專利名稱：燃油熱汽化供油法及設備高效節(jié)油降污汽化器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種改進的化油器。特別是一種將燃油或其它可用燃液加熱汽化與空氣混合形成最佳配劑的均質(zhì)易燃混合氣的汽化器。適用于與發(fā)動機配套工作，供給發(fā)動機各種工況所需的易燃混合氣?？捎盟鼇泶蠓鹊亟档陀秃?、節(jié)約能源、減少排氣污染、并保證發(fā)動機在低溫條件下順利起動。
傳統(tǒng)的化油器利用文丘里管原理制成，它是將燃油引入化油器，借助進氣氣流在化油器喉管處形成的真空度將燃油從化油器量孔中吸出，并吹散成霧狀，從進氣歧管供入發(fā)動機。它雖能基本滿足發(fā)動機各種工況特性對混合氣濃度和數(shù)量的需要，但仍存在如下缺陷配劑粗糙、供油量偏大、霧化效果不好、混合氣中油顆粒大，由于發(fā)動機的工作過程進行得非?？?，燃燒的時間只不過千分之幾秒，在這極短的時間不能完全燃燒，故浪費大、油耗高、排氣污染嚴重、且在嚴寒地區(qū)要另配低溫起動裝置，方能順利起動。
以汽車為例試驗表明，汽車排氣污染的主要物質(zhì)燃燒不完全的產(chǎn)物一氧化碳(CO)產(chǎn)生的數(shù)量，70—80％決定于化油器；未燃燒產(chǎn)物碳氫化合物(CH)產(chǎn)生的數(shù)量，50—60％決定于化油器；高溫燃氣中少數(shù)氮被氧化成NO、NO2的產(chǎn)物氮氧化合物(NOX)產(chǎn)生的數(shù)量，20—30％決定于化油器。所以，要使發(fā)動機降低油耗和減少排氣污染，關健在于化油器。
為了解決上述問題，根據(jù)國際專利分類號FO2M中關于汽化器的報導，多年來世界各國科技工作者對化油器作了大量改進工作，也取得了較好的效果。但這些改進都沒有脫出傳統(tǒng)化油器的框框套套，供油仍過多、混合氣中油顆粒仍然大、節(jié)油降污效果仍不夠理想、且存在結(jié)構(gòu)復雜成本高的問題。為了節(jié)能降污，世界各國又搞了很多各種各樣節(jié)油降污的輔助性裝置和各種各樣節(jié)油器之類的裝置，都因沒有從根本解決燃油的霧化和最佳配劑問題，結(jié)果仍沒有較大的突破。甚至最先進的電腦控制燃料噴射系統(tǒng)裝置與傳統(tǒng)化油器相比，也只能節(jié)油6—7％，未能達到理想效果。
本發(fā)明的目的旨在克服上述缺陷，對癥下藥地從根本上解決燃油的霧化和最佳配劑及低溫起動問題，提供一種燃油熱汽化供油法及設備高效節(jié)油降污汽化器。它汽化效果好，將現(xiàn)有化油器落后的霧化供油變?yōu)橄冗M的熱汽化供油，產(chǎn)生了質(zhì)和量的飛躍。燃油或其它可用燃液全部分餾汽化，以最佳配劑與空氣混合形成高質(zhì)量的均質(zhì)易燃混合氣供給發(fā)動機，并在氣缸中迅速完全燃燒(或接近完全燃燒)。從而達到在滿足發(fā)動機主要使用性能和保證發(fā)動機動力性的前提下，大幅度地、最大限度地降低油耗、減少排氣污染、并能保證發(fā)動機在低溫條件下順利起動，實現(xiàn)全天候正常工作的理想效果。
發(fā)明是這樣實現(xiàn)的將無或裝置有燃料蒸發(fā)控制系統(tǒng)、完爆器、快怠速、手動或氣動或電動或電子控制怠速截斷(省油器)等附屬裝置的汽車發(fā)動機或摩托車發(fā)動機或其它發(fā)動機用的上吸式或下吸式或平吸式的單腔或雙腔并動式或雙腔分動式或四腔分動式或可變喉管式或可控濃度式或反饋式等及其它型式的一切發(fā)動機的優(yōu)良化油器的配劑最佳化，即在滿足發(fā)動機主要使用性能和保證發(fā)動機動力性的前提下，最大限度地減少供油或其它可用燃液量，配用一新設計的，由導熱性能好，熱流強度高的材料制成的有溫度和自動控溫功能的熱汽化器及其它輔助節(jié)油、排氣凈化裝置等組成。熱汽化器的規(guī)格、大小、型式、形狀、構(gòu)造或者其結(jié)合及熱汽化方法多種多樣，或型腔型或熱管型或盤管型或扁管型或淺盆型或鍋底凹型或渦流室型或球型或U型或ω型或方型或扁圓型或圓筒型或熱源流道中間夾熱汽化室型或異型或其它型或幾種型式結(jié)合等多種型式，不拘一格，只要能達到理想的熱汽化效果都可以。設計時必須根據(jù)不同的發(fā)動機和不同的進氣歧管；發(fā)動機的其它輔助節(jié)油、排氣凈化裝置(比如氧化型催化反應器、三元催化反應器、電動催化轉(zhuǎn)換器、排氣再循環(huán)系統(tǒng)裝置、二次空氣供給系統(tǒng)裝置、強制曲軸箱通風系統(tǒng)裝置、燃料蒸發(fā)控制系統(tǒng)裝置、進氣恒溫系統(tǒng)裝置、空氣濾清器堵塞報警裝置、進和排氣加強系統(tǒng)裝置、防回火自動保險系統(tǒng)裝置和所配用的發(fā)電機和蓄電池等)；所用燃油或燃液的牌號及性質(zhì)；配用的化油器；制作熱汽化器的材料、材質(zhì)、生產(chǎn)工藝和手段；所用的熱源；電加熱元件和自動控溫組合元器件及其它配用裝置等等綜合情況進行優(yōu)化設計，并在使用中結(jié)合地區(qū)、地理環(huán)境、氣候、道路條件、載荷、發(fā)動機技術狀況、車況和車型等對化油器及有關各部件、總成進行實用化正確調(diào)整(以汽車為例汽車節(jié)油和排放污染物質(zhì)的多少與汽車各部總成及技術狀況有關，在影響汽車節(jié)油、排氣有害物質(zhì)含量的主要總成的使用故障中，供給系占30％，點火系占26％，發(fā)動機其它方面占28％，底盤傳動系占16％。因此，降低油耗、減少汽車排氣污染，主要應對汽車進行正確調(diào)整，及時保養(yǎng))。
