一種發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及汽車發(fā)動機燃油供給技術(shù)領域，特別涉及一種發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今內(nèi)燃機燃燒燃油做功，多采用將燃油霧化，在氣缸內(nèi)與空氣形成可燃混合氣來燃燒做功，以提高燃燒質(zhì)量。而將燃油霧化過程，大多是利用噴油嘴噴油孔高壓噴射形成紊流將燃油霧化。
[0003]空氣的臨界溫度是-140.7°C，在臨界溫度之上，無論壓強怎樣增大，空氣依然是氣態(tài)，不會液化?？諝獾闹饕煞值獨夂脱鯕舛际欠菢O性分子，汽油是極性分子，常壓下，汽油中空氣的溶解度不高。汽油相對于空氣來說是大分子，但汽油分子的間隙較大，空氣容易填充間隙溶解，由于汽油是極性分子，空氣氮和氧分子也可以通過分子之間的相互作用力結(jié)合而溶解，因此隨著壓力的增大特別是高壓下，空氣在汽油中的溶解度會增加。
[0004]原理上說，在氣-液體系中，氣體可溶解液體溶劑中，溶解后的氣體同時也逸出；而溶劑也同時有逸出為溶劑蒸氣和溶劑蒸氣液化回到溶劑的雙向過程。這些過程達到動態(tài)平衡后，液相為氣體與和液體溶劑形成的溶液，而氣相為氣體和溶劑蒸氣的混合物。對于這種體系，氣體在液體中的溶解度與氣體的平衡分壓成正比，與溶劑的性質(zhì)無關，即亨利定律。在實際工程中，汽油等燃料雖然是非理想溶液，壓力很高后也會不太滿足亨利定律，但是根據(jù)已有的測試結(jié)果，甲烷、氮氧等氣體在柴油汽油這類混合溶劑中，在lOMPa以下，氣體的溶解度大致滿足線性關系。在1 OMPa壓力下，氣體在液體中的溶解度比一個大氣壓下高出約百倍，每升燃料可以溶解幾倍于自身體積的氣體。
[0005]空氣溶解度的較大增加一方面使得汽油的粘度發(fā)生變化，另一方面油滴噴出后，由于壓力的急劇降低，多溶解的幾十倍到上百倍的空氣會從汽油液滴中逸出，空氣逸出的分子間混亂碰撞有助于霧化。因此有必要設計一種簡潔的燃油供給系統(tǒng)，來提高汽油的霧化效果，降低汽油霧化時所需的高壓耗能。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型設計開發(fā)了一種發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)中燃油霧化效果差燃燒效率低的缺陷，將空氣與燃油混合并加壓形成空氣飽和溶液，再將飽和溶液壓力降低使空氣逸出從而增加分子間碰撞，大大提高了燃油霧化效果。
[0007]本實用新型提供的技術(shù)方案為:
[0008]—種發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置，包括:
[0009]燃油支路，其用于提供燃油；
[0010]空氣支路，其用于提供空氣；
[0011]燃油栗，其進口端分別與所述燃油支路和空氣支路連接，將液態(tài)燃油和空氣吸入到所述燃油栗中并將液態(tài)燃油和空氣進行加壓，使空氣完全溶于液態(tài)燃油中且空氣在液態(tài)燃油中飽和；
[0012]噴油嘴，其與所述燃油栗的出口端連接，使空氣飽和燃油從所述噴油嘴噴入到發(fā)動機燃燒室中，空氣飽和燃油的壓力降低到燃燒室內(nèi)的壓力，從而使空氣飽和燃油中的空氣從液態(tài)燃油中逸出，將液態(tài)燃油迅速霧化。
[0013]優(yōu)選的是，所述燃油支路包括:
[0014]燃油箱，其用于儲存燃油；
[0015]燃油濾清器，其用于過濾燃油中的雜質(zhì)。
[0016]優(yōu)選的是，所述空氣支路包括:
[0017]空氣濾清器，其用于過濾空氣中的雜質(zhì)；
[0018]單向閥，其用于控制空氣單向流動并所述單向閥能夠改變開度以控制空氣流量。
[0019]優(yōu)選的是，所述空氣支路還包括控制器，所述控制器與所述單向閥連接以控制所述單向閥的開度。
[0020]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供了一種發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置利用空氣在高壓下載汽油中溶解度會增加的原理，當油滴在噴油嘴中噴出后，壓力的急劇降低會使得空氣從汽油液滴中逸出，空氣逸出的分子間混亂碰撞有助于汽油的霧化，來提高汽油的霧化效果。本裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，安全高效，成本低廉，工藝簡單，汽油霧化效果好，燃油噴射系統(tǒng)所需壓力小的優(yōu)點。以此來解決現(xiàn)有噴油技術(shù)霧化效果不高，所需壓力大等缺點。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型所述的發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0023]如圖1所示，本實用新型提供了一種發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置，包括燃油箱1001，燃油濾清器1002，燃油栗1003，噴油嘴1004，單向閥1005，空氣濾清器1006以及控制器1007ο
