应用于燃烧发动机的空气扩散器的结构性布置的制作方法

本发明属于汽车市场的配件和设备领域，和/或需要燃烧发动机的其他设备领域，特别是涉及一种将旋风引导至涡流的金属设备，根据斐波那契的物理定律，除了强力调节分子外，还会产生更高的压力和更低的进气量。

本发明方案对于发动机市场极为重要，因为使用该方案可以改善燃料燃烧，减少通过车辆/机器排气管排出的污染物气体，减少燃料消耗，提高发动机的服务寿命(冷却)，调节空气分子，通过正向空气增加发动机功率以及形成固定的空气屏障以减少回流。

因此，在所讨论的专利申请中，考虑到减少通过车辆和/或机器的排气管释放的气体，提供一种完善且有效设计和开发的特别设备，其目的是向其用户提供实用性和经济性并为环境带来巨大的好处。

此外，本申请的目的是提出一种配件，该配件满足鲁棒性，安全性和实用性的所有要求；因此，向消费人群提供了类似产品市场中的另一种选择，相对于当前市场中的产品，它为用户提供了无数可能性和利益，成为一种模型，在行业市场上被广泛接受。

背景技术：

汽车的心脏是发动机。自从第一款自行式汽车(即能够通过固定在其结构上的部件产生的动力独自行驶的汽车)以来，内燃驱动发动机得到了改进。我们认为现代化的许多技术方案几乎和发动机本身一样古老。

目前，用于汽车应用的发动机已经开发了100多年。与汽车公路运输的历史一起，已经进行了许多技术创新，热力学研究以及提高了内燃机的整体效率。

1854年，在意大利，工程师eugeniobersanti和felicematteucci的内燃机的第一个项目获得了专利。该项目包括利用空气和氢的爆炸性混合物燃烧释放的气体膨胀能来驱动活塞，然后使用曲轴将该线性运动转换为旋转运动。该发动机从未量产。1860年，比利时人jeanjosephetiennelenoir运用barsanti和matteucci的概念制造了使用爆炸性气体的二冲程发动机，通过火花塞启动燃烧。

1863年，lenoir创造了名为hippomobile的三轮马达车，配备了他设计的发动机，排量为2,543cm³，燃烧石油，并从巴黎到joinvillelepont城市进行了一次试车。在生活中，lenoir售出了大约350辆马车。1870年，siegfriedsamuelmarcus在一辆用于运输小商品的手推车-原型marcusi安装了内燃机，区别在于这是首次使用石油衍生物作为燃料。此后多年，marcus研究了低压点火系统技术和旋转电刷化油器系统，并于1883年获得了磁化试验的专利，在1888年提出了他的第二项设计marcusii。

在马库斯(marcus)从事marcusii设计工作的那些年里，另一位德国人nikolausotto通过四冲程操作发动机(进气，压缩，动力和排气)发展了奥托循环的概念。奥托(otto)于1876年与gottliebdaimler和wilhelmmaybach一起制造了第一台高效内燃机，在适当的燃烧室中在气缸内燃烧了燃油。在此之前，奥托已经在其他发动机中应用了lenoir的理念。

奥托创造的四冲程发动机的概念将成为未来大多数发展的标准。1879年，karlbenz在奥托循环的基础上创造了二冲程发动机，他再次使用了这一概念并创造了自己的四冲程发动机，从1885年开始在著名的benzmotorwagen中使用，这是第一辆使用奥托循环发动机进行商业生产的汽车，于1886年正式投放市场。

创造内燃机的功劳归功于德国工程师，物理学家和发明家nikolausaugustotto。他的发明注定于1866年改变了整个工业，当时该行业广泛使用蒸汽机。他开发了称为奥托循环(ottocycle)的工作原理，该原理由热力学转变组成，直到今天，在汽车中都可以观察到。

奥托循环由四部分组成：第一部分是进气，所谓的燃烧室燃烧过程中膨胀，导致燃料和空气的吸入；第二部分是燃烧室被压缩。第三部分步骤，通电，火花在内部释放，产生点火，使燃烧室再次膨胀。最后，排气，燃烧过程中形成的气体被排出，空气和燃料进气阀打开，重新开始燃烧过程。

