一种乙醇燃料发动机的制作方法

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1.本实用新型涉及汽车技术领域，更具体地说涉及一种乙醇燃料发动机。


背景技术：

2.现有的氢能源汽车已经不断出现，而此类汽车中其分为，氢内燃机汽车是以内燃机燃烧氢气产生动力推动汽车。氢燃料电池车是使氢或含氢物质与空气中的氧在燃料电池中反应产生电力推动电动机，由电动机推动车辆。
3.对于氢内燃机汽车，其发动机是相对重要的部件，如中国专利公告号为cn1025180533a的醇富氢发动机，其通过醇富氢气体发生器产生氢气等混合气体提供发动机运行，其全是通过氢气实现运行，而制氢还是需要时间的，在一些时候是无法满足发动机需要的氢气量，同时，其也没有公开氢气是如何进入发动机中进行相应工作的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种乙醇燃料发动机，它将燃料箱中的乙醇作为发动机的燃料输入，同时，其将部分乙醇输入到制氢铜管中制造氢气，并将氢气通过进气歧管的分进气管提供给发动机，保证发动机有足够的燃料进行连续运行，其使用效果好。
5.本实用新型解决所述技术问题的方案是：
6.一种乙醇燃料发动机，包括燃料箱、燃料泵、发动机、储气瓶、加热装置和水箱，所述燃料箱的出液端通接燃料泵的进料口，燃料泵的出料口通过连接管分别与发动机的进料口、加热装置的进料口和固定在加热装置上的制氢铜管的进料口相通；
7.所述制氢铜管的出料口通过连接管与储气瓶的气瓶阀门的进气口相通，气瓶阀门的出气口通过连接管与发动机的氢气主管的进气口相连通。
8.所述氢气主管的侧壁上通接有多个分连接管，分连接管的端部通过连接管与发动机的进气歧管的分进气管上通接的进气头相通。
9.所述发动机的每个缸体的进气口处的外壁面上固定有火花塞，火花塞的点火端伸入对应的缸体的进气口。
10.所述燃料箱上通接有回料管，回料管的中部通接有止回阀，燃料泵的出料口通接五通连接头的进料口，五通连接头的三个出液口均通过连接管分别与发动机的进料口、加热装置的进料口和制氢铜管的进料口相通，回料管的回液口与五通连接头的还有一个出液口相连通。
11.所述气瓶阀门的出气口通接的连接管的中部通接有减压阀。
12.所述五通连接头的出液口与制氢铜管的进料口相连通的连接管的中部通接有进水连接管的出水端，水箱的出水口处通接水泵的进水口，水泵的出水口通接进水连接管的进水端。
13.所述氢气主管的侧壁上焊接固定或成型有多个分连接管，分连接管的底端通接电
喷气嘴的进气口，电喷气嘴的出气口通过连接管与对应的进气头相连通，电喷气嘴固定在发动机的外壁面上。
14.所述发动机上固定有点火控制器，点火控制器通过电连接线与所有火花塞的外端电连接。
15.所述发动机的凸轮轴连接处的端面上固定有凸轮位置信号传感器，发动机的凸轮轴的一端伸出发动机的端面并固定或成型感应部，感应部与凸轮位置信号传感器的感应端相对应。
16.本实用新型的突出效果是：
17.1、它将燃料箱中的乙醇作为发动机的燃料输入，同时，其将部分乙醇输入到制氢铜管中制造氢气，并将氢气通过进气歧管的分进气管提供给发动机，保证发动机有足够的燃料进行连续运行，其使用效果好，运行稳定。
18.2、它制造的氢气通过氢气主管处的电喷气嘴，实现可控量进入到进气歧管的分进气管中提供给发动机，为发动机提供氢气。
附图说明：
19.图1是本实用新型的局部原理示意图；
20.图2是本实用新型的发动机处的局部结构示意图；
21.图3是加热装置处的局部结构示意图；
22.图4是加热装置的竖直主管体与上部连接管体之间的局部剖视图；
