本實用新型涉及天然氣發(fā)動機技術領域，具體的說，涉及一種燃料改質天然氣發(fā)動機。
背景技術：
目前，現(xiàn)有的天然氣發(fā)動機存在以下缺點：
1、氣缸內的天然氣燃燒速度慢，導致天然氣發(fā)動機熱效率低，只能達到35％左右。
2、天然氣燃燒產(chǎn)生的火焰前鋒傳播速度慢，導致天然氣燃燒時間長，向天然氣發(fā)動機的缸壁、缸蓋等零部件傳熱量多，提高了天然氣發(fā)動機的熱負荷。
3、為使天然氣發(fā)動機達到歐六或更高的排放標準，天然氣發(fā)動機需采用當量燃燒+三元催化器的技術路線，但是這進一步提高了天然氣發(fā)動機的熱負荷，降低了燃料經(jīng)濟性。
4、為降低天然氣發(fā)動機的熱負荷，采用當量燃燒路線的天然氣發(fā)動機多采用廢氣再循環(huán)技術，但是由于廢氣中含有一定量的水分，為降低水蒸氣對增壓器渦輪的損害，需要采用高壓EGR方案(渦輪前取氣送至壓氣機后)，高壓EGR方案中空氣、天然氣和再循環(huán)廢氣在混合器中混合，混合不均勻，混合效果差。
為解決天然氣燃燒速度慢的問題，有的廠家往天然氣中摻氫，利用氫氣燃燒速度快的特點，來提高天然氣的燃燒速度，提高天然氣發(fā)動機的熱效率，但是由于氫氣制取成本高，存儲不易，限制了天然氣發(fā)動機的推廣使用。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種燃料改質天然氣發(fā)動機，該天然氣發(fā)動機利用排氣熱量，在催化劑作用下，使部分甲烷與水蒸氣反應生成氫氣，氫氣進入氣缸中，利用氫氣燃燒速度快的特點，提高天然氣發(fā)動機熱效率。
為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：
燃料改質天然氣發(fā)動機包括：氣缸、曲軸箱、空氣進氣系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)和發(fā)動機后處理系統(tǒng)；所述空氣進氣系統(tǒng)包括通過管道順次連接的空濾器、增壓器、中冷器、節(jié)氣門和混合器，所述混合器的出氣口與所述氣缸的進氣門相連接；所述燃料供給系統(tǒng)包括通過管道順次連接的氣瓶、切斷閥、濾清器、調壓閥和噴射閥，所述噴射閥與所述混合器的燃氣進口相連接；所述發(fā)動機后處理系統(tǒng)包括順次設置在增壓器的廢氣排放管道上的前氧傳感器、三元催化器和后氧傳感器，所述前氧傳感器位于所述三元催化器與所述增壓器之間；所述中冷器的出氣口與所述增壓器的廢氣排放管道之間設有廢氣控制閥；所述增壓器的廢氣出口與空氣進口之間連接有EGR管路，所述EGR管路上設有EGR閥和燃料改質器，所述燃料改質器的進氣口還通過管道分別與所述噴射閥、所述曲軸箱的排氣口相連接，連接所述燃料改質器與所述曲軸箱的管道上設有油氣分離器。
采用了上述技術方案后，本實用新型的有益效果是：
由于增壓器的廢氣出口與空氣進口之間連接有EGR管路，EGR管路上設有EGR閥和燃料改質器，燃料改質器的進氣口還通過管道分別與噴射閥、曲軸箱的排氣口相連接，連接燃料改質器與曲軸箱的管道上設有油氣分離器；來自噴射閥的天然氣、曲軸箱廢氣和再循環(huán)廢氣在燃料改質器中，在高溫環(huán)境中和催化劑作用下，甲烷與水反應生成二氧化碳和氫氣，氫氣進入氣缸中燃燒，能夠提高天然氣的燃燒速度，降低天然氣的燃燒時間，提高天然氣發(fā)動機的熱效率，大幅度提高天然氣發(fā)動機的經(jīng)濟性。
附圖說明
圖1是本實用新型燃料改質天然氣發(fā)動機的結構示意圖；
圖中：1-空濾器；2-增壓器；3-中冷器；4-節(jié)氣門；5-混合器；6-點火裝置；7-EGR閥；8-燃料改質器；9-前氧傳感器；10-三元催化器；11-后氧傳感器；12-油氣分離器；13-廢氣控制閥；14-氣瓶；15-切斷閥；16-濾清器；17-調壓閥；18-噴射閥；19-曲軸箱；20-氣缸。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，且不用于限定本實用新型。
