[發明專利]一種雙燃料系統及方法

在審

• 申請號: 202011521535.5
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112796894A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 李曉聲;張文正;郭立君;張麗君;李華
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一一研究所
• 主分類號: F02D19/06
• 分類號: F02D19/06;F02D19/08;F02D41/00;F02B69/02
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 郭佳寅

本發明公開了一種雙燃料系統及方法，雙燃料系統包括柴油共軌噴射單元和甲醇單體泵噴射單元，柴油共軌噴射單元的輸出端設置有多個柴油噴射器；甲醇單體泵噴射單元的輸出端設置有成組布置的多組電控單體泵和甲醇噴射器，每組電控單體泵和甲醇噴射器中的電控單體泵與甲醇噴射器通過管路連通，柴油噴射器中的至少一個的噴嘴和甲醇噴射器中的至少一個的噴嘴均設置于柴油機的同一個氣缸內，電控單體泵用于將甲醇增壓至大于或等于800bar。本發明提供的雙燃料系統能夠實現甲醇和柴油的缸內高壓噴射、甲醇的高替代率；實現甲醇柴油雙燃料噴射正時、脈寬的精準控制和靈活調整，抑制爆震，提高燃燒效率。

技術領域

本發明涉及柴油機技術領域，具體涉及大缸徑大功率的船用柴油機技術領域，具體而言涉及一種雙燃料系統及方法。

背景技術

目前大部分的船用動力采用傳統柴油機，傳統柴油機僅使用柴油作為燃料，由于柴油的擴散燃燒特性，在不加后處理的前提下排氣中的氮氧化物NOx和可吸收顆粒物PM很難滿足排放法規。而采用后處理系統不僅會大幅增加使用成本，而且增加了系統的復雜程度，降低動力系統的可靠性。因此，替代燃料作為減排的機內措施越來越受到關注。其中，甲醇依靠易存儲運輸、成本低、燃燒無碳煙等自身的優勢成為了主要的替代燃料。

甲醇作為發動機的燃料在車用領域較早，并且甲醇采用甲醇進氣摻燒的形式進入至發動機的氣缸內。具體地，發動機設置有與氣缸連通的進氣管，甲醇進管與進氣總管或支管連通，并且甲醇進管的末端設置有噴嘴，通過噴嘴噴射至進氣管，甲醇在進氣管內與空氣形成混合氣之后經由進氣閥進入氣缸。

上述現有技術存在如下缺點：

(1)在進氣總管或支管內甲醇的噴射壓力較低，通常在15bar以下，使得大量的甲醇會以液態的形式與空氣混合，液態的甲醇會附著在進氣閥上，由于甲醇的黏性很低，同時對金屬具有腐蝕作用，會導致進氣閥嚴重磨損和腐蝕。

(2)甲醇的替代率很低，通常在40％以下，且僅能實現柴油作為主燃料進行全工況運行。

(3)由于采用低壓噴射，大量的甲醇均以液態的形式隨空氣進入氣缸內，可燃混合物混合不均勻導致爆震現象。

(4)大量甲醇由進氣管進入氣缸，導致濕壁現象，同時會導致滑油乳化。

(5)發動機需要增加EGR(排氣再循環，Exhaust Gas Recirculation)和DOC(氧化催化器，Diesel Oxident Catalyst)等裝置，既增加了系統的復雜程度，導致可靠性降低，又增加了改造及使用成本。

因此，需要一種雙燃料系統及方法，以至少部分地解決以上問題。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

為至少部分地解決上述問題，本發明提供了一種雙燃料系統，其包括：

柴油共軌噴射單元，所述柴油共軌噴射單元的輸入端用于接收柴油，所述柴油共軌噴射單元的輸出端設置有多個柴油噴射器；以及

甲醇單體泵噴射單元，所述甲醇單體泵噴射單元的輸入端用于接收甲醇，所述甲醇單體泵噴射單元的輸出端設置有成組布置的多組電控單體泵和甲醇噴射器，每組電控單體泵和甲醇噴射器中的所述電控單體泵與所述甲醇噴射器通過管路連通，

其中，所述柴油噴射器中的至少一個的噴嘴和所述甲醇噴射器中的至少一個的噴嘴均設置于柴油機的同一個氣缸內，所述電控單體泵用于將甲醇增壓至大于或等于800bar。