[发明专利]一种汽车发动机富氧助燃减排装置

说明书

本发明公开了一种汽车发动机富氧阻燃减排装置，包括控制驱动单元、臭氧发生单元和磁化单元；每一组臭氧发生单元上设有一组磁化单元，一组臭氧发生单元与一组磁化单元构成组合体，二组以上的组合体从一端到另一端依次连接，一端的组合体上设有进风口，另一端的组合体上设有富氧出口，从进风口到富氧出口组合体的截面逐渐减小；磁化单元包括分别设在臭氧发生单元两侧的永磁体，每组磁化单元中的两永磁体相对的磁极相反；相邻组的磁化单元的同侧永磁体的磁极相反；控制驱动单元连接在臭氧发生单元上。本发明所要解决的技术问题在于提供一种使用安全、设计生产难度适中、简便安装、运行稳定、工作寿命长、低耗能的汽车发动机富氧助燃减排装置。

技术领域

本发明涉及一般发动机节能减排技术领域，具体涉及一种适用于汽车发动机配套使用的降低尾气指标排放的富氧助燃减排装置。

背景技术

在能源短缺趋势日渐明显，油价连年上涨的情况下，中国汽车消费市场仍保持高速增长态势，但燃油经济性水平比国外先进水平低10%～15%。汽车发动机作为将热能转换为机械能的动力装置，其热能转换效率偏低。热能以各种方式损失严重，而尾气排放值则偏高。目前各种工业运输车辆和民用车辆在我国已经得到广泛使用，汽车尾气排放业已成为影响PM2.5浓度的主要污染源。

汽车发动机的工作过程分为进气、压缩、做功、排气行程。在压缩行程中，活塞将发动机气缸中的雾化油和空气全部压缩到气缸顶部的燃烧室，燃烧室的压力达到最大值，火花塞发出高压点燃混合油气。燃烧后的气体猛烈膨胀，这时的膨胀压力决定于混合气的燃烧程度，而燃烧程度与燃油与空气的氧气比例有关。所以，进气中的空气氧气含量直接影响燃烧程度。新出厂汽车的发动机燃烧效率可达到95%，而旧车辆的燃烧效率可低于83%，车辆越旧燃烧效率越低。

提高汽车发动机进气中的氧气含量形成富氧，有助于提高燃烧效率，使油气燃烧更加充分猛烈、燃烧室温度压力增加、气缸积碳排除，尾气排放中的一氧化碳、氮氧、碳氢化合物的浓度大大降低，达到省油减排的目的。实验证明，进气中的氧气相对于氮气的比例提高10%，汽车尾气中的CO、HC、NOx的排放浓度下降10～50%，尤其是在城市运行中的中低速状况下特别明显。

目前适合汽车发动机进气部部位安装，通常使用的富氧产生制备方法有顺磁梯度法、臭氧高温转换法、吸附法和富氧膜法等。顺磁梯度法结构简单，可以连续使用，还不需要能源，但效率偏低，需要一定富集时间。臭氧高温转换法实际上制备的是臭氧，在燃烧室高温状态下还原成富氧，可以连续工作，效率较高，无富集时间限制，但结构较复杂，需要少量能量消耗。吸附法不能连续地制备富氧，不适合与汽车发动机配套使用。富氧膜法虽然可连续供给发动机富氧空气，但富氧膜成本高，且遇水、油易失效，使富氧助燃技术的推广受到限制。

顺磁梯度富氧实现是根据空气中的主要成分氧气和氮气对于高强度磁场分别有不同的顺磁性和逆磁性。高磁磁场对于进入磁场的空气成分自然会发生引力作用，氮气和氧气会形成不同的气体组团，从而产生不同的富氮空气团和富氧空气团。顺磁梯度富氧节能技术是一项最新的富氧空气制造方式。在二十世纪八十年代提出理论，九十年代处于实验室阶段，但目前为止实际可有效运行的装置很少。仍处于试验摸索阶段。富氧燃烧节能技术是一项切实可行的节能技术，在未来的节能减排应用中将会得到更广泛的应用。

在中国专利申请号为200910152415.X的专利文献中公开了一种多级隧道式顺磁分离富氧装置，多级隧道式顺磁分离富氧装置包括多个截面为等腰三角形或等腰梯形的长条形永久性磁铁分层分级堆积，并由支承框架支承固定；两组相同的三角形隧道组以三角形尖角相对或梯形短边相对并对称放置，组成鳄鱼嘴式的对称多级隧道式顺磁富氧装置。并介绍其优点为结构简单、使用方便、产氧量可大可中可小、产氧浓度可高可中可低且成本较低、运行成本低等。