CN106574581A - 燃烧系统和方法 - Google Patents

燃烧系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106574581A
CN106574581A CN201580043585.8A CN201580043585A CN106574581A CN 106574581 A CN106574581 A CN 106574581A CN 201580043585 A CN201580043585 A CN 201580043585A CN 106574581 A CN106574581 A CN 106574581A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel additive
fuel
alcohol
additive
engine cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580043585.8A
Other languages
English (en)
Inventor
詹姆斯·罗伯特·詹宁斯
格林·大卫·肖特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duartes Seth Yingfeinite Public Co Ltd
Original Assignee
Duartes Seth Yingfeinite Public Co Ltd
Duartes Seth Solutions Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB1411859.0A external-priority patent/GB2527812B/en
Priority claimed from GB1411862.4A external-priority patent/GB2528041A/en
Application filed by Duartes Seth Yingfeinite Public Co Ltd, Duartes Seth Solutions Co filed Critical Duartes Seth Yingfeinite Public Co Ltd
Publication of CN106574581A publication Critical patent/CN106574581A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
    • C10L1/14—Organic compounds
    • C10L1/22—Organic compounds containing nitrogen
    • C10L1/23—Organic compounds containing nitrogen containing at least one nitrogen-to-oxygen bond, e.g. nitro-compounds, nitrates, nitrites
    • C10L1/231—Organic compounds containing nitrogen containing at least one nitrogen-to-oxygen bond, e.g. nitro-compounds, nitrates, nitrites nitro compounds; nitrates; nitrites
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0639—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed characterised by the type of fuels
    • F02D19/0649—Liquid fuels having different boiling temperatures, volatilities, densities, viscosities, cetane or octane numbers
    • F02D19/0652—Biofuels, e.g. plant oils
    • F02D19/0655—Biofuels, e.g. plant oils at least one fuel being an alcohol, e.g. ethanol
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/12—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with non-fuel substances or with anti-knock agents, e.g. with anti-knock fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/0064—Layout or arrangement of systems for feeding fuel for engines being fed with multiple fuels or fuels having special properties, e.g. bio-fuels; varying the fuel composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/02—Inorganic or organic compounds containing atoms other than C, H or O, e.g. organic compounds containing heteroatoms or metal organic complexes
    • C10L2200/0254—Oxygen containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/02—Inorganic or organic compounds containing atoms other than C, H or O, e.g. organic compounds containing heteroatoms or metal organic complexes
    • C10L2200/0259—Nitrogen containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2200/00—Components of fuel compositions
    • C10L2200/04—Organic compounds
    • C10L2200/0407—Specifically defined hydrocarbon fractions as obtained from, e.g. a distillation column
    • C10L2200/0438—Middle or heavy distillates, heating oil, gasoil, marine fuels, residua
    • C10L2200/0446—Diesel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2270/00—Specifically adapted fuels
    • C10L2270/02—Specifically adapted fuels for internal combustion engines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/14—Injection, e.g. in a reactor or a fuel stream during fuel production
    • C10L2290/141—Injection, e.g. in a reactor or a fuel stream during fuel production of additive or catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/14—Injection, e.g. in a reactor or a fuel stream during fuel production
    • C10L2290/143—Injection, e.g. in a reactor or a fuel stream during fuel production of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/24—Mixing, stirring of fuel components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/58—Control or regulation of the fuel preparation of upgrading process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/021—Engine temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

公开了通过喷射控制量的燃料添加剂来提高用醇燃料运行的燃烧系统的效率的方法。所述方法包括使用用于预混合的醇燃料和燃料添加剂的单喷射器喷嘴、或用于醇燃料和燃料添加剂的单独的喷射器喷嘴。所述燃料添加剂包括有机化合物的混合物，其中至少一种有机化合物包括至少一个硝酸酯分子基团。所述方法还包括将预混合的醇燃料和燃料添加剂喷射入发动机缸体的一个或多个燃烧室中，或者将醇燃料和燃料添加剂单独地喷射入发动机缸体的一个或多个燃烧室中。所述方法还包括通过与温度传感器相连的控制布置来控制燃料添加剂的量，并且通过适于控制发动机缸体的输出功率的功率控制器来控制醇燃料的流速。

