【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及内燃机领域，尤其是涉及一种二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统及运行方法。
技术介绍
1、二冲程内燃机与四冲程内燃机相比具有容积功率高、运转平顺性、结构简单重量轻、制造维修成本低等显著优点，但其高油耗和超标准的污染排放一直没有得到有效解决而逐渐被市场淘汰。
2、现有的内燃机气缸内截留部分尾气并通过添加纯氧气，可以降低二冲程内燃机的尾气排放，但截留的高温尾气越多，意味着气缸内的温度越高，按照卡诺循环(carnotcycle)，气缸内的高温尾气不经冷却再循环将极大提高卡诺循环效率的低温热源的温度，从而大幅降低热效率，同时气缸内的高温尾气也加重了气缸冷却负担和额外的功率损耗，尽管纯氧内燃机可以做到零氮氧化物排放，但存在二氧化碳排放。二氧化碳是造成全球气候变暖的主要温室气体，由于二氧化碳在工业、农业、化工等领域又具有广泛用途，还可以通过加氢生产甲醇甚至汽油等再生燃料。
3、传统内燃机在不同工况下，燃料燃烧有很大部分热能随尾气和冷却系统散发浪费掉了，其中尾气带走的热量约35～50％，冷却系统带走的热量约10～25％，造成传统内燃发动机的热效率不高，同时内燃发动机浪费的热量散发到大气中，导致大气热污染。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统及运行方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，包
3、所述二冲程内燃机包括活塞和气缸，所述气缸顶端设有气缸盖，所述气缸盖上设有第一燃料喷嘴，所述第一燃料喷嘴通过第一燃料管连接燃料箱，所述气缸盖上还设有低温气体喷嘴、氧气喷嘴或液氧喷嘴中的一个或多个；所述ecu分别连接第一燃料喷嘴、第一传感器、低温气体喷嘴、氧气喷嘴和液氧喷嘴。
4、在本专利技术的一个较佳实施例中，所述气缸盖上还设有排气阀门，所述排气阀门连通排气总管。
5、在本专利技术的一个较佳实施例中，所述气缸从下止点到上止点1/5处设有排气口，所述排气口与所述排气总管进气口连通。
6、在本专利技术的一个较佳实施例中，所述活塞的顶部表面设有第二催化剂。
7、在本专利技术的一个较佳实施例中，还包括多余尾气处理系统，所述二冲程内燃机和所述多余尾气处理系统间通过排气总管连接；所述多余尾气处理系统包括气水分离器、第一连接通道、第二连接通道和压缩机；
8、所述排气总管出气口通过所述第一连接通道与所述气水分离器进气口连通，所述气水分离器出气口与所述第二连接通道进气口连通，所述气水分离器底端设有储水瓶，所述压缩机安装在所述第二连接通道上；所述第二连接通道出气口连通二氧化碳液化器或液氧干冰转换器；所述ecu连接压缩机。
9、在本专利技术的一个较佳实施例中，所述二氧化碳液化器底端设有液化二氧化碳储罐，所述二氧化碳液化器出气口通过所述低温气体管道与所述低温气体喷嘴连接，所述二氧化碳液化器还通过所述气水分离器连接液氧喷嘴。
10、在本专利技术的一个较佳实施例中，还包括液氧管，所述液氧罐通过液氧管、二氧化碳液化器、气水分离器连接液氧喷嘴，所述液氧罐还通过氧气管连接氧气喷嘴，所述低温气体管道或二氧化碳液化器上设有安全阀。
11、在本专利技术的一个较佳实施例中，所述氧干冰转换器的出气口通过低温气体管道连接低温气体喷嘴，所述氧干冰转换器上设有第三传感器，所述低温气体管道上设有安全阀。
12、在本专利技术的一个较佳实施例中，还包括多余尾气催化还原装置，所述排气总管出气口与所述多余尾气催化还原装置的入口连通，所述多余尾气催化还原装置的出口通过所述第一连接通道与所述气水分离器进气口连通；所述多余尾气催化还原装置上设有第一燃料喷嘴，所述第一燃料喷嘴通过第二燃料管连接催化还原碳氢燃料箱；所述多余尾气催化还原装置内设有第一催化剂，多余尾气催化还原装置上、靠近气体出口端设有第二传感器；所述ecu分别连接第一燃料喷嘴和第二传感器。
13、本专利技术还包括二冲程内燃机尾气催化还原综合处理运行方法，运行方法包括以下三种：
