CN1275693A - 多磁对超声乳化节油减污装置 - Google Patents

Abstract

一种“多磁对超声乳化节油减污装置”,它安装在汽油、柴油发动机油路间,不需要改动发动机主要部件。它不使用催化剂,而是利用多磁对磁力线接力细化功能,将燃油中重馏分物质充分细化后,依据发动机运转工况,按设定的水油化(水为油的15—25%),在超声发生器弥散、空化作用下进行乳化,乳化后的水分子***包裹着一层油膜外壳,当这种乳化油喷入发动机内燃烧时,在高温高压作用下会产生微***效应,使发动机燃烧状况有所改善。即有利于提高功率节约燃油(节油5—15%),又能够减少CO、HC、碳烟、苯并芘(BaP)在气缸内的生成量,同时,由于乳化油中水的蒸发作用,降低了气缸内的燃烧温度,抑制了NO_x的生成量,达到节油减污的目的。该装置主要用于在用汽车尾气污染治理,也可以供汽车生产厂配套使用。

Description

多磁对超声乳化节油减污装置

一种----“多磁对超声乳化节油减污装置，是由多磁对燃油细化器，超声乳化器，电子总控器和相关控制元件构成。

该装置安装在汽油、柴油发动机油路间，不需要改动发动机主要部件；它不使用催化剂，而是利用多磁对磁力线接力细化功能，将燃油中因重馏分物质团聚作用形成粒径较大的燃油分子团，细化为粒径较小的分子团，使之更容易与水相结合。

电子总控器(ECU)根据传感器传输的发动机转速信号，经过处理后变为指令控制相关元件按设定的水油比(水为燃油量的15-25％)，将燃油和水输入超声乳化室内，在超声发生器弥散、空化作用下进行乳化，乳化后的水分子***包裹着一层油膜外壳。当这种乳化油喷入发动机内燃烧时，在高温高压的作用下会产生微爆(炸)效应，使然烧状况有所改善，即有利于提高发动机功率节约了燃油(节油5-15％)，又能够减少CO、HC、NO_x、碳烟、苯并芘(B_aP)等有害物质的生成量，达到节油减污的目的。

该装置主要用于在用汽车尾气污染治理，也可以供汽车生产厂配套使用。

汽车尾气有害物质对人体健康的危害：

1.一氧化碳(CO)

CO与人体血液中血红蛋白(Hb)的亲合能力比空气中O₂与Hb的亲合能力强200-300倍。只要人体呼吸的空气中有CO成分，CO就优先与Hb相结合生成COHb(碳氧血红蛋白)而失去输送O₂的功能，就会导致人体各部组织缺氧。如果人们长期吸入含有CO的尾气，就会使人体组织特别是心脑组织，因长期慢性缺氧诱发心脑血管***疾病的发生。

2.氮氧化物(NO_x)和碳氢化合物(HC)

当空气中NO_x和HC这两种物质达到一定浓度，再遇到合适的气象条件时，就会产生光化学烟雾。NO_x是一种毒性很强的腐蚀剂，当空气中的NO_x被吸入肺内，就会在肺泡内形成亚硝酸(HNO₂)和硝酸(HNO₃)，这两种酸有较强的刺激作用，使人体出现胸闷、咳嗽、气喘、肺水肿和诱发肺癌。

3.碳烟和苯并芘(B_aP)

苯并芘是目前公认的致癌物，每克汽油燃烧可产生苯并芘12-15微克。

柴油机尾气排出的碳烟与空气中B_aP浓度有关，柴油机的产生量比汽油机多30-50倍。这些微粒物质由一系列碳元素棵粒团聚而成，其外表粘有各种有机化合物，占微粒总质量的15-65％。由于它们的粒径极小，可以被吸入到肺的深部，其微粒的毒性使呼吸***感染病变，诱发癌症。

结止目前，国内外用于治理汽车尾气污染效果最好的是用贵金属(铂铑钯)作催化剂的三元催化反应器。它能够使CO.HC.和NO_x三种有害成分得到净化处理的装置。在使用催化剂情况下，利用尾气中CO.HC和H₂作为还原剂使NO还原为N₂。

三元催化反应器的优点是净化性能好，其最大问题是贵金属资源少，价格昂贵，这在我国治理在用车尾气污染或在汽车制造业上普遍使用是很困难的。

另外，这种三元催化反应器只适用于汽油机，在柴油机上不能使用。

本发明----“多磁对超声乳化节油减污装置”，是通过下述技术构思方案实现的，其特征包括：

A----多磁对燃油细化器

B----超声乳化器

C----电子总控器(ECU)和相关控制元件构成，见图1、图2、图3；

A----多磁对燃油细化器

用高磁材料制成板状永磁体(磁对)(2-1)，磁体的一端设有供燃油通过的通孔；

用耐油密封材料制成形状上与磁体周边形状相同的密封垫(2-3)，利用垫的厚度使两磁体间形成供燃油通过的密闭细化腔(2-2)；

磁体有通孔的一端相互倒置，形成磁对；

由于每个磁对都会产生从N极到S极，方向相同，彼此平行、疏密相同匀直磁力线。当燃油从密闭细化腔中通过时，由于燃油中重镏分物质团聚作用形成粒径较大的燃油分子团，就会被磁力线细化为较小粒径的燃油分子团。为了能够使燃油分子团更充分地细化，可设置多个磁对实现磁力线接力，经这种方法细化后的燃油分子更容易与水结合。

