[发明专利]基于纳米流体燃料的高效低污染燃烧系统

说明书

本发明提供了一种基于纳米流体燃料的高效低污染燃烧系统，包括发动机主体、进气管、涡轮增压机，还包括给粉混油器、磁性颗粒物过滤器；其中发动机主体通过输油管与给粉混油器连通，涡轮增压机进气端通过进气管与发动机主体连接，涡轮增压机出气端通过磁性颗粒物过滤器与发动机主体连接；给粉混油器将纳米颗粒添加剂与液体燃料混合形成纳米流体燃料；磁性颗粒物过滤器内附着磁体用于吸附尾气中磁性催化剂材料且催化尾气中碳烟颗粒物的氧化。

技术领域

本发明涉及一种机动车燃烧技术，特别是一种基于纳米流体燃料的高效低污染燃烧系统。

背景技术

随着人们生活质量以及消费水平的增长，汽车产业高速发展，并已成为我国的支柱产业之一。汽车使用量增加的同时，其所带来的环境污染问题也日趋严重。柴油机与汽油机相比，具有燃油经济性好、污染物(CO、CO2和HC)排放量相对较小等显著优点，城市大巴、工业设备几乎都是用柴油机提供动力。然而，柴油机的应用存在一个严重的问题，即微粒物(PM)和氮氧化物(NOx)的排放量很高。PM的尺寸仅有微米、亚微米级别，其吸入肺部会引起呼吸道疾病等对人体危害很大的疾病；大气中的氮氧化物会导致人体中枢神经受损，引起痉挛和麻痹。因此，污染物排放的控制迫在眉睫，并成为柴油机技术的重点和难点，在很大程度上限制了现代柴油机的发展。

目前，控制PM最有效的手段是在发动机后安装颗粒物过滤器装置DPF，PM经过DPF过滤器时，沉积在滤芯内，当微粒过多时，则会堵塞DPF通道，且造成发动机背压升高。因此，DPF要定期清理附着的PM，也即DPF的再生，DPF发展的关键技术正是DPF的再生技术。柴油机排放的PM大部分为烟黑可燃物(soot)，燃点较高，一般在600度以上，而柴油机排气的温度一般低于400度，因此实现直接利用尾气对PM氧化消除较为困难。目前常见的再生技术为主动再生，即利用外加能源，如电加热、微波加热、缸内增加后燃，使得排气温度或DPF的温度达到PM的着火温度，从而实现DPF的再生。但主动再生耗能较多，且系统相对复杂，故有必要寻找一种更高效的被动再生方式，同时满足在高温和低温下被动再生的高效率性。目前，常见的被动再生方式为在DPF气流通道表面添加催化剂涂层，降低soot的可燃温度点，最终达到利用尾气的热量来催化氧化soot的目的。大部分研究者都着眼于催化剂对成熟后soot的催化作用，迄今为止，仍没有找到应用于被动再生系统的理想稳定的催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于纳米流体燃料的高效低污染燃烧系统，本系统基于纳米流体燃料的燃烧特性，将含能纳米颗粒添加进柴油中，有效地减少了发动机的压力峰值，提高了制动热效率和制动燃油消耗率，并减少了氮氧化物、烟黑的排放。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于纳米流体燃料的高效低污染燃烧系统，包括发动机主体、进气管、涡轮增压机，还包括给粉混油器、磁性颗粒物过滤器；其中发动机主体通过输油管与给粉混油器连通，涡轮增压机进气端通过进气管与发动机主体连接，涡轮增压机出气端通过磁性颗粒物过滤器与发动机主体连接；给粉混油器将纳米颗粒添加剂与液体燃料混合形成纳米流体燃料；磁性颗粒物过滤器内附着磁体用于吸附尾气中磁性催化剂材料且催化尾气中碳烟颗粒物的氧化。

采用上述系统，给粉混油器包括储粉腔、纳粉盘、超声波振荡器、给油控制盘、给粉器、进油口、控制舵机、混油器；其中储粉腔位圆筒形且上端口由上盖密封，给粉器设置于储粉器内且设置搅拌的扇叶，给粉器在控制舵机的控制下转动，纳粉盘设置于储粉腔的下端口且密封，纳粉盘中空且上端面设置给粉通孔，进油口设置于纳粉盘的侧壁上且与纳粉盘内空腔连通，混油器设置于纳粉盘的下端面且混油器的进油口与纳粉盘空腔连通，超声波振荡器设置于混油器一侧，给油控制盘设置于混油器出油口处在外部控制系统控制下控制混油器出油。