按產(chǎn)品的型式和性能，汽化器可分為簡易型、普通型、自動控溫型、自動控溫控時自動檢測示警型和加遙控裝置的可遙控型及元器件、構(gòu)造型式跳檔結(jié)合的其它變種型等多種型式。簡易型為用可控循環(huán)冷卻水或其它冷卻液做熱源與開關控制的自動控溫的電加熱元件配合，將熱汽化器加熱至所需溫度，并設有儀表、指示燈、音響裝置、開關等供駕駛員或機手監(jiān)控。普通型由駕駛員或機手通過手動階梯操作桿或拉線或油門踏板或其它操作桿聯(lián)動并互相配合控制熱源進氣活門或閥開度，調(diào)控導入熱汽化器熱源流道內(nèi)的熱氣流量(經(jīng)降溫、降壓和流速均勻化處理的發(fā)動機排氣熱或設計為在排氣管外加散熱桿、外套管、進、出氣接頭管，利用排氣管外熱做熱源也可)與由開關控制的自動控溫的電加熱元器件配合，將熱汽化器熱汽化面的溫度加熱在理想溫度，并由溫度傳感器感應傳輸給儀表或數(shù)字溫度顯示裝置、指示燈、音響裝置和設有溫度超限聲、光報警裝置。自動控溫型為單獨用自動控溫的電加熱法加熱熱汽化器，并設有供駕駛員或機手監(jiān)控的溫度感應、顯示裝置、指示燈、音響裝置、開關和溫度超限聲、光報警裝置；或用雙金屬或形狀記憶合金或其它類似熱敏元件，將溫度轉(zhuǎn)換為機械運動控制熱源進氣裝置，調(diào)控導入熱汽化器熱源流道內(nèi)的熱氣流量(經(jīng)降溫、降壓和流速均勻化處理的發(fā)動機排氣熱)與開關控制的自動控溫的電加熱元器件配合，按需要加熱熱汽化器，并設有供駕駛員或機手監(jiān)控的溫度表、指示燈、音響裝置、開關等熱汽化溫度感應和顯示裝置及溫度超限聲、光報警裝置。自動控溫控時自動檢測示警型為用雙金屬或形狀記憶合金或熱電偶或鉑測溫電阻或熱敏電阻或水晶溫度傳感器或集成電路溫度傳感器或NQR溫度傳感器或熒光式光纖溫度傳感器或其它溫度傳感器或智能式傳感器等和執(zhí)行器、AE(聲發(fā)射)傳感器及系統(tǒng)裝置、儀表或數(shù)字溫度顯示裝置、定時器、指示燈、音響裝置、手動或電動或自動開關及聲、光報警裝置等組成，由溫度自動控制系統(tǒng)控制計量裝置，調(diào)控導入熱汽化器熱源流道內(nèi)的熱氣流量(經(jīng)降溫、降壓和流速均勻化處理的發(fā)動機的排氣熱)與開關控制的自動控溫的電加熱元件配合將熱汽化器溫度控制在理想溫度(或單獨用自動控溫的電加熱法)，此型與其它型相比，除有溫度自動控制和溫度超限聲、光報警裝置外，還加裝了定時器和AE(聲發(fā)射)傳感器系統(tǒng)裝置，能預選定時、能將“固體形變和損壞時釋放出的能量轉(zhuǎn)換成音響脈沖傳輸給前置放大器及強激音響裝置”，簡單明了地說，“就是將熱汽化器經(jīng)使用很長時間后，由于氣蝕、水蝕和其它原因造成的腐蝕及熱疲勞損傷所造成的薄弱部位承受不住壓力時發(fā)出的悲鳴”——即很微弱的超聲波轉(zhuǎn)換成音響脈沖傳輸給放大器，激發(fā)強烈聲、光警告信號，警告駕駛員或機手“不能再繼續(xù)使用”，從而避免因熱汽化器損壞引起的連鎖反應對其它零部件或發(fā)動機或車子的危害和經(jīng)濟效益的影響。以上型式皆設有過熱、過流、失壓、欠壓和短路保護裝置。以上型式皆可加遙控裝置為可遙控型；元器件也可跳檔組合為其它變種型等多種多樣、不拘一格的型式。
按各種車型或機型分可生產(chǎn)成各種各樣車型和機型的高效節(jié)油降污汽化器的系列產(chǎn)品，滿足社會需求。
按加熱的型式，熱汽化器可分為電加熱和循環(huán)冷卻液熱(或排氣熱)混合加熱型；電加熱和排氣熱(或循環(huán)冷卻液熱)兩種分體加熱，配合使用型；電加熱型；循環(huán)冷卻液加熱型；排氣熱加熱型及其它熱部位加熱型等。
制作熱汽化器的材質(zhì)，一般應選用ρ.c值高的材料制造熱汽化器。除了選定材料，還應選定熱汽化器表面的性質(zhì)。例如試驗表明對70號汽油，表面粗糙的鑄鐵熱汽化器臨界溫度與熱流強度，明顯高于表面經(jīng)過加工的鑄鐵熱汽化器的臨界溫度和熱流強度。因此在選定了熱汽化器的材料后，還要選定熱汽化器表面的性質(zhì)。在熱汽化器的所有或部分熱汽化面上，不設或設有若干有適當密度并參差排列的或多層縱橫交錯的有螺紋或無螺紋的散熱桿或波形或平面形的散熱片或散熱網(wǎng)或蜂窩式熱汽化散熱孔或其它型的熱汽化型式。在熱汽化器的熱源流道腔內(nèi)所有或部分壁面，不設或設有若干有適當密度并參差排列的或多層交錯的有螺紋或無螺紋的吸熱桿或波形或平面形的吸熱片或吸熱網(wǎng)或吸熱孔。熱汽化器還全部或部分設有與所配用的化油器空氣進氣量、所配用的發(fā)動機排量、最佳用油或其它可用燃液量、動力性等相匹配的熱汽化面積和熱汽化室；垂直進氣道或切向進氣道或螺旋進氣道或相互結(jié)合的扭切進氣道或混流進氣道(或氣流方式)；單道或雙道或多道圓環(huán)型或單腔或雙腔或多腔或多孔或多管型或多層或其它型或幾種型式結(jié)合等多種型式的混合氣通道；電加熱和自動控溫元器件；與發(fā)動機的排氣量或循環(huán)冷卻液量和所需熱汽化溫度相匹配的熱源流道和進、出口接管及自動或非自動熱源流量調(diào)控裝置；與所配用的化油器連接螺孔和出氣孔匹配并連接的進氣孔和連接螺孔；與配用的發(fā)動機連接螺孔和進氣孔匹配并連接的混合氣出氣孔和連接螺孔；在熱汽化器的所有熱汽化面涂復有遠紅外涂層。
