一種微型內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣增壓加熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微型內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣增壓加熱系統(tǒng)，屬于微型內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的發(fā)展和多種微型化軍事裝備概念的提出，研制體積小、質(zhì)量輕、能量密度高、能持續(xù)運(yùn)行的微能量系統(tǒng)已成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。與常規(guī)的便攜式電源相比，采用碳?xì)淙剂系奈⑿蛢?nèi)燃機(jī)其能量密度要高的多，電壓也能保持穩(wěn)定。此外微型內(nèi)燃機(jī)還具有成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。因此微型內(nèi)燃機(jī)將廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生等各行各業(yè)的電子器件中，還可直接為微型汽車、微型飛機(jī)、微型栗等微型機(jī)械提供動(dòng)力。
[0003]但隨著微型內(nèi)燃機(jī)尺寸的減小，其大面容比導(dǎo)致散熱量的急劇增大，使燃燒室內(nèi)溫度低于燃料的最低燃燒點(diǎn)；同時(shí)由于微型內(nèi)燃機(jī)缸徑尺寸與火焰燃燒極限尺寸相當(dāng)，極易發(fā)生火焰猝熄，以上因素導(dǎo)致微型內(nèi)燃機(jī)工作效率極低甚至不能穩(wěn)定工作，因此需要輔助設(shè)備來適當(dāng)增加微型內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣壓力及溫度，以在一定程度上緩解以上問題。而當(dāng)前絕大多數(shù)研究集中在微型內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)方面，忽視了對(duì)微型內(nèi)燃機(jī)的輔助設(shè)備的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)大面容比導(dǎo)致散熱量的急劇增大，使燃燒室內(nèi)溫度低于燃料的最低燃燒點(diǎn)；同時(shí)由于微型內(nèi)燃機(jī)缸徑尺寸與火焰燃燒極限尺寸相當(dāng)，極易發(fā)生火焰猝熄，進(jìn)而導(dǎo)致微型內(nèi)燃機(jī)工作效率極低甚至不能穩(wěn)定工作的問題，提供一種微型內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣增壓加熱系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006]一種用于微型內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣增壓加熱系統(tǒng)，包括增壓裝置、加熱裝置、電加熱控制器、熱電偶溫度傳感器、微型內(nèi)燃機(jī)和廢氣導(dǎo)管；
[0007]增壓裝置、加熱裝置與微型內(nèi)燃機(jī)依次連接；熱電偶溫度傳感器采集微型內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度，然后傳遞給電加熱控制器；電加熱控制器控制加熱裝置中電熱絲是否工作；微型內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣通過廢氣導(dǎo)管排到加熱裝置中；
[0008]所述的進(jìn)氣增壓加熱系統(tǒng)還包括穩(wěn)壓閥，安裝在加熱裝置和微型內(nèi)燃機(jī)的化油器之間，為微型內(nèi)燃機(jī)提供更為穩(wěn)定的進(jìn)氣壓力。
[0009]所述的加熱裝置包括高溫廢氣進(jìn)氣口，高溫廢氣排氣口，增壓空氣進(jìn)氣口，前端蓋，加熱器主體，后端蓋，增壓空氣排氣口，廢氣通道，空氣通道，電熱絲。
[0010]加熱器主體內(nèi)部開設(shè)有空氣通道和與空氣通道隔離開的廢氣通道；空氣通道與廢氣通道平行布置，平行后的兩通道以螺旋形式布置于加熱器主體內(nèi)部；加熱器主體的側(cè)面設(shè)置有增壓空氣進(jìn)氣口，前端蓋的蓋體上設(shè)置有高溫廢氣進(jìn)氣口 ；
[0011]電熱絲附著在空氣通道的內(nèi)壁上，用于直接加熱新鮮的空氣；
[0012]前端蓋的蓋體上設(shè)置有高溫廢氣進(jìn)氣口，前端蓋靠近加熱器主體的一側(cè)加工有凹槽，廢氣從高溫廢氣進(jìn)氣口進(jìn)入，通過所述凹槽進(jìn)入到廢氣通道中；
[0013]后端蓋的蓋體上設(shè)置有增壓空氣排氣口，后端蓋的側(cè)面設(shè)置有高溫廢氣排氣口 ；
[0014]工作過程
[0015]經(jīng)過增壓裝置增壓的壓縮空氣由加熱器主體上的增壓空氣進(jìn)氣口進(jìn)入到加熱裝置中的空氣通道；通過電熱絲對(duì)空氣進(jìn)行加熱；加熱的空氣在空氣通道內(nèi)呈螺旋方式流動(dòng)，由增壓空氣排氣口排出；排出的空氣進(jìn)入穩(wěn)壓閥；穩(wěn)壓閥用于保持空氣壓力穩(wěn)定；然后進(jìn)入微型內(nèi)燃機(jī)，此時(shí)啟動(dòng)微型內(nèi)燃機(jī)；微型內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣經(jīng)廢氣導(dǎo)管通過前端蓋的高溫廢氣進(jìn)氣口進(jìn)入加熱裝置中，廢氣沿廢氣通道流動(dòng)后通過后端蓋的高溫廢氣排氣口排出；廢氣在流動(dòng)過程中即可實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的加熱；
[0016]熱電偶溫度傳感器采集微型內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度，然后傳遞給電加熱控制器；電加熱控制器控制加熱裝置中電熱絲停止工作；
