专利名称：醇氢混燃发动机装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机，更具体地涉及醇氢混燃发动机装置。
但是，由于醇类燃料汽化潜热大，不利于火焰传播方式的燃烧，在发动机中或多或少地存在一些熄火区。另外，醇类燃料的热值明显低于汽柴油，若按燃料重量消耗量计算，其经济效益不明显。其三，虽然使用醇燃料后，其发动机的有害气体CO、HC、NOx都有较大幅度的降低(约降低30-45％)，但因醇类燃料在发动机低负荷工况下，工作温度低，火焰传播速度慢，造成另类有害物质甲醛排放增加，其值可比使用汽柴油机时大数倍。
由于氢气所需的点火能量低(只有1.5毫焦)、燃烧界限宽、可稀燃程度大、较易实现稀混燃烧、火焰传播速度更快、燃烧速度快、燃烧定容度好、过后燃烧量最少。但是，由于氢的气态密度(干空气为1.293kg/m3，氢气为0.0899kg/m3)和气态相对密度(空气为1，而氢仅为0.0696)在气体燃料中都是最小的，故氢气混合气的体积热值低(因为氢气占了约1/3的体积)，这样在同等条件下，单纯使用氢气燃料的发动机的最大功率只有汽油机的60％左右。如要获得同等功率，就必须加大发动机的体积，这样又带来了新的问题。所以目前纯燃氢发动机实用化还有许多困难需要克服。因此有人试验使用氢气燃料加汽油燃料混合的发动机。这种发动机的缺点是需要两种燃料箱，装置的体积较大，不同燃料的供应也很不方便。
为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种醇氢混燃发动机装置，包括一个车用发动机、一个醇燃料供给部分、一个空气供给部分、一个点火部分，和一个排气部分，所述的醇燃料供给部分包括一个醇燃料箱，其中装有醇类燃料，所述的醇燃料箱的出口通过管道连接一个醇机械泵，在醇机械泵的出口通过管道连接一个滤清器，所述的滤清器通过管道及一个雾化器与所述的发动机连接，其特征在于所述的发动机装置还包括一个裂解制氢部分，所述的氢气裂解部分包括一个裂解制氢器、一个贮气罐、一个气体电磁阀和一个氢气控制阀，所述的裂解制氢器的上游通过管道与所述的醇燃料箱连接，所述的裂解制氢器通过管道与所述的贮气罐连接，所述的贮气罐通过管道与所述的气体电磁阀及所述的氢气控制阀连接，所述的氢气控制阀通过管道与所述的发动机连接。
本发明的醇氢混燃发动机可在现有的发动机上进行局部改装而成。本发明的醇氢混燃发动机通过使醇类燃料掺氢燃烧，使发动机工作稳定性提高，消除循环失火，促进燃烧的均匀性。这种发动机在发动机的各种工况条件下取得较高的热效率、较好的经济性和环保性能，与汽油发动机相比，其CO、HC、NOx将降低50％以上，与全烧醇类燃料发动机相比，其CO、HC、NOx还要降低20％以上。本发明醇氢发动机的应用可使醇类燃料在能源中占有更大的比重。
本发明的醇氢混燃发动机装置包括一个发动机7、一个醇供给部分A、一个裂解制氢系统B、一个空气供给部分C和一个点火部分D，及一个电控仪16。
发动机7是普通的车用汽油发动机或柴油发动机。
醇供给部分A包括一个醇燃料箱1，其中装有醇类燃料，如甲醇、乙醇等。该醇燃料箱1的出口通过管道连接一个醇机械泵2。在醇机械泵2的出口通过管道连接一个滤清器3。醇燃料箱1中的醇燃料由醇机械泵2泵送经由滤清器3过滤送入一个雾化器6中，供入发动机7。
裂解制氢部分B包括一个裂解制氢装置20，该裂解制氢装置20可以是一种现有的双热原裂解制氢装置，如由中国实用新型专利ZL99257463.3所公开的裂解制氢装置。裂解制氢装置可以插入一个热电偶19，测量裂解制氢装置中的反应温度。该温度值输入电控仪16，以便使电控仪16根据反应的温度调节空气、醇、氢气的流量。
空气供给部分C包括一个空气滤清器4、一个空气控制阀5。
点火部分D包括一个点火装置8和一个火花塞9。该点火部分是现有发动机常用的点火系统。
排气系统E包括消声器18和尾气控制阀22，一部分尾气经尾气控制阀22进入甲醇裂解器20回收热量。另一部分尾气直接经由消声器18从排气管排出。
