電子式汽車用戊烷燃油裝置的製作方法

2023-08-10 06:13:46 1

專利名稱：電子式汽車用戊烷燃油裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種裝置，特別是一種電子式汽車用戊烷燃油裝置。
目前，以汽油(柴油)作為汽車用的燃油，不論是較落後的氣化式燃油裝置或較先進的噴射式燃油裝置，都不能減少排放汙染及節約能源。
在石油產品中，碳可以是一個原子到幾十個原子和氫原子結合。碳的原子數越多，碳氫鏈就越長，氧化反應(燃燒時)所需要的空氣(氧)就越多，不能完全燃燒就容易對環境產生汙染。汽油(柴油)的碳原子一般都在六個以上，因燃燒不充分而冒黑煙，產生汙染。因此人們把燃油目光轉向含碳原子較少的液化石油氣。但是車用的液化石油氣裝置有如下不足之處1、安全性差；一旦發生漏氣就會使車輛著火，並在80℃時使鋼瓶爆炸。2、灌裝不方便。灌裝地點較偏遠，灌裝一部車的鋼瓶需要10分鐘以上，對公交車及計程車難於適應。3、熱值低，成本高。液化石油氣比汽油(柴油)熱值低40％左右，而由於其沸點低，飽和蒸汽壓高，貯運成本加大。4、為了解決冷起動的困難，目前使用液化石油氣的汽車保留汽油化油器的氣化裝置，方便冷起動；並在遠離液化石油氣站時，採用汽油行駛，但如果發生事故，汽油著火，極易引爆液化石油氣鋼瓶，禍及周圍，同時，化油器的氣化燃油裝置的不足之處也得不到改善。
本發明的目的在於提供一種以戊烷為燃料，安全高效，可減少排放汙染的電子式汽車用戊烷燃油裝置。
本發明的目的可以通過以下措施來達到本發明包括點火分電器、氣缸活塞、電子控制裝置、真空壓力傳感器、節氣門限位開關、輔助空氣閥、蓄電池、冷卻液溫度傳感器、節溫定時開關、空氣濾清器、空氣流量表、進氣溫度傳感器、節氣門、進氣歧管、空氣進氣管、水箱、消音器，其特徵在於還有空氣過濾器、空氣溢流閥、貯氣筒、空氣調壓閥、空氣電磁閥、熱水單向閥、燃油溫度傳感器、霧化器、燃油熱交換器、油箱、快速接頭、油箱壓力傳感器、油箱溫度傳感器、油箱液位傳感器、卸壓閥、燃油開關、空氣開關、燃氣管、燃油管、空氣管、燃氣調壓器、霧化噴嘴、電磁控制噴嘴、燃氣預熱套、熱水開關、排氣管、廢氣氣管、熱水管、氣泵、回水管。
本發明的目的還可以通過以下措施來達到燃油熱交換器設在油箱內，霧化器設在燃油熱交換器的下部，霧化器的出口通過空氣電磁閥、空氣調壓閥、貯氣筒、空氣溢流閥、空氣過濾器與氣泵聯接，空氣電磁閥還與空氣開關、霧化噴嘴相接，霧化噴嘴還通過燃油管與燃油開關、油箱相接，組成冷起動迴路。水箱經熱水開關與油箱中燃油熱交換器的進水口接通，燃油熱交換器的出口經熱水單向閥回到水箱的進水口，由發動機氣缸排放的高溫廢氣經出氣口接通燃氣預熱套後再回到排氣管，經消音器排入大氣，油箱通過燃氣調壓器、燃氣預熱套與電磁控制噴嘴相通，組成行駛工況迴路。在油箱的加油口設置了快速接頭、卸壓閥、液位傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、排汙閥。
戊烷(C5H12)是石油裂化時在40-70℃之間的產物，產量約為280萬噸/年，在常溫常壓下為液態，透明，無味，無毒。大部分煉油廠沒有把它分離出來，一部分列入70號汽油群業，一部分到了液化石油氣群業。大部分被煉油廠大煙閣燒掉。戊烷到了液化石油瓶中，無法氣化放出來燃燒，到一定量，要抽出殘液，嚴重損害用戶。戊烷到了汽油中，由於它的沸點較汽油的其他成份低，在汽車的化油器中很容易形成氣阻。即使在噴射式燃油裝置中也存在氣阻的影響妨礙正常燃油供給，因此，對戊烷一直無法利用。
