[發(fā)明專利]發(fā)動機聯(lián)合外置重整器無催化劑低溫加水燃料重整裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710012281.6
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106870216B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 堯命發(fā);王洋;王滸;劉海峰;鄭尊清
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: F02M27/00
• 分類號: F02M27/00;F02M29/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

本發(fā)明公開了一種發(fā)動機聯(lián)合外置重整器無催化劑低溫加水燃料重整裝置，包括發(fā)動機氣缸和外置低溫加水重整器；外置低溫燃料重整器的進口連接有空氣進氣管和燃料進樣管；燃料進樣管連接有燃料注射泵和汽化罐；汽化罐的進口還連接有水進樣管，外置低溫燃料重整器通過重整氣氣管與發(fā)動機進氣管相連；初始燃料和水分別以勻速進入到汽化罐中汽化，汽化后的燃料導(dǎo)入所述外置低溫加水重整器中；在所述外置低溫加水重整器中，新鮮空氣與汽化后的燃料和水的混合氣進行低溫重整；重整產(chǎn)物經(jīng)過重整氣氣管進入到發(fā)動機進氣管中，再次與新鮮空氣混合形成均勻混合氣導(dǎo)入到發(fā)動機氣缸中，并與缸內(nèi)直噴的燃料混合燃燒實現(xiàn)混合氣活性及濃度分層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)動機燃料低溫加水重整的新型燃燒模式與裝置，具體設(shè)計一種利用一個外置燃料低溫(T<1000K)加水重整器重整燃料，通過控制該外置重整器的邊界條件(溫度、壓力、當(dāng)量比等)以及加入重整器中水的比例將燃料重整成不同活性的低溫氧化產(chǎn)物(醛類、酮類、過氧化物等)，而后根據(jù)實際工況條件將重整后不同活性的混合氣導(dǎo)入到發(fā)動機中參與燃燒的裝置系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，能源與環(huán)境的矛盾日益凸顯，其中汽車對這二者的影響又至關(guān)重要，因此優(yōu)化燃料燃燒以及排放過程，就逐漸被國內(nèi)外科學(xué)家重視起來，并且相繼提出一些新型燃燒方式，如均質(zhì)壓燃(HCCI)、低溫燃燒(LTC)和部分預(yù)混合燃燒(PPC)等[1-9]。與此同時近些年來燃料重整這一新型燃燒模式的研究較為火熱，因為重整后的燃料用于發(fā)動機上燃燒在效率和排放方面都表現(xiàn)出一些優(yōu)秀的性質(zhì)。Fennell等人[10]在缸內(nèi)直噴汽油機上，實驗研究了在汽油燃料中添加通過廢氣重整制得的氫氣對燃料的燃燒效率及排放的影響。研究結(jié)果表明，通過廢氣重整得到的氫氣可以提高發(fā)動機的指示效率，并且降低顆粒物排放。伯明翰大學(xué)的Tsolakis等人[11]利用一臺自制的外置重整裝置催化加水重整燃料，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)在同樣的實驗邊界條件下，加水重整較之無水重整可使發(fā)動機重整氣中氫含量提高15％左右，并且排放也得到了一定改善。天津大學(xué)的堯命發(fā)等人[12]提出FCE(Flexible Cylinder Engine)發(fā)動機新型燃燒方式，該方式是將燃料不加催化劑低溫重整成不同活性的低溫重整產(chǎn)物來改善發(fā)動機的燃燒狀態(tài)，F(xiàn)CE模式已經(jīng)得到理論驗證。而在低溫重整過程中，水的加入可以使重整過程的過氧化氫含量提高，這在發(fā)動機燃燒過程中屬于高活性物質(zhì)，可以促進發(fā)動機燃燒，改善高辛烷值燃料或者小負(fù)荷時點火困難等問題。

[1]Yao Ming Fa,Zheng Zun Qing,Liu Hai Feng,Progress and recent trendsin homogeneous charge compression ignition(HCCI)engines.Progr Energy CombustSci,2009.35:398-437.

[2]Jung Dongwon,Norimasa Iida,Closed-loop control of HCCI combustionfor DME using external EGR and rebreathed EGR to reduce pressure-rise ratewith combustion-phasing retard.Applied Energy,2015.138:315-330.

[3]Laura Manofsky Olesky,George A Lavoie,Dennis N Assanis,et al,Theeffects of diluent composition on the rates of HCCI and spark assistedcompression ignition combustion.Applied Energy,2014.124:186-198.