[發(fā)明專利]帶改性器的發(fā)動機系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310051698.5
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN103147884A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 島田敦史;石川敬郎;佐野理志
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F02M27/02
• 分類號: F02M27/02;F02M31/08;C01B3/38
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張寶榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種搭載有改性器(改質(zhì)器)的發(fā)動機系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在通過吸熱反應(yīng)將燃料改性而生成包含一部分氫等的改性氣體，并將該改性氣體作為燃料向發(fā)動機供給的系統(tǒng)中，利用發(fā)動機廢熱而通過吸熱反應(yīng)將燃料改性，由此通過廢熱回收可以預見效率提高。另外，在將汽油等的碳化氫燃料改性而得到的含氫的改性氣體向發(fā)動機供給時，由于能夠降低泵送損失、提高燃料效率以及提高燃燒速度，因此可以預見發(fā)動機的高效化。在將改性器安裝在發(fā)動機的排氣管的情況下，由于發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，發(fā)動機的排氣溫度改變，因此根據(jù)條件不同，改性效率變動。另外，在通過改性反應(yīng)生成含氫氣體的情況下，反應(yīng)壓力越低，反應(yīng)效率越提高。

作為現(xiàn)有的帶改性器的發(fā)動機系統(tǒng)，例如專利文獻1所示，在從發(fā)動機離開規(guī)定長度量的位置排氣管上安裝改性器，通過改性器生成的改性氣體與排氣一起向吸氣管供給。

專利文獻1：日本特開2007-138781號公報

專利文獻1所述的系統(tǒng)中，在例如怠速或低速時這樣的低輸出的運轉(zhuǎn)條件時，向改性器供給的排氣的溫度變低，因此難以提高改性效率。另外，由于改性后燃料與發(fā)動機的排氣一起向發(fā)動機的吸氣管供給，因此常溫的廢氣與改性后燃料一起向發(fā)動機內(nèi)供給。因此，由于發(fā)動機燃燒時的燃燒溫度下降因而排氣溫度下降，產(chǎn)生改性效率下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在帶改性器的發(fā)動機系統(tǒng)中，通過提高改性器的改性效率，從而提高廢熱回收量、發(fā)動機的燃燒效率，并且系統(tǒng)效率優(yōu)良的發(fā)動機系統(tǒng)。

本發(fā)明提供一種帶改性器的發(fā)動機系統(tǒng)，其具備改性器，并將通過所述改性器使改性前燃料改性后所得到的改性后燃料作為燃料之一來驅(qū)動發(fā)動機，所述帶改性器的發(fā)動機系統(tǒng)的特征在于，在所述改性器上連接有改性前燃料供給量調(diào)整裝置和改性后燃料供給量調(diào)整裝置，所述改性前燃料供給量調(diào)整裝置調(diào)整向所述改性器供給的所述改性前燃料的供給量，所述改性后燃料供給量調(diào)整裝置調(diào)整向所述發(fā)動機供給的改性后燃料的供給量，所述改性器經(jīng)由所述改性后燃料供給量調(diào)整裝置與發(fā)動機燃燒室相鄰設(shè)置。另外，所述改性器設(shè)置在所述發(fā)動機的排氣管上，所述改性后燃料供給量調(diào)整裝置為所述發(fā)動機的排氣閥。

通過在發(fā)動機的燃燒室附近設(shè)置改性器，利用改性后燃料供給量調(diào)整裝置將改性后燃料向發(fā)動機內(nèi)供給，由此提高發(fā)動機燃燒時的燃燒溫度。向改性器供給的排氣溫度變高，排氣能量的回收效率提高。另外，通過發(fā)動機的吸氣行程時的負壓使改性后燃料從改性器向發(fā)動機供給，由此能夠降低改性器內(nèi)的壓力。此外，由于改性后燃料與高溫的排氣一起向發(fā)動機供給，因此能夠抑制伴隨改性后燃料的供給量增加的燃燒溫度下降，從而抑制排氣溫度下降。由此改性器的改性效率提高。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可提高改性器的改性效率，提高廢熱回收量、發(fā)動機的燃燒效率，且系統(tǒng)效率良好的發(fā)動機系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是具備改性器的發(fā)動機的第一結(jié)構(gòu)圖。

圖2是改性器的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是表示改性反應(yīng)中的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系的圖。

圖4是表示相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)速及發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的排氣管下游部的排氣溫度圖的圖。

圖5是表示相對于發(fā)動機轉(zhuǎn)速及發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的排氣管上游部的排氣溫度圖的圖。

圖6是表示向發(fā)動機缸內(nèi)供給的混合氣的空氣過剩率為1時的EGR率與隔熱火焰溫度的關(guān)系的圖。

圖7是表示發(fā)動機缸內(nèi)的混合氣體中的EGR率與層流燃燒速度的關(guān)系的圖。

圖8是表示在改性反應(yīng)中使壓力變化時的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系的圖。

圖9是表示空氣過剩率與隔熱火焰溫度的關(guān)系的圖。

圖10是表示空氣過剩率與三效催化劑凈化率的關(guān)系的圖。

圖11是表示空氣過剩率與層流燃燒速度的關(guān)系的圖。

圖12是表示第一結(jié)構(gòu)圖中的發(fā)動機的各行程中的排氣閥的上升量、改性前供給量調(diào)整裝置的控制信號、發(fā)動機缸內(nèi)壓力與排氣管壓力的壓差的變化過程。

圖13是具備改性器的發(fā)動機的第二結(jié)構(gòu)圖。

圖14是發(fā)動機的各行程中的排氣閥上升量的時間序列變化圖。

圖15是具備改性器的發(fā)動機的第三結(jié)構(gòu)圖。

圖16是第三結(jié)構(gòu)圖中的發(fā)動機的各行程中的吸氣閥上升量的時間序列變化圖。

具體實施方式

以下，利用附圖說明本發(fā)明的實施方式。