一種多氧發(fā)動(dòng)機(jī)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱能和動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多氧發(fā)動(dòng)機(jī)及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注。研究表明:人口在100萬(wàn)以上的城市，其大氣中40%以上的氮氧化合物、80%以上的一氧化碳和70%以上的碳?xì)浠衔飦?lái)自汽車(chē)尾氣。發(fā)動(dòng)機(jī)的排放主要有氮氧化合物、一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒍趸虻?，盡管世界各國(guó)都推出了更加嚴(yán)格的排放法規(guī)，在中國(guó)還實(shí)施了限制排放不達(dá)標(biāo)車(chē)輛的運(yùn)行區(qū)域等措施來(lái)緩解嚴(yán)重的城市污染。研究者還采用了一系列的措施，如增壓中冷技術(shù)、EGR技術(shù)(廢氣再循環(huán)系統(tǒng))、三元催化器等，雖然在一定程度上緩解了排放問(wèn)題，但是仍然不能從根本上解決環(huán)境污染的問(wèn)題。因此研究一種能夠從根本上解決汽車(chē)尾氣對(duì)環(huán)境污染的處理裝置具有重要的研究意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于:提供一種多氧發(fā)動(dòng)機(jī)及其使用方法，該多氧發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、通過(guò)純氧與發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣混合燃燒技術(shù)充分解決了汽車(chē)尾氣排放污染環(huán)境的問(wèn)題，同時(shí)還具有熱效率及功率轉(zhuǎn)換率高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]—種多氧發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述多氧發(fā)動(dòng)機(jī)包括氧氣組件、尾氣循環(huán)組件和氣缸組件；所述氧氣組件包括氧氣儲(chǔ)氣罐、氧氣進(jìn)氣管；所述尾氣循環(huán)組件包括氣體混合器、進(jìn)氣總管、排氣總管、尾氣阻尼器、冷卻器、折線型管路、過(guò)濾器；所述氣缸組件包括進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、排氣歧管和氣缸、噴油嘴；所述氣缸包括連桿、活塞和曲軸；其中，氧氣進(jìn)氣管的兩端管口分別連接氧氣儲(chǔ)氣罐和氣體混合器的進(jìn)氣端；氣體混合器的出氣端連接至進(jìn)氣總管的進(jìn)氣端；進(jìn)氣歧管的兩端管口分別連接進(jìn)氣總管的出氣端和進(jìn)氣門(mén)，排氣歧管的兩端管口分別連接排氣總管和排氣門(mén)；排氣總管后依次設(shè)置有尾氣阻尼器和冷卻器；冷卻器通過(guò)折線型管路與過(guò)濾器連接；所述折線型管路的底部還設(shè)置有排水閥；過(guò)濾器與進(jìn)氣總管的進(jìn)氣端相連接。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述過(guò)濾器的進(jìn)口端還設(shè)置有空氣進(jìn)氣管，所述尾氣阻尼器的出氣端還設(shè)置有尾氣管；所述空氣進(jìn)氣管與過(guò)濾器之間還設(shè)置有空氣控制閥，所述尾氣管上也設(shè)置有尾氣控制閥。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述氣體混合器的出氣端上設(shè)置有第一氧氣傳感器；所述過(guò)濾器上還設(shè)置尾氣排氣管，在所述尾氣排氣管上還設(shè)置有第二氧氣傳感器。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述氧氣進(jìn)氣管上還設(shè)置有氧氣控制閥。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的折線型管路的形狀為V型、U型、W型中任意一個(gè)。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的排水閥位于V型管路或者U型管路或者W型管路的最底部用于將經(jīng)過(guò)冷卻器后冷凝的水滴排放到折線型管路外。
[0011 ] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述多氧發(fā)動(dòng)機(jī)還包括ECU控制系統(tǒng)，所述ECU控制系統(tǒng)與所述氧氣控制閥、第一氧氣傳感器和第二氧氣傳感器、空氣控制閥、尾氣控制閥數(shù)據(jù)信號(hào)連接。
[0012]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述多氧發(fā)動(dòng)機(jī)為柴油壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)或者汽油點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)或者天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0013]本發(fā)明上述多氧發(fā)動(dòng)機(jī)的使用方法，包括如下步驟:
