内燃机进气管用催化助燃臭氧发生器及内燃机进气管的制作方法

1.本实用新型涉及内燃机(发动机)技术领域，特别是一种内燃机进气管用催化助燃臭氧发生器及内燃机进气管。


背景技术：

2.目前，传统的内热机火发动机，一般使用汽油和柴油作为燃料，特别是使用柴油内燃机或发动机车辆、工程机械等设备，柴油发动机中的燃烧可能会发生燃油气混合不均匀现象，导致燃油未充分燃烧，微粒排放较高。此时则需要提高燃油经济性，减少排放降低对人类和环境的危害。
3.现有技术中，为了提高内燃机的燃烧率，采用车辆动力辅助系统，在内热机进气系统中加装臭氧(以下简称o3)发生器，通过o3的助燃性提高燃油经济性，平均节油率可达到3.5％左右，变相地提高车辆动力性能。使用臭氧发生器产生的臭氧参与柴油发动机燃烧，有效地节约了能源，提高了燃油经济性，但是不足之处在于o3具有强大的氧化能力，在参与助燃的过程中会腐蚀发动机本身和排气系统的零部件，加快发动机和排气系统的老化和损坏，缩减其使用寿命。
4.并且，o3的化学性质极其活跃，当温度高于270摄氏度时就会立即分解为o2和o，并随之放出大量的热量，该公式可表示如下：2o3→
3o2 o 285kj。这里，臭氧会立即还原成纯氧，同时释放出大量热量，这种新生态的氧原子除了具有极强的氧化能力外，还是诱发燃油进行链式反应的新生态活化中心，促进，烃类燃料燃烧的链反应的传播过程。所以臭氧参与燃烧起到了催化助燃的作用。如果烯烃类化合物与臭氧发生反应时，会发生连锁反应，直到最终生成稳定的化合物。所以可以使尾气中的co和ch含量减少而达到减排效果。但是，由于在分解过程中放出大量的热量，故当o3达到25％以上时，容易发生爆炸。所以，当发动机处于冷态时，o3只参与催化作用，而催化作用在高原地带时作用并不明显；当工作一段时间后则会参与燃烧。
5.实用新型专利(申请号:cn00234979.5,公开号:cn2474742y,公开日:2002.01.30)公开了一种发动机辅助燃烧装置，由风管、连接法兰、臭氧发生管、高压电路包、支架、导电线组成，其特征在于：在带有连接法兰1的风管2内装有两个支架3，在两个支架3之间装有臭氧发生管4，臭氧发生管4有两条导电线5，一条导电线5与高压电路包9相联，导电线5与电源连接，连接法兰1与风管连接。所述的臭氧发生管4安装在风管2内,并且该风管2内还有设置两个支架3,支架3和臭氧发生管4影响风管2的流动,由于进入内燃机(发动机)的空气量减少,影响了燃料在燃烧室内的燃烧。此段中的零部件标记为原文，与本实用新型的零部件标记的含义不同。
6.实用新型专利(申请号:cn201621446201.5,授权公告号:cn 206352532 u,授权公开日:2017.07.25)公开了一种燃油辅助燃烧系统，其特征在于，所述燃油辅助燃烧系统包括：臭氧发生器(100)，与车辆的进气系统(200)、排气系统(400)及发动机(300)的气缸连通，用于将所述进气系统(200)和/或所述排气系统(400)输送的气体转换成臭氧，并将生成
的臭氧输送至所述气缸等结构，具体地该臭氧发生器100主要由外壳101、置于所述外壳101内的多个陶瓷片102以及连接陶瓷片的高压线103组成，其中外壳101内形成有空气通道104，且外壳底部内侧上设置了一层绝缘层105，陶瓷片下方设置有散热器106。陶瓷片102是臭氧发生器的重要元件，其通过置于外壳外部的控制器107的控制，可以产生臭氧。臭氧发生器(100)的多个陶瓷片102以及连接陶瓷片的高压线103组成处于空气通道104中，阻止空气通道104内空气的流通，因而影响了燃料在燃烧室内的燃烧。此段中的零部件标记为原文，与本实用新型的零部件标记的含义不同。