用PTC陶瓷發(fā)熱元件或電熱膜或電熱膏或電熱扁絲或圓絲或電熱扁帶或電熱塞或遠紅外石英管或鹵素燈或其它遠紅外元件或電磁感應加熱或微波介質(zhì)加熱等及其它電加熱法和水或其它冷卻液熱或在排氣管外加散熱桿、外套管、進氣和出氣管用排氣管外熱或經(jīng)降溫、降壓及流速均勻化處理的排氣管內(nèi)熱或其中一種或兩種或多種加熱法結(jié)合將熱汽化器加熱，并配有過熱、過流、失壓、欠壓和短路保護裝置及自動或非自動控溫系統(tǒng)裝置將熱汽化器的熱汽化溫度，控制在所需的最理想蒸發(fā)溫度或接近最理想蒸發(fā)溫度(例如試驗表明，在鑄鋁的熱汽化器內(nèi)，70號薄層汽油的泡核沸騰的最高臨界溫度為170℃，而80號汽油的臨界溫度為163℃。在設計和實際應用中或采用增加熱化器的厚度或增加熱汽化面積，也就是增加熱汽化器質(zhì)量，下降工作溫度下限，擴大工作溫度區(qū)間的辦法，適當降低熱汽化工作溫度，也可達到理想的熱汽化效果)。
熱汽化器的進氣孔和連接螺孔與所配用的化油器下體的出氣孔和連接螺孔匹配、連接；熱汽化器的混合氣出氣孔和連接螺孔與所配用的發(fā)動機進氣管的進氣孔和連接螺孔匹配、連接(或不直接連固，通過同溫管道連接也可)；用螺絲或螺紋或彈簧扣或焊接法或粘接法或其它方法將熱汽化器連接固緊為一整體，所有活動結(jié)合部均用導熱密封墊密封。熱汽化器熱源進、出接管與發(fā)動機進、出水管或改裝好的發(fā)動機排氣管連接。電加熱、定時器和AE(聲發(fā)射)傳感器及自動控溫元器件與其系統(tǒng)裝置電聯(lián)接和機械連接。全部或部分配用進氣恒溫系統(tǒng)裝置、或風扇或空氣導流型有空氣濾清器堵塞報警裝置的大空氣濾清器或雙空氣濾清器及其它型式等的進氣加強系統(tǒng)裝置、減少排氣阻力系統(tǒng)裝置(用予補償因增加熱汽化器而產(chǎn)生的進氣阻力，提高充氣系數(shù))、防回火自動保險系統(tǒng)裝置、氧化型催化反應器或三元催化反應器或電動催化轉(zhuǎn)換器、排氣再循環(huán)系統(tǒng)裝置、二次空氣供給系統(tǒng)裝置、曲軸箱強制通風系統(tǒng)裝置、爆震限制器、配用發(fā)電機電源和有加熱保溫裝置的蓄電池或使用低溫性能好的低溫蓄電池。以上各裝置和元件(也可采用具有同類性能的其它新的變型裝置和元件)，其形狀、構(gòu)造、尺寸、性能和功率必須與熱汽化器相匹配，以期達到理想的效果。同時，發(fā)動機或車輛所有有關方面作相應改進和連接。熱汽化器(或稱熱汽化零部件)，亦可和化油器合為一體制造。
下面結(jié)合依據(jù)本發(fā)明提出的其中一種實驗例進一步說明技術內(nèi)容。
將中國制造的東風140系列汽車用EQH105型有完爆器、快怠速、電子控制怠速截斷(省油器)等附屬裝置的化油器的各工況供油量，用調(diào)小油量孔法(或擴大空氣量孔)適當減少5——60％(結(jié)合氣候、地區(qū)、地理環(huán)境、道路條件、滿載荷、發(fā)動機技術狀況、車況等進行實用化正確調(diào)整，使之處于在滿足汽車主要使用性能和保證發(fā)動機動力性的前提下的最小極限用油量)，配用一新設計的由上蓋、下蓋、熱汽化器本體、電加熱元件和自動控溫組合元器件等組成的銅質(zhì)熱汽化器及其它輔助裝置。熱汽化器的上蓋和下蓋用3mm厚、直徑217mm的紫銅板制作。熱汽化器的本體用3mm厚的紫銅板和3.4mm直徑的銅絲及兩截銅管焊接制成(批量生產(chǎn)，可用鋁合金采用壓鑄工藝制造，不但便于生產(chǎn)、加工量小、產(chǎn)量高、而且成本低)。熱汽化器本體中部是一直徑181mm、邊高23mm、圓壁厚3mm、上和下壁厚3mm，上面為從圓心垂直凹陷5mm的淺鍋底凹形，底面也呈中心凸出5mm的整體式淺鍋底凹形圓扁盒，在其空腔內(nèi)從一外圓內(nèi)邊開始過圓心焊有一144mm長、3mm厚的隔板，將內(nèi)腔一隔兩半，留31mm兩半互通。在此中部淺鍋底凹形圓扁盒外，圍有一高58mm、寬13mm、內(nèi)圓壁厚3mm、外圓壁厚3mm、上和下壁厚5mm的扁管型圓圈，其內(nèi)腔中焊有一3mm厚的隔板，將內(nèi)腔隔斷。中部淺鍋底凹形圓扁盒與外扁管型圓圈之間，留5mm間隙的混合氣通道。將中部淺鍋底凹形圓扁盒圓壁在內(nèi)腔隔板處兩邊橫向開內(nèi)孔23mm×23mm的方孔；外扁管型圓圈內(nèi)圓壁在內(nèi)腔隔板處兩邊橫向開內(nèi)孔23mm×23mm的方孔，將所開4孔，同側(cè)2孔互通焊接(用23mm×23mm內(nèi)孔、壁厚3mm的方銅管焊接，只焊與混合氣通道銜接處，其它不焊)。將外扁管型圓圈外圓壁在隔板處兩邊橫向鉆φ31mm的孔，在31mm圓孔外焊接內(nèi)圓31mm、長81mm、壁厚5mm的熱源進、出氣外螺紋連接式接頭管。在中部淺鍋底凹型圓扁盒內(nèi)腔上壁面焊有708根間隔約3.4mm、直徑3.4mm、長16mm并參差排列的吸熱桿。以上熱汽化器本體的兩組內(nèi)腔即成為熱汽化器的熱源流道。