B----超声乳化器

将多磁对(2-1)，超声发生器(2-5)，装置于外壳(2-11)内；洁净的清水通过进水孔(2-9)，细化后的燃油通过出孔(2-7)，进孔(2-8)同时进入乳化室(2-4)内，在超声发生器弥散、空化作用下进行乳化，被乳化的水分子***都包裹着一层油膜外壳，当这种乳化油喷入发动机内燃烧时：

在汽油机中----当水在燃油中棵粒大小与分布情况良好时，水可以使汽油、空气混合气的自然倾向减弱，这就有利于使发动机运转工况向提高发动机功率，降低油耗方向转化，使燃料燃烧得更充分，减少了CO.HC，碳烟、B_dP有害物质在气缸内的生成量，由于水的蒸发作用，使气缸内的燃烧温度有所降低，抑制了NO_x的生成量。

在柴油机中----可以改善混合气的形成与燃烧，这主要由于乳化油中的水滴在燃烧室高温高压条件下，柴油中的轻镏分首先逸出油滴表面，紧接着油滴内的水，因过热沸腾形成蒸气，蒸气的剧烈澎胀便冲破了包围在它周围的重镏分组成的一层球形壳，使这部分燃料发生***--微爆效应。而使这部分难于汽化的重馏分油滴也随之细化与蒸发加速了混合气的燃烧。由于重馏分物质也能够充分燃烧，也就减少了碳烟的生成量，B_aP的生成量也相应会随之减少。

C----电子总控器及相关元件

用于汽油机----当发动机转速低于700转/分时，转速传感器(1-5)将信号传输给电子总控器(1-4)，电子总控器将信号处理后指令燃油开关阀(1-6)开启，水量调节阀(1-8)，油量调节阀(1-9)，乳化油开关阀(1-7)同时关闭，超声波发生器(1-3)也停止工作。此时，发动机处于全燃油供给状态，进入双腔气化器主油腔(A)内，有利于发动机低温起动和怠速运转。

当发动机转速超过700转/分以上时，电子总控器(1-4)根据转速传感器(1-5)传输的转速信号，经过处理后指令燃油开关阀(1-6)关闭，水量调节阀(1-8)，油量调节阀(1-9)，乳化油开关阀(1-7)同时开启，超声发生器(1-3)也开始工作，此时发动机处于全乳化油供给状态，乳化油进入双腔汽化器付油腔(B)内，电子总控器(1-4)，根据转速传感器(1-5)传输发动机高低不同的转速变化信号，指令水量调节阀(1-8)，油量调节阀(1-9)，按设定的水油比进行调整，形成高品质乳化油，保证发动机正常运转。

当发动机转速低于700转/分，处于低温启动，怠速运转，突然减速或加速运转工况时，也是产生较多CO、HC、B_aP碳烟的时候。此时电子总控器(1-4)指令安装在双腔汽化器(1-10)与进气岐管间的热敏电阻(PTC)(1-2)工作，加热汽化汽油，改善燃烧状况，即是在冬季-40℃恶劣气候下也能够顺利起动，并减少CO、HC、炭烟有害物质的生成量。

用于柴油机----当发动机转速低于700转/分或高于700转/分时，电子总控器及相关元件的工作状况与汽油机基本相同，稍有区别的是燃油管和乳化油管是用三通直接与柴油泵(1-11)接通的；

当发动机转速由700转/分(减速、怠速)急剧升至2500转/分以上时(加速)，是产生较多碳烟和BaP的运转工况。此时电子总控器(1-4)指令安装在高压油管上(1-14)上的恒温加热器(1-13)工作，给高压油管内的高压燃油增温，由于喷入发动机内的燃油自身温度的提高，使燃烧状况有所改善，减少了碳烟和BdP的生成量，当发动机转速超过2500转/分时，电子总控器就指令恒温加热器停止增温(用于夏季)，在寒冷冬季使用时也可一直增温。

D----由于使用洁净的清水与细化后的燃油在超声作用下形成含水的乳化油，这在我国北方地区冬季使用时，会在水路、乳化油路中产生冰阻现象，使发动机的运转不正常或停止运转。为解决这一问题，需使用如图3所示的电热油(水)管；该油(水)管的特征在于：

