[发明专利]柴油机燃用高粘度燃油的预热系统

说明书

技术领域

本发明涉及直接燃用高粘度燃油的柴油机技术领域，具体的讲，是一种柴油机燃用高粘度燃油的预热系统。

背景技术

作为内燃机的代用燃料，当前的生物质能源利用中，最为常见的就是利用生物质制取液体燃料和气体燃料。目前，利用植物油或改性植物油作为柴油机燃料或与柴油掺和使用已越来越受到人们的重视。

植物油主要是由不溶于水的甘油三酸脂组成，其化学结构比柴油复杂，其中脂肪酸通过脂与甘油连接。同柴油相比，植物油具有如下特点：其分子比柴油分子大3倍，物理、化学性质都和柴油不一样；粘度高，挥发性差、喷雾液滴直径大、喷注贯穿距离大；闪点、密度、残炭值、灰分、硫含量等指标均符合轻柴油标准；热值略低，但因密度大，体积热值较接近；十六烷值在37～45之间，略小于轻柴油标准要求值，但可以满足柴油机燃烧的要求；浊点一般在-3.9～10℃之间，可以满足-20号以上柴油的指标要求。

其中，小桐子油就是一种有望成为柴油机替代燃料的植物油。但是由于小桐子油的粘度较高，在常温下柴油机直接燃用时会带来以下问题：在柴油机燃料系统中输送时阻力大，在相同条件下燃料供应减少；较高的粘度会影响燃料经过喷嘴后的雾化效果，导致燃烧不安全度提高；较多的燃料沉积在喷嘴上，将导致喷嘴堵塞严重化；不完全燃烧的燃料混入柴油机润滑系统，导致润滑油污染，产生油泥。

有研究表明，包括小桐子油在内的高粘度油在经过预热后，其粘度会逐渐下降。试验表明，当小桐子油被加热到150℃时，其粘度与常温下的柴油相当。降低粘度后的小桐子油，其流动性提高，可以作为柴油机的燃料。此外，粘度降低也可防止在滤清器中由于粘度过高而造成滤清器阻力过大或堵塞。

目前市场上多采用燃烧器等对燃料进行预热，其缺点在于：1、加热效率不高；2、消耗额外的能源。只适用于高纬度地区发动机冷启动，不适合小桐子油等高粘度燃油的加热。

另外，发动机的排气一般为400℃～650℃的温度，离排气门越远温度越低。这一部分热量往往随发动机废气排出，而白白浪费，既不节能也不环保。

因此，为了加热小桐子、减小其粘度，如果能采用利用发动机排气的热交换器进行加热，则可以大幅度地降低加热燃料的成本，并且，由于热交换器能吸收排气中的热能，所以能降低排气的温度，余热得到利用。

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种利用发动机排气对小桐子油等高粘度燃用进行预热的装置。为了采用粘度大、挥发性差的小桐子油等高粘度燃油作为燃料，该装置中，采用利用燃烧室排气热能的热交换器来加热高粘度燃油，使其粘度减小，改善流动性，改善喷油嘴的喷雾情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，采用利用发动机排气的热交换器来加热高粘度燃油，降低粘度、改善其流动性，改善发动机喷雾。降低发动机排气的温度。

本发明所采取的技术方案是，利用发动机的高温排气作为热源，制造热交换器。发动机的排气温度高，且在发动机的稳定工况下，有较稳定的流量。而且利用发动机排气制造热交换器，不会对发动机的动力性、经济性产生明显的影响。因此, 采用发动机排气通入热交换器, 提高油管中的高粘度燃油的温度，降低其粘度，改善其流动性，并使发动机的喷雾情况得到改善，从而改善发动机的燃烧性能及排放性能。

本发明的具体技术方案是，发动机的排气口连接排气管排出废气，排气管设支管，通过热交换器进气管连接热交换器，排气控制阀设在热交换器进气管上；热交换器出气管连接尾气处理装置；油箱通过油管连接热交换器的进油口，热交换器的出油口通过油管连接电热塞，油再进入喷油泵加压后，通入发动机。电热塞和排气控制阀与控制器分别连接。

本发明所有益效果是，植物油的粘度高，流动性不良正制约着植物油在发动机上的使用。在不改变发动机原机的供油系统的前提下，对高粘度燃油进行预热，以降低其粘度，提高流动性对于植物油作为发动机燃料有着重要的意义。本发明采用发动机排气通入热交换器, 对油管中的高粘度燃油进行加热，降低其粘度，改善其流动性，最终对发动机的运行带来有利的影响。小桐子适宜在贫瘠的山地生长，种子含油率高,是一种很好的可再生能源。在其生长过程中吸收二氧化碳，成本低。加强对小桐子油的利用可减少对环境的污染，还可减少对石油资源的依赖及减少二氧化碳总的排放量，是一种可持续发展的绿色能源，节能环保。

附图说明

图1利用发动机排气对小桐子油进行预热的装置示意图

图2 热交换器内部构造示意图

图3 电热塞内部示意图。