[发明专利]一种醇类发动机掺水喷射系统及掺水喷射方法

说明书

本发明公布了一种醇类发动机掺水喷射系统，包括柴油供给装置、柴油喷射装置、醇类供给装置、醇类喷射装置、发动机电控单元和发动机体，其特征在于：所述醇类供给装置输出的醇类燃料与一供水系统的输出的水在一醇水混合器中混合后，输出至所述醇类喷射装置喷入发动机。本发明在甲醇/柴油双燃烧发动机的基础上，利用水与甲醇无限互溶的特点，在输醇轨道上增加醇水混合器，利用水的高蒸发潜热的优势，在大负荷时降低进气温度，进而降低压缩上止点时温度，减缓发动机燃烧速率，避免发动机产生爆震，从而可以提高发动机的甲醇替代率，扩大双燃料燃烧的燃烧区域，提高发动机的热效率，降低发动机的NOx和颗粒排放。

技术领域

本发明属于发动机燃料喷射技术领域，特别是涉及一种醇类发动机掺水喷射系统及掺水喷射方法。

背景技术

天津大学姚春德等在2011年第17卷第一期的《燃烧科学与技术》上发表的《柴油甲醇组合燃烧增压共轨发动机的燃烧特性和排放特性》中，在增压共轨发动机上采用柴油/甲醇组合燃烧模式进行燃烧特性分析和排放特性分析，研究表明，柴油/甲醇组合燃烧模式具有推迟着火时间、提高定容燃烧度、降低缸内温度及排气温度等优点，能大幅提高燃料的燃烧效率，对于添加M100（纯甲醇），以及M90（含水10%的甲醇水溶液）的排放量进行对比，表明M90比M100更能降低甲醛、NO_X、HC和CO排放。

宁波大学海运学院的陈铠等在2011年第四期《车辆与动力技术》上发表的《柴油-甲醇-水复合燃料在柴油机上的应用研究》在某柴油机上分别试验使用柴油-甲醇-水试验液、柴油-甲醇试验液和纯柴油，比较了三种试验液的热效率及污染物排放情况，试验结果表明：柴油掺烧甲醇和甲醇-水的节油率均达到6%-14%，碳烟排放降低，其中掺烧含水甲醇经济性更好。

目前对于甲醇柴油发动机，主要进行缸内柴油直接喷射+进气道甲醇喷射，进行柴油压燃引燃甲醇混合气燃烧，或者进气道喷射甲醇，点燃燃烧。甲醇柴油双燃料燃烧中，放热率趋向单峰，甲醇的喷入推迟了放热峰值的出现时间，燃烧滞燃期延长，使得放热率峰值比纯柴油模式高，急剧反应放热时间也缩短了，甲醇柴油双燃料燃烧模式下，燃烧放热比柴油模式更集中，燃烧效率更高，但是也带来了部分工况缸内压力升高率过高，燃烧温度过高，容易引起爆震，造成活塞损坏的严重后果。

发明内容

本发明目的在于针对现有甲醇柴油发动机的缺陷，提供一种使用甲醇、乙醇等与水无限互溶的醇类的醇类发动机掺水喷射系统及掺水喷射方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种醇类发动机掺水喷射系统，包括柴油供给装置、柴油喷射装置、醇类供给装置、醇类喷射装置、发动机电控单元和发动机体，其特征在于：所述醇类供给装置输出的醇类燃料与一供水系统的输出的水在一醇水混合器中混合后，输出至所述醇类喷射装置喷入发动机；所述发动机电控单元控制醇类和水的混合，及柴油供给装置、柴油喷射装置、醇类供给装置、醇类喷射装置工作。

其进一步特征在于：所述柴油供给装置包括柴油箱、设置在所述柴油箱内的柴油输油泵；

所述柴油喷射装置包括高压油泵和多个柴油喷射器，用于喷射高压燃油；

所述醇类供给装置包括醇类燃料箱和设置在所述醇类燃料箱内的醇类燃料泵；

所述供水系统包括储水箱和设置在所述储水箱内的水泵；

所述醇类喷射装置包括多个醇类燃料喷射器。

进一步的：所述供水管道和醇水混合器中分别设置有压力传感器。

所述醇类燃料喷射器安装在发动机进气管上，醇类燃料喷射到进气管内；或所述醇类燃料喷射器安装在发动机进气道上，醇类燃料喷射到进气道内；或所述醇类燃料喷射器安装在发动机气缸盖上，醇类燃料喷射到缸内。