空气增压器的电动机连接控制器，由所述控制器控制所述电动空气增压器的工作状态。

或者：所述端板通过骨架连接隔板，所述电动空气增压器设置在所述隔板上或者设置在所述端板是，所述电动空气增压器进、出口外部均设置过滤网，将电动空气增压器进、出口分别包裹在内，构成被所述隔板隔开的进、出口腔室；

所述隔板是密封的或者是不密封的，所述不密封的隔板包括：骨架、带孔的板。

所述电动空气增压器进口与所述隔板之间是密封的或者不密封的连接。

电动空气增压器出口和所述稳压器出口之间连通，同时也有空气流道和电动空气增压器出口腔室连通。所述电动空气增压器设置在所述端板上时，所述电动空气增压器进、出口腔室是连通的。所述电动空气增压器设置在所述隔板上时，所述电动空气增压器出口腔室是隔开的。

所述电动空气增压器设置在端板上，进、出口在过滤网内部连通，进、出口腔室是一个腔室。所述电动空气增压器出口朝向稳压器出口，即发动机进气口，形成发动机冲压进气。发动机工作时是吸气状态。增压器工作时通过过滤网吸入空气，从出口输出空气给发动机进气口，对发动机进气口形成冲压力。当发动机吸气流量小于空气增压器输出流量时，多余的空气沿着电动空气增压器出口和所述稳压器出口之间的空气流道流出，再返回所述电动空气增压器的进气口，继续循环输出。当发动机吸气流量大于空气增压器排气流量时，空气增压器输出空气流量不能满足发动机吸气流量，外部空气通过过滤网流入电动空气增压器出口和所述稳压器出口之间的空气流道，再流入发动机进气口形成两路进气，弥补了电动空气增压器的输出流量不足，避免或者减少负压进气，这样采用小功率电动空气增压器就可以实现发动机足量进气。由于进气流量充足，在发动机进气口形成相对稳定进气压力，保证发动机进气流量充足。

所述电动空气增压器设置在所述隔板上，电动空气增压器进、出口之间在过滤网内部被隔板隔开，相当于电动空气增压器进、出口之间，通过过滤网连通之后在过滤网外部连通。当发动机吸气流量小于空气增压器排气流量时，多余的空气沿着电动空气增压器和所述稳压器出口之间的空气流道流出，再通过出口腔室的过滤网溢出后流入大气。同时电动空气增压器进气口还在吸入空气，相当于溢出出口腔室过滤网的空气，再通过过滤网流入进口腔室，返回所述电动空气增压器的进气口，继续循环输出。当发动机吸气流量大于空气增压器排气流量时，空气增压器不能满足发动机吸气流量，外部空气通过出口腔室过滤网流入电动空气增压器出口和所述稳压器出口之间的空气流道，再流入发动机进气口形成两路进气，弥补了电动空气增压器的功率小、输出流量不足，保证发动机进气流量充足。由于流量充足，在发动机进气口形成相对稳定进气压力。这样的结构较电动空气增压器设置在端板上时，发动机低转速进气压力略高。

稳压进气发动机不会出现过压进气，形成发动机早燃或者爆震现象。同时，有效抑制负压进气现象，实现整个发动机运行全过程足量进气。

进一步，所述电动空气增压器包括：离心风机结构、扇叶结构、涡轮风机结构、轴流风机结构、转子结构、气动马达结构、螺旋桨结构的。

进一步，所述出口腔室内部设置三通，所述三通为普通三通或者侧口带单流阀的三通，所述三通的两口分别连接电动空气增压器出气口和所述稳压器出口。所述电动空气增压器设置在所述隔板上或者设置在所述三通上。

所述出口腔室内部设置侧口带单流阀的三通，构成发动机低转数增压、高转数稳压的发动机进气稳压器。特点是：发动机低转数时增压器输出气流压力高于大气压力，单流阀关闭，保证压力不外泄，形成高压供气。发动机高转数时或者增压器输出气流压力低于大气压力时，单流阀打开补充进气，保证进气压力稳定。该结构的进气稳压器优选：采用压力自动控系统配合小功率电动空气增压器，形成高压进气稳压器。该结构的进气稳压器尤其适合压燃发动机进气使用。

进一步，在所述端板上设置进气涵道，所述电动空气增压器设置在所述进气涵道上或者设置在所述隔板上，其出气口朝向所述进气涵道，构成射流式进气结构。

所述进气涵道包括：喇叭口形状、管状、喷气发动机进气涵道形状的一种，特点是：进气流畅。

进一步，所述控制器是正、反转调速控制器，所述电动空气增压器的电动机，是正、反转可控的调速电动机；所述控制器是正、反转调速控制器时，是由人为控制所述电动空气增压器的工作状态的。根据发动机运行的要求，人为控制电动空气增压器的正、反转和转数。

