醇氫混燃發動機裝置的製作方法
2023-11-30 23:57:21
專利名稱：醇氫混燃發動機裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及發動機，更具體地涉及醇氫混燃發動機裝置。
但是，由於醇類燃料汽化潛熱大，不利於火焰傳播方式的燃燒，在發動機中或多或少地存在一些熄火區。另外，醇類燃料的熱值明顯低於汽柴油，若按燃料重量消耗量計算，其經濟效益不明顯。其三，雖然使用醇燃料後，其發動機的有害氣體CO、HC、NOx都有較大幅度的降低(約降低30-45％)，但因醇類燃料在發動機低負荷工況下，工作溫度低，火焰傳播速度慢，造成另類有害物質甲醛排放增加，其值可比使用汽柴油機時大數倍。
由於氫氣所需的點火能量低(只有1.5毫焦)、燃燒界限寬、可稀燃程度大、較易實現稀混燃燒、火焰傳播速度更快、燃燒速度快、燃燒定容度好、過後燃燒量最少。但是，由於氫的氣態密度(幹空氣為1.293kg/m3，氫氣為0.0899kg/m3)和氣態相對密度(空氣為1，而氫僅為0.0696)在氣體燃料中都是最小的，故氫氣混合氣的體積熱值低(因為氫氣佔了約1/3的體積)，這樣在同等條件下，單純使用氫氣燃料的發動機的最大功率只有汽油機的60％左右。如要獲得同等功率，就必須加大發動機的體積，這樣又帶來了新的問題。所以目前純燃氫發動機實用化還有許多困難需要克服。因此有人試驗使用氫氣燃料加汽油燃料混合的發動機。這種發動機的缺點是需要兩種燃料箱，裝置的體積較大，不同燃料的供應也很不方便。
為實現本發明的上述目的，本發明提供了一種醇氫混燃發動機裝置，包括一個車用發動機、一個醇燃料供給部分、一個空氣供給部分、一個點火部分，和一個排氣部分，所述的醇燃料供給部分包括一個醇燃料箱，其中裝有醇類燃料，所述的醇燃料箱的出口通過管道連接一個醇機械泵，在醇機械泵的出口通過管道連接一個濾清器，所述的濾清器通過管道及一個霧化器與所述的發動機連接，其特徵在於所述的發動機裝置還包括一個裂解制氫部分，所述的氫氣裂解部分包括一個裂解制氫器、一個貯氣罐、一個氣體電磁閥和一個氫氣控制閥，所述的裂解制氫器的上遊通過管道與所述的醇燃料箱連接，所述的裂解制氫器通過管道與所述的貯氣罐連接，所述的貯氣罐通過管道與所述的氣體電磁閥及所述的氫氣控制閥連接，所述的氫氣控制閥通過管道與所述的發動機連接。
本發明的醇氫混燃發動機可在現有的發動機上進行局部改裝而成。本發明的醇氫混燃發動機通過使醇類燃料摻氫燃燒，使發動機工作穩定性提高，消除循環失火，促進燃燒的均勻性。這種發動機在發動機的各種工況條件下取得較高的熱效率、較好的經濟性和環保性能，與汽油發動機相比，其CO、HC、NOx將降低50％以上，與全燒醇類燃料發動機相比，其CO、HC、NOx還要降低20％以上。本發明醇氫發動機的應用可使醇類燃料在能源中佔有更大的比重。
本發明的醇氫混燃發動機裝置包括一個發動機7、一個醇供給部分A、一個裂解制氫系統B、一個空氣供給部分C和一個點火部分D，及一個電控儀16。
發動機7是普通的車用汽油發動機或柴油發動機。
醇供給部分A包括一個醇燃料箱1，其中裝有醇類燃料，如甲醇、乙醇等。該醇燃料箱1的出口通過管道連接一個醇機械泵2。在醇機械泵2的出口通過管道連接一個濾清器3。醇燃料箱1中的醇燃料由醇機械泵2泵送經由濾清器3過濾送入一個霧化器6中，供入發動機7。
裂解制氫部分B包括一個裂解制氫裝置20，該裂解制氫裝置20可以是一種現有的雙熱原裂解制氫裝置，如由中國實用新型專利ZL99257463.3所公開的裂解制氫裝置。裂解制氫裝置可以插入一個熱電偶19，測量裂解制氫裝置中的反應溫度。該溫度值輸入電控儀16，以便使電控儀16根據反應的溫度調節空氣、醇、氫氣的流量。
空氣供給部分C包括一個空氣濾清器4、一個空氣控制閥5。
點火部分D包括一個點火裝置8和一個火花塞9。該點火部分是現有發動機常用的點火系統。
排氣系統E包括消聲器18和尾氣控制閥22，一部分尾氣經尾氣控制閥22進入甲醇裂解器20回收熱量。另一部分尾氣直接經由消聲器18從排氣管排出。
