一种发动机制氧装置的制作方法

1.本实用新型涉及发动机增氧技术领域，具体而言，涉及一种发动机制氧装置。


背景技术：

2.目前，随着生活环境出现海拔升高、大气压力降低、空气密度减小等诸多现象，空气中的含氧量逐渐减少。当海拔每上升1000米，发动机功率及扭矩均下降8％～13％，热强度增加2％～5％。同时，由于发动机气缸内氧气充气量减少，不仅导致柴油燃烧不完全且燃烧速度慢，还导致发动机热效率下降，散热性能下降，热负荷增加，燃烧不充分等。
3.发动机中燃料燃烧需要空气中的氧气助燃，由于高原含氧量低，使得混合气体变浓，燃料燃烧不完全，浪费资源，燃烧速度降低，导致发动机动力下降。因此，高原环境对发动机功率输出影响十分严重。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种发动机制氧装置，解决现有技术中存在的发动机中燃料燃烧不完全的问题。
5.本技术实施例提供了一种发动机制氧装置，包括发动机，所述发动机包括燃烧室和进气端，所述进气端与所述燃烧室连接；反应仓，用于制备氧气；所述反应仓包括输气端，所述输气端与所述进气端连接，用于输送所述反应仓制备的氧气给所述燃烧室燃烧。
6.在上述实现过程中，反应仓中制备的氧气通过输气端输送到发动机进气端，从而输入到发动机燃烧室中助燃，提高发动机燃烧室中的氧含量，使得燃烧室中的燃料燃烧更加充分，从而实现快速有效地给发动机供氧，不仅节省了燃料资源，还大幅提高了发动机的功率。
7.在一可选的实施方式中，所述反应仓包括第一开口、第二开口和第三开口；所述第一开口与所述输气端连通，所述第二开口用于接收制氧反应物，所述第三开口用于排放反应废弃物。
8.在上述实现过程中，第一开口用于将制备的氧气输出到发动机燃烧室中供其燃烧，实现了即制备即助燃的效果；第二开口用于接收制氧反应物，方便随时补充、添加制氧反应物；第三开口用于排放反应废弃物，有利于实时清洁反应仓，减小反应废弃物对制氧反应的影响，从而促进氧气的制备进程；反应仓通过三个开口实现与外界的连通交互，提升了整个制备氧气流程的效率，装置结构简单，易安装维护。
9.在一可选的实施方式中，所述第二开口包括第一端口和第二端口；所述第一端口的口径大于所述第二端口的口径。
10.在上述实现过程中，反应仓的第二开口由两个不同口径大小的端口组成。从口径大的端口侧添加外界制氧反应物，方便操作，有利于反应仓收集反应物，提升制氧效率。
11.在一可选的实施方式中，所述第一端口外部设置密封盖。
12.在上述实现过程中，反应仓第二开口的第一端口可以安装密封盖，可以用于给反
应仓提供密闭环境，制氧反应产生的一部分氧气不会顺着第二开口而排放到外界，从而增加了输送到第一开口的氧气含量。
13.在一可选的实施方式中，所述第三开口设置开关阀门。
14.在上述实现过程中，反应仓的第三开口设置了开关阀门，可以用于给反应仓提供密闭环境，制氧反应产生的一部分氧气不会顺着第三开口而排放到外界，从而增加了输送到第一开口的氧气含量。
15.在一可选的实施方式中，空气滤清器，所述空气滤清器包括第一进口端、第一出口端；所述第一进口端用于接收外界空气，所述第一出口端与所述进气端连接。
16.在上述实现过程中，空气滤清器能够接收外界空气，滤除尘埃杂质，然后抽入到发动机燃烧室中助燃，实现了该发动机制氧装置对外部空气中氧气的利用，提升了发动机的氧气利用率；
17.在一可选的实施方式中，设置在所述发动机内部的电子控制单元，所述电子控制单元用于监测、控制所述制氧反应的进程。
18.在上述实现过程中，电子控制单元用于监测、控制反应仓制氧反应的进程。在发动机内部安装电子控制单元，从而根据监测结果实时调整制氧反应进程，实现了该发动机制氧装置的自动控制效果。
19.在一可选的实施方式中，设置在所述反应仓的所述输气端的电磁阀，所述电磁阀与所述电子控制单元电性连接，所述电子控制单元用于控制所述电磁阀的开启大小。