或者所述控制器是压力自动控制系统、流量自动控制系统或者温度自动控制系统之中的任意一种或者几种，是由发动机进气温度、压力、流量传感器信号中的任意一种或者几种，通过所述控制器自动控制所述电动空气增压器的工作状态的；所述稳压器出口出口内或者稳压器出口和发动机进气口之间对应设置压力传感器、温度传感器、流量传感器之中的一种或几种。

当所述控制器是压力自动控制系统时，根据进气压力传感器的输出信号，自动控制电动空气增压器的工作状态和进气压力变化。可以保持出口腔室内部压力稳定在设定范围内，不会出现负压进气现象和过压进气现象。使发动机运行在接近最佳状态。

进一步，所述控制器设置在所述过滤网内部，所述稳压器过滤网外部设置有外壳，所述外壳上设置一个或者一个以上进气口的。所述一个以上进气口之间是连通的或者是不连通的。还包括所述外壳是设置连接装置或者连接结构的。所述控制器设置在所述过滤网内部，所述控制器的电源和电信号接口以及调节旋钮设置在所述外壳外部，还包括所述调节旋钮通过导线延伸设置在外壳之外的任意位置。

所述过滤网外部还可以设置有外壳和连接装置或连接结构，外壳包覆在过滤网外部，设有进气孔口；所述连接装置或连接结构设置在外壳上，对应配套设备的连接。

所述外壳是设置有相应进气孔口，可以满足稳压器进气需要。设置所述外壳是为了防雨、防水的需要，尤其是露天使用的稳压器必须要防雨、防水。

所述连接装置或连接结构，用于满足本发明所述稳压器与配套设备的连接、安装的需要。

进一步，所述控制器设置在所述过滤网内部，进气或者排气的流道之中。由电动空气增压器为控制器散热。减少控制器发热延长使用寿命。所述控制器的电源、电信号接口和调节旋钮设置在过滤网外部，方便连接和调试。

进一步，所述控制器和所述电源之间设置或者链接有开关或电源控制器或继电器，控制所述控制器的电源通断。电源控制器或继电器的控制端直接或者间接连接发动机电源开关，发动机停机时断开控制器电源减少电瓶耗电。

进一步，在所述稳压器出口内部设置气流导向装置。

所述气流导向装置可以为：导向叶片、导向槽、导向叶轮，用以改变出气口内部气流的方向。

进一步，所述控制器信号输入端，连接节气门传感器或油门传感器或发动机转速传感器或喷油脉冲信号传感器或手动电位器,由传感器信号或者手动电位器控制电动空气增压器的转速、启停；还包括所述电位器通过导线延伸设置在外壳之外的任意位置。

进一步，还设有第二空气增压器；所述稳压器出口连接第二空气增压器，所述第二空气增压器出气口连接所述燃油发动机进气口；或者第二空气增压器与所述电动空气增压器并联，所述第二空气增压器出气口也连接所述稳压器出口，并通过稳压器出口连接所述燃油发动机进气口。

两个空气增压器并联连接时，各自的出口设置单流阀，只能出气不能进气，保证两个两个空气增压器之间互不干扰，增加发动机进气口进气流量。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的优势在于：

(1)本发明由进、出口腔室、过滤网、电动空气增压器、控制器和隔板构成燃油发动机进气稳压器，为发动机供气，实现发动机全程足量进气，缸内充分燃烧；

(2)本发明采用小功率电动空气增压器并联自然进气系统，完成大功率电动空气增压器才能完成的工作。在不增加电瓶和发电机容量，不改变发动机结构的条件下，实现了发动机稳压进气，适用于汽油、柴油发动机供气。是解决燃油发动机尾气排放污染问题的有效手段。成功解决了燃油发动机排放污染问题；

(3)本发明实现了燃油发动机稳压进气，是一种燃油发动机尾气前处理技术，与现有的后处理技术有着本质上的不同；本发明通过提高燃烧效率，减少尾气污染物的排放。有效解决了燃油发动机nox生成与co、ch、烟尘生成之间此消彼长的矛盾，在国内首先实现了燃油发动机尾气排放co、ch、烟尘和nox排放同步降低和同步超低排放的目标。