7.因此市场特别需要开发一种内燃机用的臭氧发生器，该臭氧发生器在产生臭氧时，不会影响进气管内的空气流动。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于公开一种内燃机进气管用催化助燃臭氧发生器及内燃机进气管。
9.本实用新型的目的是以如下技术方案来实施的。
10.一种内燃机进气管用催化助燃臭氧发生器,该臭氧发生器安装在内燃机进气管的通道上，其特征在于，该臭氧发生器包括：臭氧管(21)、电极一(22)和电极二(26)，该臭氧管(21)管壁上设有指向臭氧管(21)轴线的两个通孔(27)，该电极一(22)和电极二(26)分别安装在臭氧管(21)上的通孔内，该电极一(22)和电极二(26)的一端分别伸进臭氧管(21)内，该电极一(22)和电极二(26)的另一端分别伸出臭氧管(21)外。
11.优选地，所述的两个通孔(27)重叠为一个通孔，在电极一(22)和电极二(26)之间设有绝缘套(23)，该电极二(26)包覆在绝缘套中间，电极一(22)位于绝缘套(23)的外周面上，电极一(22)、绝缘套(23)和电极二(26)组成一臭氧发生头，固定在通孔(27)内。
12.优选地，在所述臭氧管(21)的圆周方向均匀地分布有两个或两个以上的臭氧发生头，相邻臭氧发生头的电极一(22)通过导线(28)相互电连接。
13.优选地，在所述臭氧管(21)的圆周方向均匀地分布有三个臭氧发生头，相邻臭氧发生头的电极一(22)通过导线(28)相互电连接。
14.优选地，所述的臭氧管(21)为陶瓷材料，设置在臭氧管(21)上的通孔(27)内设有内螺纹，电极一(22)、绝缘套(23)和电极二(26)组成的臭氧发生头外周设有外螺纹，臭氧发生头通过内外螺纹连接固定在臭氧管(21)上。
15.优选地，该臭氧管的内径等于或大于进气管的内径。
16.优选地，在臭氧管(21)的排气侧设有喇叭口形的增速混流管(4)，增速混流管(4)出口处的内径与进气管右段(3)的内径相同。
17.优选地，在所述的增速混流管(4)内周面上设有若干排列的混流突起(41)。
18.一种内燃机进气管，该内燃机进气管由进气管左段和进气管右组成，其特征在于，在该进气管左段和该进气管右段之间固定连接根据权利要求1至6任意一项所述的内燃机进气管用催化助燃臭氧发生器。
19.优选地，所述的内燃机进气管用催化助燃臭氧发生器与进气管左段或/和进气管右段之间的连接部件(7、8)是通过法兰连接。
20.本实用新型的一种内燃机进气管用催化助燃臭氧发生器及内燃机进气管与现有
技术相比，具有如下优点：
21.1.结构简单，本实用新型的臭氧发生器的电极是固定安装在臭氧管的管壁上，因而避免了现有技术中臭氧发生器的额外支架，现有技术中的额外安装是位于臭氧管的通道上固定臭氧发生器。
22.2、本实用新型的进气管中气体流动性更通畅，本实用新型不同于现有技术在气体通道上安装臭氧发生器，气流通道不会受臭氧发生器阻挡。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型结构示意图，
25.图2为本实用新型的臭氧发生器放大图，
26.图3为本实用新型另一实施例示意图，
27.图4为本实用新型增速混流管的内表面展开示意图，
28.图5为本实用新型再一实施例示意图，
29.图6为本实用新型臭氧发生头的安装位置图。
30.附图中:
31.1:进气管左段；
32.2-臭氧发生器、21-臭氧管、22-电极一、23-绝缘套、24-接线柱a、25-接线柱b、26-电极二、27-通孔(连接结构)、28-导线
33.3：进气管右段；
34.4：增速混流管、41：混流凸起；
35.5：臭氧发生区；
36.6：臭氧混流区；
37.a：空气气流、b：臭氧混合气流、c：臭氧混流区气流；
38.7、8：连接部件
具体实施方式
