内燃发动机曲轴箱排气处理装置 【技术领域】
本发明属于车辆附属装置,特别是一种内燃发动机曲轴箱排气处理装置。背景技术
空气中某些组成的成分元素,在某一时间、地点范围内,其含量若超过某一定数量时,即可能对人类、动植物、渔类及环境自然生态造成莫大影响及伤害,这些超过定量的元素,即称之为空气污染物质,也就是说这些物质造成了空气污染。例如,空气中一氧化碳(CO)含量浓度若超过20PPM时,即可能致人于死亡。
空气污染物质中,数量最多危害性也最大的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)及氧化氮(NOX)三种污染物质,在我们日常生活环境中,并没有产生这些污染物质的能力、机会及条件。只有石化燃料在汽车内燃发动机内极高温、燃烧不完全的状况下才会产生。所以机动车辆废气排放实是造成当今空气污染的最主要原因,尤其是都市人口密集、车辆数量庞大的地区。
美国于1972年国会通过了空气清洁法案(AIR CLEANACT),制定了严格的车辆防制空气污染机制废气排放污染标准及实施的时程和效果。1975年及其后制造的车辆均必须安装触媒转化器及排气再循环系统,同时必须使用无铅汽油,以减少机动车辆排放空气污染。公开的第三期排放污染管制标准为重量法及惰转状态两种:
重量法:新车或三年车抽验 CO NMHC NOX
(单位:g/Km) 2.11 0.155 025
惰转状态: CO THC
新车 0.5% 100ppm
三年车 1.2% 220ppm
第三期耗通标准依美国FTP 75的方法测试,求取的平均耗能,单位为Km/1,即每公升汽油跑的公里数,其公式为:
平均油耗(公里/公升)=1/[(0.55/市区耗油)+(0.45/高速公路耗油)]
标准1046cc以下 14.7(公里/公升)
1046~1276cc 12.0
1076~1496cc 10.1
1496~1726cc 8.7
1726~1956cc 7.7
1956~2176cc 6.9
2176cc以上 5.3
汽油内燃发动机是先将汽油和空气混合的气体,用电子喷射方式喷入汽缸内的燃烧室,经活塞压缩至上死点前,由火花塞点火,爆炸燃烧产生动力。其压缩比通常为5~10。
柴油内燃发动机则是先将加压的空气导入汽缸内的燃烧室,经活塞再压缩产生高温,再注入柴油燃烧,注入的柴油越多,功率就较大,压缩比更高,约为12~20,造价更贵。汽、柴油内燃发动机设计原理不同,但其燃烧室燃烧后产生的废油气,经由排气管排出造成空气污染的道理则是相同的。由于汽、柴油机车数量庞大,这也就是今天造成空气污染最主要地原因。
燃烧室内的废油气大部分由排气管排出至大气,直接造成空气污染,只有极少数的废油气在活塞动作过程中,经由活塞环间隙吹漏(Blow By)至曲轴箱内的机油中,而与之混合。新车的吹漏最少,随着车龄、行车里程的增加及维修状况,吹漏气情况越来越多。吹漏至曲轴箱的废燃气与机油混合,容易使机油变脏或变质,产生油泥。机油变质、变脏产生油泥,则将致使内燃发动机温度升高,排放污染更严重。而吹漏的废燃气与机油混合产生的废油气,则由曲轴箱排气管排出,并经空气的进气歧管,回收进入燃烧室再次燃烧。废油气因此几乎在内燃发动机内部形成了一个循环系统。此循环系统不仅污染整个内燃发动机内部各个部位,使内燃发动机更加积碳、油泥、磨耗,机油变质影响燃烧效率和内燃发动机性能。新车时,燃油与空气比为1 15时,可以达到完全燃烧,旧车则不容易做到,因为吹漏废油气的缘故。所以,废油气其实就是使汽车造成排放污染的最重要原因,而汽、柴车则成为造成空气污染的罪魁祸首。
世界各国政府为减少内燃车辆废油气,如CO、HC、NOX等排放造成空气污染,乃各自制定了机动车车废气排放管制标准,并要求各国的汽车制造厂研发可以减少空气污染的技术,但在减少空气污染方面,成效还是不明显,也无法达到规定的管制标准。
这些减少空气污染的技术与方法,如前述1975年及后出产的汽车,必须加装触媒转化器,并使用无铅汽油,同时也要有使排气再循环的EGR系统。触媒转化器是以氧化铝或陶瓷器为底材,上涂敷以至少两种以上重金属混合物,如铂、铑、钯等作为触媒催化剂,将内燃发动机废气中的CO、HC、NOX转化为水气(H2O)、二氧化碳(CO2)及氮气(N2),由排气管排出,即
