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基于发动机联合外置重整器的低温燃料重整装置制造方法及图纸

技术编号:15632557 阅读:217 留言:0更新日期:2017-06-14 16:23
本发明专利技术公开了一种基于发动机联合外置重整器的新型低温燃料重整装置,包括发动机气缸和外置低温燃料重整器,外置低温燃料重整器缠绕有电加热丝,并设有第一温控表;外置低温燃料重整器的进口连接有空气进气管和燃料进样管,空气进气管上设有气体流量计;燃料进样管连接有燃料注射泵和燃料汽化罐,燃料汽化罐设有第二温控表;外置低温燃料重整器的出口设有一热电偶并通过重整气气管与发动机进气管相连;重整后的低温产物经过重整气气管进入到发动机进气管中,再次与新鲜空气混合形成均匀混合气导入到发动机气缸中,并与缸内直喷的燃料混合燃烧实现混合气活性及浓度分层,由于上述过程中不需要添加催化剂,从而使发动机更加高效节能的运行。

【技术实现步骤摘要】
基于发动机联合外置重整器的新型低温燃料重整装置
本专利技术涉及一种发动机燃料低温重整新型燃烧模式与装置,具体设计一种利用一个外置燃料重整器低温(T<1000K)重整燃料,通过控制该外置重整器的边界条件(温度、压力、当量比等)将燃料重整成不同活性的低温氧化产物(醛类、酮类、过氧化物等),而后根据实际工况条件将重整后不同活性的混合气导入到发动机中参与燃烧的装置系统。
技术介绍
目前内燃机依旧在交通运输中占有绝对主导地位,然而随着近些年能源的逐渐枯竭、环境的日趋恶化,传统内燃机的燃烧模式显然已经满足不了能源以及环境的要求。因此就内燃机而言,国内外专家学者针对燃烧技术进行了广泛的研究并提出了一些新型燃烧模式,如均质压燃(HCCI)、低温燃烧(LTC)和部分预混合燃烧(PPC)等[1-9]。美国Wisconsin大学Reitz等人[10]提出的基于活性控制的压燃燃烧技术(RCCI),则是采用两种活性燃料如汽油、柴油双燃料方式,通过调控两种燃料比例实现混合气活性控制,从而可以大大拓宽发动机高效清洁运行工况范围,但该燃烧技术的缺点是需要采用两种燃料,安装两个油箱和两套燃油系统。伯明翰大学的Tsolakis等人[11]利用一台自制的外置重整装置催化重整燃料成CO和H2,再将重整后的混合气与新鲜燃料混合导入到发动机工作缸内参与燃烧,结果发现发动机的排放及油耗得到改善。天津大学的王洋等人[12]提出FCE(FlexibleCylinderEngine)发动机新型燃烧策略,该策略是将燃料不加催化剂低温重整成不同活性的低温重整产物来改善发动机的燃烧状态,该策略已经得到理论验证。实际上,燃料重整这种新型燃烧方式是可以仅利用一种燃料来实现双燃料燃烧策略的效果,也就是说将燃料重整成不同活性的物质再与新鲜燃料混合燃烧,可以实现混合气活性及浓度分层,从而改善发动机燃烧状态。[参考文献][1]YaoMingFa,ZhengZunQing,LiuHaiFeng,Progressandrecenttrendsinhomogeneouschargecompressionignition(HCCI)engines.ProgrEnergyCombustSci,2009.35:398-437.[2]JungDongwon,NorimasaIida,Closed-loopcontrolofHCCIcombustionforDMEusingexternalEGRandrebreathedEGRtoreducepressure-riseratewithcombustion-phasingretard.AppliedEnergy,2015.138:315-330.[3]LauraManofskyOlesky,GeorgeALavoie,DennisNAssanis,etal,TheeffectsofdiluentcompositionontheratesofHCCIandsparkassistedcompressionignitioncombustion.AppliedEnergy,2014.124:186-198.[4]MolinaS,GarciaA.,PastorJM,etal,OperatingrangeextensionofRCCIcombustionconceptfromlowtofullloadinaheavy-dutyengine.AppliedEnergy,2015.143:211-227.[5]ZhouDZ,YangWM,AnH,etal,ApplicationofCFD-chemicalkineticsapproachindetectingRCCIengineknockingfuelledwithbiodiesel/methanol.AppliedEnergy,2015.145:255-264.[6]ChaoYu,WangZhi,WangJianXin,Sequencedcombustioncharacteristics,emissionandthermalefficiencyingasolinehomogeneouschargeinducedignition.AppliedEnergy,2014.124:343-353.[7]DonkerbroekAJ,VanVlietAP,SomersLMT,etal,Relationbetweenhydroxylandformaldehydeinadirect-injectionheavy-dutydieselengine.CombustionandFlame,2011.158(3):564-572.[8]Al-QurashiKhalid,AngelaDLueking,AndréLBoehman,Thedeconvolutionofthethermal,dilution,andchemicaleffectsofexhaustgasrecirculation(EGR)onthereactivityofengineandflamesoot.CombustionandFlame,2011.158(9):1696-1704.[9]YangBinBin,YaoMingFa,ChengWaiK,etal,Experimentalandnumericalstudyondifferentdual-fuelcombustionmodesfuelledwithgasolineanddiesel.AppliedEnergy,2014.113:722-733.[10]ReitzRolfD,GaneshDuraisamy,Reviewofhighefficiencyandcleanreactivitycontrolledcompressionignition(RCCI)combustionininternalcombustionengines.ProgrEnergyCombustSci,2015.46:12-71.[11]BogarraM,HerrerosJM,TsolakisA,etal.Studyofparticulatematterandgaseousemissionsingasolinedirectinjectionengineusingon-boardexhaustgasfuelreforming.ApplEnergy2016;180:245-255.[12]WangY,WeiLX,YaoMF.Atheoreticalinvestigationoftheeffectsofthelow-temperaturereformingproductsonthecombustionofn-heptaneinanHCCIengineandaconstantvolumevessel.ApplEnergy2016;181:132-139.
技术实现思路
本专利技术公开了一种外置重整器低温重整装置。主体部分将一款自制的外置燃料低温重整装置连接发动机,重整装置中的低温重整气与新鲜空气混合导入到发动机中参与燃烧。发动机运行在不同工况条件下,通过控制外置重整器相应的重整反应边界条件,可以排出不同氧化阶段不同活性的混合气,再结合发动本文档来自技高网
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<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/44/201710012200.html" title="基于发动机联合外置重整器的低温燃料重整装置原文来自X技术">基于发动机联合外置重整器的低温燃料重整装置</a>