附图说明

图1是本发明实施例的电动空气增压器设置在隔板的结构示意图；

图2是本发明实施例的电动空气增压器设置在端板的结构示意图；

图3是本发明实施例设有单流阀辅助进气的结构示意图；

图4是本发明实施例设有射流进气的结构示意图。

其中：

1、隔板；2、过滤网；3、端板；4、电源和信号线接口；5、调节旋钮；

6、控制器；7、稳压器出口；8、电动机；9、电动空气增压器；10、腔室骨架；

11、出口腔室；12、进口腔室；13、进气单流阀；14三通；15、进气涵道；

16、端板连接件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，当零部件被称为“固定”在另一个零部件上，它可以直接在另一个零部件上，或者也可以存在居中的零部件。当一个零部件被描述为“连接”另一个零部件，它可以是直接连接到另一个零部件，或者也可以存在居中的零部件。当一个零部件被描述为“设置”在另一个零部件上，它可以是直接设置上另一个零部件上或者可能同时存在居中零部件。

下面结合附图以及具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

如图1所示为本发明实施例1的燃油发动机进气稳压器结构示意图；

电动空气增压器9设置在隔板1上，隔板1通过腔室骨架10与端板3连接、共同构成出口腔室11和进口腔室12，所述进、出口腔室外部设置过滤网2将进、出口腔室包裹在内，构成进气过滤器。所述出口腔室端板3上设置稳压器出口7与外部直接连通。所述电动空气增压器9的电动机8的电源输入端连接控制器6的输出端。所述控制器的电源输入端、信号输入端的接口4，和调节旋钮5设置在出口腔室端板3的外部。由控制器6控制所述电动空气增压器9的工作状态，构成燃油发动机进气稳压器。控制器6设置在所述过滤网2内部，进气或者排气的流道之中；由电动空气增压器9为控制器6散热；减少控制器6发热延长使用寿命；

本发明所述进口腔室、出口腔室与大气隔开，外部空气必须通过所述过滤网2进入所述进、出口腔室内部。出口腔室上的出气口没有过滤网，可以直接连接发动机进气口，所述出口腔室是一个可以进、排气的腔室。保持出口腔室内的压力基本稳定。

本发明的控制器6是正、反转调速控制器，所述电动空气增压器9的电动机8，是正、反转可控的调速电动机；所述控制器6是正、反转调速控制器时，是由人为控制所述电动空气增压器9的工作状态的；根据发动机运行的要求，人为控制电动空气增压器9的正、反转和转数；

或者所述控制器6是压力自动控制系统、流量自动控制系统或者温度自动控制系统之中的任意一种或者几种，是由发动机进气温度、压力、流量传感器信号中的任意一种或者几种，通过所述控制器6自动控制所述电动空气增压器9的工作状态；所述稳压器出口7出口内或者稳压器出口7和发动机进气口之间对应设置压力传感器、温度传感器、流量传感器之中的一种或几种；

当所述控制器6是压力自动控制系统时，根据进气压力传感器的输出信号，自动控制电动空气增压器的工作状态和进气压力变化；可以保持出口腔室内部压力稳定在设定范围内，不会出现负压进气现象和过压进气现象；使发动机运行在接近最佳状态。

所述控制器6和所述电源之间设置或者链接有开关或电源控制器或继电器，控制所述控制器的电源通断；电源控制器或继电器的控制端连接发动机电源开关，发动机停机时断开控制器电源减少电瓶耗电；

所述控制器6的信号输入端，还可以连接节气门传感器或油门传感器或发动机转速传感器或喷油脉冲信号或手动电位器,由传感器信号或手动电位器控制电动空气增压器的转速、启停，还包括所述电位器通过导线延伸设置在外壳之外的任意位置。

所述过滤网外部还可以设置有外壳，所述外壳上设置一个或者一个以上进气口的。所述一个以上进气口之间是连通的或者是不连通的。另外所述外壳还可以设置连接装置或者连接结构。所述控制器6设置在所述过滤网内部，所述控制器6的电源和电信号接口4以及调节旋钮5设置在所述外壳外部，所述调节旋钮5还可以通过导线延伸设置在外壳之外的任意位置。

所述稳压器出口7内部还设置了气流导向装置，所述气流导向装置可以为：导向叶片、导向槽、导向叶轮，用以改变出气口内部气流的方向。

本发明工作时，所述电动空气增压器9输出空气流量大于发动机进气流量时，多余的空气从出口腔室的过滤网排出，保持出口腔室内部压力稳定在一定范围内。保持出口腔室内的压力基本稳定。不会出现过压进气，形成发动机早燃或者爆震现象。所述电动空气增压器9输出空气流量小于发动机进气流量时，外部的空气从出口腔室的过滤网吸入，保持出口腔室内部压力稳定在一定范围内，有效抑制负压进气现象，达到进气稳压的目的。实现整个发动机运行全过程足量进气。