20.在上述实现过程中，反应仓输气端安装有电磁阀，用于调节氧气的输出。电磁阀的开启大小由发动机中电子控制单元控制，发动机根据电子控制单元的控制指令实现对反应仓供应氧气的调节，从而实现维持发动机燃烧室内氧气含量恒定的效果。
21.在一可选的实施方式中，安装在所述进气端的第一氧浓度传感器，所述第一氧浓度传感器与所述电子控制单元电性连接。
22.在上述实现过程中，发动机进气端设置第一氧浓度传感器，用于检测发动机进气端接收制备的氧气含量值，第一氧浓度传感器将检测含量值传输给电子控制单元，从而实现该发动机制氧装置对发动机燃烧室内氧气含量的监控。
23.在一可选的实施方式中，安装在所述反应仓的内部的第二氧浓度传感器，所述第二氧浓度传感器与所述电子控制单元电性连接。
24.在上述实现过程中，反应仓内部设置第二氧浓度传感器，用于检测反应仓内部制氧反应产生的氧气含量值，第二氧浓度传感器将检测含量值传输给电子控制单元，从而实现该发动机制氧装置对反应仓内部氧气含量的监控。
25.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作更多说明如下。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
27.图1为本技术实施例提供的一种发动机制氧装置的结构示意图；
28.图2为本技术实施例提供的一种反应仓的结构示意图；
29.图3为本技术实施例提供的第二开口的结构放大示意图；
30.图4为本技术实施例提供的另一种发动机制氧装置的结构示意图。
31.图标：10-发动机；11-燃烧室；12-进气端；13-电子控制单元；14-第一氧浓度传感器；20-反应仓；21-输气端；22-第一开口；23-第二开口；231-第一端口；232-第二端口；233-密封盖；24-第三开口；241-开关阀门；25-电磁阀；26-第二氧浓度传感器；30-空气滤清器；31-第一进口端；32-第一出口端。
具体实施方式
32.下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或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，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
34.本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常拜访的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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，因此不能解释为本技术的限制。
35.本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，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，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.请参看图1，图1为本技术实施例提供的一种发动机制氧装置的结构示意图。该发动机制氧装置包括发动机10和反应仓20。
37.示例性地，发动机可以是常见的以汽油、柴油为燃料的内燃机。它是将化学能转化为机械能的机器，通过燃烧发动机10内部的燃料，产生动能，驱动发动机10内部的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，围绕曲轴中心作往复的圆周运动，从而输出动力。
38.反应仓20可以包括容纳反应物的仓体，反应物在仓体内部发生化学反应，为发动机10中燃料燃烧提供不可缺少的原料。
39.该发动机10包括燃烧室11和进气端12，进气端12与燃烧室11连接。