[0014]1)通過(guò)機(jī)動(dòng)車(chē)的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)啟動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)，并給所述多氧發(fā)動(dòng)機(jī)的各部件供電；發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸組件產(chǎn)生的尾氣經(jīng)排氣總管依次流經(jīng)尾氣阻尼器、冷卻器、折線型管路進(jìn)入過(guò)濾器后，經(jīng)過(guò)上述部件處理后，氣缸組件產(chǎn)生的尾氣中水以蒸汽的形式通過(guò)折線型管路的底部排出管外，部分尾氣進(jìn)入到進(jìn)氣總管中等待與氧氣混合，多余的尾氣從過(guò)濾器旁路上的尾氣排氣管直接排入到大氣中；
[0015]2)在上述步驟1)后，E⑶控制系統(tǒng)根據(jù)氣缸組件的運(yùn)行工況以及第一氧氣傳感器和第二氧氣傳感器數(shù)據(jù)信號(hào)的反饋值，通過(guò)控制氧氣控制閥控制氧氣與循環(huán)尾氣的比例，其中氧氣占混合氣的21%?26%;氧氣與循環(huán)尾氣在氣體混合器中完全混合后依次經(jīng)過(guò)進(jìn)氣總管進(jìn)入進(jìn)氣歧管和進(jìn)氣門(mén)后進(jìn)入至氣缸中，混合氣被壓縮后噴油嘴噴油，燃?xì)馔苿?dòng)活塞進(jìn)而帶動(dòng)連桿與曲軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)做功后，燃燒形成的尾氣經(jīng)過(guò)排氣門(mén)和排氣歧管至排氣總管中；
[0016]3)在上述步驟2)后，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的尾氣按照1)、2)步驟不斷循環(huán)，多氧發(fā)動(dòng)機(jī)不斷調(diào)整噴油嘴的噴油量實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中低速負(fù)載大時(shí)扭矩大、高速負(fù)載小時(shí)扭矩小，直至汽車(chē)關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；
[0017]4)在上述步驟1)、2)運(yùn)行過(guò)程中，如果第一氧氣傳感器的反饋值低于極限值時(shí)，ECU控制系統(tǒng)將控制空氣控制閥及尾氣控制閥打開(kāi)，并關(guān)閉氧氣控制閥，空氣進(jìn)氣管、尾氣管可以作為備用系統(tǒng)使用。
[0018]上述方法中，所述氣缸組件的運(yùn)行工況包括加速工況、減速工況、怠速工況、稀混合氣、濃混合氣和穩(wěn)定工況。
[0019]與現(xiàn)有的處理汽車(chē)尾氣裝置相比，采用本發(fā)明多氧發(fā)動(dòng)機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0020](1)本發(fā)明采用了純氧與循環(huán)尾氣混合的多氧氣，并且多氧的比例可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此燃料可以徹底燃燒，并且完全杜絕了氮氧化合物及一氧化碳的產(chǎn)生。
[0021](2)尾氣進(jìn)入到了排氣總管后通過(guò)冷卻器進(jìn)一步進(jìn)行降溫，可以提高燃料的熱效率達(dá) 5% -10%。
[0022](3)通過(guò)EOT控制系統(tǒng)與循環(huán)尾氣流量計(jì)、氧氣流量計(jì)的相互配合，EOT控制系統(tǒng)可根據(jù)不同工況進(jìn)行純氧和尾氣的進(jìn)氣比例，以便輸出符合需要的扭矩值。
[0023](4)本發(fā)明的多氧發(fā)動(dòng)機(jī)適用于各種類型及各種燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)，如以柴油機(jī)為代表的壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，以汽油機(jī)為代表的點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)等，燃料包括汽油、柴油、天然氣等。
【附圖說(shuō)明】
[0024]附圖1為本發(fā)明多氧發(fā)動(dòng)機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明多氧發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及其使用方法作以詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]—種多氧發(fā)動(dòng)機(jī)，所述多氧發(fā)動(dòng)機(jī)包括氧氣組件、尾氣循環(huán)組件和氣缸組件；所述氧氣組件包括氧氣儲(chǔ)氣罐1、氧氣進(jìn)氣管2 ;所述尾氣循環(huán)組件包括氣體混合器3、進(jìn)氣總管4、排氣總管5、尾氣阻尼器6、冷卻器7、折線型管路8、過(guò)濾器9 ;所述氣缸組件包括進(jìn)氣歧管10、進(jìn)氣門(mén)11、排氣門(mén)12、排氣歧管13和氣缸14、噴油嘴15 ;所述氣缸包括連桿16、活塞
17和曲軸18 ;其中，氧氣進(jìn)氣管的兩端管口分別連接氧氣儲(chǔ)氣罐和氣體混合器的進(jìn)氣端；氣體混合器的出氣端連接至進(jìn)氣總管的進(jìn)氣端；進(jìn)氣歧管的兩端管口分別連接進(jìn)氣總管的出氣端和進(jìn)氣門(mén)，排氣歧管的兩端管口分別連接排氣總管和排氣門(mén)；排氣總管后依次設(shè)置有尾氣阻尼器和冷卻器；冷卻器通過(guò)折線型管路與過(guò)濾器連接；所述折線型管路的底部還設(shè)置有排水閥19 ;過(guò)濾器與進(jìn)氣總管相連接。所述氣體混合器的出氣端上設(shè)置有第一氧氣傳感器20。所述過(guò)濾器上還設(shè)置尾氣排氣管21，在所述尾氣排氣管上還設(shè)置有第二氧氣傳感器22。所述氧氣進(jìn)氣管上還設(shè)置有氧氣控制閥23。所述過(guò)濾器的進(jìn)口端還設(shè)置有空氣進(jìn)氣管24，所述空氣進(jìn)氣管24與過(guò)濾器的進(jìn)口端還設(shè)置有空氣控制閥25。所述尾氣阻尼器的出口端設(shè)置有尾氣管26，所述尾氣管與尾氣阻尼器之間還設(shè)置有尾氣控制閥27。所述的折線型管路的