在外熱源流道內(nèi)腔隔板對應處焊接PTC陶瓷片和熱汽化面溫度感應塞引出線的銅質(zhì)外套管。用3mm厚的紫銅板和3.4mm直徑銅絲，焊制一面積和形狀與中部淺鍋底凹型圓扁盒外上壁凹面匹配的，一面有708根間隔約3.4mm、直徑3.4mm、長21mm，并參差排列的螺旋進氣式的散熱桿；另一面為微凸型平面的熱汽化板。在焊制好的熱汽化板微凸型平面(加工后)，用耐熱銀漿導電膠粘有兩組，每組由8個直徑20mm，厚度1.2mm，電阻1——2Ω的PTC陶瓷發(fā)熱片。陶瓷片居里溫度為180℃。陶瓷片的另一面與導線相粘接，并有導熱絕緣層與不應導通處隔絕壓緊，導線有外保護層、耐高溫絕緣套管和銅質(zhì)外套管。熱汽化板的微凸型平面用耐高溫導熱絕緣膠粘合在中部淺鍋底凹型外上壁微凹型平面(加工后)，使之成一導熱和絕緣性能均很好的整體(或者用螺絲連固，其間填充高密度的純凈結(jié)晶氧化鎂粉或其它導熱絕緣性能好的材料也可)。熱汽化板有散熱桿的一面即成為熱汽化器本體的主熱汽化面。在主熱汽化面鑲嵌粘有溫度感應塞并與在駕駛室可監(jiān)控的儀表、指示燈、蜂鳴器、開關和保護裝置等聯(lián)接。
為了使PTC系統(tǒng)盡量達到最佳工作狀態(tài)，工作方式、熱設計十分重要，要有效避免使PTC元件產(chǎn)生電擊穿或熱擊穿。所以首先要了解元件的基本特性尤其是耐電強度、最大承受電壓，以確定額定工作電壓并與所用電源電壓匹配。元件的夾裝和電極引出也十分重要。除了要防止電接觸不良、短路和電場分布不均，避免電擊穿外，還必須防止由于機械接觸不良引起局部過熱而擊穿的問題。合理的熱耗散設計，是充分發(fā)揮元件發(fā)熱能力的有效途徑。PTC發(fā)熱元件的構(gòu)造、類型、功率、性能、形狀和尺寸及居里溫度最好與熱汽化器的規(guī)格、大小、型式、形狀、所需溫度、構(gòu)造或者其結(jié)合相匹配。設計時可按需要協(xié)調(diào)熱汽化器與表面溫度及發(fā)熱功率之間的關系?？刹扇《鄠€元件電聯(lián)接或與其它元件混合聯(lián)接方式。PTC陶瓷片之間最好用并聯(lián)不用串聯(lián)。PTC元件屬非精加工類產(chǎn)品，一致性差，不同批量甚至同一批量生產(chǎn)的元件，其各項性能也很難做到一致。當串聯(lián)使用時，各元件的溫升速度不同，電阻也不同，降落在各個元件上的壓降分布迅速變化，并產(chǎn)生惡性循環(huán)。壓降越大，溫度越高，該元件越可能擊穿，一旦發(fā)生擊穿會連鎖進行下去。故串聯(lián)使用必須十分慎重，要嚴格挑選元件，否則，希望通過串聯(lián)使用達到理想效果的目的，是難以實現(xiàn)的。并聯(lián)使用，雖有缺點但情況要好得多。將多個PTC元件并聯(lián)使用，在一定限度內(nèi)能夠增大系統(tǒng)的工作功率，但多個元件并聯(lián)的發(fā)熱功率并非是單個元件發(fā)熱功率的總和，實際上往往要小得多?？偟臎_擊電流也不是單個元件沖擊電流的迭加，一般也要小一些，使用較少元件時，單片的沖擊電流可取大一些，沖擊電流大，溫升迅速。但使用較多元件時，單個元件的沖擊電流不能選得太大。
在包括熱汽化器上、下蓋內(nèi)面、熱汽化器本體的正面和其面上的散熱桿、混合氣通道面和熱汽化器本體底面的所有熱汽化面涂有粘結(jié)型遠紅外涂層。在熱汽化器內(nèi)還有與所配用的化油器空氣進氣量、所配用的汽車發(fā)動機排量、最佳用油或其它可用燃液量、動力性等相匹配的熱汽化面和熱汽化室。在該熱汽化器的外側(cè)面，還設置有PTC陶瓷發(fā)熱片的電源接線柱和溫度感應塞外接線柱，用以與配用的發(fā)電機電源和蓄電池、在駕駛室可監(jiān)控的儀表、指示燈、蜂鳴器、電開關、過熱、過流、失壓、欠壓和短路保護裝置等相接。熱汽化器上蓋進氣孔和連接螺孔與化油器下體出氣孔和連接螺孔匹配、連接，用螺栓與化油器下體互相連固，其間用隔熱板和隔熱密封墊密封以不漏氣為度。熱汽化器下蓋的混合氣出氣孔和連接螺孔與發(fā)動機進氣管的進氣孔和連接螺孔匹配、連接，其間墊入導熱密封墊，用螺栓固緊于所配用的東風EQ140——1型汽車發(fā)動機進氣管上，使之不漏氣。熱汽化器上蓋、本體、下蓋用4顆長螺絲連接固緊，各結(jié)合面為定位釘式定位、平面結(jié)合，其間有導熱密封墊密封不漏氣。熱汽化器熱源進、出氣螺紋接頭管與改裝好的發(fā)動機排氣管連接。配有手動階梯操作桿控制的熱源進氣活門、進氣恒溫系統(tǒng)裝置、空氣濾清器堵塞報警系統(tǒng)裝置、空氣導流型雙空氣濾清器進氣加強系統(tǒng)裝置、燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)裝置、爆震限制器、防回火自動保險系統(tǒng)裝置、三元催化反應器、排氣再循環(huán)系統(tǒng)裝置、二次空氣供給系統(tǒng)裝置、曲軸箱強制通風系統(tǒng)裝置、發(fā)電機電源和有加熱保溫裝置的蓄電池等。同時，發(fā)動機和車子所有有關方面都作相應改進和連接。在發(fā)動機工作時由駕駛員依據(jù)在駕駛室可監(jiān)控的儀表、指示燈、蜂鳴器的提示，操縱手動階梯操作桿熱源控制活門，調(diào)控導入熱汽化器熱源流道內(nèi)經(jīng)降溫、降壓和流速均勻化處理的發(fā)動機排氣熱氣流量與電開關控制的自動控溫的電加熱PTC陶瓷片配合使用，將熱汽化溫度控制在170℃左右(通過實用化調(diào)試達到此理想質(zhì))。至此，依據(jù)本發(fā)明提出的其中一種燃油熱汽化供油法及設備高效節(jié)油降污汽化器的改進、制作、安裝已告完成。