[0024]燃油箱1001用于儲存燃油，并向發(fā)動機提供所需燃料。燃油箱1001出口直接連接燃油濾清器1002，使從燃油箱1001流出的燃油流經(jīng)燃油濾清器1002后將燃油中的水分等雜質(zhì)濾除，保證燃油的燃燒效率。燃油濾清器1002的出口端連接燃油栗1003。所述燃油栗1003能夠?qū)⑷加蛷娜加拖?001中抽出，并且能夠?qū)θ加瓦M行加壓。燃油箱1001、燃油濾清器1002、燃油栗1003以及連接它們之間的管路構(gòu)成了燃油支路。在燃油濾清器1002與燃油栗1003之間設置有空氣支路，所述空氣支路包括單向閥1005與空氣濾清器1006，單向閥1005的進口端連接空氣濾清器1006，出口端連接燃油栗1003的進口端?？諝鉃V清器1006用于過濾空氣，將空氣中的水分以及大顆粒雜質(zhì)濾除。單向閥1005只允許空氣單向流入到燃油栗1003中，阻止空氣的反向流動以及阻止燃油經(jīng)單向閥流出。同時所述單向閥1005還能夠起到控制空氣流量的作用，即通過單向閥1005開度的不同使空氣支路提供不同流量的空氣。單向閥1005與控制器1007電連接，通過控制器1007來控制單向閥1005的開度。當燃油栗1003工作時，將燃油從燃油箱1001中吸入到燃油栗1003中，同時將空氣經(jīng)空氣支路一并吸入到燃油栗1003中，并將燃油與空氣的混合加壓，達到一定的壓力，使空氣可完全溶解在燃油中?？刂破?007根據(jù)汽車行駛不同工況所需燃油量，以及一定壓強下空氣在燃油中的飽和時的溶解量來控制單向閥1005的開度，以保證空氣在汽油中始終能達到飽和狀態(tài)，不會出現(xiàn)空氣在汽油中溶解度不足或過量的現(xiàn)象。
[0025]燃油栗1003的出口端連接噴油嘴1004。由于空氣的主要成分氮氣和氧氣都是非極性分子，汽油是極性分子，常壓下，汽油中空氣的溶解度不高。因此空氣與燃油在進入到燃油栗1003之前是各自分開的。在空氣與燃油進入到燃油栗1003后，被燃油栗1003加壓，送入噴油嘴1004中。由于汽油相對于空氣來說是大分子，在高壓下，汽油分子間的間隙容易被空氣間隙填滿而飽和形成空氣的飽和溶液，即空氣為溶質(zhì)，汽油為溶液。飽和溶液經(jīng)燃油管路被送至噴油嘴1004。當噴油嘴1004內(nèi)部閥體開時，空氣與燃油的混合溶液在高壓下噴出。由于油液噴射到燃燒室內(nèi)，形成幾個微米到幾百微米大小的液滴，壓力迅速降低，溫度升高，氣體會析出，析出時空氣分子的無規(guī)則運動會加劇分子間的碰撞，使得液滴的氣化速度可以提高幾倍到十幾倍;這一過程，也可以看做是高壓系統(tǒng)對氣液混合體做工功W。做功完成后，做功的能量被吸收達到或接近飽和溶解度液體中，形成液體的內(nèi)能即吉布斯自由能G =U-TS+pV = H-TS，其中U是系統(tǒng)的內(nèi)能，T是溫度，S是熵，p是壓強，V是體積，Η是焓。因此在燃燒室中，液體中的內(nèi)能使得液體揮發(fā)速度大幅度增加，即當燃油從噴油嘴1004噴出時，會被迅速霧化，以此大幅度提升燃油的霧化效果。
[0026]本實用新型所述的發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置，利用了空氣在燃油中的溶解度會隨著壓力的增加而增大的原理，將空氣與燃油進行混合并加壓，使空氣完全溶于燃油中形成空氣的飽和溶液，然后使百合溶液從噴油嘴中噴出，使壓力驟降時，空氣從燃油中逸出，利用逸出時分子間碰撞，來提高燃油霧化效果，降低燃油霧化時所需的高壓耗能，以提高燃油燃燒質(zhì)量。
[0027]盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置，其特征在于，包括: 燃油支路，其用于提供燃油； 空氣支路，其用于提供空氣； 燃油栗，其進口端分別與所述燃油支路和空氣支路連接，將液態(tài)燃油和空氣吸入到所述燃油栗中并將液態(tài)燃油和空氣進行加壓，使空氣完全溶于液態(tài)燃油中且空氣在液態(tài)燃油中飽和； 噴油嘴，其與所述燃油栗的出口端連接，使空氣飽和燃油從所述噴油嘴噴入到發(fā)動機燃燒室中，空氣飽和燃油的壓力降低到燃燒室內(nèi)的壓力，從而使空氣飽和燃油中的空氣從液態(tài)燃油中逸出，將液態(tài)燃油迅速霧化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置，其特征在于，所述燃油支路包括: 燃油箱，其用于儲存燃油； 燃油濾清器，其用于過濾燃油中的雜質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置，其特征在于，所述空氣支路包括: 空氣濾清器，其用于過濾空氣中的雜質(zhì)； 單向閥，其用于控制空氣單向流動并所述單向閥能夠改變開度以控制空氣流量。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置，其特征在于，所述空氣支路還包括控制器，所述控制器與所述單向閥連接以控制所述單向閥的開度。
【專利摘要】本實用新型公開了一種發(fā)動機燃油供給油氣混合裝置，包括：燃油支路，其用于提供燃油；空氣支路，其用于提供空氣；燃油泵，其進口端分別與所述燃油支路和空氣支路連接，將燃油和空氣吸入到所述燃油泵中并將燃油和空氣進行加壓，使空氣完全溶于燃油中且空氣在燃油中飽和；噴油嘴，其與所述燃油泵的出口端連接，使空氣飽和燃油從所述噴油嘴噴入到發(fā)動機燃燒室中，空氣飽和燃油在燃燒室中壓力驟降使空氣從燃油中逸出，將燃油迅速霧化。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，安全高效，成本低廉，工藝簡單，汽油霧化效果好，燃油噴射系統(tǒng)所需壓力小的優(yōu)點。
【IPC分類】F02M37/04, F02D33/00
【公開號】CN205135861
【申請?zhí)枴緾N201520905576
【發(fā)明人】王軍年, 劉鵬, 王治強, 王巖, 李卓, 王慶年
【申請人】吉林大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月13日