23.图5是图4的换角度局部结构示意图；
24.图6是加热装置的竖直主管体与上部连接管体之间另一种局部剖视图。
具体实施方式：
25.实施例，见如图1至6所示，一种乙醇燃料发动机，包括燃料箱 1、燃料泵2、发动机3、储气瓶4、加热装置5和水箱6，所述燃料箱1的出液端通接燃料泵2的进料口，燃料泵2的出料口通过连接管分别与发动机3的进料口、加热装置5的进料口和固定在加热装置5 上的制氢铜管51的进料口相通；
26.所述制氢铜管51的出料口通过连接管与储气瓶4的气瓶阀门41 的进气口相通，气瓶阀门41的出气口通过连接管与发动机3的氢气主管31的进气口相连通。
27.进一步的说，所述氢气主管31的侧壁上通接有多个分连接管32，分连接管32的端部通过连接管与发动机3的进气歧管33的分进气管 331上通接的进气头332相通。进气歧管33的中部还通接有涡轮增压器。
28.进一步的说，所述发动机3的每个缸体的进气口处的外壁面上固定有火花塞34，火花塞34的点火端伸入对应的缸体的进气口处，其处于缸体的进气门的内侧处，进气歧管33的分进气管331的端部处于缸体的进气门的外侧。
29.进一步的说，所述燃料箱1上通接有回料管12，回料管12的中部通接有止回阀13，燃料泵2的出料口通接五通连接头14的进料口，五通连接头14的三个出液口均通过连接管分别与发动机3的进料口、加热装置5的进料口和制氢铜管51的进料口相通，回料管12的回液口与五通连接头14的还有一个出液口相连通。
30.进一步的说，所述气瓶阀门41的出气口通接的连接管的中部通接有减压阀42。
31.进一步的说，所述五通连接头14的出液口与制氢铜管51的进料口相连通的连接管的中部通接有进水连接管61的出水端，水箱6的出水口处通接水泵62的进水口，水泵62的出水口通接进水连接管 61的进水端。
32.进一步的说，所述氢气主管31的侧壁上焊接固定或成型有多个分连接管32，分连接管32的底端通接电喷气嘴35的进气口，电喷气嘴35的出气口通过连接管与对应的进气头332相连通，电喷气嘴 35固定在发动机3的外壁面上。
33.进一步的说，所述发动机3上固定有点火控制器7，点火控制器 7通过电连接线与所有火花塞34的外端电连接。
34.进一步的说，所述发动机3的凸轮轴连接处的端面上固定有凸轮位置信号传感器8，发动机3的凸轮轴(附图中未显示)的一端伸出发动机3的端面并固定或成型感应部，感应部与凸轮位置信号传感器 8的感应端相对应。
35.所述加热装置5包括主壳体和高温燃烧芯棒，高温燃烧芯棒包括竖直主管体100和上部连接管体200，竖直主管体100的底端通接有 u形管600，u形管600的另一端通接有竖直排气管700，竖直排气管 700的顶部的出气端成型有折弯管部，竖直排气管700的内部安装有三元催化块(其为已知部件，不再详述)，三元催化块覆盖竖直排气管700的中部的流通通道，竖直排气管700的折弯管部的外侧处安装有负压空气泵800，负压空气泵800的排气管伸入折弯管部中，负压空气泵800的排气管的排气口对着折弯管部的排气端；竖直主管体 10、u形管600和竖直排气管700均处于主壳体中，上部连接管体200 和折弯管部处于主壳体的外部处；负压空气泵800通过电连接线与负压空气泵控制器电连接；所述竖直主管体100和竖直排气管700上螺旋盘绕有一条制氢铜管51，制氢铜管51的内部填满催化剂颗粒，制氢铜管51的两端固定网孔片，两个网孔片分别覆盖制氢铜管51的进料口和出料口，制氢铜管51的两端伸出主壳体，其余处于主壳体中。