40.示例性地，发动机10内部包含燃烧室11，燃烧室11可以是气缸盖和气缸体的组合，汽缸盖密封气缸体构成密封空间的燃烧室11。由于燃烧室11内壁经常与高温高压燃气燃料
相接触，承受着很大的热负荷和机械负荷，可选地，燃烧室11由耐高温高压的材料构成。
41.发动机10包括一个进气端12，进气端12外部可以与管道连接，内部与燃烧室11连通。可选地，燃烧室11的气缸盖与进气端12连通，反应仓20制氧反应产生的氧气依次通过管道、进气端12、气缸盖输入到燃烧室11中促进燃料燃烧。
42.反应仓20，用于制备氧气。
43.示例性地，反应仓20目的是用于提供制氧反应的环境，通过外部添加制氧反应物的方式进行制氧。制氧反应物之间发生化学反应，产生氧气。
44.可选地，制氧反应物为水、过碳酸钠和二氧化锰的混合物，过碳酸钠作为制氧剂，二氧化锰作为催化剂，过碳酸钠与二氧化锰在水中发生制氧反应的化学方程式可以表示为：
45.2na2co3·
3h2o2→
2na2co3+2h2o+o2↑
46.将过碳酸钠与二氧化锰溶于水中，无需加热即可释放氧气。化学反应原理是过碳酸钠水溶液与二氧化锰反应，过碳酸钠分解后产生氧气、水和碳酸钠，从方程式可以看出实质是二氧化锰催化过氧化氢分解。
47.整个制氧反应过程，二氧化锰只是发挥了催化剂作用，可选地，二氧化锰可以是条状结构，由于二氧化锰不溶于水，制氧反应发生后二氧化锰用量不会减少，使用后方便二氧化锰回收重复利用。
48.进一步地，制氧反应物可以根据实际需求，按比例调整各反应物的用量。可选地，添加600ml水、50g过碳酸钠、30g二氧化锰等用量的反应物至反应仓20中，平均每分钟可产生320ml氧气，制氧纯度为99.5％，可以持续给发动机10供氧15分钟的时间。
49.反应仓20包括输气端21，输气端21与发动机10的进气端12连通，用于输送反应仓20制备的氧气给燃烧室11燃烧。
50.示例性地，通过管道将反应仓20的输气端21与发动机10的进气端12连通，反应仓20制氧反应产生的氧气就可以直接通过管道输入到发动机10的燃烧室11中，供应燃烧室11燃料燃烧必需的氧气，使得燃烧室11中的燃料燃烧更加充分，从而实现快速有效地给发动机10供氧，不仅节省了燃料资源，还大幅提高了发动机10的功率。
51.请参看图2，图2为本技术实施例提供的反应仓20的结构示意图。该反应仓20包括第一开口22、第二开口23和第三开口24。
52.示例性地，反应仓20为任意带有三个开口而构成容纳空间的结构。反应仓20可以包括容纳反应物的仓体，仓体侧壁设置第一开口22、第二开口23和第三开口24。仓体容纳制氧反应物中的液体反应物，提供一个制氧反应的场所。
53.反应仓20的第一开口22与输气端21连通。
54.在一个实例中，如图2所示，第一开口22可以设置在反应仓20侧壁左上端。
55.示例性地，反应仓20的第一开口22孔径大小可以与反应仓20的输气端21开口相契合，或者，反应仓20的第一开口22孔径比反应仓20的输气端21小，即反应仓20的输气端21将第一开口22包含在里面，使得反应仓20中制备的氧气能够大部分或者完全如图1中箭头所示方向d1通过输气端21输出到发动机10燃烧室11中供其燃料燃烧，而不会导致部分氧气从第一开口22与输气端21之间的缝隙溢出。
56.反应仓20的第二开口23用于接收制氧反应物。
57.在一个实例中，如图2所示，第二开口23可以设置在反应仓20侧壁右上端。
58.示例性地，第二开口23可以作为加料口，用于添加制氧反应物。外部添加反应物通过第二开口23进入反应仓20内部，如图1中箭头所示方向d2，能够缩短二次添加物与原有添加物的接触时间，从而缩短反应时间，提高氧化效果，同时可以从第二开口23补充、添加制氧反应物，方便快捷。
59.反应仓20的第三开口24用于排放反应废弃物。
60.在一个实例中，如图2所示，第三开口24可以设置在反应仓20底部侧壁位置。
