[發(fā)明專利]一種生物柴油噴油預(yù)加熱高壓共軌噴射系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011034806.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112177814A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樓狄明;唐遠(yuǎn)贄;張?jiān)嗜A;房亮;王童
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): F02M31/125
• 分類號(hào): F02M31/125;F02M37/00;F02M37/22
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 應(yīng)小波

本發(fā)明涉及一種生物柴油噴油預(yù)加熱高壓共軌噴射系統(tǒng)，包括裝有生物柴油的油箱、濾清器、預(yù)加熱裝置、高壓油泵、共軌管、噴油器和預(yù)加熱裝置控制模塊；油箱、濾清器、預(yù)加熱裝置、高壓油泵、共軌管和噴油器依次相連，預(yù)加熱裝置控制模塊與預(yù)加熱裝置相連；生物柴油從油箱輸出，經(jīng)過(guò)濾清器后輸入預(yù)加熱裝置，預(yù)加熱裝置將生物柴油加熱至設(shè)定閾值內(nèi)，然后由預(yù)加熱裝置輸出至高壓油泵加熱后流經(jīng)共軌管通過(guò)噴油器噴射。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有提高生物柴油噴霧燃燒質(zhì)量、減少顆粒物和積碳產(chǎn)生、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)生物柴油噴射技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種生物柴油噴油預(yù)加熱高壓共軌噴射系統(tǒng)。

背景技術(shù)

生物柴油由于其相比柴油的高粘性、高含氧量特點(diǎn)，在實(shí)際燃燒過(guò)程中一直存在易積碳，NO_x升高等一系列污染物排放問(wèn)題。產(chǎn)生這一問(wèn)題的根源在于生物柴油在缸內(nèi)燃燒的過(guò)程中霧化程度差的部分在氣缸壁及活塞壁產(chǎn)生的附壁油膜導(dǎo)致的。

柴油機(jī)在實(shí)際工作過(guò)程中，壓縮終止后的溫度可以達(dá)到700-800K以上，而生物柴油經(jīng)過(guò)高壓共軌系統(tǒng)(100MPa左右情況下)噴射出口溫度一般在40-60℃。這種溫度的生物柴油噴霧由于高噴油壓力產(chǎn)生的高速率，不利于在高溫環(huán)境中蒸發(fā)混合，使得噴油液體貫穿距及體積較大，在緊湊型燃燒室中極其容易發(fā)生液相碰壁，從而產(chǎn)生附壁油膜。

將加熱裝置集成至高壓共軌系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)電阻絲加熱將生物柴油加熱至70℃，高壓共軌系統(tǒng)的進(jìn)一步增壓升溫可以達(dá)到至少100℃以上的高溫噴射燃油(380K以上)。380K以上的燃油溫度在經(jīng)過(guò)高壓共軌系統(tǒng)噴射后能夠快速蒸發(fā)混合，大大減小油霧液相貫穿長(zhǎng)度，降低了生物柴油液滴碰壁形成附壁油膜的可能性，從而減小積碳生成，降低NO_x排放，利于清潔燃燒及發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)維護(hù)。

專利CN110529304中描述的加熱系統(tǒng)是將燃油通過(guò)加熱送入發(fā)動(dòng)機(jī)，提高熱效率，并使得發(fā)動(dòng)機(jī)熱量得以循環(huán)利用，其目的針對(duì)降低油耗。專利CN109973268中描述的加熱裝置與噴油器結(jié)合為一體，通過(guò)噴油器內(nèi)部加熱控溫得方式提升燃油噴霧質(zhì)量。專利CN109435637中描述的加熱系統(tǒng)目的旨在防止燃油低溫冷凝并非提高噴霧燃燒質(zhì)量。

上述已有專利與當(dāng)下柴油機(jī)常用的高壓共軌系統(tǒng)有所區(qū)別，存在性能不兼容的情況，并且針對(duì)生物柴油替代燃料的特點(diǎn)，并不能直接通過(guò)以上加熱方式改變其燃燒后碳煙和積碳等不良排放情況，同時(shí)也并不能提高噴霧燃燒質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種提高生物柴油噴霧燃燒質(zhì)量、減少顆粒物和積碳產(chǎn)生、兼容性好的生物柴油噴油預(yù)加熱高壓共軌噴射系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種生物柴油噴油預(yù)加熱高壓共軌噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述的噴射系統(tǒng)包括裝有生物柴油的油箱、濾清器、預(yù)加熱裝置、高壓油泵、共軌管、噴油器和預(yù)加熱裝置控制模塊；

所述的油箱、濾清器、預(yù)加熱裝置、高壓油泵、共軌管和噴油器依次相連；所述的預(yù)加熱裝置控制模塊與預(yù)加熱裝置相連；

所述的生物柴油從油箱輸出，經(jīng)過(guò)濾清器后輸入預(yù)加熱裝置，預(yù)加熱裝置將生物柴油加熱至設(shè)定閾值內(nèi)，然后由預(yù)加熱裝置輸出至高壓油泵加熱后流經(jīng)共軌管通過(guò)噴油器噴射。

優(yōu)選地，所述的預(yù)加熱裝置包括外殼、加熱電阻絲和輸油內(nèi)管；所述的輸油內(nèi)管穿過(guò)外殼，一端與濾清器相連，另一端與高壓油泵相連；所述的加熱電阻絲安裝在外殼內(nèi)，繞制在輸油內(nèi)管上。

更加優(yōu)選地，所述的外殼為金屬外殼。

更加優(yōu)選地，所述的輸油內(nèi)管為不銹鋼管道。

更加優(yōu)選地，所述的預(yù)加熱裝置沿輸油內(nèi)管的長(zhǎng)度范圍為[3cm,5cm]。

更加優(yōu)選地，所述的加熱電阻絲采用多級(jí)并聯(lián)的方式加熱。