专利名称：一种车用甲醇燃料尾气再循环利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车尾气排放系统，特别是涉及一种甲醇燃料动力汽车的尾气循环利用装置。
背景技术：
我国是一个富煤少油的国家，合理利用煤资源、发展煤化工是解决我国经济发展中能源问题的必要手段。甲醇资源丰富，可以再生，属于生物质能源。利用固体(如煤、焦炭)、液体(如原油、重油、轻油)、木材干馏或气体(如天然气及其他可燃性气体)均可以合成甲醇。经煤和天然气制取的甲醇产量巨大，其燃烧速度快，燃烧时无烟、无焰，NOx排放低。使用甲醇作为汽车燃料，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽车缸内燃烧更完全，降低尾气有害物的排放。因此，甲醇是最有发展前景的发动机燃料。甲醇掺烧是指把甲醇添加在汽油里，用甲醇燃料助溶剂复配的M系列混合燃料。其中，M15 (在汽油里添加 15%甲醇)清洁甲醇汽油为车用燃料，分别应用于各种汽油发动机，可以在不改变现行发动机结构的条件下替代成品汽油使用，并可与成品油混用。甲醇混合燃料的热效率、动力性、 启动性、经济性良好，具有降低排放、节省石油、安全方便等特点。世界各国根据不同国情， 研发了 M3、M5、M15、M20、M50、M85、MlOO等不同掺和比的甲醇汽油。目前，掺烧甲醇汽油占甲醇汽车的主要地位。当前，应用M85 (85%甲醇+15%汽油)和M100，无论从环保，还是经济效益方面，都是未来车用甲醇燃料发展的必然趋势。然而，目前使用高比例甲醇汽油或者完全甲醇燃料还存在以下问题。一方面，发动机冷启动(特别是冬季)转速低，空气流速慢，加上外界气温低，燃料蒸发困难。由于甲醇汽化潜热是汽油的3倍多，故甲醇汽油蒸发时所吸收的热量多，会导致发动机进气歧管处温度急剧下降，进一步恶化了进气蒸发条件。加上甲醇的饱和蒸汽压比汽油低1/2左右，故在冷启动时只有少量的醇类能蒸发，若蒸发形成的可燃混合气的浓度达不到着火浓度下限，则混合气不能着火燃烧，发动机启动困难。因此使用甲醇汽油或完全使用甲醇燃料的汽车较使用普通汽油的汽车冷启动困难、暖机时间长。另一方面，由于高比例甲醇(M85或M100)氧含量高，在发动机内部燃烧时有大量未燃尽的氧，这样在高温、高压条件下与空气中的氮气发生反应，生成NOx物，NOx物排出量主要与气缸内最高温度有关， 温度越高，NOx排出量越多，从而使得NOx尾气排放超标。目前对于高比例甲醇汽油或完全甲醇燃料的汽车冷启动问题研究较多，比较可行是利用甲醇和汽油两套喷油系统，尽管部分解决了甲醇和汽油灵活配比进行驱动的问题， 但是并没有完全实现以任意配比进行冷启动的效果，同时并没有很好的解决高比例甲醇汽油汽车尾气NOx的排放问题。
发明内容本实用新型的目的是提供一种车用甲醇燃料尾气再循环利用装置，以解决现有车辆燃烧高比例甲醇汽油动力性能差、排放污染等问题，降低高比例甲醇汽油汽车尾气NOx 的排放。本实用新型的车用甲醇燃料尾气再循环利用装置包括有油箱、空气滤清器、油轨、 油压调节器、进气歧管、发动机和三元催化器，油箱后顺次连接有空气滤清器和油轨，在油轨与油箱之间安装有油压调节器，油轨上的进气歧管与发动机进气口连接，发动机排气口连接三元催化器，还包括一个过滤器，所述过滤器安装在三元催化器与尾气管之间，并通过一个风门与空气滤清器连接。进一步地，本实用新型的车用甲醇燃料尾气再循环利用装置还包括一个增压泵， 所述增压泵安装在排气口与三元催化器之间的管路上。本实用新型的车用甲醇燃料尾气再循环利用装置在三元催化器与尾气管之间连接过滤器，并通过风门与空气滤清器连接，把部分尾气引回到空气滤清器，使之与进气重新混合，调整了原有混合气的空燃比，降低了氧气浓度，从而在燃烧过程中降低气体燃烧时的最高温度，使得氮气氧化的程度大大降低，降低了氮氧化物的排放。