車載氫氧發生裝置的制作方法

本發明涉及電解技術，特別涉及一種車載氫氧發生裝置。
背景技術：
：近年以來，我國的天氣污染情況非常嚴重，特別是我國大部分地區霧霾天氣的時間增加，民眾對空氣質量的關注，特別是國家對PM2.5指標的公布以后，引起全國上下的高度重視，根據官方的統計數字，PM2.5的排放總量分配，其中汽車的尾氣排放占據25％，我國是汽車生產和使用大國，汽車保有量是世界第一，而且我國的汽車發動機的總體水平和發達國家相比，其排放指標還有差距，能夠達到國4標準的車不到30％，要達到國5標準，需要各方面的如提高油品標準，解決發動機的燃燒效率等綜合技術問題，目前對汽車節能減排有以下幾個方面的研究：1：純電動汽車；2：燃料電池汽車；3：油電混合動力汽車；4：提高內燃機的燃燒效率，(高效內燃機技術)；目前純電動汽車由于續行能力有限和蓄電池，基礎實施的技術限制，普及使用技術尚未成熟。燃料電池汽車由于成本太高，技術尚未成熟，油電混合汽車在目前的狀況下只能作為過度技術，它只能節約能源減少部分排放，因為內燃機技術沒有大的改進。眾所周知，所有內燃機的工作過程有四個沖程，作功過程是一個爆炸燃燒過程，燃燒過程需要合適的混合氣比例，低于標準混合比例，發動機動力增加，浪費燃料同時污染嚴重，高于標準混合比例，發動機動力輸出不足，氮氧化物增加，不管是任何形式的發動機都是有以上的矛盾，為了減少排放，每輛車上都裝了三元催化， 其目的是減少排放，但是三元催化并不作功，只是把沒有燃燒的可以燃燒的混合氣體進行第二次燃燒，因此我們要解決的是燃燒充分的問題，燃燒充分了排放自然少了。目前所有的內燃機其燃燒不充分，按標準熱值和燃燒做功來計算，其效率只有達到35％。有好多燃料被浪費，在發動機工作過程中，不完全燃燒被排放是效率不高和污染的主要原因，其次是冷卻過程，其他的如機械摩擦損失等都是占的比例相對要少一些。所以如何在不改變原來內燃機的基礎上，提高內燃機的燃燒效率，達到節約能源，減少尾氣排放是迫切需要解決的問題。專利申請號為201010121679.1的專利申請公開了一種車載氫氧發生器輔助燃燒系統，該技術的特點是利用脈沖電源提高氫氧混合氣體發生器的電解效率，對氫氧混合氣體發生器的形式沒有過多的描述。專利申請號為201410564858.0的專利申請公開了一種小型便攜化車載氫氧發生器。該技術的電解槽采用隔膜電解方式，采用循環水泵循環電解液。專利申請號為201410135063.8的專利申請公開了一種節能助燃車載氫氧發生系統，該技術采用的是隔膜電解技術，純水電解需要比較高的槽電壓，一般生活車輛發電機電壓只有12-14V，需要升壓電源，該技術中也提出可以用電解堿性電解液。技術實現要素：本發明的目的，就是為了解決上述問題，提供一種車載氫氧發生裝置及鍍膜方法。為了達到上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種車載氫氧發生裝置，用于安裝在汽車上向內燃機提供氫氧混合氣體，其包括：不銹鋼壓力容器，該不銹鋼壓力容器設有陽極接口、陰極接口、進水口和回水口，不銹鋼壓力容器內放置純水作為電解液；電解槽，安裝在不銹鋼壓力容器內并浸泡于純水中，該電解槽以純水為電解液電解產生氫氧混合氣體；電解槽設有陽極接線柱和陰極接線柱，分別與不銹鋼壓力容器的陽極接口、陰極接口相連；一級汽水分離器，安裝在不銹鋼壓力容器的上部并位于純水的水位線以上；二級汽水分離器，安裝在不銹鋼壓力容器外，其進口連接一級汽水分離器的出口，其氣體出口輸出氫氧混合氣體至內燃機，其水分離口連接不銹鋼壓力容器的回水口；蓄電池和控制器，控制器的輸入連接蓄電池的正極，控制器的輸出連接電解槽的正極，蓄電池的負極連接電解槽的負極，控制器的控制電源與車輛啟動電路連接。