專利名稱：低污染甲醇發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種以甲醇為燃料低污染甲醇發(fā)動機(jī)的改進(jìn)。
技術(shù)背景汽車主要以汽油機(jī)或柴油機(jī)作動力，燃用汽油或柴油。全世界汽車總量逐年增大，而石油資源日益枯竭。為此國內(nèi)外大力開發(fā)重整甲醇燃料電池汽車，甲醇在重整器內(nèi)通過溫度在200℃-300℃的催化劑發(fā)生重整反應(yīng)生成氫氣與一氧化碳混合成的重整氣，再對重整氣進(jìn)行清除一氧化碳處理、將制取的純氫輸入燃料電池，在燃料電池內(nèi)氫與氧反應(yīng)生成水并輸出電能。但重整甲醇燃料電池因成本太高，不能大規(guī)模進(jìn)入市場。1975年瑞典首先提出甲醇可以成為汽車的代用燃料。各國先后開展汽車燃用甲醇的試驗(yàn)研究，中國已在部分地區(qū)推廣汽車燃用M15甲醇汽油、M85甲醇汽油及M100(100％)燃料甲醇。
汽車所用的柴油機(jī)與汽油機(jī)是分別按柴油與汽油的物理化學(xué)特性及燃燒特性設(shè)計(jì)的，分別能高效低污染地燃用柴油和汽油。在柴油機(jī)上燃用(100％)甲醇燃料存在的問題多，難度大，是因?yàn)槿剂霞状寂c柴油的物理化學(xué)特性及燃燒特性相差很大，甲醇不適宜作柴油機(jī)燃料；甲醇特性與汽油相接近，但有差異，試驗(yàn)證明汽油機(jī)改燒M100燃料甲醇后，冷啟動性能差，特別是怠速及小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)排放中有甲醇(CH3OH)燃燒過程產(chǎn)生的中間產(chǎn)物甲醛(HCHO)及未燃甲醇有害污染物。
專利ZL2003201036417、ZL03202360X分別利用發(fā)動機(jī)缸體缸蓋的熱能、排氣余熱加熱甲醇使之蒸發(fā)或裂解，但是冷啟動時(shí)無排氣余熱，未能解決冷啟動問題，發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)排氣溫度低，不能保證甲醇裂解所需要的溫度和熱量，特別是冷車啟動后預(yù)熱發(fā)動機(jī)期間發(fā)動機(jī)溫度、排氣溫度都低，不能使甲醇燃料裂解，仍存在冷啟動困難、冷啟動預(yù)熱期間及怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)排氣中有甲醛及未燃甲醇有害污染物的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是避免上述現(xiàn)有發(fā)動機(jī)燃用100％燃料甲醇存在的問題，提供一種比傳統(tǒng)的汽油機(jī)、柴油機(jī)冷起動性能好、高效、低污染的燃用M100燃料甲醇的甲醇發(fā)動機(jī)。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是低污染甲醇發(fā)動機(jī)，包括有發(fā)動機(jī)氣缸蓋、氣缸體、排氣岐管、進(jìn)氣歧管、電控燃油噴嘴、油軌、發(fā)動機(jī)中壓燃油管、電控噴嘴、甲醇重整器、進(jìn)氣道、進(jìn)氣門、排氣門、甲醇重整器出氣管、接管、旁通進(jìn)氣管。甲醇重整器裝在發(fā)動機(jī)的氣缸蓋上，甲醇重整器的上端裝有電控噴嘴，并與中壓燃油管相通，甲醇重整器下端的出氣管通過接管與旁通進(jìn)氣管上的進(jìn)氣岐管連通。甲醇重整器是一種將甲醇中的水蒸汽重整反應(yīng)和部分氧化反應(yīng)同時(shí)發(fā)生通過部分氧化反應(yīng)為重整反應(yīng)提供熱量，甲醇發(fā)動機(jī)在冷啟動、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)、小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況均燃用甲醇時(shí)，燃用甲醇經(jīng)重整反應(yīng)生成的氫氣(H2)與一氧化碳(CO)氣體；因氫氣(H2)的可燃界限比汽油寬、點(diǎn)火能量只有汽油的1/10，易點(diǎn)燃、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?