整个过程与变速箱系统相结合，由此定义了所谓的内燃机。但是，这台如此重要且机灵的机器自创建以来已经经历了数次修改，从而导致了目前存在的不同类型。

内燃机进行了许多变型和修改，这些变化和修改带来了相对于原始模型的优势和劣势。以下是当今众所周知的一些变化：

柴油或汽油发动机：除原始发动机外，最著名的发动机型号之一是由工程师rudolfdiesel于1893年发明的柴油机。该机器的工作方式与otto循环相似，但主要区别在于点火方法。在此过程中，进气中的空气最初并不与燃料混合，而是被压缩到一定温度，足以燃烧燃料的温度状态。之后，燃料被引入燃烧室并进行自然燃烧。因此，不是通过火花来开始燃烧，而是适当压缩大气。

柴油发动机与奥托制造的发动机表现出一些性能差异，它几乎不会造成燃料浪费，提供了更高的能量效率，并且使用寿命更长，也是一种扭矩更高更强类型的发动机，但是它仅适用于较重的燃料，因此不适用于某些发动机配置，例如比汽油产生更多的污染物，此外，其加速度较低。

布雷顿循环(braytoncycle)：具有布雷顿循环工作原理的发动机由美国工程师georgebrayton发明。最初，其专利被称为“readymotor”。布雷顿循环被用作开发天然气涡轮机的基础，其操作与上述两种发动机型号完全不同。

首先，应该提到的是，过程阶段是同时且连续发生的，但位置不同。在这种类型的发动机中，有3个单元，即压缩机，燃烧室和涡轮机。首先压缩空气，然后将其送入燃烧室，然后通过燃烧燃料将其加热，然后膨胀，空气被引导至涡轮机，与涡轮机叶片碰撞，从而产生运动并排出。

如今，燃气轮机已被广泛使用。航空器是该技术得到广泛应用的一个很好的例子。该技术涉及的成本较高，但具有高的功率和速度。

还有其他几种具有相关结构和理论循环的内燃机，例如脉冲喷射，ericssonestirling。它们也可以根据不同的标准进行分类，例如燃烧的方式，相分离，其链接，无论是替代方案还是轮换方案等等。

目前，内燃机仍广泛使用于150年前发明的奥托循环。在运输领域，自汽车到航空业，这项技术已经占领了市场，这表明它在许多工业领域是不可替代的。

将来，它可能会被诸如电动机之类的新技术取代。但是，观察吸热式发动机的无数例子，不可否认的是，它们是自十八世纪以来对社会影响最大的发明之一。

现有技术状况

发动机技术的发展集中在提高发动机的热效率和燃烧质量上。大约22％的汽油动力转换为机械动力，而27％的柴油转换为机械动力。发动机热循环不同以及它们以不同的压缩率运行，造成了这种差异。

最近，直接喷射的汽油发动机激增，试图提高压缩率并降低空气+燃料混合物的质量，旨在改善性能和消耗量。

为了使该模式成功，有必要优化燃烧室的进气量。采取如下措施：通过使用压缩机或涡轮机增加进气压力，改变气缸盖中的空气路径或创造条件使更多的空气进入汽缸，最好是在较低的温度下进入汽缸。这个概念为准备比赛用的发动机的人们所熟知，但是它并不用于商用发动机，因为最大的性能并不是重点。

压缩机或涡轮机用于发动机进气，大大提高了性能。由于生产规模的扩大和设计的优化，这种限于柴油发动机和更昂贵的汽油发动机车辆的技术因此变得越来越普遍。越来越小的涡轮机设法避免出现问题，例如由于系统惯性而导致节流阀延迟。如果一方面压力增大，则该系统由于压缩而趋向于提高空气温度。即使在中间冷却器的存在下，由于进气温度升高，也会损失一部分性能。