所述電解槽包括至少一組電解室，所述一組電解室由緊密相連的陽極框、導水框和陰極框構成，在陽極框內嵌有陽極板，在導水框內嵌有導電網，在陰極框內嵌有陰極板，相鄰組電解室之間共用陽極框或陰極框。所述導電網由高分子材料接枝磺酸基團或羧酸基團制作而成。所述不銹鋼壓力容器上設有溫度傳感器、液位傳感器、壓力傳感器、防爆膜、安全閥和排廢閥。所述液位傳感器包括高水位傳感器、中水位傳感器和低水位傳感器。所述一級汽水分離器和二級汽水分離器內設有微米級孔徑的濾芯。電流控制方式采用PWM控制，小型車輛12V電壓控制輸出電流20-25安培。大型車輛24V電壓控制輸出電流40-60安培。所述控制器通過液位傳感器檢測水箱水位，當到達低水位時，控制器切斷輸出電流，同時輸出缺水聲光報警信號；通過溫度傳感器檢測電解槽溫度，當溫度達到70C°時，控制器切斷電解槽電流,同時輸出高溫聲光報警信號；通過無線數據傳輸電解槽的溫度、水位和電壓，當無線傳輸中遇到非正常值時，發出聲光報警；并通過無線設備對電解槽的溫度、電流限值進行設定。所述電解槽設有自動加熱系統，由控制器控制，當環境溫度低于0℃時，車輛啟動時加熱系統會自動延時，加熱到設定工況要求以后電解槽自動啟動。本發明由于采用了以上技術方案，具有以下的優點和特點：1、增加燃燒速度，現在礦物燃料的混合氣體的燃燒速度在2.5米/秒，發動機在高速運轉時，燃料混合氣在汽缸內部的時間只有零點幾毫秒，顯然現在的礦物燃料燃燒是不充分，造成能源浪費和排放污染。利用氫氧混合氣體的燃燒速度(燃燒速度在14米/秒)和礦物燃料混合氣混合在汽缸內，提高混合氣體在汽缸內部的燃燒速度。2、對礦物燃料有催化作用，一般的有機物在一定的壓力和600℃以上的溫度會產生裂解，而氫氣在高溫高壓下對礦物燃料有催化作用會加速裂解，同時會產生 大量自由基，產生連鎖反應，把礦物燃料的分子裂解成小分子物質，使礦物燃料燃燒更加充分。3、減少熱損失，加入了氫氧氣，可以減少進風量，減少進風量就減少了排放熱量，提高發動機的做功效率。整體的熱損失減少，達到節約能源減少排放的目的。4、可以根據各種內燃機的排量不同，設計不同要求和產氣量的電解槽，設計成能夠滿足內燃機汽缸燃燒所需要的催化劑的量。在高溫、高壓條件下，氫氣的加入量在千分之0.5-5就有很好的催化效果。5、能夠安裝在大部分轎車的發動機倉內，電解液為純水，氫氧混合氣體出氣量在80-150升/小時，解決了循環，散熱，水氣分離、控制及聲光報警等各項技術問題。按不同排量發動機控制氫氧混凝合汽體的混合比，實現了對柴、汽油內燃機的節能減排及清除積碳的目的。6、進入發動機的氣體是氫氧混合氣體，無需氫氧氣體分離；電解槽導水框中間有導電網實現了無隔膜無間極，即電解槽極距幾乎是零，降低了能耗，提高了電解效率，可高效電解純水，電解過程無堿性物質的蒸發，對內燃機無堿性腐蝕，同時電解槽無隔膜大大提高了電解槽的使用壽命。本發明可應用于汽車除碳、汽油內燃機節能減排及柴油內燃機節能減排。附圖說明圖1是本發明車載氫氧發生裝置的基本結構示意圖。圖2本發明中的電解槽的分解結構示意圖。圖3是本發明的系統連接圖。具體實施方式參見圖1，配合參見圖2、圖3，本發明的車載氫氧發生裝置，用于安裝在汽車上向內燃機提供氫氧混合氣體，包括不銹鋼壓力容器1、電解槽2、一級汽水分離器3、二級汽水分離器4、蓄電池5和控制器6。不銹鋼壓力容器1設有陽極接口11、陰極接口12、進水口13和回水口14，不銹鋼壓力容器內放置純水15作為電解液。在不銹鋼壓力容器1上設有溫度傳感器7、液位傳感器8、壓力傳感器9、防爆膜10、安全閥17和排廢閥16。