如圖1所示，一種燃料改質天然氣發(fā)動機，包括：氣缸20、點火裝置6、曲軸箱19、空氣進氣系統(tǒng)、燃料供給系統(tǒng)和發(fā)動機后處理系統(tǒng)；
空氣進氣系統(tǒng)包括通過管道順次連接的空濾器1、增壓器2、中冷器3、節(jié)氣門4和混合器5，混合器5的出氣口與氣缸20的進氣門相連接；
燃料供給系統(tǒng)包括通過管道順次連接的氣瓶14、切斷閥15、濾清器16、調壓閥17和噴射閥18，噴射閥18與混合器5的燃氣進口相連接；
發(fā)動機后處理系統(tǒng)包括順次設置在增壓器2的廢氣排放管道上的前氧傳感器9、三元催化器10和后氧傳感器11，前氧傳感器9設于三元催化器10和增壓器2之間；
增壓器2的廢氣出口與空氣進口之間連接有EGR管路，EGR管路上順次連接有EGR閥7和燃料改質器8，燃料改質器8的進氣口還通過管道與噴射閥18、曲軸箱19的排氣口相連接，連接燃料改質器8的進氣口與曲軸箱19的管道上設有油氣分離器12。
天然氣發(fā)動機工作時，空氣依次通過空濾器1、增壓器2、中冷器3和節(jié)氣門4，由混合器5的空氣進口進入混合器5中，氣瓶14中的天然氣依次通過切斷閥15、濾清器16、調壓閥17和噴射閥18，由混合器5的燃氣進口進入混合器5中，天然氣發(fā)動機排放的尾氣依次通過增壓器2的渦輪端、EGR閥7、燃料改質器8、增壓器2的壓氣端、中冷器3和節(jié)氣門4，由混合器5的空氣進口進入混合器5中，在混合器5中，空氣、天然氣、曲軸箱廢氣和再循環(huán)廢氣混合均勻，生成的混合氣進入到氣缸20中燃燒做功。燃燒產(chǎn)生的廢氣除一部分再循環(huán)進入氣缸20中，其余廢氣由三元催化器10處理后排入大氣中。
其中，在燃料改質器8內，再循環(huán)廢氣、曲軸箱廢氣和天然氣在再循環(huán)廢氣產(chǎn)生的高溫環(huán)境中，在催化劑作用下產(chǎn)生如下化學反應：
CH4+2H2O＝CO2+4H2
生成的氫氣隨再循環(huán)廢氣進入混合器5中，故混合器5生成的混合氣中也包含氫氣，氫氣也進入到氣缸20中燃燒做功。由于氫氣燃燒速度快，從而提高了天然氣的燃燒速度，降低了天然氣的燃燒時間，降低了天然氣發(fā)動機的熱負荷，提高了天然氣發(fā)動機的熱效率，大幅度提高天然氣發(fā)動機的經(jīng)濟性。
制氫反應過程中消耗掉廢氣中的水蒸氣，解決天然氣發(fā)動機燃燒產(chǎn)物中水分過多的問題，也減少了水蒸氣對增壓器葉輪的損害，因此可以采用低壓EGR系統(tǒng)，即EGR閥7和與增壓器2的廢氣排放管道相連接，燃料改質器8的出氣口和與增壓器2的空氣進口相連接的管道連接，空氣、天然氣、曲軸箱廢氣、氫氣和再循環(huán)廢氣進入增壓器2之前已經(jīng)混合，使得從混合器5的出氣口流出的混合氣混合更加均勻；當天然氣發(fā)動機轉速恒定時，可將噴射閥18噴射的天然氣全部噴入燃料改質器8中，以獲得混合度更佳的混合氣。
制氫反應過程中吸收了廢氣中的熱量，不僅能夠降低再循環(huán)廢氣的溫度，而且有效利用了天然氣發(fā)動機的排氣熱量。
其中，噴入燃料改質器8中的燃氣量由噴射閥18控制，噴射閥18噴射的總燃氣量由前氧傳感器9閉合控制，發(fā)動機ECU根據(jù)工況需要調節(jié)噴射閥18噴向燃料改質器8和混合器5的燃氣量，EGR閥7控制天然氣發(fā)動機的EGR率。
中冷器3的出氣口與增壓器2的廢氣出口之間設有廢氣控制閥13，廢氣控制閥13用于控制增壓器2中的渦輪的增壓力，進而調節(jié)天然氣發(fā)動機的空氣進氣量。
以上所述為本實用新型最佳實施方式的舉例，其中未詳細述及的部分均為本領域普通技術人員的公知常識。本實用新型的保護范圍以權利要求的內容為準，任何基于本實用新型的技術啟示而進行的等效變換，也在本實用新型的保護范圍之內。