一种发动机混合油气燃烧助剂制造技术

本发明专利技术涉及发动机用混合燃烧油气，特别是一种发动机混合油气燃烧助剂。该助剂中的多层碳纳米管或单层碳纳米管，可增加燃油导电度及燃烧性，其管径非常小约在０．５到１００ｎｍ之间，长度约在０．０１－１０００μｍ之间，且它的尖端极细，可在很低的电压下（１０Ｖ）于尖端处形成很强的电场，因而释放出电子，会影响与它接触的物质，使其变为更活泼，由于碳纳米管尺寸非常小，接触表面积变大使燃油具有非常好的感电性与燃烧性。还具有减少爆震、降低一氧化碳（ＣＯ）及碳氢化合物（ＨＣ）排量、提高燃油辛烷值等功效。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机混合油气燃烧助剂
：本专利技术涉及发动机用混合燃烧油气，特别是一种发动机混合油气燃烧助剂。
技术介绍
：一、碳纳米管(Carbon nanotubes)：碳(carbon)位居周期表第六元素，在IV族中是最轻的元素，相较于其它同族元素有独特的性质，至今有多达七百万种以上的碳化合物被鉴定出来，比起其它元素的化合物总和还要多。早期以木柴或木炭炊物时，常可发现在炊具下方附上一层黑色的黑碳(carbon black)，此为一度空间长链型的碳结构。黑碳或有机碳源如甲烷，加热至800-900℃有可能将此长链型结构转化成平面网状的石墨(graphite)，此是以SP2键结成六面体之二维晶体结构，其层与层之间的间距是0.3354nm。各平面之间只以凡得瓦力结合，故非常容易剥落。除了石墨之外，另一种熟知的固态碳结构就是价值不斐的钻石，是以碳为原料在高温、高压下将SP2的石墨结构转化成具三度空间的SP3立体结构，为至今全世界最坚硬的材料结构。自从1985年Kroto等人，以高能量雷射照射石墨，发现一种前所未见的碳结构-C60，它是一种混合了六元碳环和五元碳环的混合结构，系由20个六角形和12个五角形的平面组合出一个与室内球场屋顶结构相似的外观，而为了纪念名建筑师Buckminster Fuller，被命名为bucky ball，特别将C60命名为Buckminsterfullerences，fullerene为其简称。碳纳米管(Carbon nanotubes)的发现完全是合成C60的意外产物，这归朔于在令科学家热衷于研究C60的1990年代中，日本的lijima利用电弧放电法合成C60时，在电子显微镜下意外发现纳米级的细微管状结构，经量测它的层与层间的距离为0.34nm，与石墨层间的距离(0.335nm)为同一数量级。碳纳米管是以石墨层卷曲成圆柱状，与平坦的石墨结构有所差别，是继C60之后所发现碳的另一种同素异形体(allotrope)，由于其独特的结构和性质，在许多方面具有相当大的潜力，被预测具有革命性的用途，遂引起各界关注及研究热潮，并对碳纳米管的制程方式及性质量测及应用上，作广泛地研究、探讨。碳纳米管(Carbon nanotubes，CNT)又称巴基管(Bucky tubes)是利用一层或多层的六角形碳原子，以环状的方式卷成圆柱形的中空管子，其直径约在0.5到100nm之间，长度在0.01-1000μm都有。碳纳米管的特殊结构，使其具备独特的物理及化学性质，如高韧度、高强度(约为高级钢的50到100倍)、质量轻(钢的六分之一)、可折曲、高导电度(0.1-0.03μΩ.cm)、高表面积及-->高热传导度等，也正因这些特性，让碳纳米管更具有革命性发展及应用：1、复合材料：碳纳米管具有极佳的强度及韧性，且其本身质量轻，故非常适合作金属、陶瓷和高分子中的复合强化材料，可应用于航天、汽车外壳或建筑物上，强化其本身结构使更不容易损坏。另外，碳纳米管、碳纤与碳包也可以与塑料形成复合材料，可作为吸收电磁辐射的材料，应用于隐形飞机上。因此，在近年来碳纳米管的量产技术日渐成熟下，相信碳纳米管是继碳纤维在复合强化材料发展后，前景更被看好的一种强化材料。2、微电子组件：碳纳米管具有导体至半导体间的性质及具纳米尺寸，因此可将碳纳米管视为最细的导线，将碳纳米管置于电极间，即可作出最小的场效晶体管，由于碳纳米管具绝佳的电传导性及热传导性，因此也解决了散热及热稳定性，但由于碳纳米管本身极细微，不易控制，加上其电性量测都必须藉原子力显微镜(AFM)的探针技术，因此在量测上十分不易，是目前所必须克服的问题。在其它微电子组件的应用方面有：纳米电闸、纳米导线、整流二极管、分子计算机等。3、平面显示器：碳纳米管本身有高的长宽比，同时它的尖端极细，所以可在很低的电压下(10V)于尖端处形成很强的电场，因而释放出电子，远低予以钼或硅作为场发射源的起始电场，且具有稳定和高放射电流，因此成为目前极热门之研究焦点。4、原子力显微镜(AFM)：碳纳米管因有高的强度、韧性及导电性，可应用于化学及基因分析用的精密探针，以碳纳米管为探针的原子力扫描显微镜，已可扫描串链状的DNA，并可经由力学直接测定DNA单键与其互补键之间的作用力，对生物机械提供有利的信息。