14、运行方法一：二冲程内燃机工作循环为气动二冲程和燃烧二冲程混合动力循环，气动二冲程和燃烧二冲程混合动力循环在同一气缸中完成；二冲程内燃机燃烧做功推动活塞下行至下止点附近时，由可变气门正时系统控制打开排气阀门，活塞由下止点上行使燃烧后的由二氧化碳和水蒸气组成的多余尾气通过排气阀门、排气总管排入多余尾气处理系统，当活塞上行至上止点行程约1/5位置或曲轴转角为216°时，由可变气门正时系统控制关闭排气阀门，使由二氧化碳和水蒸气组成的大部分高温尾气被截留在气缸内再循环；
15、对于点燃式二冲程内燃机，紧接着ecu根据第一传感器检测的信息控制第一燃料喷嘴，将碳氢燃料喷入气缸内与大部分高温尾气混合成混合气体，活塞继续上行并压缩混合气体，混合气体中的水蒸气在高温高压和第二催化剂作用下部分催化还原为氢气和一氧化碳的再生燃料，组成氢气、一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的混合气体，活塞上行至上止点附近时，由ecu根据第一传感器检测的信息，控制液氧喷嘴将液氧、或控制氧气喷嘴将低温氧气、或控制低温气体喷嘴将低温气体喷入气缸内，液氧或低温氧气或低温气体遇热膨胀推动活塞下行做功并形成混合燃气；活塞下行至下止点完成气动二冲程；完成气动二冲程后，活塞由下止点上行压缩混合燃气并继续进行催化还原反应，活塞上行至上止点附近时，由ecu控制火花塞(图中未示出)点火燃烧做功，燃烧做功推动活塞下行至下止点完成所述燃烧二冲程；
16、对于压燃式二冲程内燃机，紧接着ecu根据第一传感器检测的信息控制第一燃料喷嘴，将适量碳氢燃料喷入气缸与大部分高温尾气混合成混合气体，活塞继续上行并压缩混合气体，混合气体中的水蒸气在高温高压和第二催化剂作用下部分催化还原为氢气和一氧化碳的再生燃料，组成氢气、一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的混合气体，活塞上行至上止点附近时，由ecu根据第一传感器检测的信息，控制液氧喷嘴将液氧、或控制氧气喷嘴将低温氧气、或控制低温气体喷嘴将低温气体喷入气缸内，液氧或低温氧气或低温气体遇热膨胀推动活塞下行并与混合气体混合成为富氢准空气；活塞下行至下止点完成气动二冲程；完成气动二冲程后，活塞由下止点上行压缩富氢准空气并继续进行催化还原反应，活塞上行至上止点附近时，由ecu根据所述二冲程内燃机工况控制第一燃料喷嘴，将所需碳氢燃料喷入气缸内压燃燃烧做功，燃烧做功推动活塞下行至下止点完成所述燃烧二冲程。
17、运行方法二：二冲程内燃机工作循环为燃烧二冲程循环；二冲程内燃机燃烧做功推动所述活塞下行至下止点附近时，由可变气门正时系统控制打开排气阀门，活塞由下止点上行使燃烧后的多余尾气通过排气阀门、排气总管排入多余尾气处理系统，当活塞上行至上止点行程约1/5位置或曲轴转角为216°时，由可变气门正时系统控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，包括二冲程内燃机(1)和ECU(4)；所述二冲程内燃机(1)上设有排气总管(22)，所述排气总管(22)上设有设有第一传感器(23)；
2.根据权利要求1所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，所述气缸盖(15)上还设有排气阀门(21)，所述排气阀门(21)连通排气总管(22)。
3.根据权利要求1所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，所述气缸(14)从下止点到上止点1/5处设有排气口(38)，所述排气口(38)与所述排气总管(22)进气口连通。
4.根据权利要求1所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，所述活塞(2)的顶部表面设有第二催化剂(13)。
5.根据权利要求2所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，还包括多余尾气处理系统(7)，所述二冲程内燃机(1)和所述多余尾气处理系统(7)间通过排气总管(22)连接；所述多余尾气处理系统(7)包括气水分离器(9)、第一连接通道(10)、第二连接通道(27)和压缩机(28
6.根据权利要求5所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，所述二氧化碳液化器(5)底端设有液化二氧化碳储罐(6)，所述二氧化碳液化器(5)出气口通过所述低温气体管道(33)与所述低温气体喷嘴(18)连接。