，氫?H2)與一氧化碳(CO)在發(fā)動機(jī)燃燒室與氧氣(O2)反應(yīng)燃燒生成水(H2O)與二氧化碳(CO2)氣體、燃燒過程中不產(chǎn)生燃燒中間產(chǎn)物甲醛(HCHO)，從根本上解決了甲醇發(fā)動機(jī)排放甲醛，污染嚴(yán)重的問題，達(dá)到了甲醇發(fā)動機(jī)排放無甲醛、無甲醇、無未燃燒的碳?xì)浠衔锏哪康摹?br> 本實(shí)用新型所述的甲醇發(fā)動機(jī)的中壓燃油管的另一接管與油軌和電控燃油噴嘴相通。解決了甲醇發(fā)動機(jī)在大負(fù)荷與中負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況時(shí)，燃燒室內(nèi)可燃混合氣的燃燒效率低的技術(shù)問題，當(dāng)發(fā)動機(jī)功率增大時(shí)所需的甲醇經(jīng)發(fā)動機(jī)中壓燃油管、油軌、電控燃油噴嘴噴入進(jìn)氣道與甲醇重整器重整反應(yīng)生成的熱的氫氣(H2)、一氧化碳(CO)及空氣混合形成的可燃混合氣經(jīng)進(jìn)氣門15進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室；甲醇發(fā)動機(jī)燃用氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、甲醇與空氣的混合氣，因混合氣中的氫氣(H2)擴(kuò)散速度快，可很快分布到混合氣中、可燃界限寬(過量空氣系數(shù)可達(dá)10～0.15)、所需點(diǎn)火能量小(僅為汽油的1/10)、易點(diǎn)燃、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤炜商岣呷紵覂?nèi)可燃混合氣的燃燒效率，降低燃料消耗率、降低排放。
本實(shí)用新型的有益效果1、改善了甲醇發(fā)動機(jī)的冷啟動性能；2、甲醇發(fā)動機(jī)冷啟動、預(yù)熱、怠速與小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)燃用甲醇重整產(chǎn)生的氫與一氧化碳?xì)?，排放中無甲醛及未燃甲醇污染，大大降低了排放污染；3、甲醇發(fā)動機(jī)大、中負(fù)荷燃用甲醇、氫、一氧化碳?xì)馀c空氣形成的混合氣，提高了燃燒效率，降低了燃料消耗率、降低了排放污染。4、低污染甲醇發(fā)動機(jī)燃用M100甲醇燃料不消耗石油資源。


圖1為本實(shí)用新型的低污染甲醇發(fā)動機(jī)的橫剖視圖圖2為本實(shí)用新型的低污染甲醇發(fā)動機(jī)的俯視圖圖3為本實(shí)用新型的低污染甲醇發(fā)動機(jī)的后視圖圖中1氣缸蓋、2排氣岐管、3氣缸體、4活塞、5連桿、6曲軸、7機(jī)油盤、8進(jìn)氣歧管、9電控燃油噴嘴、10油軌、11發(fā)動機(jī)中壓燃油管、12電控噴嘴、13甲醇重整器、14進(jìn)氣道、15進(jìn)氣門、16燃燒室、17排氣門、18甲醇重整器出氣管、19接管、20旁通進(jìn)氣管。
具體實(shí)施方式
根據(jù)附圖對實(shí)施例做進(jìn)一步的描述，本實(shí)施例是用來說明本實(shí)用新型的，而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行任何限制。
低污染甲醇發(fā)動機(jī)(以6缸汽車發(fā)動機(jī)為例)，由氣缸蓋1、氣缸體3、活塞4、連桿5、曲軸6、機(jī)油盤7、電控燃油噴嘴9、油軌10、發(fā)動機(jī)中壓燃油管11、電控噴嘴12、甲醇重整器13、進(jìn)氣道14、進(jìn)氣門15、排氣門17等構(gòu)成，甲醇重整器(選用Johnson Matthey公司制造的自熱甲醇重整器)，甲醇重整器13裝在發(fā)動機(jī)的氣缸蓋1上，甲醇重整器13的上端裝有電控噴嘴12，并與發(fā)動機(jī)中壓燃油管11相通，甲醇重整器13下端的出氣管18通過接管19與旁通進(jìn)氣管20上的進(jìn)氣岐管8連通；甲醇發(fā)動機(jī)的中壓燃油管11的另一接管與油軌10和電控燃油噴嘴9相通。