5、能源储存的应用：碳纳米管在吸氢能力超越活性碳许多，而且能在常温下将氢放在中空管内，以有效的方法释放氢，可作为低成本的燃料电池。以碳纳米管取代锂电池石墨正极，因为每个碳原子可存一个锂离子，若利用碳纳米管的内外管，锂离子存量可大增，便可大大提升电池的储电量。6、其它应用：碳纳米管化学侦测器对沙林神经毒剂的反应非常敏感、及使用聚苯胺/单层壁碳纳米管(polyaniline/single-wall carbon nanotube)复合材料作为电泳显示器(electrophoretic display)(如电子书、电子看板等)面板的电极层的-->导电材料、将碳纳米管注入液态的金属镓，借着金属镓随温度升高而膨胀的原理而成为世界最小的温度计、将碳纳米管制作场发射阴极(CNT-based fieldemission cathode)来放射出x-ray辐射线，作为可携式医学用及工业用x-ray侦检设备、利用多层纳米碳管作为电子源，制造出超高亮度、高解像度且使用寿命长的电子显微镜及以碳纳米管作激发源的日光灯等。二、火花式点火发动机：汽车的动力来自发动机，而发动机动力的产生是利用汽缸中混合油气的燃烧所产生的爆发力推动活塞而来。火花式点火发动机每完成一次进气、压缩、爆发、排气四个行程的循环，曲轴转了2圈也就是720°，完成每一次油气燃烧的时间远小于0.01s，我们可以将它分为点火、燃烧、淬熄三个步骤：1、点火：当供油系统将混合好的油气送入汽缸内，经由活塞压缩后，点火系统便会传送电流至火花塞，利用火花塞两极之间的高电压引燃油气。这一油气引燃的氧化过程称为『点火』。2、燃烧：当点火完成后，火焰便开始以燃烧压力波的形式向外传播，其传播的方式是以火花塞为中心，一层一层依序向外燃烧。在火焰向外传播时，在已燃烧和未燃烧的油气之间，有一进行燃烧氧化反应的反应带，我们称为『火焰波前』。火焰波前的范围大小会影响燃烧的反应速率和汽缸内压力上升的速率。油气燃烧的速度对发动机的性能有决定性的影响，燃烧的速度越快，发动机的性能越好，爆震发生的趋势也越低。3、淬熄：当燃烧波传到汽缸壁时，火焰的温度便立刻下降，使得汽缸壁附近燃烧波的氧化作用因而减缓甚至中断，而这趋缓的氧化反应便产生了不完全氧化的产物HC及CO。此一氧化反应较缓和的区域我们称为『淬熄层』，淬熄层越小，表示汽缸的热传损失量越少，发动机的热效率较高、出力较大。火焰越能接近壁面，淬熄层就越薄，被淬熄的气体容积就越少，此外，降低燃烧室的粗糙度也可减少淬熄量及热传量，提高热效率。三、辛烷值(Octane Number)改进剂：爆震(Knocking)是开始时点火及燃烧波的传播都正常，但是最后应该燃烧的一部份油气，我们称为『尾气』(End Gas)，因为受了燃烧后气体膨胀所造成的压缩作用，使其体积缩小、温度和压力升高，在燃烧波尚未传到该处之前，一部份油气的温度已经达到『自燃点』后就会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机混合油气燃烧助剂，其特征在于：它包含多层碳纳米管或单层碳纳米管，作为火花式点火发动机内混合油气燃烧的助剂；该碳纳米管外径在０．５到１００ｎｍ之间，长度在０．０１－１０００μｍ之间。

【技术特征摘要】
1、一种发动机混合油气燃烧助剂，其特征在于：它包含多层碳纳米管或单层碳纳米管，作为火花式点火发动机内混合油气燃烧的助剂；该碳纳米管外径在0.5到100nm之间，长度在0.01-1000μm之间。2、一种发动机混合油气燃烧助剂，其特征在于：它包含多层碳纳米管或单层碳纳米管，应用于加电压(10V以上)的压缩式点火发动机(柴油发动机)使用；该碳纳米管外径在0.5到100nm之间，长度在0.01-1000μm之间。3、根据权利要求1或2所述的发动机混合油气燃烧助剂，其特征在于：多层碳纳米管或单层碳纳米管的添加用量为每公升燃油混合添加0.0001mg至1克。4、根据权利要求1或2所述的发动机混合油气燃烧助剂，其特征在于：该多层碳纳米管或单层碳纳米管外径在0.5nm至100nm之间，呈现稳定悬浮分散状态，在油体中不会沉淀。5、根据权利要求3所述的发动机混合油气燃烧助剂，其特征在于：所述的多层碳纳米管或单层碳纳米管，与燃油于发动机内均匀混合添加方式是将碳纳米管按比例直接混入燃油中均匀混合，制成纳米电触媒高辛烷值抗爆震环保燃料油，以加油方式注入燃料油箱中。6、根据权利要求3所述的发动机混合油气燃烧助剂，其特征在于：按比例将所述的多层碳纳米管或单层碳纳米管，制成浓缩溶剂或制成粉剂，或与其它溶油性粘剂(Binder)混合，制成片剂或锭剂后，直接加入燃料油箱中或置于供油管内或化油器中与燃油均匀混合；再以加油方式将添加碳纳米管的混合油气...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文郁，黄秀敏，
申请(专利权)人：孙文郁，黄秀敏，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]