一种内燃机减氮增氧进气装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种内燃机减氮增氧进气装置及控制方法，包括氮气过滤管、控制系统、与排气管连接的废气涡轮；氮气过滤管的管壁上设置有第一氧传感器、低氧空气排出阀和空气直通阀电磁阀；所述涡轮压气装置的一端连接空气过滤器；所述进气总管连接发动机的多个进气歧管；所述进气总管上设有第二氧传感器。空气过滤器把空气中的机械杂质滤掉，涡轮压气装置压入各氮气过滤管，在涡轮压气装置的压送和发动机进气抽吸的共同作用下，空气中的氧气顺利通过氮气过滤管渗滤出来进入气缸，而氮气被抑制通过，使得通过氮气过滤管后进入气缸中空气的含氧量大大增加，就可多烧油发出更大的功率，同时改善燃烧，真正实现发动机的节能与环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及动力工程领域的发动机，尤其涉及。
技术介绍
汽车工业的迅猛发展一方面给人类生活和工作带来了巨大的方便，另一方面却引发了与人类生存环境相关的系列矛盾，其中最重要的是发动机的排放污染严重破坏了人类的生态环境，能耗高又加速了石化能源的枯竭，这些矛盾随着时间的推移将愈演愈烈。随着汽车保有量的迅速增加，城市大气污染中来自车辆尾气(发动机排放的比例越来越大。车辆在道路中行驶时，由于路面灰尘很大，车辆发动机的工作环境非常恶劣，即使采用高位进气(避免路面飞扬的尘土和前面车辆的排放污染，但还是要采用加强型的空气滤清器，使得进气阻力增大，实际进入气缸的空气量更少。发动机是一种热能动力机械，燃料(液态或气态燃料与空气的混合物)在发动机气缸内燃烧(点燃或压燃)，燃料的化学能转化为热能，通过膨胀推动活塞连杆曲轴，对外输出机械功。在现有的发动机技术中，虽然采用了增压和电喷等，但仍然常碰到因空气不足燃烧组织得不好，导致功率不足，排放污染偏高的问题，国产发动机的高能耗高污染的落后状况，使我国的动力机械及汽车工业的发展受到极大的限制。发动机燃烧空气的不足实际是氧气不足。众所周知:空气中氮占78%，氧只占21%，在原有的进气装置上，尽管人们想尽各种办法向有限的气缸容积中增大进入气缸的空气量，如在《一种氮氧增压装置》的专利(ZL200720050064.8)中提出的增压装置，实际上氧气的增加并不多，而氮气却增加的很多，可见增大进缸空气量的技术，其增氧效果并不明显，且会导致内燃机排放物中NOx的增多。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供，让发动机的进气中含氧量增加、含氮量减少，使发动机输出更大功率的同时，实现发动机的节能与环保。本专利技术通过下述技术方案实现:一种内燃机减氮增氧进气装置，包括氮气过滤管5、控制系统、与排气管13连接的废气涡轮14，所述排气管13设有一个废气EGR支管12 ；所述氮气过滤管5的管壁上设置有第一氧传感器6、低氧空气排出阀7和空气直通阀电磁阀11 ;所述氮气过滤管5的其中一端连接发动机进气总管9，另一端连接涡轮压气装置3，所述涡轮压气装置3的一端连接空气过滤器2，空气过滤器2前设有引入一部份废气的排气管I ;所述进气总管9连接发动机的多个进气歧管10 ;所述进气总管9上设有第二氧传感器8 ；所述第一氧传感器6、第二氧传感器8、空气直通阀电磁阀11分别连接控制系统；所述废气涡轮14与涡轮压气装置3通过管路相互连通；所述废气EGR支管12与多个进气歧管10中的其中一个进气歧管连通。所述进气总管9和涡轮压气装置3通过法兰4连接。上述内燃机减氮增氧进气装置的控制方法，包括如下步骤:步骤一:发动机废气中的一部分废气经EGR支管12再进入进气总管9，废气涡轮14吸收排气管13中废气能量，经涡轮压气装置3来给经空气过滤器2过滤的新鲜空气增压，而后进入氮气过滤管5过滤，此时氮气过滤管5的低氧空气排出阀7的端口为封闭状态，在氮气过滤管5内空气中含氧量小于7%时，该低氧空气排出阀7处于打开状态，排出氮气过滤管5 ；步骤二:该低氧空气排出阀7由第一氧传感器6控制，采集经氮气过滤管5过滤后的氧气含量；第二氧传感器8米集进气总管9内的含氧量；空气直通电磁阀11由第二氧含量传感器8的信号控制，当进气总管9内的含氧量大于32%时，空气直通电磁阀11打开，让部分空气不用通过氮气过滤管5，而直接进入进气总管9，从而使进入进气总管9的空气中氮含量小于氧含量，使得进气总管9的氧含量在26%?32%之间步骤二:当进气总管9的氧含量低于26%?32%时，重复步骤一、步骤二。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点和有益效果:发动机工作时，机外空气经空气过滤器过滤后，再经涡轮压气装置增压，滤出后进入发动机的进气总管和进气歧管，最后进入气缸和燃料混合好后燃烧并发出功率。空气过滤器把空气中的机械杂质滤掉，在涡轮压气装置的作用下，被压入各氮气过滤管，在涡轮压气装置的压送和发动机进气抽吸的共同作用下，空气中的氧气顺利通过氮气过滤管渗滤出来进入气缸，而氮气被抑制通过，使得通过氮气过滤管后进入气缸中空气的含氧量大大增力口，就可多烧油发出更大的功率，同时改善燃烧，真正实现发动机的节能与环保。