在赛道上，技工经常修改气路，改变汽缸盖的几何形状。类别的存在阻碍了这种使比赛更具竞争力的修改。对于已经使用的车辆，一旦解决方案的成本受到限制，该替代方法将被抛弃。无论如何，压力更高以及温度更低的进气会有助于发动机的整体性能。

这种气旋效应可提高巴西使用的大多数发动机的性能。对于利用较差燃油混合物的直接喷射燃料的发动机而言，这种效果较差。在这种类型的发动机中，在气缸中直接喷射的燃料体积较少，这可能导致燃烧故障。为此，已经有一种设计以优化的方式将空气流引入气缸，以确保燃烧。为了减少燃料喷射，这种类型的发动机往往比间接与气缸盖中的空气混合的类型更经济。尽管如此，仍可以感知到发动机性能的提高。

在燃烧区域，通过旋转空气+燃料混合物可以使用低热量的燃料，而传统燃烧器无法使用这种低热量的燃料。这种更好的混合物使反应更容易，变得均匀和稳定。通常在流化床中燃烧生物质和燃烧废物再利用过程中产生的不良气体时会发现这种技术。

最近，安装在马夫拉市的城市固体废物气化炉-usw，日处理能力为100吨usw，只有在开始使用扭燃烧室(torsionalcombustionchamber)时，才能稳定产出气的燃烧，而不需要引燃火焰。因此，通过增加涡流或空气与燃料的混合来改善燃烧的原理，往往会改善燃烧反应，减少一氧化碳和某些其他受控气体的产生。

sung等人(2017)解释了空气回旋在煤粉燃烧器中的影响。尽管这项技术已经使用了很长时间，但这项研究能够测试回旋产生装置的多个角度以及其他项目参数，以测量性能。

wang等人(2019a)模拟了柴油发动机气缸进气的回旋效果，并将其与单缸发动机的实验结果进行了比较，他们使用了5个喷射流的喷射嘴与单一喷射流的喷射嘴相比得出的结论是，在高负载下发动机性能更好。在这项工作中，回旋是由喷嘴的燃油喷射角产生的。

bari，johansen和alhers(2015)提出了一种由生物柴油驱动的发动机进气中的涡流发生器。通过比较使用柴油和生物柴油的不同技术指标，无论是否产生涡流，他们得出的结论是，获得更好的空气/燃料混合物，产生干净的燃烧，考虑到生物柴油在发动机中燃烧时出现问题。

wang等人(2019b)模拟了涡流产生挡板对柴油机进气的影响，并得出结论：在48度角处有改进，发动机功率增加了5.79％，消耗得到了改善。

尽管利用空气回旋(airwhirling)原理在生物质燃烧器中进行了一些部署，以提高燃烧效率已有一段时间，但最近对该主题进行了研究，以开发发动机。

在一些专门的数据库中进行搜索后，发现了旨在改善内燃机运行的文献，例如piq70312q-3-“用于交替活塞燃烧发动机的多重扩散器(diffuser)和交替活塞燃烧发动机”，该发明涉及用于替代活塞式内燃机，特别是大型二冲程柴油发动机的多重扩散器(1)，其中多重扩散器(1)包括扩散器壳体(4)，该扩散器壳体(4)沿纵轴(l)偏离扩散器入口(2)直至扩散器出口(3)，扩散器插入件(5、51、52、53)布置在扩散器壳体(4)内，扩散器入口(2)可连接至排气涡轮增压器(7)的出口(6)，扩散器出口(3)可以连接至替代活塞式燃烧发动机的增压空气冷却器(8)，因此在替代活塞式燃烧发动机的运行状态下，可以在增压空气冷却器(8)内部，通过多重扩散器(1)从排气涡轮增压器(7)中引入空气(9)。根据该发明，多重扩散器(1)相对于纵轴(l)是不对称的。另外，该发明涉及替代活塞式燃烧发动机，特别是大型二冲程柴油发动机，具有根据该发明的多重扩散器(1)。