39.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
40.方位说明：为了方便说明，
41.如图1和图2所示，一种内燃机进气管用催化助燃臭氧发生器,该臭氧发生器安装在内燃机进气管的通道上，一种内燃机进气管用催化助燃臭氧发生器2,该臭氧发生器2位于内燃机进气管中间，内燃机进气管由两部分组成：进气管左段1和进气管右段3，图中显示的分别是进气管左段1和进气管右段3的一部分。臭氧发生器2分别与进气管左段1和进气管右段3连接固定。
42.该臭氧发生器包括：臭氧管21、电极一22和电极二26，该臭氧管21管壁上设有指向臭氧管21轴线的两个通孔27，该电极一22和电极二26分别安装在臭氧管21上的通孔内，该电极一22和电极二26的一端分别伸进臭氧管21内，该电极一22和电极二26的另一端分别伸出臭氧管21外。
43.该臭氧发生器2包括：臭氧管21、电极一22、绝缘套23和电极二26，电极一22包覆在绝缘套23中间，电极一22两端伸出该绝缘套23，或者与绝缘套23平齐；电极二位于绝缘套23外周面上，其上下端与绝缘套23平齐或者伸出绝缘套23，电极一22、绝缘套23和电极二26组成一臭氧发生头。
44.臭氧管21的内径等于或大于进气管的内径，臭氧管21的管壁上设置垂直于管壁的通孔，电极一22、绝缘套23和电极二26组成一臭氧发生头固定安装在通孔内。这样，电极一22和电极二26的各一端朝向臭氧管21内，形成一对放电电极。电极一22和电极二26的另一端朝向臭氧管21外，分别设有接线柱a24和接线柱b25，接线柱a24和接线柱b25分别连接臭氧控制器相连(图中未标识臭氧控制器)。臭氧控制器为现有技术，在此不在详述。
45.臭氧控制器控制电极一22和电极二26工作，在臭氧管21内产生臭氧。进气管的空气从a的方向进入臭氧管21内，设置在臭氧管21管壁上的臭氧发生器2在臭氧控制器(图中未显示)的控制下工作，通过此处的部分空气在电极一22和电极二26的作用下被电离产生臭氧。臭氧在流动中与未电离的空气混合，顺着b的方向流出，混合有臭氧的空气流入内燃机内，由于臭氧和空气混合气的氧含量增加，内燃机内的燃料能充分燃烧。
46.臭氧管21可以使用与进气管相同的材料，比如：橡胶或聚酯材料、abs塑料，优选地，所述的臭氧管为陶瓷材料。
47.设置在臭氧管21上的通孔内设有内螺纹，电极一22、绝缘套23和电极二26组成一臭氧发生头外周设有外螺纹，该臭氧发生头通过螺纹连接固定在通孔内。
48.电极一22、绝缘套23和电极二26组成一臭氧发生头也可以通过焊接或粘接方式固定在臭氧管21上的通孔内。
49.在具体的实施例中，所述的臭氧管21左右两端面分别设有台阶形状，分别连接进气管左段1和进气管右段3。也可以在臭氧管21左右两端面分别设有法兰，在进气管左段1的右端设有连接法兰；在进气管右段3的左端设有连接法兰，臭氧管21左右法兰分别与进气管左段1和进气管右段3的连接法兰固定连接。
50.图3为本实用新型另一实施例示意图，如图3所示，在此实施例中，臭氧管21的内径明大于进气管左段1和进气管右段3的内径，在臭氧管21邻接进气管右段3处设有喇叭口形的增速混流管4，增速混流管4的出口处的内径与进气管右段3的内径相同。增速混流管4左端的外周面紧贴臭氧管21的内周面，增速混流管4左端，即进气口的内径大于增速混流管4右端，即出气口内径。由于进口的内径大于出口的内径，流入臭氧混合区6空气的流出速度大大加快。空气气流a从进气管左段进入臭氧管21内，由于臭氧管21的直径大于进气管左段的直径，此处空气流动的速度相对较慢，有利于电极一22和电极二26对空气电离产生臭氧。
