一种高原环境下应用的发动机进气系统

本发明涉及发动机进气系统，尤其是涉及一种高原环境下应用的发动机进气系统。

背景技术：

1、高原地区气压较低，导致发动机进气量减少，进而影响燃烧效率和功率输出，发动机可能无法提供足够的动力，导致性能下降；并且随着海拔的升高，空气中的氧浓度逐渐降低，而氧气是燃烧过程中必需的，低氧浓度会影响发动机的燃烧过程，可能导致燃烧不充分，增加油耗和排放污染物。

2、为了应对低气压和低氧浓度的问题，发动机的建设需要设计高效的进气系统，确保发动机有足够的空气供应且空气中氧浓度达标。让更多的氧浓度达标的空气进入发动机(提高充气系数)，再喷入更多的燃油，才能提高发动机的性能。

3、目前广泛使用增压器来提高进气效率，进气经过增压后，压力提高，温度也会升高，为了避免进气温度过高，一般都会同时采用增压中冷技术，将增压后的空气冷却后再送入发动机，这样也相当于进一步提高了充气系数。但增压器的安装和维护成本较高，也会增加燃油消耗，可能会导致发动机在高温或高海拔环境下性能不稳定，需要更多的调整和维护。

4、因此，亟需一种安全经济的发动机进气系统。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种高原环境下应用的发动机进气系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、一种高原环境下应用的发动机进气系统，包括第一进气系统、第二进气系统、气体混合腔以及监测控制系统，所述第一进气系统进气端以及所述第二进气系统进气端均连通外界空气源，所述第一进气系统用于过滤空气，所述第二进气系统用于过滤空气并将空气分离成氮气与氧气，所述第一进气系统出气端连通所述气体混合腔空气进气端，所述第二进气系统氧气出气端连通所述气体混合腔氧气进气端，所述气体混合腔混合气体出气端通过监测控制系统连通燃烧室。

3、进一步地，所述第一进气系统包括空气滤清器，所述空气滤清器进气端通过取气口一吸取外界空气，所述空气滤清器出气端连通所述气体混合腔空气进气端。

4、进一步地，所述第二进气系统包括氮氧分离装置，所述氮氧分离装置包括外壳，所述外壳内部设有空气滤清滤芯，所述氮氧分离装置一侧设有位于所述空气滤清滤芯上方的空气进口，另一侧设有位于所述空气滤清滤芯下方的富氮气出口，所述氮氧分离装置底部设有富氧气出口，所述富氧气出口处设有氮氧分离膜，所述空气进口通过取气口二连通外界空气，所述富氧气出口连通所述气体混合腔氧气进气端。

5、进一步地，所述监测控制系统包括依次连通的氧浓度测量仪、压力传感器、气体流量计、节气门、进气歧管、进气道以及配气机构，所述气体混合腔混合气体出气端连通所述氧浓度测量仪进气端，所述配气机构出气端连通所述燃烧室，所述空气滤清器出气端与所述气体混合腔空气进气端之间的管路设有电磁阀一，所述富氧气出口与所述气体混合腔氧气进气端之间的管路依次设有气泵、扩压器以及电磁阀二，所述扩压器用于调节进入所述气体混合腔内的氧气压强与进入所述气体混合腔内的空气压强相同，根据所述氧浓度测量仪以及压力传感器的数据调整所述电磁阀一以及所述电磁阀二的开口比例，根据气体流量计的数据调整所述电磁阀一以及所述电磁阀二的开口大小，使所述气体混合腔内混合气体压强、混合气体氧气浓度以及混合气体体积的乘积为一个定值。

6、本发明的有益效果在于：

7、本发明通过第二进气系统分离空气中的氧气，并与第一进气系统中的空气混合，提高用于燃烧的混合气体中的氧气浓度，安全经济，适用于高原环境；空气滤清器以及空气滤清滤芯均用于过滤空气中的杂质和灰尘；氮氧分离膜用于分离空气中的氮气与氧气；所述扩压器用于调节进入所述气体混合腔内的氧气压强与进入所述气体混合腔内的空气压强相同，便于氧气与空气混合均匀；根据所述氧浓度测量仪以及压力传感器的数据调整所述电磁阀一以及所述电磁阀二的开口比例，根据气体流量计的数据调整所述电磁阀一以及所述电磁阀二的开口大小，使所述气体混合腔内混合气体压强、混合气体氧气浓度以及混合气体体积的乘积为一个定值，进而调节燃油供给系统，使发动机有足够的氧浓度达标的空气供应，保持最佳的空燃比，提高燃烧效率，减少污染。