36.催化剂颗粒的组份为：催化剂载体：活性氧化铝球，直径为 3-10mm，最佳为5mm；催化剂活性组份：镍(质量百分数5-15％)，最佳10％；钴(质量百分数5-15％)，最佳10％；贵金属铂(质量百分数 0.01-1％)，最佳0.1％；催化剂助剂：二氧化铈(质量百分数5-15％)，最佳5％；氧化镧(质量百分数5-15％)，最佳5％。
37.其制造简要步骤：通过浸渍法将硝酸镍、硝酸钴、硝酸亚铈和硝酸镧溶液浸渍到活性氧化铝球上100-150度干燥6-12小时，然后在 400-700摄氏度焙烧2-8小时。所得到的材料在浸渍氯铂酸溶液，使铂质量百分数于0.01-1％之间，0.1％最佳，然后再于100-300度干燥。最后，将所得催化剂于含氢量为5-10％的氢氮混合气中，加热至700 度还原1小时，然后在氮气气氛下冷却即可得到具有很高活性的催化剂。该催化剂颗粒在400-550度之间的低温即可将乙醇和水转化成富氢气体。
38.所述竖直主管体100的顶部通接有上部连接管体200，所述上部连接管体200的顶板中部成型有中心通孔，上部进气管210插套在中心通孔中，上部进气管210的外侧壁焊接固定在中心通孔的内侧壁上或通过耐高温粘结剂粘结固定在中心通孔的内侧壁上，上部进气管 210的底部伸入上部连接管体200中并通接有主空气通气管110，上部进气管210的顶部通接有第一空气泵500的出气端，第一空气泵 500通过电连接线与空气泵控制器电连接，主空气通气管110处于竖直主管体100中，主空气通气管110的外侧壁上成型有多个出气通
孔 1110；
39.所述主空气通气管110的外侧壁上安装有多个翅片120；
40.所述上部连接管体200的外侧壁上固定有高压点火头220，高压点火头220的点火端伸入上部连接管体200中。
41.所述上部连接管体200的中部外侧壁上固定有冷却水箱230，冷却水箱230的其中一侧外侧壁上通接有进水管2310，冷却水箱230 的另一侧外侧壁上通接有出水管2320，进水管2310和出水管2320 均与冷却水箱230相通。
42.所述冷却水箱230为环形壳体，冷却水箱230的顶板和底板中部均成型中心通孔，上部连接管体200插套在冷却水箱230的顶板和底板的中心通孔中，冷却水箱230的底板的中心通孔的内侧壁固定在上部连接管体200的外侧壁上，其可以通过焊接固定或耐高温粘结剂粘结固定；实现固定密封。
43.所述上部连接管体200的中部外侧壁上设有多个环形散热片240 和多个环形隔套250，所有环形散热片240和环形隔套250间隔设置并相互压靠，最底部的环形隔套250的底面压靠在冷却水箱230的底板底面上，冷却水箱230的顶板的中心通孔中卡置有上环形盖体 260，上环形盖体260的外侧壁通过耐高温粘结剂粘结固定在冷却水箱230的顶板的中心通孔的内侧壁上，实现固定和密封，上环形盖体 260的底端面压靠在最顶部的环形隔套250的顶面上，环形散热片240 和环形隔套250的内侧壁紧贴上部连接管体200的外侧壁。环形散热片240上成型有多个竖直导液通孔。
44.所述上环形盖体260的顶板外侧壁成型有径向延伸边，径向延伸边的底面压靠在冷却水箱230的顶板的顶面上；
45.所述高压点火头220处于冷却水箱23的上方。
46.所述上部连接管体200的底端螺接在竖直主管体100的顶部中，并通过耐高温粘结剂粘结固定；
47.所述上部连接管体200和上部进气管210均为不锈钢管体，竖直主管体100和主空气通气管110为陶瓷管体，翅片120为陶瓷片。
48.所述上部连接管体200的侧板上部通接有负压进气连接管1000，负压进气连接管1000的端部通接有单向阀。
49.所述上部进气管210的底端成型有螺接部，主空气通气管110的顶部螺接在螺接部上。