通过氮气过滤管内的空气，由于大量氧气走了，大量的氮气却留下来，因此含氧量就变得很低，当氮气过滤管中的第一氧传感器感知氧含量低至7%时便发出信号，信号通过控制系统处理后，就会接通氮气过滤管末端的低氧空气排出阀的电源，使低氧空气排出阀打开，将氮气过滤管内严重缺氧的“旧空气”排到进气总管外大气中，而经过空气过滤器2过滤的新鲜空气，马上进入氮气过滤管，继续进行富氧的处理工作。可见，本专利技术可使内燃机的进气含氧量明显增多，因此可使发动机功率明显地提高，并取得明显的环保节能效果。假定经过富氧处理后，进气总管里的空气的含氧量由平常的21%提高到29%，则氮气的含量就由平常的78%降低为70%。由于含氧量增多近40%，故内燃机的功率可提高近40%，排放中的NOx可降低12%左右，含氧量提高极大地改善燃烧，则排放中的碳烟、CH化合物和CO就可大幅降低，取得及其明显的节能与环保效果。城市中在用车今后的燃料会由油转气，即改用天然气用以降低其排放对环境的污染，但使用气体燃料后若仍用原来的进气系统，则充气量就会减少(实质是氧含量减少了而使发动机的功率下跌，一般要减少10%以上，从而使车辆爬坡喘气、超车无力，这是一种隐藏着许多危险的技术状态。而配用上本专利技术专利的富氧进气装置，就可轻易地补足所缺的氧气量，从而克服这个困难，排除隐藏的危险。本专利技术技术手段简便易行，在增大发动机输出动力的同时，满足了节能和环保的要求。【附图说明】图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术控制方法的控制流程示意图；图3为本专利技术的控制系统线路图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述。实施例如图1至3所示。本专利技术内燃机减氮增氧进气装置，包括氮气过滤管5、控制系统、与排气管13连接的废气涡轮14，所述排气管13设有一个废气EGR支管12 ；所述氮气过滤管5的管壁上设置有第一氧传感器6、低氧空气排出阀7和空气直通阀电磁阀11 ;所述氮气过滤管5的其中一端连接发动机的进气总管9，另一端连接涡轮压气装置3，所述涡轮压气装置3的一端连接空气过滤器2，空气过滤器2前设有引入一部份废气的排气管I ;所述进气总管9连接发动机的多个进气歧管10 ;所述进气总管9上设有第二氧传感器8 ；所述第一氧传感器6、第二氧传感器8、空气直通阀电磁阀11分别连接控制系统；所述废气涡轮14与涡轮压气装置3通过管路相互连通；所述废气EGR支管12与多个进气歧管10中的其中一个进气歧管连通。所述进气总管9和涡轮压气装置3通过法兰4连接。上述内燃机减氮增氧进气装置的控制方法，通过如下步骤实现:步骤一:发动机废气中的一部分废气经EGR支管12再进入进气总管9 (可降低燃烧温度，减少NOx)，废气涡轮14吸收排气管13中废气能量，经涡轮压气装置3来给经空气过滤器2过滤的新鲜空气增压，而后进入氮气过滤管5 (用“聚砜”高分子有机材料做成的)过滤，此时氮气过滤管5的低氧空气排出阀7的端口为封闭状态，在氮气过滤管5内空气中含氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机减氮增氧进气装置，包括氮气过滤管、控制系统、与排气管连接的废气涡轮，其特征在于：所述排气管设有一个废气EGR支管；所述氮气过滤管的管壁上设置有第一氧传感器、低氧空气排出阀和空气直通阀电磁阀；所述氮气过滤管的其中一端连接发动机进气总管，另一端连接涡轮压气装置，所述涡轮压气装置的一端连接空气过滤器，空气过滤器前设有引入一部份废气的排气管；所述进气总管连接发动机的多个进气歧管；所述进气总管上设有第二氧传感器；所述第一氧传感器、第二氧传感器、空气直通阀电磁阀分别连接控制系统；所述废气涡轮与涡轮压气装置通过管路相互连通；所述废气EGR支管与多个进气歧管中的其中一个进气歧管连通。

【技术特征摘要】
1.一种内燃机减氮增氧进气装置，包括氮气过滤管、控制系统、与排气管连接的废气涡轮，其特征在于:所述排气管设有一个废气EGR支管； 所述氮气过滤管的管壁上设置有第一氧传感器、低氧空气排出阀和空气直通阀电磁阀； 所述氮气过滤管的其中一端连接发动机进气总管，另一端连接涡轮压气装置，所述涡轮压气装置的一端连接空气过滤器，空气过滤器前设有引入一部份废气的排气管；所述进气总管连接发动机的多个进气歧管；所述进气总管上设有第二氧传感器； 所述第一氧传感器、第二氧传感器、空气直通阀电磁阀分别连接控制系统； 所述废气涡轮与涡轮压气装置通过管路相互连通； 所述废气EGR支管与多个进气歧管中的其中一个进气歧管连通。2.根据权利要求1所述的内燃机减氮增氧进气装置，其特征在于:所述进气总管和涡轮压气装置通过法兰连接。3.权利要求1或2所述内燃机减氮增氧进气装置的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖国权，梁荣光，王惜慧，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：