當起動發(fā)動機工作時，先開通熱汽化器電加熱部分電源，接通加熱回路，電流即經(jīng)導線進入PTC陶瓷片，再經(jīng)熱汽化器搭鐵后回到蓄電池。電流通過PTC陶瓷片把電能轉(zhuǎn)為熱能加熱熱汽化器。待溫度顯示裝置和蜂鳴器及指示燈指示熱汽化面溫度升到預定溫度170℃后，即可開啟起動機開關起動發(fā)動機(或設計為達到溫度，自動起動也可)。當起動機帶動發(fā)動機轉(zhuǎn)動時，由于進氣沖程的吸氣作用，在化油器喉管處便形成一定的低壓(真空)，在該低壓的作用下，空氣(正常運行中為恒溫40℃左右)便經(jīng)空氣濾清器流入化油器。當空氣流過喉管時因通道截面變小，空氣流速增高，壓力便進一步降低(由吸氣造成的壓力降和由流速加大造成的壓力降，二者的迭加)，與大氣形成一定的壓力差。此時化油器浮子室內(nèi)的燃油在這一壓力差的作用下經(jīng)量孔由噴口噴出，并在高速空氣流的撞擊下分散成許多大、小不等的霧狀顆粒，即所謂傳統(tǒng)化油器中燃油的霧化。這些霧化的燃油在化油器喉管及混合室處，由于與高速的空氣流相接觸，并由于喉管和混合室的真空度，促使燃油最易揮發(fā)的部分，首先自油粒表面開始蒸發(fā)，造成小部分燃油汽化。當這些大部分霧化、小部分汽化的燃油和空氣的混合物流經(jīng)熱汽化器時與能夠?qū)⒃撿F狀燃油瞬時熱汽化的很多的遠紅外輻射線和很大的熱汽化面(熱汽化器本體的中部圓淺鍋底凹形圓扁盒257平方厘米的正面、密布它面上的其表面積為1587平方厘米的散熱桿、478平方厘米的混合氣通道面、257平方厘米正底面，共2579平方厘米的總散熱面)接觸后，即被加熱強烈汽化與空氣混合形成易燃混合氣，并由混合氣通道進入發(fā)動機進氣歧管和氣缸。由于壓縮沖程中溫度的升高，同時又由于進氣混流和渦流及進氣沖程和壓縮沖程在氣缸中造成的渦流，更進一步促使空氣和氣化了的燃油均質(zhì)混合形成最佳配劑的均質(zhì)易燃混合氣。易燃混合氣在壓縮沖程被壓縮，在臨近壓縮沖程末經(jīng)火花塞點火立即燃燒而膨脹推動活塞使發(fā)動機起動工作。
當發(fā)動機在低溫條件下起動時，由于燃油粘度增加和起動轉(zhuǎn)速低，靠空氣動力不易被吹散、從化油器落下的是油滴、氣缸內(nèi)無上一循環(huán)殘留高溫廢氣和發(fā)動機體的冷態(tài)等起動困難因素也不要緊。此時由化油器落下的燃油油滴滴落在加熱的熱汽化器的熱汽化面上，即迅速擴散形成薄層油膜。這一薄層燃油被加熱后立即進行泡核沸騰，與此同時產(chǎn)生大量的燃油蒸氣。燃油蒸氣與進入的空氣一經(jīng)混合便形成易燃混合氣。易燃混合氣被吸入氣缸，由于進氣混流和渦流及進氣沖程和壓縮沖程在氣缸中所造成的渦流的作用形成了高質(zhì)量的均質(zhì)易燃混合氣，在壓縮行程被壓縮，在臨近壓縮行程末一經(jīng)點火，立即燃燒，使發(fā)動機起動。發(fā)動機起動后，熱汽化器仍繼續(xù)工作，產(chǎn)生大量的燃油蒸氣，以維持發(fā)動機可靠地進入穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。這時發(fā)動機即完成了全部起動過程，起動成功。
發(fā)動機冷起動時，為供給加濃混合氣，往往要關閉化油器的阻風門。當發(fā)動機完爆時，轉(zhuǎn)速迅速增加，由于氣流速度及進氣管真空度的增加，化油器噴嘴噴出的燃油量增加，使混合氣過濃，必須立即相應供給稀混合氣，否則會因混合氣過濃造成發(fā)動機熄滅。EQH105型化油器的完爆器，利用完爆瞬間形成的較高的真空度對真空膜片的吸引作用，及時地把阻風門拉開一定的角度，提高進氣量，有效地保證發(fā)動機不熄滅又降低了HC、CO排放濃度。但必須正確調(diào)整，使膜片處在吸合位置時，阻風門開度R≈4mm。完爆時阻風門開度不可過大或過小。過小時，會加濃完爆后的混合氣；過大時，會使混合氣變得過稀，易使發(fā)動機轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)，甚至熄滅。
發(fā)動機冷起動后，由于潤滑油粘度高，內(nèi)摩擦阻力大等原因，正常的怠速節(jié)氣門開度難以供給維持發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)所需的混合氣量。為了保證冷車怠速時運轉(zhuǎn)圓滑、平穩(wěn)和縮短暖機時間，利用與阻風門操縱聯(lián)動的快怠速拉桿，通過快怠速搖臂，使節(jié)氣門隨著阻風門的拉閉，在正常怠速開度的基礎上，再開大一定的角度，從而加大暖機的進氣量，使轉(zhuǎn)速高于正常的怠速?？斓∷俨粌H有利于縮短暖機時間，而且有效地保證發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，避免司機不適當?shù)亍稗Z油門”，對降低燃油消耗和HC排放濃度也有好處。
