專利名稱：一種點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃用甲醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃用甲醇的方法。
背景技術(shù)：
汽車主要以汽油機(jī)或柴油機(jī)作動(dòng)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，其方法是使甲醇通過甲醇重整器并使部分甲醇氧化反應(yīng)加熱重整催化劑、大部分甲醇在重整器內(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(duì)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。但因重整甲醇燃料電池成本昂貴，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(dòng)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)及未燃醇有害污染物。
中國專利ZL2003201036417、ZL03202360X分別利用發(fā)動(dòng)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；也有人采用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣余熱重整甲醇的方法進(jìn)行過發(fā)動(dòng)機(jī)燃用甲醇的臺(tái)架試驗(yàn)，但是冷啟動(dòng)時(shí)無排氣余熱，未能解決冷啟動(dòng)問題，發(fā)動(dòng)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，大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)排氣溫度過高又導(dǎo)致重整器積炭；特別是冷車啟動(dòng)后預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)期間發(fā)動(dòng)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(dòng)困難、冷啟動(dòng)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
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是避免上述現(xiàn)有發(fā)動(dòng)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(dòng)性能好、能高效低污染的燃用M100燃料甲醇的點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃用甲醇的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括如下步驟(1)采用PTC定溫電熱元件加熱甲醇重整器內(nèi)的甲醇重整催化劑，并使甲醇重整催化劑的溫度保持在200℃～300℃；(2)用電控噴嘴將甲醇噴入甲醇重整器，使甲醇與溫度200℃～300℃的甲醇重整催化劑接觸發(fā)生重整反應(yīng)生成含氫氣與一氧化碳的甲醇重整氣；(3)將甲醇重整氣輸入進(jìn)氣歧管與空氣混合形成可燃混合氣；(4)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、預(yù)熱、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)燃用重整氣與空氣形成的混合氣；(5)采用電控燃油噴嘴將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷加大所需的甲醇噴入進(jìn)氣道使甲醇與重整氣及空氣混合形成可燃混合氣；使發(fā)動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷工作時(shí)燃用氫氣、一氧化碳、甲醇、空氣的混合氣。
發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)及怠速運(yùn)轉(zhuǎn)燃用氫氣、一氧化碳、空氣的混合氣，發(fā)動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷工作時(shí)燃用氫氣、一氧化碳、甲醇、空氣的混合氣。
本發(fā)明的有益效果1、改善了甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)性能；2、發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)、預(yù)熱、怠速運(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；3、發(fā)動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況燃用甲醇、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、發(fā)動(dòng)機(jī)燃用M100甲醇燃料不消耗石油資源。
圖1為一種點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與怠速運(yùn)轉(zhuǎn)工況燃用甲醇的方法的示意2為一種點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況燃用甲醇的示意中，1-導(dǎo)電板，2-PTC定溫電熱元件，3-甲醇重整器，4-甲醇重整催化劑，5-壓燃油管，6-電控噴嘴，7-接管，8-旁通進(jìn)氣管，9-進(jìn)氣歧管，10-油軌，11-電控燃油噴嘴，12-氣道，13-進(jìn)氣門，14-氣缸，15-發(fā)動(dòng)機(jī)，16-電源開關(guān)，17-重整器出氣管，18、19-甲醇，20-重整氣。
具體實(shí)施例方式
如附圖1所示的點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃用甲醇的方法，包括如下步驟(1)加熱甲醇重整催化劑接通電源開關(guān)16、電流經(jīng)過導(dǎo)電板1、PTC定溫電熱元件2、重整器3，PTC定溫電熱元件2加熱甲醇重整器3內(nèi)由氧化銅(CuO)、與氧化鋅(ZnO)、三氧化二鋁(Al2O3)混合成的甲醇重整催化劑4并使其溫度保持在200℃～300℃。
(2)甲醇重整經(jīng)中壓燃油管5、電控噴嘴6將甲醇18噴入甲醇重整器3，甲醇18(CH3OH)與溫度200℃～300℃的甲醇重整催化劑4接觸發(fā)生重整反應(yīng)生成由氫氣(H2)與一氧化碳(CO)組成的重整氣20；(3)將重整氣輸入氣缸使重整氣20經(jīng)重整器出氣管17、接管7、旁通進(jìn)氣管8進(jìn)入進(jìn)氣歧管9與空氣混合所形成的可燃混合氣經(jīng)氣道12、進(jìn)氣門13吸入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸14；(4)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、預(yù)熱、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)燃用重整氣與空氣形成的混合氣；(5)將發(fā)動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷工作所需燃用甲醇噴入氣缸如附圖2所示，經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)中壓燃油管5、油軌10、電控燃油噴嘴11將發(fā)動(dòng)機(jī)15負(fù)荷加大時(shí)所需的甲醇19噴入進(jìn)氣道12與重整氣(H2、CO)及空氣混合形成的可燃混合氣經(jīng)進(jìn)氣門13吸入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸14。
如附圖1所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)及怠速運(yùn)轉(zhuǎn)燃用氫氣、一氧化碳、空氣的混合氣；如附圖2所示當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷工作時(shí)燃用氫氣、一氧化碳、甲醇、空氣的混合氣。
權(quán)利要求
1.一種點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃用甲醇的方法包括如下步驟(1)采用PTC定溫電熱元件加熱甲醇重整器內(nèi)的甲醇重整催化劑，并使甲醇重整催化劑的溫度保持在200℃～300℃；(2)用電控噴嘴將甲醇噴入甲醇重整器，使甲醇與溫度200℃～300℃的甲醇重整催化劑接觸發(fā)生重整反應(yīng)生成含氫氣與一氧化碳的甲醇重整氣；(3)將甲醇重整氣輸入進(jìn)氣歧管與空氣混合形成可燃混合氣；(4)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、預(yù)熱、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)燃用重整氣與空氣形成的混合氣；(5)采用電控燃油噴嘴將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷加大所需的甲醇噴入進(jìn)氣道使甲醇與重整氣及空氣混合形成可燃混合氣；使發(fā)動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷工作時(shí)燃用氫氣、一氧化碳、甲醇、空氣的混合氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃用甲醇的方法，包括有下列步驟1采用PTC定溫電熱元件加熱甲醇重整器內(nèi)的甲醇重整催化劑，并使溫度保持在200～300℃；2將甲醇噴入甲醇重整器，發(fā)生反應(yīng)生成含氫氣與一氧化碳的甲醇重整氣；3將甲醇重整氣輸入進(jìn)氣歧管與空氣混合形成可燃混合氣；4發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、預(yù)熱、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)燃用重整氣與空氣形成的混合氣；5將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷加大所需的甲醇噴入進(jìn)氣道使甲醇與重整氣及空氣混合形成可燃混合氣；使發(fā)動(dòng)機(jī)帶負(fù)荷工作時(shí)燃用氫氣、一氧化碳、甲醇、空氣的混合氣。改善了發(fā)動(dòng)機(jī)燃用甲醇的冷啟動(dòng)性能，解決了排放甲醛污染物的問題，提高了燃燒效率、降低了燃料消耗率、降低了排放污染，不消耗石油資源。
文檔編號(hào)F02B43/10GK1821558SQ20061001243
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)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(qǐng)人:鄭國璋