辛烷值是表示點燃式發動機抗爆性的一個約定數值，根據無鉛車用汽油規格及標準，90號汽油辛烷值RON為90，93號汽油辛烷值RON為93，目前所使用的發動機壓縮比，為達到抗爆的目的，要求使用的汽油辛烷值RON在90-93之間，液化石油氣中丙烷RON105.7，丁烷RON93.6，異丁烷RON101，而正戊烷RON61.7，異戊烷92.3，新戊烷RON85.5。可見戊烷辛烷值偏低，但可以添加甲基叔丁基醚(MTBE)和叔丁醇(TBA)等含氧化物來提高戊烷的辛烷值。本發明相比現有技術具有如下優點1、安全性好戊烷在60℃時，其飽和蒸氣壓0.212Mpa，80℃時0.383Mpa，100℃時0.583Mpa，鋼瓶不必加厚，即可安全使用，即使外部著火也不會爆破。戊烷的沸點36.2℃，溢出地面呈液態，蒸發速度很慢，其著火濃度為1.4-7.8，與液化石油氣差不多，但由於其蒸發緩慢，在未達到著火濃度前已被流動空氣帶走。而且，其燃燒包括蒸發、混合、燃燒三個階段，著火能量要求高，燃燒速度慢。靜電壓大於10000伏以上才有可能點燃。
2、經濟性好戊烷低熱值為37000Kcnl/m3，比液化石油氣高出40％以上。不僅提供比液化石油氣高的發動機動力，而且帶來經濟利益。國內資源豐富，價格穩定。市場90號汽油2.2元/升，取汽油比重0.78公斤/升，則汽油2.82元/公斤，而戊烷則1.5-2.1元/公斤。此外一般汽油槽車可裝運，儲運方便，成本低，灌裝效率高。
3、清潔性好由於戊烷含碳量比汽油、柴油少。而且戊烷不含H2S、灰分等雜質。燃燒時，在裝置可調整燃氣濃度，保證空氣過剩係數的要求與汽車行駛工況匹配，減少CO及HC的排放。
4、灌裝方便由於戊烷在常溫常壓下為液態，因此可以在市內外各加油站上貯存與灌裝，可用電子加油槍，也可以用帶液壓鎖的快速接頭，灌56.7公升(英制12.3加侖)僅1.4分鐘。在公交車場也可以設置地下儲庫，就近加油。
5、結構合理，工作可靠，易於普及。


圖1為本發明的結構原理連接圖。
本發明下面將結合附圖(實施例)作進一步詳述參照圖1，本發明主要包括空氣過濾器1、空氣溢流閥2、貯氣筒3、空氣調壓閥4、空氣電磁閥5、熱水單向閥6、燃油溫度傳感器7、霧化器8、燃油熱交換器9、排汙閥10、油箱11、快速接頭12、油箱壓力傳感器13、油箱溫度傳感器14、油箱液位傳感器15、卸壓閥16、燃油開關17、空氣開關18、點火分電器19、氣缸活塞20、電子控制裝置21、真空壓力傳感器22、節氣門限位開關23、輔助空氣閥24、蓄電池25、冷卻液溫度傳感器26、節溫定時開關27、燃氣管28、燃油管29、空氣管30、燃氣調壓器31、空氣濾清器32、空氣流量表33、進氣溫度傳感器34、霧化噴嘴35、節氣門36、進氣歧管37、電磁控制噴嘴38、燃氣預熱套39、熱水開關40、排氣管41、廢氣氣管42、空氣進氣管43、熱水管44、水箱45、氣泵46、消音器47、回水管48。
油箱11是一個密封的金屬壓力容器，其內設有燃油熱交換器9，在交換器的下部設有霧化器8；霧化器8出口與空氣電磁閥5、空氣調壓閥4、貯氣筒3、空氣溢流閥2、空氣過濾器1及氣泵46聯接。空氣電磁閥5還與空氣開關18、霧化噴嘴35相接。霧化噴嘴35同時通過燃油管29與燃油開關17、油箱11串接，組成冷起動迴路。