當發(fā)動機起動后和正常運行中，手動或自動控溫的熱源進氣活門，便有效地調(diào)控導入熱汽化器熱源流道內(nèi)的熱氣流量加熱熱汽化器；PTC系統(tǒng)會根據(jù)熱源流量的熱效率和熱汽化所消耗的熱量，自動增減功率，進行熱補償，配合維持熱汽化器工作時和無負荷時的熱平衡，以保證熱汽化器的工作溫度，不斷產(chǎn)生足夠的燃油蒸氣，確保發(fā)動機各種工況特性對混合氣質(zhì)和量的需要。如偶遇熱汽化器溫度超過上限或下限，溫度傳感器便會將信號傳輸給警報裝置起動蜂鳴器和亮紅燈報警，以便駕駛員及時調(diào)控恢復正常。
當汽車處于滑行時(減速滑行、加速滑行、下坡滑行)，發(fā)動機不需要供油，這時化油器節(jié)氣門處于怠速位置，但由于發(fā)動機被汽車帶動作被動的高速運轉(zhuǎn)，一般化油器仍會源源不斷地從怠速噴孔噴出燃油，這和情況稱強制怠速。強制怠速時的耗油量與怠速工況大體相當，據(jù)有關部門統(tǒng)計，約占整個油耗的8——10％。強制怠速工況包括下坡滑行；下長坡或陡坡時有意識地利用發(fā)動機輔助減速制動；汽車在平路行駛時，采用加速——滑行——加速的交替操作法和常規(guī)駕駛中換檔、減速時的高怠速工況以及減速工況等，在這些條件下，都存在發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于怠速轉(zhuǎn)速而又不需要供油的情況。根據(jù)中國公路的情況，汽車在山區(qū)行駛時，強制怠速工況占40％，平原行駛占15％左右。如果在強制怠速下終止供油，就能節(jié)約燃料，而且有利于保證行車安全，減少機件磨損。EQH105型化油器電子控制怠速截斷裝置(省油器)就是在汽車進行強制怠速工況時，利用電子控制，以堵塞化油器怠速油孔或截斷怠速油道，以終止供油的節(jié)油裝置。在強制怠速轉(zhuǎn)速較高時，進氣管真空度非常高，因空燃比、點火正時等影響，化油器怠速供給的燃油(這時喉管真空度低，主噴管不噴油)難以燃燒，不僅浪費了燃油，使HC排放濃度急劇增加，而且未燃燒的油還會沖刷掉缸壁潤滑油膜增加發(fā)動機磨損。為防止汽車在工況轉(zhuǎn)換時，因怠速供油不及時造成的熄火等現(xiàn)象，電子控制怠速截斷裝置，不僅在強制怠速工況時自動截斷怠速供油，并能自動恢復怠速供油。一般通常把轉(zhuǎn)速定在高于怠速轉(zhuǎn)速300——400轉(zhuǎn)/分。EQH105型化油器怠速截斷裝置為850轉(zhuǎn)/分。當節(jié)氣門在怠速位置，發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于850轉(zhuǎn)/分或關閉點火開關時，電磁閥才會截斷怠速供油。而一旦轉(zhuǎn)速低于850轉(zhuǎn)/分，就會自動恢復怠速供油。這樣電子控制怠速省油器，通過適時截斷和恢復強制怠速工況的燃油供給，達到了部分節(jié)能、降低污染的目的。同時其它輔助節(jié)油、排氣凈化裝置也有效地減小了部分油耗和排氣污染(詳細情況，因?qū)僖延屑夹g，不再一一贅述)。
由于熱汽化和配劑最佳化的關健作用，將化油器傳統(tǒng)的、落后的霧化供油變?yōu)橄冗M的熱汽化供油，使混合氣產(chǎn)生了質(zhì)和量的飛躍，從質(zhì)量和數(shù)量上都達到了最佳狀態(tài)——成為最佳配劑的均質(zhì)易燃混合氣，在氣缸里達到完全燃燒的完美境界，大幅度地降低了油耗和減少了排氣污染。又由于裝置了完爆器、快怠速、電子控制怠速省油器及其它節(jié)油和排氣凈化裝置，也有效地減少了部分燃油消耗和排氣污染。又因為設置了熱汽化器溫度顯示和溫度超限聲、光報警裝置和保護裝置以及AE(聲發(fā)射)傳感器等自動檢測及警告系統(tǒng)構(gòu)成的使用安全系統(tǒng)裝置，可使駕駛員或機手對熱汽化器和發(fā)動機狀況隨時有所了解所以，也就大大提高了可靠性和安全性。事實證明燃油熱汽化供油法及設備高效節(jié)油降污汽化器既保持了現(xiàn)有化油器，能基本滿足發(fā)動機各種工況特性對可燃混合氣濃度和數(shù)量的要求的優(yōu)點，又解決彌補了其霧化不佳、油顆粒大和配劑粗糙、偏大，易燃混合氣在氣缸中不能完全徹底燃燒，油耗高、排氣污染嚴重等不足之處，做到揚長避短、優(yōu)勢互補?？梢哉f是從關健方面和多方面改善和完善了技術和使用性能，實是傳統(tǒng)化油器最好的歸宿，最完美的形式。故節(jié)油降污效果特別驚人。經(jīng)多次試驗表明在滿足發(fā)動機主要使用性能和保證發(fā)動機動力性的前提下與傳統(tǒng)化油器相比節(jié)油高達45.2——61.1％，降低排氣污染80——90％；比傳統(tǒng)的電腦控制燃料噴射系統(tǒng)裝置節(jié)油高達35.2——51.3％，降低排氣污染40——50％。達到了在滿足發(fā)動機主要使用性能和保證發(fā)動機動力性的前提下、大幅度地、最大限度地降低油耗、減小排氣污染、并能保證發(fā)動機在低溫條件下順利起動，實現(xiàn)全天候正常工作的理想效果。
