一种醇氢燃料发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种动力装置，是一种利用甲醇及甲醇裂解气完全代替原有燃料的装置，且这种动力装置的燃烧更加充分，输出的动力更大；其尾气排放更加环保，特别涉及一种醇氢燃料发动机。
【背景技术】
[0002]当今世界面临着石油能源危机和环境污染两大问题。能源与环境问题已成为影响中国乃至世界经济和社会发展的重要因素。因此，积极寻求和发展清洁能源已成为各国的头等大事。改变石油短缺、环境污染的唯一方法，就是减少对石油的依赖，开发绿色高效清洁替代能源。
[0003]随着中国经济的高速发展，石油使用量的快速增加，以及国际原油价格的飞涨，对中国石油供给和环境保护造成了巨大压力，节能减排任务形势严峻。
[0004]目前使用的甲醇汽油只是简单的把甲醇按照一定的比例掺到汽油中使用，没有完全摆脱对汽油的依赖。本发明使用甲醇裂解的富氢气体与甲醇混合燃烧，摆脱了对石油的依赖。
【发明内容】
[0005]本发明为了克服现有技术的缺陷，公开了一种甲醇及甲醇裂解气作为燃料的发动机，以及一种利用发动机尾气余热对甲醇进行裂解的装置。
[0006]本发明的目的之一在于，实现甲醇及甲醇裂解气完全替代燃油作为发动机的燃料；本发明的目的之二在于，提供头尾均温的甲醇裂解器来实现甲醇裂解率最大化；同时，保护甲醇裂解器中的催化剂不被过热损坏而降低效能；
[0007]本发明的目的之三在于，最大限度地利用发动机尾气的热能，避免损失和浪费。
[0008]为了实现上述目的和一些其他目的，本发明提供如下技术方案:
[0009]一种醇氢燃料发动机，其特征在于，包括:
[0010]排气管，其包括尾气主管和尾气分流管，尾气主管与尾气分流管两端相连通，尾气主管与尾气分流管中部相互分离开设置；
[0011]甲醇升温器:其设置在尾气主管上，所述甲醇升温器包括设置在内部的甲醇管道和设置在甲醇升温器侧壁上的进甲醇口和出甲醇口；
[0012]以及甲醇裂解器:其设置在尾气主管上，其内平行设置有多个尾气通道和甲醇蒸汽通道；
[0013]其中，甲醇从甲醇升温器的出甲醇口中流出之后流入甲醇裂解器的甲醇蒸汽通道中进行裂解制备富氢气体。
[0014]优选的是，其中，还包括:
[0015]移动气液冷却分离装置:其包括壳体，其为一密闭腔体结构；气液分离器，其设置在所述壳体内，所述气液分离器包括:进气管，其为一端从外界经由壳体下端并经壳体腔内向所述壳体上端延伸的管道，所述进气管上端与壳体上端不接触；折流板，其通过连接件设置在所述壳体内的进气管上端，所述折流板与所述进气管上端面和所述壳体上端均不接触；出气管，其设置在所述壳体上端，所述出气管的一端与所述气液分离腔相连通；
[0016]其中，所述进气管与所述甲醇裂解器的甲醇蒸汽通道相连通。
[0017]移动气液冷却分离装置:其上设置有五个开口，分别连接进气管，出气管，进液管、出液管和疏水阀，所述进气管另一端连接至所述甲醇裂解器，出气管另一端连接至所述内燃发动机，进液管另一端连接至所述甲醇储存箱，出液管另一端连接至所述甲醇升温器，所述疏水阀另一端向外延伸出。
[0018]优选的是，其中，还包括:
[0019]分隔板，其围绕进气管和折流板设置，并且所述分隔板上端和下端分别抵靠在所述壳体的上端和下端，将所述壳体分隔成内外两个相互独立的腔室分别为气液分离腔和冷却腔；
[0020]多个冷却板，其一端固设在所述分隔板外侧壁上，所述冷却板另一端向所述冷却腔内延伸。
[0021]优选的是，其中，还包括:
[0022]甲醇储存箱，其与所述进甲醇口相连通；
[0023]内燃发动机，其与所述出气管的另一端相连通。
[0024]优选的是，其中，所述折流板正对进气管上端的中心部位设置有多个凸起和凹坑。
[0025]优选的是，其中，所述壳体还包括:端堵板，其设置在壳体上端面上。
[0026]优选的是，其中，还包括:疏水阀，其设置在壳体下端，所述疏水阀与
[0027]所述气液分离腔相连通；
[0028]进液管，其一端设置在所述壳体侧壁上；
[0029]以及出液管，其一端设置在所述壳体侧壁上；