由發動機水箱45出來的熱水，經熱水開關40與油箱11中燃油熱交換器9進水口接通，熱交換器9的出口則經過熱水單向伐6回到水箱進水口。發動機氣缸排放的高溫廢氣經出氣口接通燃氣預熱套39後再回到排氣管41，經消音器47後排入大氣。在霧化器空氣泡攪動及燃油熱交換器的作用下，沸點較低的戊烷很快氣化，並產生0.2-0.25Mpa的飽和蒸氣壓。高濃度的燃氣通過燃氣調壓器31、燃氣預熱套39與電磁控制噴咀38相通，組成行駛工況迴路。
另在油箱11加油口設置了快速接頭12、卸壓伐16、液位傳感器15、溫度傳感器14、壓力傳感器13、排汙伐10等。
空氣通過空氣濾清器32、空氣流量表33進入歧管37的節氣門36。空氣流量表33用來測量進入氣缸內的空氣量多少，然後將空氣量轉化成電信號送入電子控制裝置21。電子控制裝置21還從進氣歧管37處節氣門限位開關23取得節氣門開度信號(即工況信號)，再根據歧管進氣溫度和真空壓力傳感器22及冷卻液溫度傳感器26，電子控制裝置21計算出出口噴油量，以及決定開啟冷起動迴路的霧化噴咀35，或是行駛工況迴路的電磁控制噴咀38。
輔助空氣伐24是在冷起動時，向節氣門36補充部分空氣，發動機起動升溫後即停止。
當發動機起動後，冷卻液溫度，節氣門位置及歧管真空度，油箱飽和蒸汽壓都發生變化，電子控制裝置21綜合接收到新的信息，關閉空氣開關18及燃油開關17，停止霧化噴咀35工作，開啟電磁控制噴咀38，直接向氣缸提供燃氣。在恆壓下，噴入燃氣量由電子控制裝置21根據發動機的工況要求決定噴嘴開啟的時間。
當發動機最初起動時，它是冷態的，因此進入進氣歧管37內的空氣也是冷的，由進氣溫度傳感器34感知。節氣閥門36幾乎是閉合的，進氣歧管37內的真空度由真空壓力傳感器22監測。電子控制裝置21匯合來自溫度傳感器34，真空壓力傳感器22，節氣門限位開關23、空氣流量表33、冷卻液溫度傳感器26，燃油溫度傳感器7、油箱壓力傳感器13的信號，並對這些信號進行集中分析。冷卻液溫度在50℃以下，油箱11壓力小於0.08Mpa時，由電子控制裝置21內EFI繼電器使空氣電磁閥5與蓄電池25觸點接通，氣泵46或貯氣筒3的壓縮空氣經空氣調壓閥4，空氣電磁閥5，進入霧化器8，使油箱11加強燃油氣化並充壓至0.08～0.12Mpa，則空氣電磁閥5在油箱壓力傳感器13的控制下關閉。燃油開關17、空氣開關18同時接通，燃油和空氣分別經燃油管29、空氣管30到霧化噴咀35。霧化噴咀35工作，發動機冷態起動。發動機冷起動後，水溫開始升高，水箱45的熱水經管道44、熱水開關40至燃油熱交換器9。當水溫在60℃以上，由於燃油熱交換器9的加溫作用，使油箱11的燃油飽和蒸氣壓上升至0.12～0.25Mpa時，節溫定時開關27的雙金屬觸頭斷開燃油開關17、空氣開關18的電路，霧化噴咀35停止工作，電磁噴咀38立刻開啟，燃氣由燃氣管28經燃氣調壓器31、燃氣預熱套39、電磁控制噴咀38噴入氣缸活塞20上方，冷起動工況自動切換成行駛工況。特別指出在發動機熱起動時，只要油箱11內的燃油飽和蒸汽壓和油箱11的燃油溫度達到上述切換時的壓力和溫度，電磁控制噴咀38立刻參與工作，而無須先經霧化噴咀35的程序。由於是高濃度的燃氣噴入，因此，不存在氣阻問題。相反要防止燃氣在油箱11至電磁控制噴咀38前通道上由於溫度降低而產生二次液化，液氣混入噴入氣缸，會造成發動機工況紊亂，這時絕對不允許的。為此，本發明在燃氣進入電磁控制噴咀38前，先經燃氣預熱套39，燃氣在預熱套內被加溫到戊烷的臨界溫度197℃以上。
