專利名稱：液體燃料強(qiáng)制汽化內(nèi)冷式內(nèi)燃蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力設(shè)備，特別是涉及一種液體燃料強(qiáng)制汽化，向氣缸內(nèi)注水的內(nèi)冷式內(nèi)燃蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前最先進(jìn)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是采用電噴供油的發(fā)動(dòng)機(jī)，一般稱為電噴發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然這種發(fā)動(dòng)機(jī)采用了許多高新技術(shù)，但它仍存在著許多缺點(diǎn)。如成本高、維修困難，在行駛過(guò)程中一旦電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，汽車司機(jī)無(wú)法自己解決問(wèn)題。并且它是以犧牲燃料為代價(jià)解決尾氣排放問(wèn)題的，只能在過(guò)量空氣系數(shù)為1的條件下才能減少NOx的排放量，因此不能充分地利用燃料的熱量。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新型的動(dòng)力機(jī)械，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、節(jié)約燃料、減少尾氣對(duì)環(huán)境的污染，特別是減少CO2和熱量的總排放量。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明對(duì)普通的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的供油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改革。它包括三個(gè)部分(1)液體燃料強(qiáng)制汽化系統(tǒng)；(2)爆發(fā)沖程全程多次點(diǎn)火系統(tǒng)；(3)向氣缸內(nèi)注水的內(nèi)冷式冷卻系統(tǒng)。


現(xiàn)分別介紹各系統(tǒng)的工作原理。
(1)液體燃料強(qiáng)制汽化系統(tǒng)傳統(tǒng)的化油器霧化不好已被淘汰，電噴供油系統(tǒng)雖然能較好地解決霧化問(wèn)題，但仍不足使液體燃料直接完成汽化。上述兩種供油方式共同特點(diǎn)是先使汽油霧化，然后再汽化，汽油的汽化過(guò)程是分為兩個(gè)階段完成的。但是第二個(gè)階段發(fā)生問(wèn)題時(shí)仍會(huì)造成燃燒不好，尾氣排放惡劣，浪費(fèi)燃料。
電噴供油系統(tǒng)雖然采用了高新技術(shù)，但是隨著使用時(shí)間的增加，噴油嘴的磨損以及燃油質(zhì)量不好或電控系統(tǒng)的失靈仍會(huì)造成霧化不好，最終導(dǎo)致燃油不能充分汽化。
本發(fā)明的液體燃料強(qiáng)制汽化系統(tǒng)，與上述兩種供油方式的不同是免去了霧化階段而使液體燃料直接汽化。根據(jù)液體蒸發(fā)的原理，提高蒸發(fā)汽化速度的一個(gè)重要條件是增加液體與空氣的接觸面積。本發(fā)明的強(qiáng)制汽化器充分地利用了這一原理，使用絲網(wǎng)擴(kuò)大液體燃料與空氣的接觸面積，從而使液化燃料完全汽化，達(dá)到理想的效果。
強(qiáng)制汽化器有兩種主要形式一種是使液體燃料和空氣按一定比例噴到絲網(wǎng)，液體燃料在絲網(wǎng)上擴(kuò)散成極薄的油膜，隨著空氣的通過(guò)而完全汽化，如圖1；另一種是使空氣在通過(guò)液體內(nèi)部產(chǎn)生泡騰，再經(jīng)過(guò)絲網(wǎng)而完全汽化，如圖2。這兩種方式基本原理相同，即都是通過(guò)擴(kuò)大液體與空氣的接觸面積使液體燃料完全汽化，第一種為比例式強(qiáng)制汽化器，第二種為泡騰式強(qiáng)制汽化器。
比例式強(qiáng)制汽化器，如圖1所示，由空濾器(1)、噴油孔(2)、喉管(3)、阻流蒸發(fā)網(wǎng)(4)、節(jié)氣門(mén)(5)、調(diào)制蒸發(fā)網(wǎng)(6)、電控補(bǔ)氣閥(7)、冷卻注水量孔(8)、和進(jìn)氣歧管(9)組成。
比例式強(qiáng)制汽化器的工作原理是當(dāng)內(nèi)燃機(jī)活塞工作到吸氣沖程時(shí)，空氣通過(guò)空濾器(1)、喉管(2)，使噴油孔(3)噴油，油氣混合物到達(dá)阻流蒸發(fā)網(wǎng)(4)上迅速擴(kuò)散在網(wǎng)上形成薄膜，隨著空氣的通過(guò)而汽化，這時(shí)得到較濃的混合氣，再由電控補(bǔ)氣閥(7)補(bǔ)充空氣，使之達(dá)到符合既定工況的混合比，再經(jīng)過(guò)調(diào)制蒸發(fā)網(wǎng)(6)，利用網(wǎng)孔的作用使油氣混合體產(chǎn)生湍流，形成均勻的混合氣，使燃料充分燃燒。電控補(bǔ)氣閥(7)根據(jù)不同的工況提供不同的補(bǔ)氣量，能保障提供符合各種工況的混合燃?xì)狻?br> 泡騰式強(qiáng)制汽化器，如圖2所示，由空濾器(1)、電控阻風(fēng)門(mén)(2)、外殼(3)、浮子(13)、節(jié)氣門(mén)(5)、氣孔(6)、電控補(bǔ)氣閥(7)、調(diào)制蒸發(fā)網(wǎng)(8)、進(jìn)氣歧管(9)、冷卻注水量孔(10)、注油孔(11)、頂針(12)、濾液蒸發(fā)網(wǎng)(4)組成。