本发明的装置中的空气控制阀5、醇机械泵2、氢气控制阀15分别与电控仪16连接。根据电控仪16的命令控制空气、醇、氢气的流量。
本发明的醇氢混燃发动机按如下方式工作将醇燃料加入醇燃料箱1，醇燃料从醇燃料箱出来后分两路。一路经醇机械泵2和滤清器3进入雾化器6后，与经过空气滤清器4净化后的空气混合。另一路醇经醇电动泵11提压，经滤清器12、电喷嘴21进入醇裂解器20。醇裂解后生成的氢气和一氧化碳气，经储气罐13、气体电磁阀14、氢气控制阀15后，进入发动机进气管，与来自化油器的醇和空气混合气混合一并进入发动机7中。
来自电瓶的电流，经点火线圈8和火花塞9放电，引燃雾化的醇燃料、空气和氢气混合气。混合气燃烧后的废气，经尾气控制阀22，一部分进入醇裂解器20，回收热量。一部分尾气经旁路与从醇裂解器出来的尾气会集后进入消音器18。尾气经消音器后放空。
来自发电机10的转速信号，输入电控板16，经电控板转换为电信号，输入空气控制阀5，达到调节控制空气加入量。
来自热电偶19的温度信号，输入电控板16，经电控板转换为电信号，分别输入醇电动泵11、电喷嘴21、气体电磁阀14和氢气控制阀15达到稳定制氢。
本发明的醇氢混燃发动机装置可以作为一种新的发动机装置制造生产，也可以在现有的汽油发动机装置或柴油发动机装置上进行改造成。虽然本发明参照上述的最佳实施例进行了详细说明，但是在本发明精神范围内的改进、改型也在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种醇氢混燃发动机装置，包括一个车用发动机(7)、一个醇燃料供给部分(A)、一个空气供给部分(C)、一个点火部分(D)，和一个排气部分(E)，所述的醇燃料供给部分(A)包括一个醇燃料箱(1)，其中装有醇类燃料，所述的醇燃料箱(1)的出口通过管道连接一个醇机械泵(2)，在醇机械泵(2)的出口通过管道连接一个滤清器(3)，所述的滤清器(3)通过管道及一个雾化器(6)与所述的发动机(7)连接，其特征在于所述的发动机装置还包括一个裂解制氢部分(B)，所述的氢气裂解部分(B)包括一个裂解制氢器(20)、一个贮气罐(13)、一个气体电磁阀(14)和一个氢气控制阀(15)，所述的裂解制氢器(20)的上游通过管道与所述的醇燃料箱(1)连接，所述的裂解制氢器(20)通过管道与所述的贮气罐(13)连接，所述的贮气罐(13)通过管道与所述的气体电磁阀(14)及所述的氢气控制阀(15)连接，所述的氢气控制阀(15)通过管道与所述的发动机(7)连接。
2.按照权利要求1所述的发动机装置，其特征在于所述的裂解制氢器(20)是一个双热源裂解制氢装置，所述的发动机(7)排出的废气经一个尾气控制阀(22)把一部分尾气送入所述的裂解制氢器(20)作为裂解反应的一个加热源。
3.按照权利要求1所述的发动机装置，其特征在于所述的空气控制阀(5)、所述的醇机械泵(2)及所述的氢气控制阀(15)与一个电控仪(16)连接，控制空气、醇、氢气的流量。
4.按照权利要求1所述的发动机装置，其特征在于所述的醇容器(1)装有的醇燃料为甲醇。
5.按照权利要求1所述的发动机装置，其特征在于所述的醇容器(1)装有的醇燃料为乙醇。
全文摘要
一种醇氢混燃发动机装置，包括车用发动机(7)、醇燃料供给部分(A)、空气供给部分(C)、点火部分(D)，和排气部分(E)，醇燃料供给部分(A)包括装有醇类燃料的醇燃料箱(1)，该醇燃料箱(1)的出口通过醇机械泵(2)、滤清器(3)、雾化器(6)与发动机(7)连接。按照本发明，发动机装置还包括一个裂解制氢部分(B)，该氢气裂解部分(B)包括一个裂解制氢器(20)、一个贮气罐(13)、一个气体电磁阀(14)和一个氢气控制阀(15)，所述的裂解制氢器(20)的上游通过管道与所述的醇燃料箱(1)，连接，所述的裂解制氢器(20)通过贮气罐(13)、气体电磁阀(14)、氢气控制阀(15)与发动机(7)连接。
文档编号F02M21/02GK1401890SQ0112479
公开日2003年3月12日 申请日期2001年8月13日 优先权日2001年8月13日
发明者周晓南, 张秉忠 申请人:周晓南, 张秉忠