另一方面，由于与原有油气混合的尾气带有一定的温度，提供了原有油气蒸发所需要的热量，进一步加强了油气蒸发性能，从而改善了油气点火性能，使得油气混合气能够充分燃烧，提高了汽车动力性， 降低了甲醛等非常规排放物。本实用新型在过滤器中装入旋转活性炭、絮凝剂等其他吸附物质，用于吸收尾气中的固体颗粒、二氧化碳、水溶性气体等废物，同时降低尾气的排放温度，使得进入空气滤清器中的尾气不会由于温度过高而引起自燃。另外也能相应地减轻对环境的热污染，保护环境。设置的风门用于有效控制进入空气滤清器的热尾气量，使之能够与原混合气按一定的比例混合燃烧，达到降低氧含量的目的。另外，通过在发动机排气口与三元催化器之间安装一个增压泵，用以压入一定量的空气，使得排放出的HC物、非常规排放物甲醛和未燃尽的甲醇继续燃烧后再通过三元催化器，这样可以有效地降低除NOx物外其他排放物的量，更大地减少了环境污染。采用本实用新型的车用甲醇燃料尾气再循环利用装置结构简单，易于操作，能够使发动机在同样条件下具有更高的使用效率，节省能源，保护环境。
图1为实施例所述车用甲醇燃料尾气再循环利用装置的结构示意图。图中1 一油箱；2—空气滤清器；3—油轨；4一油压调节器；5—进气歧管；6—进气口 ；7—排气口 ；8—发动机；9一三元催化器；10—过滤器；11一尾气管；12—风门；13—
增压泵。
具体实施方式
如图1所示，车用甲醇燃料尾气再循环利用装置包括装有甲醇汽油燃料的油箱1、 供甲醇燃料与空气混合用的空气滤清器2、油轨3、用来调节油压的油压调节器4、进气歧管 5、发动机8、三元催化器9，过滤器10、尾气管11、用以调节进入空气滤清器尾气量的风门12 和用以引入空气的增压泵13。空气滤清器2和油轨3顺次连接在油箱1后面，并在油轨3与油箱1之间安装有油压调节器4。油轨3上的进气歧管5连接发动机8上的进气口 6，发动机8排气口 7与三元催化器9连接，并在排气口 7与三元催化器9之间安装一个增压泵 13。在三元催化器9与尾气管11之间安装一个过滤器10，该过滤器10同时与空气滤清器 2连接，并在连接管路上设有风门12。本实施例不对原发动机进行大的改动，结构简单，安装使用方便，用以降低甲醇汽油特别是高比例甲醇汽油燃烧产生的NOx物，并改善油气的气化温度，使甲醇更易气化，燃烧充分，为高比例甲醇汽油和完全甲醇燃料直接车用提供一条新的捷径。在捷达轿车上采用本实施例装置，利用双怠速法测试尾气排放数据，测试结果如表ι所示。
权利要求1.车用甲醇燃料尾气再循环利用装置，包括有油箱、空气滤清器、油轨、油压调节器、进气歧管、发动机和三元催化器，油箱后顺次连接有空气滤清器和油轨，在油轨与油箱之间安装有油压调节器，油轨上的进气歧管与发动机进气口连接，发动机排气口连接三元催化器， 其特征是还包括一个过滤器，所述过滤器安装在三元催化器与尾气管之间，并通过一个风门与空气滤清器连接。
2.根据权利要求1所述的车用甲醇燃料尾气再循环利用装置，其特征是还包括一个增压泵，所述增压泵安装在排气口与三元催化器之间的管路上。
专利摘要一种车用甲醇燃料尾气再循环利用装置，包括油箱、空气滤清器、油轨、油压调节器、进气歧管、发动机、三元催化器和过滤器，油箱后顺次连接有空气滤清器和油轨，在油轨与油箱之间安装有油压调节器，油轨上的进气歧管与发动机进气口连接，发动机排气口连接三元催化器，过滤器安装在三元催化器与尾气管之间，并通过一个风门与空气滤清器连接，本实用新型通过调整混合气空燃比，降低高比例甲醇汽油汽车尾气NOx的排放，进一步加强油气蒸发性能，改善油气点火性能，提高汽车动力性。
文档编号F01N3/035GK202181940SQ20112028185
公开日2012年4月4日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者任君, 刘长生, 吴耀曲, 孙茂华, 郭芬 申请人:山西华顿实业有限公司