[发明专利]一种基于发动机余热气化甲醇的燃醇系统

说明书

本发明公开了一种基于发动机余热气化甲醇的燃醇系统，包括柴油机、甲醇供给系统、甲醇气化发生器、甲醇蒸气喷射系统和控制系统；甲醇供给系统包括甲醇箱、滤清器、甲醇泵，通过耐醇管路依次连接于甲醇气化发生器；甲醇气化发生器分为电加热气化和余热气化两部分，每部分都包含有甲醇雾化喷嘴和单向出口，气化甲醇通过出口与甲醇喷射系统连接；甲醇喷射系统包括气液分离器、储气罐、调压阀、甲醇气轨和甲醇蒸气喷嘴，并通过耐醇保温管路依次连接，该燃醇系统通过将甲醇雾化、气化和增压的方式，提高甲醇与空气的混合气浓度和温度，改善甲醇燃料发动机的低温启动性能，具有甲醇燃烧充分和醇柴比高的特点。

技术领域

本发明涉及甲醇燃料发动机技术领域，尤其涉及一种基于发动机余热气化甲醇的燃醇系统。

背景技术

甲醇是一种性能优良的燃料和汽油添加剂，其可以在燃料电池中高效率地产生电，也可以直接作为内燃机燃料使用。伴随着节能减排技术的不断发展，甲醇作为一种燃料和汽油添加剂正在引起人们的关注。甲醇具有生产技术成熟、资源丰富、使用方便，以及良好的排放性能和动力性能等特点，可以逐渐弥补化石能源消耗所造成的能源空缺，成为可再生的车用燃料，是具有巨大发展潜力的新型替代能源。

现有内燃机燃烧甲醇的技术主要采用引燃模式和点燃模式，通过进气道喷射，使甲醇与空气混合进入缸内。但是甲醇具有汽化潜热高、蒸气压力低、热值低、自燃温度高和不易蒸发的特点，并且甲醇喷射受发动机温度的影响较大，直接将液态甲醇喷射进入发动机缸内会吸收大量的热，降低混合气温度和浓度，造成甲醇燃料发动机低温启动性能差、燃烧不充分和排放性能差等问题，同时未气化的甲醇具有腐蚀发动机零件的风险。

发明内容

综上所述，本发明设计了一种基于发动机余热气化甲醇的燃醇系统，通过利用发动机的高温排气或冷却液余热实现甲醇气化，并采用甲醇雾化、气化和增压的方式，使甲醇以高温气态的形式进入发动机缸内，减少甲醇缸内气化吸热量，提高混合气浓度和温度，改善甲醇燃料发动机的低温冷启动性能，以及燃烧和排放性能。同时可以有效地利用发动机可用余热，提高能源利用率，对甲醇燃料发动机的应用发展具有重要的意义。

本发明是采用如下的技术方案实现的：一种基于发动机余热气化甲醇的燃醇系统，包括甲醇供给系统、甲醇气化发生器、甲醇蒸气喷射系统和控制系统；所述甲醇供给系统包括甲醇箱、滤清器和甲醇泵，甲醇箱、滤清器和甲醇泵通过耐醇管依次连接，甲醇泵通过耐醇管与甲醇气化发生器连接；所述甲醇气化发生器分为电加热气化和余热气化两部分，每部分都包含有甲醇进口、雾化喷嘴和单向出口，雾化后的甲醇通过吸热气化，气化甲醇由单向出口流向甲醇蒸气喷射系统；所述甲醇蒸气喷射系统包括气液分离器、储气罐、调压阀、甲醇气轨和甲醇蒸气喷嘴，气液分离器、储气罐、调压阀、甲醇气轨和甲醇蒸气喷嘴通过耐醇保温管依次连接，甲醇蒸气喷嘴安装于发动机各进气歧管；所述气液分离器用于分离甲醇气化发生器流出的甲醇蒸气与未气化的甲醇，甲醇蒸气流向储气罐；所述储气罐用于满足瞬时甲醇蒸气喷射压力和喷射量的需求，以及为发动机短时间歇启动提供甲醇蒸气；所述调压阀配合储气罐建立甲醇蒸气喷射压力，并起到稳压作用；所述控制系统获取发动机运行状态信息，包括发动机转速、机油温度、冷却液温度、排气温度和油门踏板位置，并判断发动机的运行工况，控制燃醇系统的甲醇气化方式、气化量、喷射时刻、喷射压力和喷射量，以及柴油喷射系统的喷油时刻和喷油量。