【技术保护点】
一种基于发动机联合外置重整器的新型低温燃料重整装置,包括发动机气缸(1),所述发动机气缸(1)连接有发动机进气管(3)和发动机排气管(2),其特征在于,还包括一台外置低温燃料重整器(6)、空气进气管(11)和燃料进样管(15),所述外置低温燃料重整器(6)缠绕有电加热丝(7),并设有第一温控表(8);所述空气进气管(11)的一端和所述燃料进样管(15)的一端均连接至所述外置低温燃料重整器(6)的进口;所述空气进气管(11)的另一端连接至一空气瓶(13),所述空气进气管(11)上设有气体流量计(12);所述燃料进样管(15)的另一端连接至一燃料注射泵(14),所述燃料进样管(15)上设有燃料汽化罐(9),所述燃料汽化罐(9)设有第二温控表(10);所述外置低温燃料重整器(6)的出口通过重整气气管(4)与所述发动机进气管(3)相连;所述重整气气管(4)上、并位于临近外置低温燃料重整器(6)的出口处设有一热电偶(5);初始燃料由所述燃料注射泵(14)以匀速经燃料进样管(15)进入到燃料汽化罐(9)中进行汽化,汽化后的燃料导入所述外置低温燃料重整器(6)中,与此同时,由所述空气瓶(13)提供的新鲜空气在气体流量计(12)调控流量下经空气进气管(11)进入到所述外置低温燃料重整器(6)中;在所述外置低温燃料重整器(6)中,汽化后的燃料与新鲜空气混合进行低温重整形成低温产物;重整后的低温产物经过重整气气管(4)进入到发动机进气管(3)中,再次与新鲜空气混合形成均匀混合气导入到所述发动机气缸(1)中,并与缸内直喷的燃料混合燃烧实现混合气活性及浓度分层。...

【技术特征摘要】
1.一种基于发动机联合外置重整器的新型低温燃料重整装置,包括发动机气缸(1),所述发动机气缸(1)连接有发动机进气管(3)和发动机排气管(2),其特征在于,还包括一台外置低温燃料重整器(6)、空气进气管(11)和燃料进样管(15),所述外置低温燃料重整器(6)缠绕有电加热丝(7),并设有第一温控表(8);所述空气进气管(11)的一端和所述燃料进样管(15)的一端均连接至所述外置低温燃料重整器(6)的进口;所述空气进气管(11)的另一端连接至一空气瓶(13),所述空气进气管(11)上设有气体流量计(12);所述燃料进样管(15)的另一端连接至一燃料注射泵(14),所述燃料进样管(15)上设有燃料汽化罐(9),所述燃料汽化罐(9)设有第二温控表(10);所述外置低温燃料重整器(...

【专利技术属性】
技术研发人员:尧命发王洋卫立夏刘海峰王浒郑尊清
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:天津,12

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