61.示例性地，第三开口24可以作为出料口，用于排出反应物的残渣以及多余的废气，减小反应废弃物对制氧反应的影响，有效避免二次污染。可选地，第三开口24可以用于反应结束后，回收二氧化锰催化剂。
62.如图2或3所示，第二开口23包括第一端口231和第二端口232；第一端口231的口径大于第二端口232的口径。
63.如图2所示，第二开口23包括一段开口壁，开口壁两端设置第一端口231和第二端口232。第二端口232设置在靠近反应仓20一侧，第一端口231设置在远离反应仓20一侧。第一端口231的孔径直径大于第二端口232的孔径直径。
64.示例性地，人工添加制氧物时，外界制氧反应物将从口径大的第一端口231经过口径稍小的第二端口232，进入反应仓20，有利于反应仓20即时收集反应物，方便操作。
65.请参看图3，图3为本技术实施例提供的第二开口23的结构放大示意图。该反应仓20包括第二开口23，第二开口23包括第一端口231和第二端口232，第一端口231外部设置密封盖233。
66.示例性地，第一端口231外部设置有多圈螺旋纹，以使密封盖233能够通过螺旋纹旋转固定在第一端口231上。固定密封盖233后可以给反应仓20提供一个密闭环境，制氧反应产生的一部分氧气不会顺着第二开口23而排放到外界，从而增加了输送到反应仓20的第一开口22的氧气含量。
67.如图2所示，第三开口24设置开关阀门241。
68.示例性地，第三开口24可以外接一段管道，管道上设置开关阀门241，用于控制该段管道的连通或断开。关闭开关阀门241可以给反应仓20提供密闭环境，制氧反应产生的一部分氧气不会顺着第三开口24而排放到外界，从而增加了输送到第一开口22的氧气含量；打开开关阀门241，反应物的残渣以及多余的废气或者催化剂将经第三开口24从外接管道排出，避免二次污染，排出方向如图1中箭头所示方向d3。
69.请参看图4，图4为本技术实施例提供的另一种发动机制氧装置的结构示意图。该发动机制氧装置还包括空气滤清器30。
70.示例性地，空气滤清器30可以是过滤式、离心式、油浴式、复合式等任意一种或多种组合的空气过滤器。该发动机制氧装置除了接收反应仓20产生的氧气，还可以接收外界空气中的氧气。外界空气如果不经过滤清，空气中悬浮的尘埃也会被发动机10接收，这些尘埃会加速发动机10中的活塞组及燃烧室11的磨损，较大的尘埃颗粒进入活塞与燃烧室11之间，会造成严重的“拉缸”现象，在干燥多沙的工作环境中尤为严重。
71.空气滤清器30可以滤除外界空气中的灰尘、砂粒等物质，使得燃烧室11中进入足量、清洁的空气，实现了该发动机制氧装置对外部空气所含氧气的利用，提升了发动机10的
氧气利用率。
72.空气滤清器30包括第一进口端31、第一出口端32。第一进口端31用于接收外界空气，所述第一出口端32与所述进气端12连接。
73.示例性地，空气滤清器30第一进口端31用于接收外界空气，外界空气进入空气滤清器30经处理后，通过第一出口端32与发动机10的进气端12的连接通道，进入到发动机10燃烧室11中实现助燃，如图4中箭头所示方向d4。
74.第一出口端32与发动机10的进气端12的连接通道可以是外加的一段进气管道，可以是空气滤清器30自带的输出管道，可以直接是发动机10自带的输出管道。可选地，空气滤清器30与发动机10的进气端12之间可以采用法兰、橡胶管连接，可以直接连接。实现严密可靠，可防止漏气的连接方式。
75.请参看图4，该发动机制氧装置包括设置在发动机10内部的电子控制单元13，电子控制单元13用于监测、控制所述制氧反应的进程。
76.示例性地，电子控制单元13可以是行车电脑控制系统的一部分，电子控制单元13可以包括微控制器、存储器、输入/输出接口、模数转换器以及整形、驱动等大规模集成电路。
77.电子控制单元13可以进行运算与控制。该发动机制氧装置在运行时，电子控制单元13可以采集传感器检测到的信号，根据检测值进行相关运算，并将运算的结果转变为控制信号指令，控制被控对象的工作，从而实现对制氧反应进程的控制。