本發明的裝置中的空氣控制閥5、醇機械泵2、氫氣控制閥15分別與電控儀16連接。根據電控儀16的命令控制空氣、醇、氫氣的流量。
本發明的醇氫混燃發動機按如下方式工作將醇燃料加入醇燃料箱1，醇燃料從醇燃料箱出來後分兩路。一路經醇機械泵2和濾清器3進入霧化器6後，與經過空氣濾清器4淨化後的空氣混合。另一路醇經醇電動泵11提壓，經濾清器12、電噴嘴21進入醇裂解器20。醇裂解後生成的氫氣和一氧化碳氣，經儲氣罐13、氣體電磁閥14、氫氣控制閥15後，進入發動機進氣管，與來自化油器的醇和空氣混合氣混合一併進入發動機7中。
來自電瓶的電流，經點火線圈8和火花塞9放電，引燃霧化的醇燃料、空氣和氫氣混合氣。混合氣燃燒後的廢氣，經尾氣控制閥22，一部分進入醇裂解器20，回收熱量。一部分尾氣經旁路與從醇裂解器出來的尾氣會集後進入消音器18。尾氣經消音器後放空。
來自發電機10的轉速信號，輸入電控板16，經電控板轉換為電信號，輸入空氣控制閥5，達到調節控制空氣加入量。
來自熱電偶19的溫度信號，輸入電控板16，經電控板轉換為電信號，分別輸入醇電動泵11、電噴嘴21、氣體電磁閥14和氫氣控制閥15達到穩定製氫。
本發明的醇氫混燃發動機裝置可以作為一種新的發動機裝置製造生產，也可以在現有的汽油發動機裝置或柴油發動機裝置上進行改造成。雖然本發明參照上述的最佳實施例進行了詳細說明，但是在本發明精神範圍內的改進、改型也在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種醇氫混燃發動機裝置，包括一個車用發動機(7)、一個醇燃料供給部分(A)、一個空氣供給部分(C)、一個點火部分(D)，和一個排氣部分(E)，所述的醇燃料供給部分(A)包括一個醇燃料箱(1)，其中裝有醇類燃料，所述的醇燃料箱(1)的出口通過管道連接一個醇機械泵(2)，在醇機械泵(2)的出口通過管道連接一個濾清器(3)，所述的濾清器(3)通過管道及一個霧化器(6)與所述的發動機(7)連接，其特徵在於所述的發動機裝置還包括一個裂解制氫部分(B)，所述的氫氣裂解部分(B)包括一個裂解制氫器(20)、一個貯氣罐(13)、一個氣體電磁閥(14)和一個氫氣控制閥(15)，所述的裂解制氫器(20)的上遊通過管道與所述的醇燃料箱(1)連接，所述的裂解制氫器(20)通過管道與所述的貯氣罐(13)連接，所述的貯氣罐(13)通過管道與所述的氣體電磁閥(14)及所述的氫氣控制閥(15)連接，所述的氫氣控制閥(15)通過管道與所述的發動機(7)連接。
2.按照權利要求1所述的發動機裝置，其特徵在於所述的裂解制氫器(20)是一個雙熱源裂解制氫裝置，所述的發動機(7)排出的廢氣經一個尾氣控制閥(22)把一部分尾氣送入所述的裂解制氫器(20)作為裂解反應的一個加熱源。
3.按照權利要求1所述的發動機裝置，其特徵在於所述的空氣控制閥(5)、所述的醇機械泵(2)及所述的氫氣控制閥(15)與一個電控儀(16)連接，控制空氣、醇、氫氣的流量。
4.按照權利要求1所述的發動機裝置，其特徵在於所述的醇容器(1)裝有的醇燃料為甲醇。
5.按照權利要求1所述的發動機裝置，其特徵在於所述的醇容器(1)裝有的醇燃料為乙醇。
全文摘要
一種醇氫混燃發動機裝置，包括車用發動機(7)、醇燃料供給部分(A)、空氣供給部分(C)、點火部分(D)，和排氣部分(E)，醇燃料供給部分(A)包括裝有醇類燃料的醇燃料箱(1)，該醇燃料箱(1)的出口通過醇機械泵(2)、濾清器(3)、霧化器(6)與發動機(7)連接。按照本發明，發動機裝置還包括一個裂解制氫部分(B)，該氫氣裂解部分(B)包括一個裂解制氫器(20)、一個貯氣罐(13)、一個氣體電磁閥(14)和一個氫氣控制閥(15)，所述的裂解制氫器(20)的上遊通過管道與所述的醇燃料箱(1)，連接，所述的裂解制氫器(20)通過貯氣罐(13)、氣體電磁閥(14)、氫氣控制閥(15)與發動機(7)連接。
文檔編號F02M21/02GK1401890SQ0112479
公開日2003年3月12日 申請日期2001年8月13日 優先權日2001年8月13日
發明者周曉南, 張秉忠 申請人:周曉南, 張秉忠