机械式汽车用戊烷燃油装置 本发明涉及一种装置,特别是一种机械式汽车用戊烷燃油装置。
目前,以汽油(柴油)作为汽车用的燃油,不论是较落后的气化式燃油装置或较先进的喷射式燃油装置,都不能减少排放污染及节约能源。
在石油产品中,碳可以是一个原子到几十个原子和氢原子结合。碳的原子数越多,碳氢链就越长,氧化反应(燃烧时)所需要的空气(氧)就越多,不能完全燃烧就容易对环保产生污染。汽油(柴油)的碳原子一般都在六个以上,因燃烧不充分而冒黑烟,产生污染。因此人们把燃油目光转向含碳原子较少的液化石油气。但是车用的液化石油气装置有如下不足之处:1、安全性差;一旦发生漏气就会使车辆着火,并在80℃时使钢瓶爆炸。2、灌装不方便。灌装地点较偏远,灌装一部车的钢瓶需要10分钟以上,对公交车及出租车难于适应。3、热值低,成本高。液化石油气比汽油(柴油)热值低40%左右,而由于其沸点低,饱和蒸汽压高,贮运成本加大。
本发明的目的在于提供一种以戊烷为主要燃料,安全高效,可减少排放污染的机械式汽车用戊烷燃油装置。
本发明的目的可以通过以下措施来达到:本发明包括节气门、进气歧管、空气清新器、空气进气管、水箱、消音器、汽油液位计、汽油过滤器、汽油箱、阻风门、摆杆、化油器、汽油泵、气缸活塞,其特征在于:还有空气过滤器、空气溢流阀、贮气筒、空气调压阀、空气电磁阀、热水单向阀、燃油温度传感器、雾化器、燃油热交换器、油箱、快速接头、油箱压力传感器、油箱温度传感器、油箱液位传感器、卸压阀、燃气管、燃气调压阀、燃气预热套、热水开关、排气管、废气气管、热水管、回水管、燃气开关、汽油电磁阀、流量阀、从动轮、主动轮、机械式燃气喷嘴、气泵。
本发明的目的还可以通过以下措施来达到:燃油热交换器设在油箱内,雾化器设在燃油热交换器的下部,雾化器的出口通过空气电磁阀、空气调压阀、贮气筒、空气溢流阀、空气过滤器与气泵联接。水箱经热水开关与油箱中燃油热交换器的进水口接通,燃油热交换器的出口经热水单向阀回到水箱的进水口,气缸的废气出口经燃气预热套与排气管相通,排气管与消音器相连,油箱与燃气开关、燃气管、燃气调压器、流量阀、燃气预热套、机械式燃气喷嘴联接。在节气门的摆杆末端,装有与节气门开度联接的扇形主动轮及从动轮,从动轮与流量阀的主轴联接。在油箱的加油口设置了快速接头、卸压阀、油箱液位传感器、油箱温度传感器、压力传感器、排污阀。
戊烷(C5H12)是石油裂化时在40-70℃之间的产物产量约为280万吨/年,在常温常压下为液态,透明,无味,无毒。大部分炼油厂没有把它分离出来,一部分列入70号汽油群业,一部分到了液化石油气群业。大部分被炼油厂大烟阁烧掉。戊烷到了液化石油瓶中,无法气化放出来燃烧,到一定量,要抽出残液,严重损害用户。戊烷到了汽油中,由于它地沸点较汽油的其他成份低,在汽车的化油器中很容易形成气阻。即使在喷射式燃油装置中也存在气阻的影响妨碍正常燃油供给,因此,对戊烷一直无法利用。
辛烷值是表示点燃式发动机抗爆性的一个约定数值,根据无铅车用汽油规格及标准,90号汽油辛烷值RON为90,93号汽油辛烷值RON为93,目前所使用的发动机压缩比,为达到抗爆的目的,要求使用的汽油辛烷值RON在90-93之间,液化石油气中丙烷RON105.7,丁烷RON93.6,异丁烷RON101,而正戊烷RON61.7,异戊烷92.3,新戊烷RON85.5。可见戊烷辛烷值偏低,但可以添加甲基叔丁基醚(MTBE)和叔丁醇(TBA)等含氧化物来提高戊烷的辛烷值。
本发明相比现有技术具有如下优点:
1、安全性好
戊烷在60℃时,其饱和蒸气压0.212Mpa,80℃时0.383Mpa,100℃时0.583Mpa,钢瓶不必加厚,即可安全使用,即使外部着火也不会爆破。戊烷的沸点36.2℃,溢出地面呈液态,蒸发速度很慢,其着火浓度为1.4-7.8,与液化石油气差不多,但由于其蒸发缓慢,在未达到着火浓度前已被流动空气带走。而且,其燃烧包括蒸发、混合、燃烧三个阶段,着火能量要求高,燃烧速度慢。静电压大于10000伏以上才有可能点燃。
2、经济性好
戊烷低热值为37000Kcnl/m3,比液化石油气高出40%以上。不仅提供比液化石油气高的发动机动力,而且带来经济利益。国内资源丰富,价格稳定。市场90号汽油2.2元/升,取汽油比重0.78公斤/升,则汽油2.82元/公斤,而戊烷则1.5-2.1元/公斤。此外一般汽油槽车可装运,储运方便,成本低,灌装效率高。
3、清洁性好