尽管上述文件属于同一市场领域，但考虑到其中未使用风扇系统，因此它与本发明方案没有任何相似之处，因此，它不会有益于所谓的燃油经济性以及减少环境中的污染物。

技术实现要素：

因此，在对现有技术进行分析并旨在提出对发动机的改进后，对行业有很深了解的发明人开发出了一种空气扩散器，该空气扩散器安装在进气管线上时，产生涡流，改善空气和燃料的混合物，降低空气温度并在tbi上产生正压，从而最大程度地减少气体回流。这些因素的组合增加了燃烧室中的氧气量，从而降低了空气和燃料混合物的质量、大大减少了燃油消耗，改善了发动机的动力和消耗，还减少了一氧化碳的排放，从而延长了发动机的使用寿命。

在直接燃料喷射发动机中，电子喷射技术的发展已采用了使用空气和燃料的较差混合物的原理。

使用本发明方案，功率增益将非常可观；它可以达到高达25％的水平并减少残留物的积累，这不仅可以将污染减少多达90％，而且还可以延长发动机，火花塞和气门的使用寿命。

在平台和街道上的发动机测功机试验表明，燃油经济性在10％到30％之间(具体取决于品牌)，因此获得功率增益。

除了更好地利用燃料动力之外，由于更好的燃料燃烧，还证实了大气排放量(主要是一氧化碳)的显着减少。随着发动机的经济性提高，每公里的排放量也减少了，有助于改善大气质量。

该解决方案配有内部风扇，可改善气流。这些风扇由气流驱动，有助于保持tbi或化油器上的正压力。

最后，重要的是要指出，本文评论的解决方案是完全通用的，因为它可以用在任何轻型或重型车辆中，而不论其品牌是由汽油，乙醇还是由cng柴油驱动。

该配件不仅考虑机械和功能特性，还考虑其零件和组件的形状、布置和策略性定位，正确放置可提高效率，而不会给用户带来任何负担。

应理解，所述扩散器的构造非常简单，因此工业制造容易。因此，获得了极好的实用和功能效果，提供了新颖的构造。

附图说明

为了清楚说明根据申请人阐述的基本和优选实施例的本发明特征，请参考附图，这些附图基于说明书并且构成本说明书的一部分；附图中：

图1示出了扩散器的后部视图；

图2示出了扩散器前部的内部视图，其中可以看到叶片；

图3显示了扩散器后部的另一视图；

图4提供了一个图像，可以在其中看到一个保护屏幕；

图5示出了较小风扇的视图；

图6示出了较大风扇及其支撑的视图；

图7示出了较大风扇的聚焦图；

图8显示了较大风扇的轴承的图像；

图9显示了较大风扇的支撑，

图10提供了完整的扩散器的透视图。

具体实施方式

如在上面列出的附图中的图1-图10，预设装置由带有叶片式扩散器的前部1和后部3组成，前部1用于分配根据发动机校准的空气，后部3用来捕获来自汽车过滤器或中冷器的空气，前部1和后部3通过简单的安装系统2进行装配。

在设备的内部，有两个由不锈钢制成的保护屏4，一个将布置在扩散器中，另一个将安装在设备的后部，此外，设备配备两个磁化的增强螺旋桨，即较小的螺旋桨5和较大的螺旋桨6，在较大螺旋桨6的中部有轴承(7)和支撑8。

对于涡轮发动机或柴油发动机，考虑到空气是由车辆本身捕获的，因此无需使用螺旋桨。

可以肯定的是，当将本发明付诸实践时，可以对涉及给定结构和形状细节的内容进行修改，但这不会导致背离权利要求书中明确阐明的基本原理；因此，应该理解的是，所使用的术语不是限制性的。

因此，本申请是关于一个完全新颖的概念，它提出了创新的建设性和功能性技术特征，可以通过进行的分析和显示的附图来证明。

由于其提供的优势以及呈现出满足该领域新颖性和独创性所有要求的真正创新特性，目前的“在燃烧发动机空气扩散器中应用的结构性布置”具备了获得发明专利的必要条件。