以上改進的發(fā)明構(gòu)思有一近似比喻。比如有一個人，他每天需要維持他生理活動的營養(yǎng)為0.5Kg。由于他的消化、吸收功能不好，食進的營養(yǎng)物只能消化、吸收50％，所以，為保證他身體的需要必須每天供給他1Kg的營養(yǎng)物，不供不行。此時有一半的營養(yǎng)被其白白浪費了，排泄了。后來經(jīng)過醫(yī)師醫(yī)治以后，他的消化、吸收功能加強了——能將食進的營養(yǎng)物100％或90％地消化、吸收。這時就可將供給量減少，只供給他0.5Kg或0.56Kg的營養(yǎng)物，結(jié)果就恰到好處地剛好滿足了他一天的需要，有效地維持了他的正常生理活動。這樣一來就大幅度地節(jié)約了對他的供給，減少了不必要的浪費。由于食進的營養(yǎng)物完全消化吸收，排泄物也就大大減少了。
實踐證明此發(fā)明構(gòu)思，確有異曲同工的妙用。
綜上所述本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下十一大優(yōu)點、特點和積極效果。
1、構(gòu)造、原理與傳統(tǒng)化油器有所不同，采用新構(gòu)造、新原理、新技術，使其更具科學性、合理性、實用性。
2、克服了傳統(tǒng)化油器當燃油汽化不良時燃油會在進氣管壁上形成油膜流入氣缸造成燃燒不完全和沖刷了氣缸壁上的潤滑油膜，稀釋了潤滑油，增加了磨損的缺點，從而大大延長了發(fā)動機的使用壽命。
3、徹底改變了現(xiàn)有化油器燃油以霧狀供入發(fā)動機的落后狀況，改進為將燃油熱汽化與空氣混合形成高質(zhì)量的均質(zhì)易燃混合氣供給發(fā)動機的先進的熱汽化供油法。
4、大大改善了發(fā)動機的經(jīng)濟性，有驚人的節(jié)油率，在滿足發(fā)動機主要使用性能和保證發(fā)動機動力性的前提下，比傳統(tǒng)化油器節(jié)油高達45.2——61.1％；比傳統(tǒng)的電腦控制燃料噴射系統(tǒng)裝置節(jié)油高達35——51.3％。
5、降污效果特別顯著，比傳統(tǒng)化油器降低排氣污染80——90％；比傳統(tǒng)的電腦控制燃料噴射系統(tǒng)裝置降低排氣污染40——50％。
6、響應速度快、靈敏度高，改善了駕駛性能和發(fā)動機的動力性。
7、能有效地保證發(fā)動機在低溫條件下順利起動，實現(xiàn)全天候正常工作。
8、熱汽化器構(gòu)造簡單、造價低、無故障、使用維護簡便、經(jīng)久耐用壽命長。
9、通用性強，不需改發(fā)動機即可用于新車配套和在用車輛及其它發(fā)動機安裝使用。
10、設有自動檢測及警告系統(tǒng)構(gòu)成的使用安全系統(tǒng)裝置，根據(jù)這些裝置可使駕駛員或機手對化油器和發(fā)動機狀況隨時有所了解，從而更加提高了可靠性和安全性。
11、綜合價格比電腦控制燃油噴射系統(tǒng)裝置便宜得多，但節(jié)油降污效果卻好得多。
事實上元件愈多、構(gòu)造愈復雜、出毛病的機會愈多、造價愈高。反之，用最佳原理、最好方法、最簡單構(gòu)造、最低造價、實現(xiàn)最好的效果，才是科技工作者應當追求的目標，才是高新技術的體現(xiàn)。
據(jù)上述優(yōu)點本發(fā)明在性能、效率、安全、壽命、價格等各方面均遠遠優(yōu)于現(xiàn)有的化油器，實可開發(fā)成適用于汽車、摩托車及其它發(fā)動機的更新?lián)Q代的系列產(chǎn)品，滿足社會需求，并能替代進口和出口創(chuàng)匯，有廣闊的應用前景，推廣使用有非常好的經(jīng)濟效益和社會效益，實可算為民造福，為國增光的高新技術產(chǎn)品。
權利要求
1.一種改進的燃油熱汽化供油法及設備高效節(jié)油降污汽化器，由化油器改進后配用熱汽化器和其它輔助裝置及元件等組成，其特征是供油方法是能自動滿足發(fā)動機各種工作情況對可燃混合氣質(zhì)和量要求的熱汽化供油法，是將化油器各工況供油量適當減少后配用由電熱、排氣管外熱或經(jīng)降溫、降壓和流速均勻化處理的排氣管內(nèi)熱或水溫或其它冷卻液熱或其中一種或兩種或多種加熱法結(jié)合加熱的熱汽化器和手動或氣動或電動或自動控溫組合元器件及其它輔助裝置，以最佳熱汽化溫度將最佳配劑的燃油或其它可用燃液加熱汽化，以最佳配劑與空氣形成均質(zhì)易燃混合氣供給發(fā)動機工作，實現(xiàn)方法、型式、形狀、構(gòu)造或者其結(jié)合及熱汽化方法，多和多樣、不拘一格。
2.據(jù)權利要求1所述的汽化器其特征是將燃油或其它可用燃液加熱汽化與空氣均質(zhì)混合后供給發(fā)動機，是一種能自動滿足發(fā)動機各種工況對可燃混合氣質(zhì)和量要求的熱汽化供油的方法，不是傳統(tǒng)的配劑粗糙、耗由量大、污染嚴重的霧化供油。
3.據(jù)權利要求1、2所述的汽化器其特征是化油器包括無或裝置有完爆器、快怠速、手動或氣動或電動或電子控制怠速省油器等及其它附屬裝置的單腔或雙腔分動式或雙腔并動式或四腔并動式或可變喉管式或反饋式或可控濃度化油器及其它一切發(fā)動機用優(yōu)良化油器等。
4.據(jù)權利要求1、2、3所述的汽化器其特征是化油器吸入方式包括上或下或平吸式，喉管包括單或雙重或三重或多重或可變喉管及其它喉管等。