[0030]其中，进液管的另一端连接至所述甲醇储存箱，出液管的另一端连接至所述甲醇升温器，所述疏水阀另一端延伸至甲醇储存箱。
[0031]优选的是，其中，还包括:
[0032]气体过滤器、单向阀、压力平衡罐、压力传感器、电磁阀和调压阀依次设置在所述移动气液冷却分离装置的出气管与所述内燃发动机相连通的管路上。
[0033]优选的是，其中，所述甲醇裂解器还包括:
[0034]非相变热管，其设置在所述甲醇裂解器内的内燃发动机尾气通道外周；
[0035]绝热层，其设置在甲醇裂解器的外侧壁上。
[0036]优选的是，其中，还包括:
[0037]甲醇电磁喷嘴，其设置在移动气液冷却分离装置的出液管与所述甲醇升温器之间的管路上；
[0038]至少一个温度传感器，其设置在所述甲醇裂解器上；
[0039]尾气导流阀，其设置在尾气主管与尾气分流管靠近排气口的衔接处；
[0040]尾气消声器，其设置在尾气导流阀与排气口之间；
[0041]多点喷射掺烧装置，其设置在调压阀和内燃发动机之间的管路上；
[0042]智能控制单元，其与所述压力传感器，温度传感器，电磁阀，调压阀和多点喷射掺烧装置电连接。
[0043]本发明所述醇氢燃料发动机运行时，第一条管路为:原车油箱即为甲醇储存箱中的甲醇由管路进入甲醇升温器，经预热后输出；第二条管路为:甲醇经甲醇电磁喷嘴喷射转换为甲醇喷雾进甲醇升温器中进行加热，加热后成为高温的甲醇蒸汽进入甲醇裂解器，经尾气热能的继续加热和通过高效催化剂的催化裂解后，输出高温的甲醇裂解气，称之为富氢气体，该富氢气体进入移动气液冷却分离装置中进行气液分离，获得除去水分和甲醇蒸汽的干燥的富氢气体，该富氢气体经气体过滤器、压力平衡罐和多点喷射掺烧装置进入内燃发动机，进行燃烧做功。
[0044]内燃发动机，其通过管路与所述甲醇储存箱连通，同时与甲醇裂解器的甲醇蒸汽通道相连接，且所述内燃发动机具有尾气排放管路；
[0045]甲醇裂解器中设有甲醇蒸汽通道和内燃发动机的尾气通道，内燃发动机尾气通道由高效导热的非相变热管制成，高效导热的非相变热管把内燃发动机尾气通道的热量快速高效地传导给甲醇蒸汽通道内的甲醇，甲醇蒸汽通道内装有高效甲醇裂解催化剂，甲醇裂解器的外侧还设置有绝热层。甲醇蒸气经过甲醇蒸气通道裂解为富氢气体。
[0046]尾气导流阀，用以调节通过甲醇裂解器的内燃发动机尾气的量。
[0047]多点喷射掺烧装置，其设置在所述甲醇裂解器的出口端和所述内燃发动机之间，且与智能控制单元通讯连接，根据智能控制单元的信号，调节从所述甲醇裂解器的出口端进入所述内燃发动机的富氢气体喷射量；
[0048]所述的醇氢燃料发动机即为甲醇及甲醇裂解气全代燃发动机中，还包括:甲醇喷嘴，其设置在所述甲醇升温器的甲醇入口端，将从甲醇储存箱中流出的甲醇液体进行喷射雾化形成甲醇蒸汽，并根据智能控制单元的信号控制甲醇喷射量的多少。
[0049]所述的醇氢燃料发动机即为甲醇及甲醇裂解气全代燃动力装置中，还包括:甲醇升温器，其设置在内燃发动机和甲醇裂解器之间，所述内燃发动机的尾气排放管路通过所述甲醇升温器与所述甲醇裂解器的内燃发动机尾气通道连通，内燃发动机的尾气先通过所述甲醇升温器再进入所述裂解器，且甲醇升温器的甲醇管道的出口与所述甲醇裂解器的甲醇蒸汽通道连通。
[0050]所述的醇氢燃料发动机即为甲醇及甲醇裂解气全代燃发动机中，还包括:移动气液分离装置，其设置在裂解器和原车供油系统之间，所述裂解器通过所述移动气液分离装置与所述甲醇储存箱连通，裂解器所产生的高温富氢气体在移动气液分离装置中被冷却，热量由甲醇吸收。同时，甲醇裂解器中未裂解的甲醇蒸汽通过移动气液分离装置的冷却分离，通过疏水阀回流至甲醇箱。
[0051]所述的甲醇及甲醇裂解气全代燃发动机中，所述甲醇裂解器中设置有高温测温探头，当甲醇裂解器测温探头检测到所述甲醇裂解器的温度达到设定温度时，打开位于甲醇升温器前的甲醇电磁阀，把甲醇放进甲醇升温器进行加温成蒸汽，再通过甲醇蒸汽管道进入甲醇裂解器，在甲醇裂解器中边从尾气中吸热边裂解成富氢气体。
[0052]所述的甲醇及甲醇裂解气全代燃发动