[0017]增壓裝置的出口連接加熱裝置的增壓空氣進(jìn)氣口，用于為加熱裝置提供具有壓力的空氣，以彌補(bǔ)由于對(duì)進(jìn)氣加熱導(dǎo)致的微型內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量不足；
[0018]熱電偶傳感器設(shè)置在微型內(nèi)燃機(jī)的排氣口處，用于監(jiān)測微型內(nèi)燃機(jī)的排氣溫度并將所監(jiān)測到的溫度信號(hào)傳遞給電加熱控制器；
[0019]電加熱控制器分別與熱電偶溫度傳感器和電熱絲電連接，用于接收熱電偶傳感器所傳遞的溫度信號(hào)以及控制電熱絲電源的打開和關(guān)閉；廢氣導(dǎo)管的兩端分別連接微型內(nèi)燃機(jī)的排氣口和加熱裝置的高溫廢氣進(jìn)氣口，用于將微型內(nèi)燃機(jī)所排出的高溫廢氣輸送到加熱裝置的廢氣通道。
[0020]電加熱控制器根據(jù)所接收到的熱電偶傳感器的溫度信號(hào)的大小來控制電熱絲的電源的打開和關(guān)閉。
[0021]增壓裝置包括氣栗及高壓儲(chǔ)氣罐，其中氣栗持續(xù)向高壓儲(chǔ)氣罐中栗入新鮮空氣，并且高壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)行加壓后輸出壓力高于大氣壓力的增壓空氣。
[0022]有益效果
[0023]本發(fā)明的進(jìn)氣增壓加熱系統(tǒng)將增壓裝置與加熱裝置同時(shí)使用，避免了由于對(duì)空氣加熱而引起的微型內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣不足；同時(shí)電加熱與廢氣加熱配合使用，既解決了微型內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)起始時(shí)刻的進(jìn)氣加熱問題，又對(duì)微型內(nèi)燃機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行工況下的廢氣能量進(jìn)行有效利用，提高內(nèi)燃機(jī)的總效率。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是加熱裝置外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是加熱裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是加熱裝置主體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5是圖4的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6是加熱裝置前端蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7是圖6的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖8是加熱裝置后端蓋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖9是圖8的C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖中，1.增壓裝置，2.加熱裝置，3.電加熱控制器，4.熱電偶溫度傳感器，5.穩(wěn)壓閥，6.微型內(nèi)燃機(jī)，7.廢氣導(dǎo)管，8.高溫廢氣進(jìn)氣口，9.高溫廢氣排氣口，10.增壓空氣進(jìn)氣口，11.前端蓋，12.加熱器主體，13.后端蓋，14.增壓空氣排氣口，15.廢氣通道，16.空氣通道，17.電熱絲。
【具體實(shí)施方式】
[0034]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0035]實(shí)施例1
[0036]—種用于微型內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣增壓加熱系統(tǒng)，如圖1所示，包括增壓裝置1、加熱裝置2、電加熱控制器3、熱電偶溫度傳感器4和廢氣導(dǎo)管7。增壓裝置I的出口與加熱裝置2的增壓空氣進(jìn)氣口 10相連，加熱裝置的增壓空氣排氣口 14與微型內(nèi)燃機(jī)6的化油器相連。熱電偶溫度傳感器4設(shè)置在微型內(nèi)燃機(jī)6的排氣口處，并且微型內(nèi)燃機(jī)6的排氣口通過廢氣導(dǎo)管7與加熱裝置2的高溫廢氣進(jìn)氣口 8相連。電加熱控制器3與熱電偶溫度傳感器4電連接，以接收熱電偶溫度傳感器4所監(jiān)測并傳輸?shù)臏囟刃盘?hào)。加熱控制器3還與加熱裝置2的電熱絲17電連接，以控制電熱絲17的開關(guān)。增壓裝置I可以包括氣栗及高壓儲(chǔ)氣罐，其中氣栗可以持續(xù)向高壓儲(chǔ)氣罐中栗入新鮮空氣，由高壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)行加壓后輸出壓力高于大氣壓力的增壓空氣。
[0037]在圖2至圖9所示，加熱裝置2包括前端蓋11，加熱器主體12，后端蓋13和電熱絲17，增壓空氣進(jìn)氣口 10位于加熱器主體12的側(cè)面，增壓空氣排氣口 14位于后端蓋13的蓋體上，高溫廢氣進(jìn)氣口 8位于前端蓋11的蓋體上，高溫廢氣排氣口 9位于后端蓋13的側(cè)面，電熱絲17位于加熱器主體12的螺旋形的空氣通道16的內(nèi)壁上。
[0038]工作過程
[0039]經(jīng)過增壓裝置I增壓的壓縮空氣由加熱器主體12上的增壓空氣進(jìn)氣口 10進(jìn)入到加熱裝置2中的空氣通道16 ;通過電熱絲17對(duì)空氣進(jìn)行加熱；加熱的空氣在空氣通道16內(nèi)呈螺旋方式流動(dòng)，由增壓空氣排氣口 14排出；排出的空氣進(jìn)入微型內(nèi)燃機(jī)6，此時(shí)啟動(dòng)微型內(nèi)燃機(jī)6 ;微型內(nèi)燃機(jī)6排出的廢氣經(jīng)廢氣導(dǎo)管7通過前端蓋11的高溫廢氣進(jìn)氣口 8進(jìn)入加熱裝置2中，廢氣沿廢氣通道15流動(dòng)后通過