51.为了提高进气管的空气或者臭氧混合空气进入内燃机的效率，在另一实施例中，利用出风的旋转，将空气以螺旋状送出，产生相当高的诱导比，使送风与燃烧室内空气迅速混合。流入燃烧室的空气与传统的进气方式不同，空气流形成沿切线方向的射流，整个风口的送风在多股射流的作用下,产生一团如台风状的涡流，涡流的中心区域形成一个负压区，
诱导燃烧室内空气迅速地与送风混合，整个送风气流呈稳定的水平扩散流态。图4为本实用新型增速混流管的内表面展开示意图。如图4所示，臭氧管21安装有臭氧发生器2的区域为臭氧发生区5，臭氧混流区6邻接臭氧发生区5的右边，在臭氧发生区5内，臭氧和空气混合不均匀，为了提高臭氧和空气混合度，在臭氧管21的内周面上设有若干个混流突起41，所有的混流突起41的排列方向与臭氧管21的轴线呈一定的倾斜角度，倾斜角度一般在5-30
°
为宜。设有混流突起41的区域即为臭氧混流区6，在此臭氧混流区6，混流突起41对流经的臭氧混流区气流c起到搅拌和扰动的作用，使臭氧和空气混合均匀，混合均匀的气流，即臭氧混合气流b流入内热机内。
52.图5为本实用新型再一实施例示意图，如图5所示，在此实施例中，臭氧管21的内径明大于进气管左段1和进气管右段3的内径，在臭氧管21邻接进气管右段3处设有增速混流管4，增速混流管4为圆筒形，增速混流管4的外周面紧贴臭氧管21的内周面，增速混流管4的内径与进气管右段3的内径相同。臭氧管21的臭氧发生区5的内径较大，空气流速变慢，部分空气在此电离产生臭氧，臭氧和空气进入内径较小的增速混流管4内，流入臭氧混合区6空气的流速恢复进气速度。
53.在实施例中，所述的内燃机进气管用催化助燃臭氧发生器的臭氧管21与进气管左段之间的连接部件7是通过法兰方式连接，具体地，在进气管左段朝向臭氧管21的一端设有法兰结构，在臭氧管21的左右两端都设有法兰结构，进气管左段1的法兰结构和臭氧管21左端的法兰结构相互配合，并通过螺栓固定连接。同样，该臭氧管21与进气管右段之间的连接部件8也可以通过法兰方式连接。具体地，在进气管右段3朝向臭氧管21的一端设有法兰结构，进气管右段3的法兰结构和臭氧管21右端的法兰结构相互配合，并通过螺栓固定连接。法兰的结构和连接方式属于现有技术，其结构和连接方式不再详细介绍。
54.根据本实用新型的结构特点，更适合使用电晕电离产生臭氧的方式。电晕放电法产生臭氧的基本原理是臭氧发生器由一对电极、介电体与放电气隙构成。当外加交流高压与两个电极时，由于高速电子与氧分子碰撞，在外界高能量的作用下，气隙中发生电晕放电，带氧的气体被电离，间隙中的含氧离子化浓度大幅度增长率加，氧离子与氧分子相互之间反应形成臭氧，采用电晕放电原理制造的臭氧发生器是目前应用最广，单机臭氧量最大，生产量最大的臭氧发生装置，相对能耗较低。本实用新型的实施方式中，可在臭氧管21的圆周方向均匀地分布有两个或两个以上的臭氧发生头，相邻臭氧发生头的电极一22通过导线28相互电连接。电极一22和导线28电连接在一起，电极一22和导线28的点位相同，这时电极二26与电极一22和导线28之间形成放电气隙，而导线28是固定在臭氧管21的内圆周上。当两个或两个以上的臭氧发生头安装在臭氧管21同一截面的圆周上时，在该截面上就形成了连续的电晕放电环带。当空气通过该截面时，足够多的空气能够被电离为臭氧。
55.如图6所示，本实施例中，在所述臭氧管21的圆周方向均匀地分布有三个臭氧发生头，三个臭氧发生头都布置在在臭氧管21同一截面的圆周上，每个臭氧发生头之间的夹角是120
°
，在臭氧管21的内壁开设一环形槽，该环形槽可与三个臭氧发生头位于同一横截面上，相邻的两个臭氧发生头的电极一22通过导线28相互电连接，该导线28固定在环形槽内。
56.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范
围之内。