7.根据权利要求6所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，还包括液氧罐(30)，所述液氧罐(30)通过液氧管(29)、二氧化碳液化器(5)、气水分离器(9)连接液氧喷嘴(20)，所述液氧罐(30)还通过氧气管(31)连接氧气喷嘴(19)，所述低温气体管道(33)或二氧化碳液化器(5)上设有安全阀(8)。
8.根据权利要求5所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，所述液氧干冰转换器(35)的出气口通过低温气体管道(33)连接低温气体喷嘴(18)，所述液氧干冰转换器(35)上设有第三传感器(36)，所述ECU(4)连接第三传感器(36)，所述低温气体管道(33)上设有安全阀(8)。
9.根据权利要求3或4或7或8所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，还包括多余尾气催化还原装置(12)，所述排气总管(22)出气口与所述多余尾气催化还原装置(12)的入口连通，所述多余尾气催化还原装置(12)的出口通过所述第一连接通道(10)与所述气水分离器(9)进气口连通；所述多余尾气催化还原装置(12)上设有第一燃料喷嘴(25)，所述第一燃料喷嘴(25)通过第二燃料管(24)连接催化还原碳氢燃料箱(32)；所述多余尾气催化还原装置(12)内设有第一催化剂(11)，多余尾气催化还原装置(12)上、靠近气体出口端设有第二传感器(26)；所述ECU(4)分别连接第一燃料喷嘴(25)和第二传感器(26)。
10.根据权利要求9所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统的运行方法，其特征在于，运行方法包括以下三种：
...【技术特征摘要】
1.一种二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，包括二冲程内燃机(1)和ecu(4)；所述二冲程内燃机(1)上设有排气总管(22)，所述排气总管(22)上设有设有第一传感器(23)；
2.根据权利要求1所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，所述气缸盖(15)上还设有排气阀门(21)，所述排气阀门(21)连通排气总管(22)。
3.根据权利要求1所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，所述气缸(14)从下止点到上止点1/5处设有排气口(38)，所述排气口(38)与所述排气总管(22)进气口连通。
4.根据权利要求1所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，所述活塞(2)的顶部表面设有第二催化剂(13)。
5.根据权利要求2所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，还包括多余尾气处理系统(7)，所述二冲程内燃机(1)和所述多余尾气处理系统(7)间通过排气总管(22)连接；所述多余尾气处理系统(7)包括气水分离器(9)、第一连接通道(10)、第二连接通道(27)和压缩机(28)；
6.根据权利要求5所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于，所述二氧化碳液化器(5)底端设有液化二氧化碳储罐(6)，所述二氧化碳液化器(5)出气口通过所述低温气体管道(33)与所述低温气体喷嘴(18)连接。
7.根据权利要求6所述二冲程内燃机尾气催化还原综合处理系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓哲，
申请(专利权)人：扬州澳美智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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