采用本发明在帝豪715和标准307试验车上应用3年，效果良好。无任何异常现象，解决了燃油发动机nox生成与co、ch、烟尘生成之间此消彼长的矛盾。在国内首先实现了燃油发动机尾气排放co、ch、烟尘和nox同步降低排放和同步超低排放的目标。增加动力30％、节油20％、减排效果十分明显。尾气年检结果见下表1。

表1汽油试验车安装稳压器前后尾气年检结果对比

实施例2：

如图2所示为本发明实施例2的燃油发动机进气稳压器结构示意图；

实施例2中电动空气增压器9设置的位置不同，在实施例2中，电动空气增压器9通过端板连接件16设置在端板3上，端板3连接腔室骨架10，外部设置过滤网2，因为没有隔板1，所以构成一个内部连通的腔室，作为进气过滤器。

实施例2中其他结构以及工作原理都与实施例1相同。燃油发动机工作时是吸气状态。增压器工作时通过过滤网吸入空气，从出口输出空气给发动机进气口，对发动机进气口形成冲压力。当发动机吸气流量小于空气增压器输出流量时，多余的空气沿着电动空气增压器出口和所述稳压器出口之间的空气流道流出，再返回所述电动空气增压器的进气口，继续循环输出。当发动机吸气流量大于空气增压器排气流量时，空气增压器输出空气流量不能满足发动机吸气流量，外部空气通过过滤网流入电动空气增压器出口和所述稳压器出口之间的空气流道，再流入发动机进气口形成两路进气，弥补了电动空气增压器的输出流量不足，避免或者减少负压进气，这样采用小功率电动空气增压器就可以实现发动机足量进气。由于进气流量充足，在发动机进气口形成相对稳定进气压力，保证发动机进气流量充足。

实施例3：

如图3所示为本发明实施例3的设置单流阀辅助进气的燃油发动机进气稳压器结构示意图；

实施例3是在实施例1的基础上在出口腔室11内部设置三通14和进气单流阀13构成。所述三通14可以为普通三通，也可以在侧口连接进气单流阀13，另外两个接口分别连接电动空气增压器9的出口和稳压器出口7。构成发动机低转数增压、高转数稳压的发动机进气稳压器。特点是：发动机低转数时增压器输出气流压力高于大气压力，进气单流阀13关闭，保证压力不外泄，形成高压供气。发动机高转数时或者增压器输出气流压力低于大气压力时，进气单流阀13打开补充进气，保证进气压力稳定。该结构的进气稳压器优选：采用压力自动控制系统配合小功率电动空气增压器，形成高压进气稳压器。该结构的进气稳压器尤其适合压燃发动机进气使用。

采用本发明在柴油长城h5、柴油五十铃和大运柴油重卡试验车上应用1年，效果良好。无任何异常现象，解决了柴油发动机nox生成与烟尘生成之间此消彼长的矛盾。在国内首先实现了燃油发动机尾气排放烟尘和nox同步降低排放和同步超低排放的目标。减排效果十分明显。尾气年检结果见下表2。

表2柴油油车安装稳压器前后尾气年检结果对比

实施例4：

如图4所示为本发明实施例4设置设有射流进气的燃油发动机进气稳压器结构示意图；

实施例4是在实施例1的基础上在所述出口腔室内部的所述稳压器出口7和所述电动空气增压器9的出气口之间设置进气涵道15，构成射流式发动机进气稳压器。所述进气涵道15可以为喇叭口形状的、管状的、喷气发动机进气涵道形状。特点是：通过进气涵道使得稳压器出口输出的气流的流速更快，气体压力更大。

实施例5：

实施例5即在实施例1或2或3或4的基础上，设置第二空气增压器；第二空气增压器可以在腔室的外部，所述稳压器出口7连接第二空气增压器的进气口，所述第二空气增压器出气口连接所述燃油发动机进气口；

或者第二空气增压器位于腔室的内部，与所述电动空气增压器9并联，所述第二空气增压器出气口和电动空气增压器9的出气口一起连接所述稳压器出口7，或者第二空气增压器出气口和电动空气增压器9的出气口一起连接三通14或者进气涵道15，然后通过稳压器出口连接所述燃油发动机进气口。两个空气增压器并联连接时，各自的出口可以都设置单流阀，只能出气不能进气，保证两个两个空气增压器之间互不干扰，增加发动机进气口进气流量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。