50.所述上部连接管体200的顶板的顶面上固定有点火喷嘴280，点火喷嘴280的喷射口伸入上部连接管体200中，点火喷嘴280的喷射口靠近其中一个高压点火头220的点火端；
51.所述上部连接管体200的顶板的顶面固定有燃料喷嘴290，燃料喷嘴290的喷射口伸入上部连接管体200并螺接有燃液气化陶瓷管 300；
52.所述燃液气化陶瓷管300包括两个竖直管体310和下部u形管 320，两个竖直管体310处于主空气通气管110的两侧，两个竖直管体310的底端与下部u形管320的两个端部相通接，其中一个竖直管体310的顶端螺接在燃料喷嘴290的喷射口上，同时，螺纹之间通过耐高温粘结剂粘结实现固定和密封，还有一个竖直管体310的顶端通接有环形状管体330，主空气通气管110的顶部插套在环形状管体330 中，环形状管体330的底部侧壁上成型有多个燃料喷液通孔，燃料喷液通孔与环形状管体330相通；
53.所述两个竖直管体310的底端插入下部u形管320的两个端部口中，竖直管体310的底端外侧壁与下部u形管320的端部口的内侧壁之间通过超高温陶瓷粘合剂粘结固定，其中一个竖直管体310的顶端插入环形状管体330的中部底面成型的插孔中并通过超高温陶瓷粘合剂粘结固定；超高温陶瓷粘合剂为无机超高温陶瓷粘合剂，其耐高温温度可以达到2200℃。同样的耐高温粘结剂也可以采用无机超高温陶瓷粘合剂，其耐高温温度可以达到2200℃。采用超高温陶瓷粘合剂和耐高温粘结剂实现固定连接的同时，也实现了密封效果。
54.所述上部连接管体200的冷却水箱230的下方的外侧壁上成型有安装套体2010，安装套体2010中固定有温度传感器2020，温度传感器2020的感应端靠近或紧贴上部连接管体200的外侧壁。
55.加热装置5的工作原理是：在开启前，先是负压空气泵800运行，由于负压空气泵800是高速运行，其负压空气泵800的排气管的排气口对着折弯管部的排气端，此时，竖直排气管700的排气端处就会有大量的气体排出，从而使得竖直排气管700的进气端处为负压，就使得竖直排气管700的进气端实现抽气并随着负压空气泵800的排气管的排气从竖直排气管700的排气端排出，其原理与文丘里管原理相同 (文丘里效应的原理则是当风吹过阻挡物时,在阻挡物的背风面上方端口附近气压相对较低,从而产生吸附作用并导致空气的流动；)，这里不再详述。
56.这样，就使得竖直主管体100中的气体向竖直排气管700排出，从而使得外界空气从负压进气连接管1进入上部连接管体200中，再进入竖直主管体100中，最后，从竖直排气管700排出，实现上部连接管体200和竖直主管体100中充满空气，以保证内部的空气与外部相同，这样，就可以保证燃料的正常点燃，而不会爆炸。
57.然后，高压点火头220(通过高压电火包驱动)点火，而点火喷嘴280与燃料喷嘴290均通过连接管与燃料泵2通接的五通连接头 14的出液口相连通，点火喷嘴280与燃料喷嘴290均通过脉宽控制器控制进油量；
58.然后，先是点火喷嘴280喷出燃料箱1输送过来的乙醇，被高压点火头220点火点燃，实现燃烧，一般在燃烧10秒左右，其上部连接管体200的温度会不断升高，并达到300℃左右，此时，温度传感器2020的感应端会感应到温度，当其外部的温度感应到300℃左右时，其就将感应信号输送给控制主机，控制主机就控制负压空气泵 800逐步停止运行，上部进气管210通过第一空气泵500运行通入高压气体，高压点火头220关闭，此时，燃料喷嘴290中通入乙醇，其沿着燃液气化陶瓷管300流动，在流动过程中，其与竖直主管体100 