一種離心分子膜式車用氮氧分離裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及車用制氧技術領域，特別涉及一種利用離心與分子膜結合的式車用氮氧分離裝置。
【背景技術】
[0002]隨著經濟發(fā)展，能源緊缺和環(huán)境污染也成為世界性難題，如何進一步提高內燃機效率、節(jié)約燃料、降低排放成為內燃機技術發(fā)展的重要方向之一；隨著汽車技術的發(fā)展，內燃機技術，例如渦輪增壓、高壓縮比與抗震燃料、多點直噴、分層燃燒、稀薄燃燒、進排氣調節(jié)、高能點火等各方面技術已經發(fā)展地非常成熟，內燃機熱效率已經面臨系統(tǒng)瓶頸；要進一步提高內燃機性能，通過調節(jié)可燃混合氣的組分來輔助改善燃燒性能是發(fā)展的重要方向之一，例如富氫燃燒、富氧燃燒都可以極大地直接改善燃燒性能。隨著氧氣含量的提高，燃燒對于氣缸材料的要求也越高，根據(jù)目前氣缸材料的不同，富氧燃燒的氧濃度一般在31% -34%以下，富氧濃度還是較低的。因此，車載氮氧分離裝置主要目標是從普通空氣中實時地大量地分離出富氧濃度的空氣。
[0003]現(xiàn)有氮氧分離技術主要有變壓吸附法、膜法分離、磁分離、離心分離等技術。目前市場上銷售的采用變壓吸附法的制氧機有裝配工藝復雜，內部氣管接口多，體積大，效率低，氣密性差，制作成本高等缺點。膜法分離采用的有機分子膜遇油、水易失效，密封要求高。磁分離技術效率低，技術復雜。離心分離所需裝置體積大，軸承磨損嚴重，工藝要求高。
[0004]因此，車載富氧燃燒發(fā)動機必須要提供一種簡潔高效的氮氧分離裝置，來解決現(xiàn)有技術中存在的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明提供了一種離心分子膜式氮氧分離裝置，將氮氧分離技術中分子膜技術與尚心分尚技術結合起來，克服了分子膜技術分尚效率低和尚心分尚技術體積大的缺陷，能夠快速高效地將空氣中的氮氣和氧氣分離，進而為發(fā)動機的燃燒過程提供高含氧量的空氣，以提高燃燒效率。
[0006]本發(fā)明提供的技術方案為:
[0007]一種離心分子膜式車用氮氧分離裝置，包括:
[0008]殼體，其內形成有容納空氣的容置空腔，所述殼體上部設置有空氣進氣口，以使空氣流入所述容置空腔；
[0009]轉子，其設置在所述容置空腔內，所述轉子軸線豎直布置，所述轉子繞其軸線旋轉，帶動容置空腔內空氣做離心運動并自上而下流動；以及
[0010]分子膜，其設置在所述容置空腔內的下部外側，并與所述殼體圍成單獨的容納富氧空氣的氧氣容納腔，所述分子膜攔截空氣中的氮氣以使空氣中的氧氣進入所述氧氣容納腔；
[0011 ] 其中，所述殼體上設置有與所述氧氣容納腔相聯(lián)通氧氣出口，所述殼體底部設置有與所述容置空腔相聯(lián)通的氮氣出氣口。
[0012]優(yōu)選的是，所述轉子自上而下設置有多個，所述多個轉子公用一個
[0013]優(yōu)選的是，其特征在于，所述轉子軸通過浮動軸承連接于所述殼體以減輕所述浮動軸承磨損。
[0014]優(yōu)選的是，所述空氣進氣口與汽車渦輪增壓器出氣口相連接。
[0015]優(yōu)選的是，其特征在于，所述轉子由汽車渦輪增壓器的渦輪軸驅動。
[0016]優(yōu)選的是，渦輪增壓器渦輪軸與所述轉子間設置有減速器，以調節(jié)所述轉子轉速。
[0017]優(yōu)選的是，所述分子膜采用無孔聚合物材料。
[0018]一種汽車，包括上述離心分子膜式車用氮氧分離裝置。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供車用氮氧分離裝置，將氮氧分離技術中離心法與分子膜法結合使用，大大降低了裝置體積，降低了布置難度。同時由于在離心腔內已實現(xiàn)氮氧初步分離，因此所需分子膜面積大大減小，極大地降低了制造成本，與加工難度。另外此結構避免了分子膜處的富氮空氣的積累，增加了分子膜使用壽命。最終由于氧濃度提高，提高燃料的燃燒利用率，發(fā)動機更加節(jié)能環(huán)保。與現(xiàn)有技術相比，該車載電磁氮氧分離裝置具結構簡單、制造成本低、裝置體積小、氧提純效果佳、濃度可控、使用壽命高等特點。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明所述的離心分子膜式車用氮氧分離裝置主視圖。
[0021]圖2為本發(fā)明所述的離心分子膜式車用氮氧分離裝置I向的剖視圖。
[0022]圖3為本發(fā)明所述的離心分子膜式車用氮氧分離裝置II向的剖視圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明是一種車用的利用離心分離氮氣氧氣與分子膜分離技術相結合的制氧裝置，其包括殼體、轉子17和分子膜16。在殼體內形成有容納空氣的容置空腔，所述殼體上部設置有空氣進氣口，以使空氣流入所述容置空腔；轉子17設置在容置空腔內，轉子17的轉子軸6豎直布置，轉子17繞其軸線6旋轉，帶動容置空腔內空氣做離心運動并自上而下流動；分子膜16設置在所述容置空腔內的下部外側，并與所述殼體圍成單獨的容納富氧空氣的氧氣容納腔，分子膜16攔截空氣中的氮氣以使空氣中的氧氣進入氧氣容納腔從而完成氮氧的分離。在殼體上設置有與氧氣容納腔相聯(lián)通氧氣出口 13，在殼體底部設置有與容置空腔相聯(lián)通的氮氣出氣口 10。
[0025]殼體包括具有外壁I和內壁2的側殼體，緊固螺栓3及上蓋4，上蓋4置于側殼體的上方，通過緊固螺栓3與側殼體密閉連接。在殼體內形成離心腔腔體部分，在離心腔腔體內可容納其他部件及待分離的空氣。
[0026]轉子17在離心腔腔體內自上而下設置有多個，轉子17繞其軸線旋轉，轉子17由若干片葉片組成，經壓縮的空氣從空氣進氣口進入到離心腔腔體內后，在轉子17的帶動下做圓周運動。因此空氣會受到離心力的作用，由于氮氣分子和氧氣分子的質量不同，氧氣分子的質量要大于氮氣分子的質量，所以在離心過程中，質量相對更大的氧分子會受到較大的離心力作用而在作圓周運動過程中在外層逐漸聚集，氮分子趨于內層。轉子17的葉片具有一定角度的傾斜，能夠帶動空氣自上而下的流動，因而沿著轉子轉軸6向下外層氧濃度會逐漸增高，因此會出現(xiàn)氧濃度梯度。即氧氣兩分子在轉子17的帶動下，一方面沿轉子轉軸6向下運動，一方面會逐漸向離心腔外層聚集，完成了氮氣和氧氣的初步分離。
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