由于戊烷含碳量比汽油、柴油少。而且戊烷不含H2S、灰分等杂质。燃烧时,在装置可调整燃气浓度,保证空气过剩系数的要求与汽车行驶工况匹配,减少CO及HC的排放。
4、灌装方便
由于戊烷在常温常压下为液态,因此可以在市内外各加油站上贮存与灌装,可用电子加油枪,也可以用带液压锁的快速接头,灌56.7公升(英制12.3加仑)仅1.4分钟。在公交车场也可以设置地下储库,就近加油。
5、结构合理,高效节能,工作可靠,易于普及,改装费用比改装液化石油气装置的汽车低。
图1为本发明的结构原理连接图。
本发明下面将结合附图(实施例)作进一步详述:
参照图1,本发明主要包括空气过滤器1、空气溢流阀2、贮气筒3、空气调压阀4、空气电磁阀5、热水单向阀6、燃油温度传感器7、雾化器8、燃油热交换器9、排污阀10、油箱11、快速接头12、油箱压力传感器13、油箱温度传感器14、油箱液位传感器15、卸压阀16、燃气管17、燃气调压阀18、节气门19、进气歧管20、燃气预热套21、热水开关22、排气管23、废气气管24、空气清新器25、空气进气管26、热水管27、水箱28、消音器29、回水管30、燃气开关31、汽油液位计32、汽油过滤器33、汽油电磁阀34、汽油箱35、阻风门36、流量阀37、从动轮38、主动轮39、摆杆40、机械式燃气喷嘴41、化油器42、汽油泵43、气缸活塞44,气泵45。
油箱11是一个密封的金属压力容器,其内设有燃油热交换器9,在交换器9的下部设有雾化器8;雾化器8出口与空气电磁阀5、空气调压阀4、贮气筒3、空气溢流阀2、空气过滤器1及气泵41联接。由发动机水箱28出来的热水,经热水开关22与油箱11中燃油热交换器9进水口接通,热交换器9的出口则经过热水单向阀6加到水箱28的进水口。发动机气缸排放的高温废气经出气口接通燃气预热套21后再回到排气管23,经消音器29后排入大气。油箱11与燃气开关31、燃气管17、燃气调压阀18、流量阀37、燃气预热套21、机械式燃气喷嘴41联接。在节气门19的摆杆40末端,装有与节气门开度联结的扇形主动轮39(齿轮或摩擦轮)及从动轮38,从动轮38与流量阀31的主轴键联接。在油箱11的加油口设置了快速接头12、卸压阀16、油箱液位传感器15、油箱温度传感器14、压力传感器13、排污阀10。
其工作过程如下:当发动机冷起动时,司机关闭阻风门36,节气门19的边缘在怠速过渡喷口A的上方,接通汽油电磁阀34,汽油箱35的汽油在汽油缸43(由蓄电池供电)的吸力下,汽油从汽油箱35经过汽油过滤器33,汽油电磁阀34被汽油泵43泵入化油器42中,化油器在汽缸活塞44的吸气气流作用下,汽油在化油器中被吸出,在进气歧管20中被从空气滤清器25中进入的气流雾化后进入气缸活塞44上方,并被火花点燃爆炸,推动活塞作功。燃烧后的废气经废气管24进入燃气预热套21、排气管23、消音器29排入大气中。冷起动成功后,阻风门36全开度,节气门19关小,节气门边缘处于怠速过渡喷口A与恕速喷口B之间。发动机进入怠速工况。此时,水箱28的冷却水开始升温,并由热水管27、热水开关22流经油箱11内的燃油热交换器9,再热水单向阀6再回到水箱28的进水口。此时,开动气泵45,使小量空气经空气过滤器1,空气溢流阀2、贮气筒3、空气调压阀4、空气电磁阀5、进入雾化器8,雾化器8生成无数小的气泡,在燃油中搅动,加强燃油蒸发,在热交换器9和雾化器8的双重作用下,油箱11的燃气饱和蒸气便很快升高至0.25Mpa,燃油温度也大于60℃,此时,汽油电磁阀34自动断开,燃气电磁阀31自动开启,燃气经燃气管17、燃气调压器18、流量阀37、燃气预热套21、机械式燃气喷嘴41直接进入气缸活塞44的上方。
机械式燃气喷嘴41是连续喷射式,其喷射压力小于0.25Mpa,当汽缸活塞44下行时,其上方产生真空度,燃气在压力下喷入,当活塞44上行时,由于气缸活塞上方压力升高,超过喷嘴喷入压力,则由于活塞上方压力的作用关闭喷嘴阀门向外开启的闭式球面形阀口,燃气停止供给。
供气量的大小,可以根据所需要转速或负荷大小,改变节气门19的开度。因为节气门摆杆40的尾端刚性联接一个主动轮39,而从动轮38则与流量阀37开度的主轴键联接。流量的大小,与节气门开度大小成正比线性变化。这样根据实际需要,司机像通常一样,控制油门踏板改变节气门开度,便可得到需要的燃气数量和浓度。
当油箱11的燃油不足时,可以重新开启汽油电磁阀34、汽油泵43供油,发动机从戊烷燃油装置转为通常汽油气化式的燃油装置。