它由内衬耐油层(3-6)、保护层(3-8)和保温层(3-7)组成的油(水)管；用高分子材料制成的外螺纹管接头(3-2)，内螺纹管接头(3-3)，在接头上有供联接电源和电热丝的接线柱(3-4)构成，接线柱与电源总开关和控制开关相联接。

由于乳化油的微爆效应作用，改善了发动机的燃烧状况、热敏电阻、恒温加热器的增温作用，使汽油混合气、高压燃油的温度提高后，有利于改善发动机低温启动，怠速运转，突然减速和加速时的燃烧状况；减少了CO、HO碳烟和BaP的生成量，利用乳化油中水的蒸发作用，降低了气缸内的燃烧温度，抑制了NO_x的生成量，达到节油减污的目的。

该装置根据不同型号发动机安装使用的技术要求，可以将多磁对燃油细化器，超声乳化器和热敏电阻、恒温加热器分开单独使用。

附图图面说明图1                                    图21-1--多磁对燃油细化器                  2-1--永磁体(磁对)1-2--超声乳化器                        2-2--密闭细化腔1-3--超声发生器                        2-3--密封垫1-4--电子总控器                        2-4--乳化室1-5--转速传感器                        2-5--超声发生器1-6--燃油开关阀                        2-6--燃料油进孔1-7--乳化油开关阀                      2-7--细化油出孔1-8--水量调节阀                        2-8--细化油进孔1-9--油量调节阀                        2-9--洁净水进孔1-10--双腔汽化器                       2-10--乳化油出孔

  A--主油腔                        2-11--外壳

  B--付油腔                        图31-11--柴油泵                           3-1--电热油(水)管1-12--热敏电阻                         3-2--外螺纹管接头1-13--恒温加热器                       3-3--内螺纹管接头1-14--高压油管                         3-4--电源接线柱

燃油油路                       3-5--电热丝联接孔洁净水路                       3-6--耐油层

乳化油路                       3-7--保温层控制电路                        3-8--保护层

Claims (5)

1、一种----“多磁对超声乳化节油减污装置”，其特征包括：多磁对燃油细化器，超声乳化器，电子总控器和相关控制元件构成；

2、按照权利要求1所述之多磁对燃油细化器，超声乳化器的特征：

由磁对(2-1)，密封垫(2-3)组成密闭细化腔(2-2)，当燃油经进油孔(2-6)进入密闭细化腔通过时，由于多磁对产生的匀直磁力线接力细化功能，将燃油中因重馏分物质团聚作用形成粒径较大的燃油分子团，细化为粒径较小的燃油分子团，使之更容易与水结合；

被细化后的燃油通过外壳(2-11)上的细化油出口(2-7)进孔(2-8)、洁净水通过进孔(2-9)共同进入乳化室(2-4)内，在超声发生器(2-5)弥散、空化功能作用下进行乳化，乳化后的水分***包裹着一层油膜外壳；

3、按照权利要求1所述之电子  总控器和相关控制元件的特征：

A----电子总控器(1-4)将传感器(1-5)传输的发动机转速信号，经过处理后变为指令，控制相关元件(1-3、1-6、1-7、1-8、1-9)依据发动机转工况，按设定值调节油水化；

B----控制燃油、乳化油依据发动机运转工况，分别进入双腔汽化器(1-10)的主油腔(A)和付油腔(B)，以及柴油泵(1-11)内；

C----控制安装在双腔汽化器与进气歧管间的热敏电阻(1-12)给汽油混合气增温或停止增温；

D----控制安装在柴油机高压油管(1-14)上的恒温加热器(1-13)，给油管内的高压燃油增温或停止增温；由于乳化油的微爆效应作用，改善了发动机燃烧状况，热敏电阻、恒温加热器的增温作用，使汽油混合气、高压燃油的温度提高后，有利于改善发动机低温启动，怠速运转，突然减速或加速时的燃烧状况，减少了CO、HC碳烟和BaP的生成量，利用乳化油中水的蒸发作用，降低了气缸的燃烧温度，抑制了NO_x高温时的生成量，达到节油减污目的。

4、按照权利要求2所述之洁净的清水与细化后的燃油在超声作用下形成含水的乳化油，这在北方地区冬季使用时，会在水路、乳化油路中产生冰阻现象，使发动机的运转不正常或停止运转，为解决这一问题，需要使用如图(3)所示的电热油(水)管；该油(水)管(3-1)的特征：它由内衬耐油层(3-6)，保护层(3-8)和保温层(3-7)和用高分子材料制成的外螺纹管接头(3-2)，内螺纹管接头(3-3)，在接头上有供联接电源和电热丝的接线柱(3-4)构成；

5、按照权利要求1所述之多磁对燃油细化器，超声乳化器、热敏电阻、恒温加热器，根据不同型号发动机安装使用的技术要求，可以分开单独使用。

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