活塞式發動機排出的廢氣一般溫度在300～500℃。從廢氣排出口42引出高溫廢氣，進入燃氣預熱套39的進氣口，再由出口排入排氣管41，經消音器47到大氣中。
電磁控制噴咀38開啟時間的長短，由電子控制裝置21接收到節氣門限位開關23的電流信號決定。而節氣門限位開關23的電子信號則反映出司機對發動機的工況要求。
權利要求
1.一種電子式汽車用戊烷燃油裝置，包括點火分電器(19)、氣缸活塞(20)、電子控制裝置(21)、真空壓力傳感器(22)、節氣門限位開關(23)、輔助空氣閥(24)、蓄電池(25)、冷卻液溫度傳感器(26)、節溫定時開關(27)、空氣濾清器(32)、空氣流量表(33)、進氣溫度傳感器(34)、節氣門(36)、進氣歧管(37)、空氣進氣管(43)、水箱(45)、消音器(47)，其特徵在於還有空氣過濾器(1)、空氣溢流閥(2)、貯氣筒(3)、空氣調壓閥(4)、空氣電磁閥(5)、熱水單向閥(6)、燃油溫度傳感器(7)、霧化器(8)、燃油熱交換器(9)、油箱(11)、快速接頭(12)、油箱壓力傳感器(13)、油箱溫度傳感器(14)、油箱液位傳感器(15)、卸壓閥(16)、燃油開關(17)、空氣開關(18)、燃氣管(28)、燃油管(29)、空氣管(30)、燃氣調壓器(31)、霧化噴嘴(35)、電磁控制噴嘴(38)、燃氣預熱套(39)、熱水開關(40)、排氣管(41)、廢氣氣管(42)、熱水管(44)、氣泵(46)、回水管(48)。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於燃油熱交換器(9)設在油箱(11)內，霧化器(8)設在燃油熱交換器(9)的下部，霧化器(8)的出口通過空氣電磁閥(5)、空氣調壓閥(4)、貯氣筒(3)、空氣溢流閥(2)、空氣過濾器(1)與氣泵(46)聯接，空氣電磁閥(5)還與空氣開關(18)、霧化噴嘴(35)相接，霧化噴嘴(35)還通過燃油管(29)與燃油開關(17)、油箱(11)相接，組成冷起動迴路。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於水箱(45)經熱水開關(40)與油箱(11)中燃油熱交換器(9)的進水口接通，燃油熱交換器(9)的出口經熱水單向閥(6)回到水箱(45)的進水口，由發動機氣缸排放的高溫廢氣經出氣口接通燃氣預熱套(39)後再回到排氣管(41)，經消音器(47)排入大氣，油箱通過燃氣調壓器(31)、燃氣預熱套(39)與電磁控制噴嘴(38)相通，組成行駛工況迴路。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於在油箱(11)的加油口設置了快速接頭(12)、卸壓閥(16)、液位傳感器(15)、溫度傳感器(14)、壓力傳感器(13)、排汙閥(10)。
全文摘要
一種電子式汽車用戊烷燃油裝置,包括冷起動迴路及行駛工況迴路(含怠速、中負荷、全負荷、加速和減速)、排氣管、消音器等。本發明採用了戊烷為原料,高效節能,可減少排放汙染;利用戊烷燃油替代液化石油氣供汽車使用,大大緩解液化石油氣的短缺;而且其價格低於汽油,安全性能好,工作可靠,易於改裝普及使用。
文檔編號F02M21/04GK1274803SQ99116200
公開日2000年11月29日 申請日期1999年5月21日 優先權日1999年5月21日
發明者李煥萍, 邵銳勳 申請人:李煥萍, 邵銳勳