液位傳感器8包括高水位傳感器81、中水位傳感器82和低水位傳感器83。電解槽2安裝在不銹鋼壓力容器內并浸泡于純水中，該電解槽以純水為電解液電解產生氫氧混合氣體；電解槽設有陽極接線柱和陰極接線柱，分別與不銹鋼壓力容器的陽極接口、陰極接口相連。電解槽2的基本結構如圖2所示，包括左端板21、右端板22和邊框23，左右端板和邊框圍合成一個腔體，腔體內設有由至少一組電解室組成的電解槽，一組電解室由緊密相連的陽極框24、導水框25和陰極框26構成，在陽極框24內嵌有陽極板241，在導水框25內嵌有導電網251，在陰極框26內嵌有陰極板261。一級汽水分離器3安裝在不銹鋼壓力容器1的上部并位于純水的水位線以上；在一級汽水分離器內設有微米級孔徑的濾芯31。二級汽水分離器4安裝在不銹鋼壓力容器外，其進口連接一級汽水分離器的出口，其氣體出口42輸出氫氧混合氣體至內燃機，其水分離口連接不銹鋼壓力容器的回水口14。在二級汽水分離器內設有微米級孔徑的濾芯41。控制器6的輸入連接蓄電池5的正極，控制器的輸出連接電解槽的正極，蓄電池的負極連接電解槽的負極，控制器的控制電源與車輛啟動電路連接。本發明中的導電網由高分子材料接枝磺酸基團或羧酸基團制作而成。本發明電流控制方式采用PWM控制，小型車輛12V電壓控制輸出電流20-25安培。大型車輛24V電壓控制輸出電流40-60安培。本發明中的控制器通過液位傳感器檢測水箱水位，當到達低水位時，控制器切斷輸出電流，同時輸出缺水聲光報警信號；通過溫度傳感器檢測電解槽溫度，當溫度達到70C°時，控制器切斷電解槽電流,同時輸出高溫聲光報警信號；通過無線數據傳輸電解槽的溫度、水位和電壓，當無線傳輸中遇到非正常值時，發出聲光報警；并通過無線設備對電解槽的溫度、電流限值進行設定。發電機電壓14V，控制器電壓11.5-45V；發動機檢測電壓>＝13V，并且震動傳感器工作，控制器給電解槽提供20--30A的輸出電流。本發明中的電解槽設有自動加熱系統，由控制器控制，當環境溫度低于0℃時，車輛啟動時加熱系統會自動延時，加熱到設定工況要求以后電解槽自動啟動。實施例1設計了一套車載氫氧發生裝置，運行電壓12-13.5V，電流20A，槽電壓2V，電解槽產氣80-150升/H，與2.0發動機匹配，發生裝置安裝于轎車的發動機 倉內部空間，利用汽車發電機的電能，利用發動機前端的散熱風扇散熱，通過電解純水產生的氫氧氣體供發動機進行混合催化燃燒，以2003年的2.0排量的本田轎車做實驗為例，怠速狀態氫氧混合的加入量和排量的比例在1/1000左右，正常行使(發動機轉速2000-3000轉/分鐘)氫氧混合的加入量和排量的比例在0.5/1000左右，在這種比例的條件下，油耗從13升/百公里下降到10升/百公里以下，可以節約15-30％的燃料，減少尾氣排放70-80％，2014年12月，經過兩年的試用，經過環保部門采用工況法檢測，此2003年的本田轎車尾氣排放達到歐五以上排放標準。實施例2設計了一套針對柴油發動的車載氫氧發生裝置，運行電壓20～30V，電流為30～50A時，電解槽產氣量300～450升/H，安裝在公交車上，用尾氣分析儀分別測試發動機在怠速和加速時兩種工況，在以下三種狀態時汽車排放尾氣中NOx的含量如下，測試結果為加入混合氫氧氣其NOx排放遠優于現SCR技術，通過2015年4月至今實際使用，發現除減少NOx顆粒排外，在日常行駛過程中節油及動力的增加尤其明顯。結果如表1所示。表1PM顆粒怠速加速直接排放尾氣Nox284ppm134ppm加SCR裝置排放尾氣Nox215ppm109ppm加入氫氧混合氣排放尾氣Nox97ppm77ppm當前第1頁1 2 3