78.设置在反应仓20的输气端21的电磁阀25。
79.示例性地，反应仓20输出端可以连接一段管道至发动机10进气端12，在该管道靠近输出端位置设置电磁阀25。
80.电磁阀25可以是电磁线圈通电后产生磁力吸引克服弹簧的压力带动阀芯动作的电磁开关，电磁阀25可以是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀中的任意一种。
81.电磁阀25与电子控制单元13电性连接，电子控制单元13用于控制电磁阀25的开启大小。
82.示例性地，电磁阀25可以配合电子控制单元13的电路来实现阀门开度大小的控制，控制的精度和灵活性通过调试电子控制单元13实现。
83.电子控制单元13发出开度增大控制信号指令，电磁阀25开度增大，从而增大反应仓20输出端输出至发动机10的氧气；电子控制单元13发出开度减小控制信号指令，电磁阀25开度减小，从而减少反应仓20输出端输出至发动机10的氧气。电子控制单元13控制电磁阀25阀门开度大小，实现反应仓20输出端氧气量的调节，从而维持发动机10燃烧室11内氧气含量的恒定。
84.请参看图4，该发动机制氧装置包括安装在进气端12的第一氧浓度传感器14，第一氧浓度传感器14与电子控制单元13电性连接。
85.示例性地，发动机10进气端12设置第一氧浓度传感器14，用于检测发动机10进气端12接收制备的第一氧气含量值，即发动机10燃烧室11中的氧气含量。
86.第一氧浓度传感器14将第一氧气检测含量值通过连接电路传输给电子控制单元13，电子控制单元13将采集到的第一氧浓度传感器14信号转化为数值信号并与预设值进行比较和计算，把比较和计算的结果用来控制电磁阀25的工作。
87.具体地，发动机10燃烧室11中的氧气含量值低于预设值时，电磁阀25开度增大，氧气含量值高于预设值时，电磁阀25开度减小。一方面实现对发动机10燃烧室11内氧气含量的监控，另一方面实现对制氧反应产氧量输出的控制。
88.请参看图4，该发动机制氧装置包括安装在反应仓20的内部的第二氧浓度传感器26，第二氧浓度传感器26与电子控制单元13电性连接。
89.示例性地，反应仓20内部设置第二氧浓度传感器26，用于检测反应仓20内部制氧反应产生的第二氧气含量值，即反应仓20输出端能够输出的氧气含量。
90.第二氧浓度传感器26将第二氧气检测含量值通过连接电路传输给电子控制单元13，电子控制单元13将采集到的第二氧浓度传感器26信号转化为数值信号并与预设值进行比较和计算，把比较和计算的结果用来提醒何时添加反应物。
91.具体地，制氧剂反应仓20中的氧气含量值低于预设值时，即需要添加或更换制氧剂反应物。一方面实现对反应仓20内氧气含量的监控，另一方面实现对制氧剂反应物何时添加或更换的提醒。
92.综上，本技术实施例提供一种发动机制氧装置，该发动机制氧装置包括发动机10，发动机10包括燃烧室11和进气端12，进气端12与所述燃烧室11连接；反应仓20，用于制备氧气；反应仓20包括输气端21，输气端21与进气端12连接，用于输送反应仓20制备的氧气给燃烧室11燃烧。反应仓20中制备的氧气通过输气端21输送到发动机10进气端12，从而输入到发动机10燃烧室11中助燃，提高发动机10燃烧室11中的氧含量，使得燃烧室11中的燃料燃烧更加充分；此外，发动机10中的电子控制单元13根据氧浓度传感器检测值控制电磁阀25阀门开度大小或提醒外部何时添加制氧剂反应物，实现对发动机10燃烧室11内和反应仓20内氧气含量的监控，从而实现快速有效地给发动机10供氧，不仅节省了燃料资源，还大幅提高了发动机10的功率。
93.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
94.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。