一种甲醇/醇氢燃料内燃机的燃烧组织方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种甲醇/醇氢燃料内燃机的燃烧组织方法及其应用，利用尾气余热在线催化重整或裂解部分甲醇燃料制取醇氢，其主要成分为氢气，所制取的醇氢的一部分供给点火室形成富氢混合气，并利用火花塞点火，形成高能的湍流火焰射流点火源，点燃由进气道或缸内喷射的甲醇和醇氢在气缸所形成的均质稀薄混合气。本发明专利技术将部分甲醇燃料转化为醇氢并采用所述燃烧组织方法，应用于内燃机，可提高点火可靠性，加速缸内燃烧过程，提高抗爆性，适应更高的压缩比，从而提高发动机热效率，并降低氮氧化物和颗粒物等有害排放。在一台缸径为210mm的柴油机上改装试验表明，热效率增加4%，氮氧化物排放降低85%，颗粒物排放降低95%。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇/醇氢燃料内燃机的燃烧组织方法及其应用
本专利技术涉及内燃机
，尤其是一种甲醇/醇氢燃料内燃机的燃烧组织方法及其应用。
技术介绍
甲醇可以用作内燃机的燃料，具有高效、清洁的特征，与采用传统石油燃料的内燃机相比，能大幅度降低内燃机的氮氧化物、硫氧化物和颗粒物排放，具有很好的发展前景。目前，甲醇燃料应用于内燃机，主要有火花点火和柴油引燃这两种燃烧组织方式。火花点火方式主要应用于小缸径发动机，其燃烧组织方式与汽油机类似，该方式既适用于纯甲醇燃料，即M100，也适用于甲醇与汽油的混合燃料，如M5、M15、M85等（此处，数字表示燃料中甲醇的体积分数）。柴油引燃的方式应用于缸径相对较大的发动机，甲醇燃料一般采用进气道喷射或缸内低压早喷射的方式引入气缸，在缸内形成稀薄混合气，在上止点前高压喷射少量或微量柴油引燃甲醇和空气的稀薄混合气。利用内燃机尾气余热，将甲醇燃料在线重整或裂解制取醇氢（包含氢气、二氧化碳、水蒸气和甲醇蒸汽，主要成分为氢气），然后采用进气道喷射或缸内直喷的方式引入气缸，也是利用甲醇燃料的一种方式，适用于火花点火和压缩着火的内燃机。在大缸径（如：缸径大于200mm）的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲醇/醇氢燃料内燃机的燃烧组织方法，其特征在于，该方法适用于带点火室的内燃机，包括：在内燃机冷启动工况，采用甲醇单一燃料模式，点火室和主燃烧室都形成近似化学计量比的混合气，采用当量比燃烧方式，并利用设置在所述点火室内的预热塞预热点火室，确保可靠的冷启动；在其他工况，采用甲醇/醇氢燃料模式，具体由下述步骤组成：步骤S1，利用内燃机的尾气余热在线催化裂解或催化重整部分甲醇燃料制取醇氢，其主要成分为氢气；步骤S2，所制取的醇氢的一部分和甲醇燃料分别通过气道或缸内喷射进入主燃烧室，形成稀薄混合气；步骤S3，另一部分醇氢供给点火室并在点火室内形成富氢混合气；步骤S4，利用安装在点火室内的火花塞点...

【技术特征摘要】
1.一种甲醇/醇氢燃料内燃机的燃烧组织方法，其特征在于，该方法适用于带点火室的内燃机，包括：在内燃机冷启动工况，采用甲醇单一燃料模式，点火室和主燃烧室都形成近似化学计量比的混合气，采用当量比燃烧方式，并利用设置在所述点火室内的预热塞预热点火室，确保可靠的冷启动；在其他工况，采用甲醇/醇氢燃料模式，具体由下述步骤组成：步骤S1，利用内燃机的尾气余热在线催化裂解或催化重整部分甲醇燃料制取醇氢，其主要成分为氢气；步骤S2，所制取的醇氢的一部分和甲醇燃料分别通过气道或缸内喷射进入主燃烧室，形成稀薄混合气；步骤S3，另一部分醇氢供给点火室并在点火室内形成富氢混合气；步骤S4，利用安装在点火室内的火花塞点火，点燃点火室内的富氢混合气；步骤S5，点火室内的富氢混合气燃烧后，燃烧产物、燃烧中间产物自由基及部分未燃混合气经连接点火室与主燃烧室的通道喷入主燃烧室，形成高能的多点湍流火焰射流点火源，点燃主燃烧室内甲醇和醇氢的稀薄混合气；步骤S6，主燃烧室内甲醇和醇氢的稀薄混合气着火后，在点火室湍流火焰射流扰动作用下，快速、充分地燃烧。2.根据权利要求1所述的一种甲醇/醇氢燃料内燃机的燃烧组织方法，其特征在于：所述醇氢中，氢气的体积分数大于65%。3.根据权利要求1所述的一种甲醇/醇氢燃料内燃机的燃烧组织方法，其特征在于:所述点火室内形成的富氢混合气，其过量空气系数介于0.5与2.0之间，其氢气浓度比主燃烧室混合气中氢气的浓度高80%以上，所述主燃烧室内形成的稀薄混合气，其过量空气系数介于1.5与5.0之间。4.根据权利要求1所述的一种甲醇/醇氢燃料内燃机的燃烧组织方法，其特征在于：所述醇氢的热值占循环所有燃料总热值的8%～40%，所述供给到点火室的醇氢的热值占循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷先银，隆武强，田华，王洋，
申请(专利权)人：江苏大学，大连理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32