中的气体换热，由于温度传感器2020感应到的上部连接管体200的温度处的外侧壁为300℃，说明内部的温度已经很高，此时，液体燃料在燃液气化陶瓷管300流动时，与竖直主管体100中的气体换热，会气化，最后，从环形状管体330的底部侧壁的所有燃料喷液通孔向下喷出，一直到主空气通气管110处，与主空气通气管110的出气通孔1110排出的空气混合燃烧，此时，就会在主空气通气管110周围的翅片120处进行燃烧，燃烧后的气体会从竖直排气管700排出到后续连接的尾气处理设备或其他设备中进行处理或再利用。
59.其中，在燃烧过程中，其进水管2310中进入冷却液，冷却液在冷却水箱230中，通过环形散热片240和环形隔套250与上部连接管体200进行换热，来降低上部连接管体200处以及周围内部的部件的温度，防止温度过高而损坏，换热后的冷却液从出水管2320排出，其进水管2310和出水管2320均通过连接管与储液设备相连通，实现循环运行换热。储液设备为
常规设备，这里不再详述，附图中也未显示。本实施例中的所有陶瓷材料均为耐高温工业陶瓷材料，其耐高温可以达到2200℃以上。
60.加热装置5产生的热量与其上缠绕的制氢铜管51进行换热，从而提高制氢铜管51中的温度，实现催化反应，制氢效果好。
61.本实施例中，燃料箱1中放入的是含量为95％的乙醇，本实施例中所有的电子设备如点火控制器7、电喷气嘴35等、以及车上的24v 汽车电瓶、发电机等均通过电连接线与汽车的ecu900(行车电脑) 电连接，通过ecu900运行实现控制，本实施例中的发动机3为柴油发动机改制而成，其为六缸发动机。
62.本实施例中所有用于流经乙醇的管路和配件上表面均经过防腐处理，防止腐蚀。
63.本实施例的工作原理：首先，是先进行制氢，其先通过燃料箱1 的燃料泵2运行，将部分的乙醇和水箱6的水泵62排出的水液在对应的连接管中混合后通入制氢铜管51中(此时的混合液中的乙醇含量为46％左右)，燃料箱1的燃料泵2运行将部分乙醇通入加热装置5 中，实现产热，其热量传递给制氢铜管51，使得制氢铜管51中通入的混合乙醇液转化成富氢气体，其氢气含量为73％，一氧化碳含量为 3％左右，二氧化碳含量为23％左右，其余杂质为0.8％左右，此富氢气体进入储气瓶4中进行灌装，然后，再从储气瓶4的气瓶阀门41的出气口排出，经过减压阀42减压后，进入氢气主管31中，然后，通过电喷气嘴35进入到进气歧管33的对应的分进气管331中，而刚开始时，发动机3是通过汽车电瓶供电实现其凸轮轴转动，带动对应的活塞运行，当活塞向下时，就将分进气管331中的富氢气体吸入缸体中；
64.同时，燃料箱1的燃料泵2运行，还将大部分的乙醇通过发动机 3上的对应的喷嘴进入到发动机3的对应的缸体中，其处于活塞的上方空间处，并随着凸轮轴的转动，活塞往上推动，其乙醇已是雾化状，此时，将富氢气体和雾化乙醇向上推动，凸轮轴的感应部与凸轮位置信号传感器8的感应端相靠近，使得凸轮位置信号传感器8感应到信号，并将其输送给ecu900，ecu900就控制点火控制器7运行，其控制对应的火花塞34点火，从而实现点燃爆炸，此时，就实现活塞被主动推动，实现发动机3工作，发动机3工作后，汽车电瓶无需再供电，而是带动发电机自动运行，实现发电。
65.其中在活塞处的富氢气体和乙醇的比例为1：9左右，保证其可以正常点燃使用。
66.本实施例只采用乙醇和水作为燃料使用，其无污染，节能环保，而且其发动机3采用乙醇和富氢气体作为燃料使用，保证其稳定持续运行，其运行效果好。
67.以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。