专利名称：汽车尾气热能利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种汽车尾气热能的再利用技术，适于各种汽油、柴油内燃机尾气热能的利用和净化，有很好的防爆震、净化尾气和节能效果。
汽车尾气的温度高达400－500℃，同时含有相当数量的CO可燃气体和其它有害气体。既污染了环境，也损失了热能。这种现象的产生，均属燃油燃烧不完全所致。一般都是因为燃油雾化过程中氧气不足，混合气温度偏低等因素造成。不但使油耗增大，污染环境，且因燃烧不好，在气缸中产生爆震，单位时间内撞击气缸壁、活塞顶、气门火花塞等部件的次数增多，发动机功率下降，机械寿命减少。目前普遍认识到的问题是净化尾气，使之减少污染。申请号为90222757.2的专利申请技术公开了的“汽车节油尾气净化器”就属于一种将尾气净化再利用其中可燃气的技术。可达到净化尾气和节能目的，但结构复杂、制造难度较大，也没有从根本上解决燃气中供氧不足和提高雾化后的混合气的初始温度的问题。同时也不能降低气缸内壁的积炭问题。
本实用新型的目的是设计一种用尾气的热能将水加热成高温蒸汽，提供给发动机，使其气缸中混合气中含氧充足，初始温度升高，从而达到燃烧充分、减少气缸内的爆震、净化尾气、提高发动机效率、降低油耗的效果。
实现上述目的的方案是汽车尾气热能利用装置，由安装在汽车尾气排放管路中的热交换器及其温度观测机构，将热能引入发动机的管道，向热交换器提供热能载体的水箱，管路及控制机构，加之汽车尾气排放管等构成。热交换器是一个内腔中安装了热交换件的封闭圆筒，装在靠近气缸附近的尾气排放管中。采用水作热能载体，水箱安装在汽车头部驾驶室背后，要点是热交换器、水箱、化油器间通过管路连通构成了一个向气缸提供使其内的混合气供氧充足和提高混合气初始温度的能源供给机构；热交换器由与尾气排放管连通的热交换管和与水箱、化油器连通的热交换室两部分构成。形成了使尾气热能变为高温蒸气，可向气缸提供使其混合气含氧充足，提高混合气初始温度的能量供给机构。
进一步的解决方案是热交换器中的热交换管由安装在热交换器腔体中的多根同尾气排放管、消音器连通的传热管构成，热交换室是一个与水箱，化油器通过管道连通的密封腔体，其中安装了热交换管。水箱至热交换器的供水管路中安装了控制给水量的微型泵，热交换器至化油器间的供气管路中安装了向发动机供气的控制气阀。热交换器的两端分别制有提供尾气分散进入热交换管的气流分配室和使降温后的尾气从热交换管排出，迅速进入消音器的气流汇聚室。在热交换器的外壁上安装了一个可直接反映热交换室中蒸汽温度状况的温度感应塞，从温度感应塞获取的温度信号经线路传给安装在驾驶台的温度表。由安装在热交换器外壁上的温度感应塞同驾驶台上的温度表构成了热交换室内蒸汽温度取样观测机构。
水箱为封闭式、上装有漏斗形入水口，便于装水。这样就构成一个达到前述目的的尾气热能利用装置。在汽车启动运行后，按动水泵电控开关，使泵将水泵入热交换器中，在高达500℃的尾气经过热交换管时，使置于热交换室中的水立即成为高温蒸汽，当其温度达到100℃时，开启气阀，让蒸汽进入化油器。提高混合气体的氧含量，升高其初始温度，保证气缸中燃气得到充分燃烧，减少了爆震，净化了尾气，降低了油耗。
本实用新型的优点是在尾气排放管中装接热交换器，安装容易。热交换器由多根易传热的热交换管安装在热交换器的内腔中，构成了有利尾气热能迅速传给其中的水，并使之迅速形成高温蒸汽的热交换环境。提供水的水箱上装有微型泵，使水在泵的压力下喷入热交换室中，更有利水对热能的吸收，达到迅速变为蒸汽的效果。本实用新型不但结构简单，容易制造和安装，使用方便，尤其是升高了气缸中混合气的初始温度和提高了氧含量，使气缸中燃油燃烧充分完全，排放出的尾气中CO的含量下降80％以上，氧含量增加了一倍，爆震现象明显减少，发动机效率提高，节约了燃油，还有清洁气缸中积炭的功能。
图1.本实用新型结构示意图；图2.热交换器结构示意图。
以下结合附图，作为一个实施例，对上述方案作进一步说明。
参照