其工作原理是，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)活塞工作到吸氣沖程時(shí)空氣經(jīng)由空濾器(1)吸入，電控阻風(fēng)門(mén)(2)打開(kāi)，空氣進(jìn)入汽油液體內(nèi)部，由氣孔(6)涌出，使汽油泡騰，氣液混合體經(jīng)過(guò)濾液蒸發(fā)網(wǎng)(4)時(shí)，被濾去液態(tài)汽油，得到充分汽化的濃混合氣，經(jīng)節(jié)氣門(mén)(5)，由電控補(bǔ)氣閥(7)補(bǔ)充符合既定工況的空氣，再經(jīng)過(guò)調(diào)制蒸發(fā)網(wǎng)形成湍流得到均勻的混合燃?xì)猓趦?nèi)燃機(jī)工作時(shí)得到充分燃燒。
上述兩種強(qiáng)制汽化器都是利用增加液體與空氣的接觸面積的原理使液體燃燒充分汽化而免去了液體燃料的霧化過(guò)程，從而使液體燃料被強(qiáng)制汽化。無(wú)論從工作的可靠性、耐用性及經(jīng)濟(jì)性都優(yōu)于電噴供油系統(tǒng)，而成為未來(lái)內(nèi)燃機(jī)的首選供油方式。
(2)爆發(fā)沖程全程多次點(diǎn)火系統(tǒng)本發(fā)明的第二個(gè)重要改革就是爆發(fā)沖程全程多次點(diǎn)火系統(tǒng)。
目前汽油發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論是多火花塞還是多電極火花塞，無(wú)一例外都是采用一次點(diǎn)火系統(tǒng)，即當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)前一定角度，一次點(diǎn)火，其燃燒理論是所謂的“層燃理論”，但這種點(diǎn)火系統(tǒng)容易造成內(nèi)燃機(jī)的不規(guī)則燃燒和失火現(xiàn)象，導(dǎo)致CO和HC排放量高，燃料得不到充分利用。
而本發(fā)明的特點(diǎn)是，在爆發(fā)沖程全程火花塞上萬(wàn)次點(diǎn)火，爆發(fā)沖程全程多次點(diǎn)火系統(tǒng)如圖3所示，由火花塞(1)、點(diǎn)火線圈(2)、和多次點(diǎn)火器(3)組成，當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，多次點(diǎn)火器(3)多次通、斷電，給點(diǎn)火線圈(2)提供脈沖電流，點(diǎn)火線圈(2)高壓接點(diǎn)和火花塞(1)中心電極連接，隨著多次點(diǎn)火器(3)通、斷電，火花塞(1)的電極多次放電，形成電火花，由于內(nèi)燃機(jī)在爆發(fā)沖程全程多次點(diǎn)火，使內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的混合燃?xì)獬浞秩紵沤^了失火和不規(guī)則燃燒現(xiàn)象，大大提高內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性能，降低了CO和HC的排放量，并大大節(jié)約了燃料。
(3)向氣缸內(nèi)注水的內(nèi)冷式冷卻系統(tǒng)本發(fā)明的第三項(xiàng)改革是，取消機(jī)外冷卻液循環(huán)冷卻系統(tǒng)，而改為向氣缸內(nèi)注水的內(nèi)冷式冷卻系統(tǒng)。如圖1所示，由冷卻注水量孔(8)或如圖2所示，由冷卻注水量孔(10)構(gòu)成。
目前所有的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)其熱效率最高不超過(guò)33％，全部燃燒熱量的1/3通過(guò)冷卻系統(tǒng)排放，其余部分是通過(guò)尾氣排放。而通過(guò)向缸內(nèi)注水的內(nèi)冷式冷卻系統(tǒng)能有效地利用這部分熱量做有用功，從而能大大節(jié)約燃料，大大減少CO2的排放量和燃燒產(chǎn)生的熱量，特別是能大大降低NOX的排放量。
其工作原理是，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)活塞工作到吸氣沖程時(shí)，水由如圖1所示的冷卻注水量孔(8)，或如圖2所示的冷卻水量孔(10)進(jìn)入氣缸內(nèi)遇熱突然變成水霧和水蒸汽，由于進(jìn)氣門(mén)的節(jié)氣作用，使高壓水蒸汽推動(dòng)活塞在吸氣沖程也做有用功，同時(shí)冷卻氣缸，并且在吸氣過(guò)程中由于水變成蒸汽使氣缸內(nèi)壓力增加致使混合燃?xì)膺M(jìn)入量減少，從而節(jié)約了燃料。在爆發(fā)沖程時(shí)混合氣燃燒產(chǎn)生大量的熱量，使氣缸內(nèi)殘存的水霧完全變成水蒸汽推動(dòng)活塞作功，同時(shí)降低燃燒時(shí)溫度使NOX大大降低。