[发明专利]内燃机供水补助系统

说明书

本发明系涉及一种内燃机供水补助系统，尤指一种应用于汽油引擎之内燃机系统。

按，空气约含有20％氧与80％氮。若引擎能完全燃烧，则引擎排气将可完全转变为水与二氧化碳。然而，引擎内之燃烧通常为不完全燃烧，其中引擎内之油气并不能完全被转化为CO₂与H₂O，引擎之排气中通常含有CO与HC，而CO为一种毒性气体，其可致人于死。另，引擎内之燃烧为高温燃烧，因此其排气中通常含有氮氧化物NOx，此乃为光化学烟雾之形成重要因素。

综上所述，前述之排气污染物CO、HC与ZOx除了对人类健康有损害外，亦对环境生态有重大之影响，因此世界各国政府均致力于降低车辆之排放污染物浓度。

关于车辆排放物之控制可由三种途径来达成；(1)曲柄轴箱排放物控制系统；(2)汽油蒸发排气控制系统，以及(3)引擎排气控制系统。

请参阅附图1，该图显示出典型之汽车行驶速度与汽车所需之空燃比之关系图，如图所示，当汽车于启动时，因为引擎温度较低，故此时之油气含量较低，因此引擎需有较小之空燃比值(亦即汽油供给量需较大)，但此时之汽缸内燃烧效率并不佳，因此引擎将有大量之CO与HC之排出。如图所示，当汽车与中速行驶时(即20km/h～113km/hr)时，引擎之运转性能良好，引擎燃烧效率佳，因此CO与HC之排放量将减少，当引擎于高速运转时，则引擎所需空燃比值需较大，并且此时引擎温度较高，因此易发生爆震，同时亦使得ZOx之排气量大增。

为了减少汽车排放污染物HC、CO与ZOx浓度，现有的办法是利用电脑控制注入适当之燃油，使该燃油能较有效的被燃烧使用，达到减少汽车排气污染物浓度，减少汽车排放污染物，也可以由点火装置之设计之改进、降低引擎温度、增加油一汽之接触面积以改善燃烧效率、增加氧气供给量、或者改变引擎点火时间着手。而本发明系由改善油一汽之接触面积、增加氧气供给量与降低引擎燃烧效率着手，关于此部分之技术描述如下。

按，一般汽车行驶于较干燥区域，例如沙漠时，其所耗费之汽油量往往较高。反之，当行驶于较湿润地区，例如海边，则汽车所耗费之汽油量通常较小。由此一现象可得知湿度或水蒸气将会影响引擎之燃烧效率，其乃是因为汽油与水的比重不同，汽油的比重较水轻之故，所以不能溶合，雾化的汽油与水在进入燃烧室前，比重较轻的雾化汽油微粒会附着在雾化的水点微粒周围表面上，当水点微粒进入汽缸内时，水点微粒在高温与高压下将可蒸发膨胀，而将附着在外围的汽油微粒分裂或更细的汽油微粒，因使得汽油与空气之接触面积增加(即混合效率增加)，水中所含之气又能增加助燃作用，而使得燃烧更加完全，因此使得引擎马力提升而达到省油之效果，同时可减少汽缸之积碳，因而提高引擎使用寿命，故减低维修费用以达到经济效益，并且引擎排气之HC与CO大为减少。同时，因水具有降低引擎温度之作用，因此引擎所排放废气之NOx量将大为减少。

本发明系在针对传统之汽油引擎系统之特性加以改进其燃烧特性，以达到减少车辆排气污染物浓度的目的。

本发明之主要目的在于提供一种内燃机供水补助系统，其可装设于已出厂之汽车上，以达成改善该汽车之燃烧效率与降低该汽车之排气污染物浓度之目的。

本发明之另一目的即在提供一种内燃机供水补助系统，它可用于内燃机系统，以达到改善燃烧效率并且降低排气污染物浓度之目的。

本发明是这样实现的，依据前述的原理，设计一种内燃机供水补助系统，当该引擎在高速或高温运转下，可加入适量之水，以增进引擎之燃烧效率并且降低HC、CO与NOx之排放量。同时，为了更加增进引擎之燃烧效率，本发明中亦使用一种持续性之点火方法，其乃在原有点火装置之点火脉冲之间加入多个周期性之助燃点火脉冲，以增加引擎之燃烧效率(尤其在引擎启动时)，因而可更加地降低引擎之HC与CO排放量。

下面结合附图及实现例说明如后；

图1汽车速度与空燃比之关系图。

图2本发明内燃机供水补助系统之示意图。

图3本发明内燃机系统之供水补助系统之控制方法图。

图4本发明内燃机系统之供水补助系统之电脑控制单元之控制程序流程图。

图5A原有点火装置之点火脉冲图。

图5B本发明内燃机系统之点火方法示意图。

图中标号说明；

(10)供水补助系统    (12)大水箱

(14)小水箱          (16)输水管

(18)控制阀          (20)水量调节器

(22)三叉头          (24)EGR装置

(30)小水箱检知器    (32)给水泵