5.據(jù)權利要求1、2、3、4所述的汽化器其特征是全部或部分配用燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)裝置、進氣恒溫系統(tǒng)裝置、進和排氣加強系統(tǒng)裝置、空氣濾清器堵塞報警裝置、氧化型催化反應器或三元催化反應器或電動催化轉(zhuǎn)換器、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)裝置、二次空氣供給系統(tǒng)裝置、強制曲軸箱通風系統(tǒng)裝置、爆震限制器、防回火自動保險系統(tǒng)裝置等或采用新的更好的具有上述各裝置同類性能的其它變型系統(tǒng)裝置、發(fā)電機電源和低溫性能好的低溫蓄電池或有加熱保溫裝置的蓄電池。
6.據(jù)權利要求1、2、3、4、5所述的汽化器其特征是熱汽化器的規(guī)格、大小、型式、形狀、構(gòu)造或者其結(jié)合及熱汽化方法多種多樣，不拘一格，可開發(fā)成各種各樣的汽車、摩托車及其它發(fā)動機適用的系列產(chǎn)品，滿足社會需求。
7.據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6所述的汽化器其特征是所有或部分熱汽化面上無或有若干有適當密度并參差排列的或多層縱橫交錯的有螺紋或無螺紋的散熱桿或波形或平面形的散熱片或散熱網(wǎng)或蜂窩式熱汽化散熱孔或其它型的熱汽化型式，熱源流道內(nèi)無或有若干有適當密度并參差排列的或多層交錯的有螺紋或無螺紋的吸熱桿或波形平面形的吸熱片或吸熱網(wǎng)或吸熱孔。
8.據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7所述的汽化器其特征是在熱汽化器內(nèi)有與化油器空氣進氣量和發(fā)動機排量、動力性、最佳用油量或其它可用燃液量等相匹配的熱汽化面積和熱汽化室和單道或雙道或多道圓環(huán)型或單腔或雙腔或多腔或多孔或多管型或多層或其它型或幾種型式結(jié)合等多種型式的混合氣通道。
9.據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7、8所述的汽化器其特征是熱汽化器無或有與發(fā)動機排氣量或循環(huán)冷卻液量和所需熱汽化溫度相匹配的熱源流道和熱源進、出口接管及自動或非自動熱源流量控制系統(tǒng)裝置。
10.據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9所述的汽化器其特征是熱汽化器內(nèi)的最佳熱汽化溫度為所用燃油或其它可用燃液薄層泡核沸騰的最高臨界溫度或接近最高臨界溫度。
11.據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10所述的汽化器其特征是熱汽化器的熱汽化溫度也可采用增加熱汽化器質(zhì)量，下降工作溫度下限，擴大工作溫度區(qū)間的辦法適當降低熱汽化工作溫度也可達到理想效果。
12.據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11所述的汽化器其特征是最佳配劑是滿足發(fā)動機主要使用性能和保證發(fā)動機動力性的前提下的最少極限用油量或其它可用燃液量或接近最少極限用油量或其它可用燃液量，是將各工況供油量適當減少5——60％。
13.據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12所述的汽化器其特征是熱汽化器裝在化油器和發(fā)動機進氣管之間，熱汽化器有進氣孔和混合氣出氣孔，熱汽化器可直接連固在發(fā)動機進氣管上也可通過同溫管道連接供給易燃混合氣，熱汽化器或稱熱汽化零部件，亦可和化油器合為一體制造。
14.據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13所述的汽化器其特征是熱汽化器的所有熱汽化面有遠紅外涂層或在熱汽化室用遠紅外元器件。
15.據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14所述的汽化器其特征是有熱汽化溫度、溫度感應、顯示、溫度超限聲、光報警裝置，過熱、過流、失壓、欠壓、短路保護裝置，自動或非自動溫度控制系統(tǒng)裝置和無或有定時和自動監(jiān)測及聲、光警告、安全系統(tǒng)裝置。
16.據(jù)權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15所述的汽化器其特征是進氣道或進氣方式為垂直進氣或切向進氣或螺旋進氣或相互結(jié)合的扭切進氣或混流進氣。
全文摘要
一種燃油熱汽化供油法及設備高效節(jié)油降污汽化器。其特征是將化油器供油量適當減少后，配用新的熱汽化器和其它輔助裝置等，以最佳熱汽化溫度將燃料加熱汽化以最佳配劑與空氣形成均質(zhì)易燃混合氣供給發(fā)動機。多次實驗表明有驚人的節(jié)油降污效果，比傳統(tǒng)化油器節(jié)油高達45.2-61.1％，降低排氣污染80-90％；比傳統(tǒng)的電腦控制燃料噴射系統(tǒng)裝置節(jié)油高達35.2-51.3％，降低排氣污染40-50％。推廣應用有舉世矚目的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號F02M17/34GK1119701SQ9410386
公開日1996年4月3日 申請日期1994年5月13日 優(yōu)先權日1994年5月13日
發(fā)明者胡天佑 申請人:胡天佑