CO N2
内燃发动机废燃气→NOX→触媒转化器催化→排气管排出H2O
HC CO2
因为在高速公路行驶的车辆,触媒转化器对减少NOX的效果有限,乃有排气再循环系统EGR的设置,目的在于降低废燃气的温度,以阻止氧和氮的结合而产生NOX;此外,为了侦测排气中含余气的浓度,藉以调节进油量、空气量及其比例,以增进燃烧效率,此即为含氧侦测器,O2SENSOR SYSTEM为以陶瓷器为心,敷以铂(Pt),将排气中含余氧的极微弱讯息传达到车辆的电脑,藉以控制喷油、点火、油量、空气及其比例,以达到完全燃烧。
由上所述,系为汽车制造厂为达到符合环保废气排放管制标准,所以必须采取的措施及装置。至于曲轴箱废油气(亦称曲轴箱排气系统,PCV)方面,则由PCV阀控制,回收经进气岐管进入内燃发动机内,将其烧掉,不得排放到空气中,所有这些装置,在内燃发动机盖下张贴的空气污染防制系统图都有名列可资核验。
依照空气污染防制系统图所列的各个防污染系统,必须经常保持干净及完好,内燃发动机定期维修、保养、换机油,方为有效,否则将是适得其反的结果,无论如何,不论新车或旧车,积碳终究难免,尤其曲轴箱废油气所导致的整个内燃发动机内部的污染,情况更加严重,除积碳外,更有油泥。积碳及油泥对内燃发动机的危害已如前述,但一般人不明或竟忽略。发明内容
本发明的目的是提供一种有效处理废油气、减少空气污染、节约能源、降低维护费用的内燃发动机曲轴箱排气处理装置。
本发明包括呈圆罐状中空本体及触媒催化滤芯;本体包括下方形成容置空间的上盖、形成贯通容置空间的中环及形成容置空间的下容器;上盖顶端设有枢接可作360°旋转的出口管体的出口接头座,于下方容置空间内设有复数同心圆隔层;中环外缘一侧边设有枢接可作360°旋转的进口管体的进口接头座,于其贯通的容置空间内设有复数与上盖上复数同心圆隔层对应交错并形成迷宫式通道的同心圆隔层;下容器容置空间中央处设有与通道相通并盛装有酵素类生物降解液的内容器;触媒催化滤芯为由重金属制成的圆柱状中空体;中环盖合于下容器上方,触媒催化滤芯设置于中环容置空间中央处,上盖盖设于中环上方。
其中:
本体系由透光材质制成。
触媒催化滤芯系由为铂的重金属制成。
触媒催化滤芯系由为铑的重金属制成。
枢接于进、出口接头座上的进、出口管体可为至少三种以上不同口径的快速接头。
由于本发明包括呈圆罐状中空本体及触媒催化滤芯;本体包括分别形成容置空间的上盖、中环及下容器;上盖顶端设有枢接出口管体的出口接头座,于下方容置空间内设有复数同心圆隔层;中环外缘设有枢接进口管体的进口接头座,其容置空间内设有复数与上盖上复数同心圆隔层对应交错并形成迷宫式通道的同心圆隔层;下容器容置空间中央处设有与通道相通并盛装有酵素类生物降解液的内容器;触媒催化滤芯为由重金属制成的圆柱状中空体;中环盖合于下容器上方,触媒催化滤芯设置于中环容置空间中央处,上盖盖设于中环上方。使用时,将本发明的进、出口接头座分别与车辆内燃发动机曲轴箱排气系统(PCV)阀及空气进气岐管相接,车辆内燃发动机曲轴箱排出的废油气将依序经由曲轴箱排气系统阀、进口接头座进入中环与上盖复数同心圆隔层间形成的迷宫式通道,并藉由迷宫式通道及复数同心圆隔层的降温作用,使废油气发生分馏分离作用,亦即废油气中的氧气、轻分子的氢化合物油气往上升,并经由触媒催化滤芯而自出口接头座排出,并藉由内燃发动机内真空吸力进入空气岐管,帮助燃烧;而较重分子的碳氢化合物、有机化合物及溶解于水的腐蚀性毒污染物质等油污则下沉至盛装酵素类生物降解液的下容器内容器内,进行除毒、除臭、清洁及过滤,嗣转变成较轻分子的碳氢化合物,再上升经由触媒催化滤芯而自出口接头座排出,并藉由内燃发动机内真空吸力进入空气岐管,帮助燃烧,消除内燃发动机内积碳及油泥。如此,该废油气即转化为可再利用的资源,令内燃发动机内部不会产生积碳及油污,以提升内燃发动机性能、减少空气污染、节约能源、增加功率及减少不必要的维护费用,改善空气品质及创造富裕生活;不仅有效处理废油气、减少空气污染,而且节约能源、降低维护费用,从而达到本发明目的。附图说明
