[發明專利]車用甲醇裂解氣裝置及其控制方法

無效

• 申請號: 200810025033.6
• 申請日: 2008-04-24
• 公開（公告）號: CN101270708A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 趙新峰
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: F02M25/10
• 分類號: F02M25/10
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔣光恩

技術領域

本發明屬于車輛動力系統的技術領域，涉及內燃機燃料供應技術，更具體地說，本發明涉及一種車用甲醇裂解氣裝置。另外，本發明還涉及該裝置所采用的控制方法。

背景技術

甲醇作為一種替代燃料具有很好的發展前景，因為其具有可再生性、清潔環保等特點。純甲醇的燃燒特點已為人們所熟悉。但是將其直接用于整車發動機上，目前還存在冷啟動困難等問題。而甲醇經裂解后，生成一氧化碳和氫氣，可以在發動機內實現快速燃燒，在中低負荷條件下熱效率有相當大的改善；并且回收排氣廢熱，使能量得到充分運用。用于整車上的甲醇裂解裝置，使其裂解成為一氧化碳和氫氣，動力性能夠滿足，經濟性和排放更佳。但是，這需要一套復雜的加熱和裂解裝置，如何在整車上設置該裝置、如何對甲醇燃料進行裂解等問題尚沒有很好的解決方案，因此這類裝置在整車上仍然沒有得到成功實施。

中國專利號為CN88221260.5的專利技術文獻公開了一種“甲醇裂解燃燒裝置”的專利技術，其主要發明構思與技術方案是：

該裝置是將甲醇裂解為一氧化碳和氫氣的甲醇裂解燃燒裝置，利用發動機排氣管的余熱使甲醇汽化，汽化后的甲醇在排氣歧管灼熱廢氣和催化劑的作用下使甲醇氣體裂解為CO和H₂氣體，排出的CO和H₂受進氣歧管內負壓的作用，不斷從氣體發生器內排出，使裂解反應能繼續不斷進行，從而形成甲醇燃燒系統，供發動機使用。這種燃燒裝置可提高壓縮比，擴大稀薄界線，提高了經濟性，同時環境污染的狀況也得到了改善。

但是，上述技術方案所提出的排氣管路對甲醇進行加熱的技術方案，其結構為“纏繞在排氣管上的加熱管”，只是在排氣管的管外對甲醇進行加熱，不能充分和有效地利用廢氣熱量。并且該專利沒有解決好汽油燃料與甲醇燃料的切換問題。

發明內容

本發明所要解決的第一個問題是：提供一種車用甲醇裂解氣裝置，其目的是更充分和有效地利用發動機排氣熱量，對甲醇及催化劑同時加熱，更好地對甲醇進行裂解，實現甲醇燃料替代傳統燃料。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：所提供的這種車用甲醇裂解氣裝置，包括裂解氣裝置外殼、傳熱結構、催化裝置，用于將甲醇裂解為一氧化碳和氫氣，所述的甲醇裂解氣裝置設在發動機的排氣管路上，即所述的裂解氣裝置外殼是排氣管路的一部分，在裂解氣裝置外殼的兩端設前排氣管和后排氣管，發動機氣缸排出的高溫氣體，通過前排氣管進入裂解氣裝置外殼，從后排氣管排出。

為使本發明更加完善，還進一步提出了以下更為詳盡和具體的技術方案，以獲得最佳的實用效果，更好地實現發明目的，并提高本發明的新穎性和創造性：

所述的甲醇裂解氣裝置的甲醇流動的管路設在所述的裂解氣裝置外殼內，其結構為：在裂解氣裝置外殼上設后排氣管的一端，設甲醇噴嘴，通過裂解氣裝置外殼內的預熱管，與催化器外筒連通，在催化器外筒上設裂解氣出氣管，所述的裂解氣出氣管從裂解氣裝置外殼上設前排氣管的一端，通到裂解氣裝置外殼，并連接到發動機的燃料噴射系統。

所述的預熱管的外表面上，設有多片具有良好導熱性能的傳熱片。

在所述的裂解氣裝置外殼上設前排氣管的一端，設溫度傳感器接頭，在所述的溫度傳感器接頭上設溫度傳感器，并與發動機電子控制單元通過信號線路連接。

所述的甲醇噴嘴上，還設有中間管并通過冷卻噴嘴回油管與甲醇燃料箱相通。

本發明所要解決的第二個問題是：提供以上所述的車用甲醇裂解氣裝置所采用的控制方法，其發明目的與上述技術方案是相同的。

該方法的技術方案如下：

在發動機啟動時，首先進入汽油燃料工作狀態，利用汽油進入發動機氣缸燃燒，使發動機排氣管溫度升高；

當發動機排氣管溫度上升到設定溫度，發動機電子控制單元通過溫度傳感器檢測到發動機排氣管達到該設定溫度的信號，并發出燃料切換指令，進入甲醇燃料工作狀態；

甲醇油泵開始供應甲醇，甲醇通過甲醇噴嘴噴入預熱管；

甲醇在預熱管內溫度升高、汽化，進入催化器外筒的內部；

在催化器外筒內部的催化劑的作用下，甲醇發生裂解，轉變為一氧化碳和氫氣；

一氧化碳和氫氣通過裂解氣出氣管導向發動機的燃料噴射系統。