技术特征：

1.一种高原环境下应用的发动机进气系统，其特征在于，包括第一进气系统、第二进气系统、气体混合腔以及监测控制系统，所述第一进气系统进气端以及所述第二进气系统进气端均连通外界空气源，所述第一进气系统用于过滤空气，所述第二进气系统用于过滤空气并将空气分离成氮气与氧气，所述第一进气系统出气端连通所述气体混合腔空气进气端，所述第二进气系统氧气出气端连通所述气体混合腔氧气进气端，所述气体混合腔混合气体出气端通过监测控制系统连通燃烧室。

2.根据权利要求1所述的一种高原环境下应用的发动机进气系统，其特征在于，所述第一进气系统包括空气滤清器，所述空气滤清器进气端通过取气口一吸取外界空气，所述空气滤清器出气端连通所述气体混合腔空气进气端。

3.根据权利要求2所述的一种高原环境下应用的发动机进气系统，其特征在于，所述第二进气系统包括氮氧分离装置，所述氮氧分离装置包括外壳(1)，所述外壳(1)内部设有空气滤清滤芯(2)，所述氮氧分离装置一侧设有位于所述空气滤清滤芯(2)上方的空气进口(1-1)，另一侧设有位于所述空气滤清滤芯(2)下方的富氮气出口(1-2)，所述氮氧分离装置底部设有富氧气出口(1-3)，所述富氧气出口(1-3)处设有氮氧分离膜(3)，所述空气进口(1-1)通过取气口二连通外界空气，所述富氧气出口(1-3)连通所述气体混合腔氧气进气端。

4.根据权利要求3所述的一种高原环境下应用的发动机进气系统，其特征在于，所述监测控制系统包括依次连通的氧浓度测量仪、压力传感器、气体流量计、节气门、进气歧管、进气道以及配气机构，所述气体混合腔混合气体出气端连通所述氧浓度测量仪进气端，所述配气机构出气端连通所述燃烧室，所述空气滤清器出气端与所述气体混合腔空气进气端之间的管路设有电磁阀一，所述富氧气出口(1-3)与所述气体混合腔氧气进气端之间的管路依次设有气泵、扩压器以及电磁阀二，所述扩压器用于调节进入所述气体混合腔内的氧气压强与进入所述气体混合腔内的空气压强相同，根据所述氧浓度测量仪以及压力传感器的数据调整所述电磁阀一以及所述电磁阀二的开口比例，根据气体流量计的数据调整所述电磁阀一以及所述电磁阀二的开口大小，使所述气体混合腔内混合气体压强、混合气体氧气浓度以及混合气体体积的乘积为一个定值。

技术总结本发明公开了一种高原环境下应用的发动机进气系统，涉及发动机进气系统技术领域，包括第一进气系统、第二进气系统、气体混合腔以及监测控制系统，第一进气系统进气端以及第二进气系统进气端均连通外界空气源，第一进气系统用于过滤空气，第二进气系统用于过滤空气并将空气分离成氮气与氧气，第一进气系统出气端连通气体混合腔空气进气端，第二进气系统氧气出气端连通气体混合腔氧气进气端，气体混合腔混合气体出气端通过监测控制系统连通燃烧室。本发明通过第二进气系统分离空气中的氧气，并与第一进气系统中的空气混合，提高用于燃烧的混合气体中的氧气浓度，安全经济，适用于高原环境。技术研发人员：高美阳,程万里,翟悦阳,韩雅竹,王珺瑶,赵书航,方龙辉,班宇涛,王锦,刘向阳,何茂刚受保护的技术使用者：西安交通大学技术研发日：技术公布日：2024/7/4