图1、为本发明分解结构示意立体图。
图2、为本发明结构示意剖视图。具体实施方式
如图1所示,本发明包括为由透光材质制成呈圆罐状中空本体1及触媒催化滤芯18。
本体1包括下方形成容置空间110的上盖11、形成贯通的容置空间130的中环13及形成容置空间150的下容器15。
上盖11顶端设有枢接可作360°旋转的出口管体161的出口接头座16,于下方容置空间110内设有复数同心圆隔层111。枢接于出口接头座16上的出口管体161可为多种,至少三种以上不同口径的快速接头。
中环13外缘一侧边设有枢接可作360°旋转的进口管体171的进口接头座17,于其贯通的容置空间130内设有复数与上盖11上复数同心圆隔层111对应交错并形成迷宫式通道14的同心圆隔层131。枢接于进口接头座17上的进口管体171可为多种,至少三种以上不同口径的快速接头。
下容器15容置空间150中央处设有与通道14相通并盛装有酵素类生物降解液的内容器151。
触媒催化滤芯18为由铂、铑等重金属制成的圆柱状中空体。
组装时,如图2所示,于下容器15的内容器151中盛装酵素类生物降解液;中环13盖合于下容器15上方,触媒催化滤芯18设置于中环13容置空间130中央处,上盖11盖设于中环13上方。
使用时,如图2所示,将本发明的进、出口接头座17、16分别与车辆内燃发动机曲轴箱排气系统(PCV)阀及空气进气岐管相接,车辆内燃发动机曲轴箱排出的废油气将依序经由曲轴箱排气系统阀、进口接头座17进入中环13与上盖11复数同心圆隔层131、111间形成的迷宫式通道14,并藉由迷宫式通道14及复数同心圆隔层131、111的降温作用,使废油气发生分馏分离作用,亦即废油气中的氧气、轻分子的氢化合物油气往上升,并经由触媒催化滤芯18而自出口接头座16排出,并藉由内燃发动机内真空吸力进入空气岐管,帮助燃烧;而较重分子的碳氢化合物、有机化合物及溶解于水的腐蚀性毒污染物质等油污则下沉至盛装酵素类生物降解液的下容器15内容器151内,进行除毒、除臭、清洁及过滤,嗣转变成较轻分子的碳氢化合物,再上升经由触媒催化滤芯18而自出口接头座16排出,并藉由内燃发动机内真空吸力进入空气岐管,帮助燃烧,消除内燃发动机内积碳及油泥。如此,该废油气即转化为可再利用的资源,令内燃发动机内部不会产生积碳及油污,以提升内燃发动机性能、减少空气污染、节约能源、增加功率及减少不必要的维护费用,达到改善空气品质及创造富裕生活的目的。
本发明系为最先进的处理内燃车辆曲轴箱排气装置,其为可得资源回收、减少排放污染、增进内燃发动机性能等功效的技术及方法。
一般传统空气污染防制方法,均系由排放的废燃气着眼,如装设触媒转化器、含氧侦测器、排气再循环系统EGR等。该习用的方法,仅治标而并非治本,易造成内燃发动机内部积碳及油泥。本发明在研发过程中发现,炼制好的汽、柴油分馏分离及触媒催化是炼油的最根本方法,同时亦了解生物酵素在降解、除毒、除臭、清洁及过滤方面的神奇功效,是以设计采用分馏分离和生物降解的方法来处理废油气,是为本发明装的另一特点。
如图1、图2所示,本发明上盖11、中环13、下容器15及触媒催化滤芯16组装时,仅用手旋紧即可保持水密及气密,而不需任何工具。
如图1、图2所示,藉由本发明进、出口接头座17、16分别可配备多种,至少三种以上不同口径的快速接头,便于依各型车辆油管口径不同作适当选择,以方便搭配连接。
如图1、图2所示,本发明本体1系为由透光材质的外壳体,以方便观察本体1内处理溶液颜色变化情况,可判断内燃发动机内部是否出了毛病,从而可找出原因。
如图1、图2所示,盛装于下容器15内容器151内的酵素类生物降解液系无毒、无危险、不挥发、不燃烧、具生物降解功能及能以水洗涤,不会造成二次污染;且因其不含石油蒸馏物、不含挥发性有机化合物、不含致癌物质,其主要成份多均为多种食用油或黄豆油所提炼,油性高度共容于其他各种化学或石油溶剂,从而不产生聚合物,适用于不能使用水溶液处理的场合,尤其适用于液体二氧化碳(L CO2)及超界面二氧化碳(SC CO2)的处理场合。
综上所述,本发明在曲轴箱废油处理的技术及方法上,居于世界上最先进及领先的地位,并具有科学理论基础。