其降低幅度大大優(yōu)于廢氣循環(huán)利用及各種機(jī)外尾氣處理裝置，使原本要通過(guò)冷卻循環(huán)水排出的熱量完全在缸內(nèi)作有用功后排出，使內(nèi)燃機(jī)的功率大大提高。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通過(guò)上述三項(xiàng)具體實(shí)施方案，使系統(tǒng)對(duì)燃料的利用及尾氣排放均優(yōu)于目前的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，使內(nèi)燃機(jī)成為液體燃料強(qiáng)制汽化內(nèi)冷式內(nèi)燃蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)。
圖1是比例式強(qiáng)制汽化器圖，圖2是泡騰式強(qiáng)制汽化器圖，圖3是爆發(fā)沖程全程多次點(diǎn)火系統(tǒng)圖。
權(quán)利要求
1.一種液體燃料強(qiáng)制汽化內(nèi)冷式內(nèi)燃蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，它的供油系統(tǒng)為比例式強(qiáng)制汽化器，空濾器(1)、噴油孔(2)、喉管(3)、阻流蒸發(fā)網(wǎng)(4)、節(jié)氣門(mén)(5)、調(diào)制蒸發(fā)網(wǎng)(6)、電控補(bǔ)氣閥(7)和進(jìn)氣歧管(9)，和泡騰式強(qiáng)制汽化器，空濾器(1)、電控阻風(fēng)門(mén)(2)、外殼(3)、浮子(13)、節(jié)氣門(mén)(5)、氣孔(6)、電控補(bǔ)氣閥(7)、調(diào)制蒸發(fā)網(wǎng)(8)、進(jìn)氣歧管(9)、注油孔(11)、頂針(12)、和濾液蒸發(fā)網(wǎng)(4)，它的點(diǎn)火系統(tǒng)，火花塞(1)、點(diǎn)火線圈(2)、多次點(diǎn)火器(3)，它的冷卻系統(tǒng)，冷卻注水量孔(8)和冷卻注水量孔(10)。
2.按照權(quán)利要求1所述的液體燃料強(qiáng)制汽化內(nèi)冷式內(nèi)燃蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于其供油系統(tǒng)所使用的比例式強(qiáng)制汽化器，裝有阻流蒸發(fā)網(wǎng)(4)和調(diào)制蒸發(fā)網(wǎng)(6)。
3.按照權(quán)利要求1所述的液體燃料強(qiáng)制汽化內(nèi)冷式內(nèi)燃蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，供油系統(tǒng)所使用的泡騰式強(qiáng)制汽化器，裝有濾液蒸發(fā)網(wǎng)(4)和調(diào)制蒸發(fā)網(wǎng)(8)。
4.按照權(quán)利要求1所述的液體燃料強(qiáng)制汽化內(nèi)冷式內(nèi)燃蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于爆發(fā)沖程全程多次點(diǎn)火系統(tǒng)，使用多次點(diǎn)火器(3)。
5.按照權(quán)利要求1所述的液體燃料強(qiáng)制汽化內(nèi)冷式內(nèi)燃蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，去掉機(jī)外冷卻系統(tǒng)，使用冷卻注水量孔(8)和冷卻注水量孔(10)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種動(dòng)力機(jī)械，它是液體燃料強(qiáng)制氣化內(nèi)冷式內(nèi)燃蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)。為了減少內(nèi)燃機(jī)尾氣排放對(duì)環(huán)境的污染，和提高內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性能、節(jié)約燃料。本發(fā)明對(duì)內(nèi)燃機(jī)的供油系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改造。它包括液體燃料強(qiáng)制汽化器、爆發(fā)沖程全程多次點(diǎn)火、和向缸內(nèi)注水的內(nèi)冷式冷卻系統(tǒng)。通過(guò)上述改造使內(nèi)燃機(jī)改造成液體燃料強(qiáng)制汽化內(nèi)冷式內(nèi)燃蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)。可大大降低CO、HC、NOx排放量，并可減少CO
文檔編號(hào)F02P3/02GK1734078SQ200410070119
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2004年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月2日
發(fā)明者李拓 申請(qǐng)人:李拓