[发明专利]尾气低排放内燃机原理结构与工艺技术

说明书

技术领域：本发明属于为解决内燃机尾气排放污染控制范畴；现实状况是汽车制造业的高速蓬勃发展，狭小城市空间汽车拥有量的翻倍剧增，内燃机设计技术没法改变油箱排放6％、化油器排放9％、曲轴箱排放20％、尾气排放65％造成一百四十多种PM2.5、PM1.0有害物质的严重环境污染问题。 

背景技术：由于人们对于内燃机设计认识的局限性，尽管减少汽车尾气污染的努力始终没有放弃，在安装废气处理装置上：曲轴箱与进气管密闭，把窜入曲轴箱的烃类可燃气体重新输送回气缸燃烧；将尾气部分输送进进气管，降低碳氢化合物、氮氧化合物的生成；应用金属氧化物(氧化锰与氧化铜、氧化铬与氧化铜、氧化镍与氧化铜等)与铂、鈀等贵金属一起作催化剂，对于排气管中的碳氢化合物(致癌物)、氮氧化合物(刺激鼻眼喉、造成肺气肿、)、一氧化碳通过二次通风加氧进行还原；对排气门进行空气喷射与热交换、使高温废气没有燃尽的一氧化碳、碳氢化合物、甲醛、二氧化硫与空气在排气管内发生氧化反应；碳烟微粒PM2.5、PM1.其内含燃料油添加剂、携出剂(溴乙烷)：铅、锂、铁、镍、铬等漂浮物；推迟点火或者喷油时间，使气缸内氮和氧在高温条件下来不及形成氮化物；使用燃油稀薄混合汽，分层燃烧，让碳氢化合物、一氧化碳在膨胀过程增加燃烧时间和机会；使用无铅汽油、用甲醇作为汽油抗爆剂，瑞典用铁化合物替代铅作为汽油抗暴剂，探索研究乙醇(酒精)、甲醇、氢气、天然气、页岩汽、电能、太阳能替代燃料油。对于汽车加强维修保养提高性能(降低污染30-40％)、让汽车尽可能等速运行，来减少怠速、加速、超速、减速、大负荷、超负荷的运行使用状况。作为有潜力的治理尾气方法成为现代汽车使用的各项总和未能发挥实效。客观上尾气污染依旧有增无减，日趋恶劣强化的雾霾威胁着人们的生存。 

四行程内燃机燃烧室的瞬间高温可达2200-2700℃的热平衡：由可燃气体爆发产生热量作用活塞、推动曲轴有效运转输出的功占20-30％，由排放废气带走的热量占20-30％，由冷却液介质带走热量占20-25％，由燃料不完全燃烧炭粒、非燃气体带走热量占6-13％，其他辐射、对流、风冷交换带走的热量占7-16％。 

内燃机完全燃烧汽油与空气的体积比例約为1∶10000；柴油燃烧需要的比例更大些。四行程内燃机换汽从排气门开启至进气门关闭約占曲轴转角380°-450°；排气压力汽油机为850-1200KPa，柴油机为700-1000KPa；废气排放流速500-600米/秒；废气排出量中占总燃烧气体的60％，排气门提前角40°-80°；残余废气系数汽油机为0.06-0.16，柴油机为0.03-0.06；进气门提前角10°-30°；排气门迟闭与进汽门早开的重叠角20°-60°；曲轴有效做功角度約为60°-80°，充气系数汽油机为0.70-0.80。柴油机为0.80-0.88；内燃机平均指示压力汽油机为700-1200KPa，柴油机为700-1000KPa；过量空气系数为0.35-1.40(柴油机为2)；指示热效率汽油机为0.28-0.35，柴油机为0.42-0.48；曲轴输出单位功燃烧燃料汽油机为245-300g/KW.h，柴油机为175-205g/KW.h；气缸内燃料燃烧损失理论计算循环热效率61％、实际循环热效率仅为45％(减少26％)；空气过滤器增加进气阻力降低充气系数导致内燃机功率下降2-4.5％；1千克柴油完全燃烧所能释放出的热量为42500KJ，1千克汽油完全燃烧所能释放出的热量为38000KJ，柴 油中含碳量88％、含氢量为12％，汽油中含碳量85％、含氢量15％；汽油的低燃烧值44×10-6kj/kg，酒精的低燃烧值25×10-6kj/kg，柴油的低燃烧值41×10-6kj/kg，汽油混合气和酒精热值大约为3.85×10-6j/mm²，空气中氮气約占78.09％，氧气約占20.95％；氩气占0.95％、其它氡、氦、氖、氪、氙、等微量气体及其杂质約占0.03％。内燃机燃烧排放尾气污染的根本原因是：怠速、加速、超速、减速、大负荷、超负荷的运行使用状况频繁更迭、导致燃烧室燃料由于缺氧燃烧不完全，设计的内燃机技术没有完全跟随汽车的工作状况条件变更、而变化提供可燃气体混合汽中的氧汽、燃料的适合比例、造成的尾气污染成为不可扭转。