图1，本实用新型由水箱5、热交换器16、连通它们的管路以及电控水泵4和阀门等构成。热交换器6的两端分别同尾气排放管15靠近气缸12的位置处和消音器1连通，从热交换器16的热交换室19中引出两个出口，分别装入口管2和出口管14。前者作为水进入热交换器16的入口，后者作为从热交换器16中向发动机供高温蒸汽的出口，入口管2与水箱5中的泵4的出口间用管道3连通。出口管14同发动机的化油器11用管道13连通，其管路中装一个气阀8，管路至化油器11的入口10口径要求，气油内燃机不大于1毫米，柴油机不大于3毫米，以控制向化油器11按需要供气。在热交换器16的侧壁上安装一个伸入热交换室9的温度感应塞17，驾驶台上装一个同温度感应塞17电连接的温度表9。可将热交换室19中的蒸汽温度变为电信号，经信号传输导线送给温度表9而显示出读数。水箱5制成方体，也可为圆筒状，上装一个加水漏斗6，底部一侧装微型水泵4，通过电开关7控制。
热交换器16制成封闭的圆筒状。内分为三个空腔，前面的空腔作为气流汇聚室8，其出口同消音器1连通，后面的空腔作为高温气流的分配室22，其入口端同气缸12附近的尾气排放管15连通。中间的空腔作为热交换室19，其中安装了多根热交换管20，每根热交换管的内腔均同气流汇聚室18和高温气流分配室22连通。热交换管20最好选用铜管；有利传热，又不致被腐蚀，它们同内腔中的两隔板21应保证紧密结合，不使尾气漏入热交换室，而只能从热交换管中通过，经消音器排出。
微型水泵4可用汽车专用的油泵，温度感应塞17及其温度表9也用汽车上常用的同类器件，控制热交换器16中向发动机化油器11供气的气阀8用市售的一般气阀或电磁气阀均可。前者应安装在便于手动控制的位置，后者则可以将电信号引出，通过安装在驾驶台前的电开关控制。汽车启动运行后，即可使水泵4工作，当温度表9上反映出的读数为100℃时，即可打开气阀8，让热交换室中高温蒸汽进入发动机化油器中，使其内的混合气的温度迅速升高，同时提供充分的氧含量。达到燃烧充分，提高发动机效率的效果。同时也避免了一般发动机气缸中出现的爆震现象，使气缸中排出的尾气中的CO含量降低了80％以上，含氧量增高了一倍。气缸中的积炭现象大大降低。本实用新型对汽油、柴油发动机均有很好的效果。
权利要求1.一种汽车尾气热能利用装置，由安装在汽车尾气排放管路中的热交换器(16)及其温度观测机构、将热能引入发动机的管道(13)、向热交换器(16)提供热能载体的水箱(5)、管路及控制机构，加之汽车尾气排放管(15)等构成，热交换器(16)是一个内腔中安装了热交换件的封闭圆筒，装在靠近气缸附近的尾气排放管(15)中，采用水作热能载体，水箱安装在汽车驾驶室背后，其特征在于热交换器(16)、水箱(5)、化油器(11)间通过管路(3)、(13)连通构成了一个向化油器提供使其内的混合气供氧充足和提高混合气初始温度的能源供给机构；热交换器(16)由与尾气排放管(15)连通的热能交换管(20)和与水箱(5)、化油器(11)连通的热交换室(19)两部分构成。
2.根据权利要求1所述的汽车尾气热能利用装置，其特征在于热交换器中的热交换管(20)由安装在热交换器(16)腔体中的多根同尾气排放管(15)、消音器(1)连通的传热管构成，热交换室(19)是一个与水箱(5)、化油器(11)通过管道(3)、(13)连通的密封腔体，其中安装了热交换管(20)。
3.根据权利要求1或2所述的汽车尾气热能利用装置，其特征在于水箱(5)至热交换器(16)的供水管路中安装了控制给水量的微型泵(4)，热交换器(16)至化油器(11)间的供气管路(13)中安装了向发动机供气的控制气阀(8)。
4.根据权利要求1或2所述的汽车尾气热能利用装置，其特征在于热交换器(16)的两端分别制有提供尾气分散进入热交换管(20)的气流分配室(22)和降温后的尾气从热交换管(20)排出，进入消音器(1)的气流汇聚室(18)。
5.根据权利要求1所述的汽车尾气热能利用装置，其特征在于热交换器(16)的外壁上安装了一个可直接反映热交换室(19)中蒸汽温度状况的温度感应塞(17)，它同安装在驾驶台上的温度表(9)构成了热交换室(19)内蒸汽温度取样观测机构。
专利摘要一种汽车尾气热能利用装置，由装有与尾气排放管连通的多根热交换管的热交换器、水箱及连通它们的管路和控制机构组成，整个装置安装在汽车尾气排放管与消音器间。水箱中提供的水作为热交换器中热能载体，尾气经热交换器排出后成为高温蒸气，送入发动机中，增加了雾化后的混合气中的氧含量和升高初始温度。使其燃烧充分，节约油耗，提高发动机效率，又净化了尾气。
文档编号F01N5/00GK2175832SQ9322441
公开日1994年8月31日 申请日期1993年9月11日 优先权日1993年9月11日
发明者李建新, 郑吉祥, 太志华 申请人:李建新, 郑吉祥, 太志华