當(dāng)發(fā)動機(jī)起動時(shí)，甲醇從汽車油箱經(jīng)油泵泵入中壓油管11，經(jīng)中壓燃油管11、電控噴嘴12噴入甲醇重整器13，經(jīng)重整反應(yīng)生成由氫氣(H2)與一氧化碳(CO)組成的重整氣；重整氣經(jīng)重整器出氣管18、接管19、旁通進(jìn)氣管20進(jìn)入進(jìn)氣歧管8與空氣混合所形成的可燃混合氣經(jīng)氣道14、進(jìn)氣門15進(jìn)入燃燒室16；當(dāng)?shù)臀廴炯状及l(fā)動機(jī)在大負(fù)荷與中負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況，除了一部分甲醇仍經(jīng)電控噴嘴12噴入甲醇重整器13經(jīng)重整反應(yīng)生成氫氣(H2)與一氧化碳(CO)后經(jīng)重整器出氣管18、接管19、旁通進(jìn)氣管20進(jìn)入進(jìn)氣歧管8、進(jìn)氣道14，發(fā)動機(jī)功率增大時(shí)所需的甲醇經(jīng)發(fā)動機(jī)中壓燃油管11、油軌10、電控燃油噴嘴9噴入進(jìn)氣道14與熱的氫氣(H2)、一氧化碳(CO)及空氣混合形成的可燃混合氣經(jīng)進(jìn)氣門15進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室16進(jìn)行燃燒。
權(quán)利要求1.一種低污染甲醇發(fā)動機(jī)，包括有發(fā)動機(jī)氣缸蓋(1)、氣缸體(3)、排氣岐管(2)、進(jìn)氣歧管(8)、電控燃油噴嘴(9)、油軌(10)、發(fā)動機(jī)中壓燃油管(11)、電控噴嘴(12)、甲醇重整器(13)、進(jìn)氣道(14)、進(jìn)氣門(15)、排氣門(17)、甲醇重整器出氣管(18)、接管(19)、旁通進(jìn)氣管(20)，其特征是甲醇重整器(13)裝在發(fā)動機(jī)的氣缸蓋(1)上，甲醇重整器(13)的上端裝有電控噴嘴(12)，并與中壓燃油管(11)相通，甲醇重整器(13)下端的出氣管(18)通過接管(19)與旁通進(jìn)氣管(20)上的進(jìn)氣岐管(8)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低污染甲醇發(fā)動機(jī)，其特征是發(fā)動機(jī)的中壓燃油管(11)的另一接管與油軌(10)和電控燃油噴嘴(9)相通。
專利摘要本實(shí)用新型屬于汽車發(fā)動機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種以甲醇為燃料低污染甲醇發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，低污染甲醇發(fā)動機(jī)，包括有發(fā)動機(jī)氣缸蓋1、氣缸體3、電控燃油噴嘴9、油軌10、發(fā)動機(jī)中壓燃油管11、電控噴嘴12、甲醇重整器13，其特征是甲醇重整器裝在發(fā)動機(jī)的氣缸蓋上，甲醇重整器的上端裝有電控噴嘴12，并與中壓燃油管11相通，甲醇重整器下端的出氣管18通過接管19與旁通進(jìn)氣管20上的進(jìn)氣岐管8連通；甲醇發(fā)動機(jī)的中壓燃油管的另一接管與油軌10和電控燃油噴嘴9相通，當(dāng)甲醇發(fā)動機(jī)在冷啟動、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)、小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況均燃用甲醇時(shí)，燃用甲醇經(jīng)重整反應(yīng)生成的氫氣與一氧化碳?xì)怏w，改善了甲醇發(fā)動機(jī)的冷啟動性能；大大降低了排放污染；實(shí)現(xiàn)了甲醇發(fā)動機(jī)燃用M100甲醇燃料不消耗石油資源的目的。
文檔編號F02B43/10GK2883692SQ20062002376
公開日2007年3月28日 申請日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者鄭國璋, 王淑平, 朱建軍, 靳紅玲 申請人:鄭國璋