Description

燃烧系统和方法
技术领域
本公开内容涉及燃烧系统，例如涉及包括内燃机的燃烧系统。此外，本公开内容还涉及在上述燃烧系统中燃烧燃料的方法。此外，本公开内容还涉及包括非暂时性计算机可读存储介质的计算机程序产品，所述介质上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令是通过计算机控制的装置可执行的，所述装置包括执行上述方法的处理硬件。
背景
诸如内燃机的燃烧系统是熟知的。在这类燃烧系统中，可燃的燃料被空气氧化以生成用于产生机械动力(例如用于运输目的)的热气体。然而，此类空气中的燃烧生成作为副产物的碳质烟灰颗粒和氮氧化物(NOx)。在近几年已发明了若干创新来减少和/或过滤来自燃烧系统的排气中的此类烟灰颗粒和氮氧化物(NOx)。
现代的燃烧燃料来自地质化石储备，即由地质化石储备制造。这类化石储备含量有限并且正在被逐渐耗尽，目前世界石油消耗为每天1亿桶石油的量级。最近，对来自现代生物群的生物燃料产生了愈加浓厚的兴趣。自20世纪起，已对生物燃料作为发动机燃料的用途进行了详细的研究。近期，在许多国家，例如巴西、德国、瑞典和美国[1]，与使用常规化石储备衍生的燃料不同，将替代燃料用作发动机燃料，或用作基础燃料的添加物。已开发了用于产生发动机燃料的技术，该发动机燃料包括纯乙醇，以及其与用于内燃机的常规汽油和柴油燃料的混合物。专利文件WO2009/106647、US5,628,805和DE10339355描述了涉及替代燃料的重要创新。
在欧洲专利文件EP0116197B1(所有人：AECI Ltd.；发明人Stiff)中，描述了包含第一组分A与第二组分B的混合物的燃料添加剂，其中所述第一组分A是至少一种分子量小于160的醇，并且其中所述第二组分B是至少一种以下式的有机化合物：
NO2-O-(CH2CH2-O-)x-NO2
其中x＝大于3的整数，并且其中式
NO2-O-(CH2CH2-O-)x-NO2
中的至少一种化合物的平均分子量为260至约390，条件是不存在下式的其他化合物：
NO2-O-(CH2CH2-O-)x-NO2
任选地，将燃料添加剂加入诸如乙醇和/或甲醇的燃料中，以提供可以在燃烧发动机中(例如在基于气缸的内燃机中)燃烧的混合物。所述添加剂能够改善基于气缸的内燃机中的燃料点燃，例如在这些发动机起动和它们各自的发动机缸体是冷的时，在较低的温度下点燃。
近年来，已开发了许多种不同的燃料添加剂。一个实例是被称为“Avocet”的现代燃料添加剂，“Avocet”为商标。
在20世纪80年代中期，南非的化学品集团，AECI，在燃料领域引入了“绿色创新”，即“Encetal”；“Encetal”为商标。开发Encetal的目的在于寻求增大由当地的煤原料产生的甲醇的本地消费，而所述甲醇可以用作进口石油燃料的替代物。“Encetal”(甲醇与Avocet的燃料混合物的名称)，清洁地燃烧，在车辆排气中产生低量的污染气体(氮氧化物和一氧化碳)和微粒。此外，Avocet是允许甲醇燃料用于柴油发动机的点燃改进剂，需要最小的发动机改造来适应其使用。
Avocet已用于使用醇作为生物燃料替代私人和公共运输车辆中的化石储备衍生的柴油燃料的若干测试中。在20世纪90年代中期，含有4％Avocet作为点燃增强剂的乙醇在公共运输车辆的受控小组中进行了测试[1]。相对于柴油燃料，理论预计了乙醇的明显较高的体积消耗，但精确的较高体积必须针对各个情况进行计算，因为其取决于车辆的具体特征(例如发动机操作温度)和燃料本身的详细组成。由测试发现，使用乙醇-Avocet燃料每体积多消耗了84％，这不仅对初始经济论点造成负面补偿，还提出了新的重大后勤挑战，即多运输84体积％的燃料。
此外，在现有柴油发动机中使用醇还需要对发动机部件进行一些改变，以防止由于暴露于醇而引起的化学降解。准备使用乙醇和其他醇作为柴油燃料的替代物时，需要对发动机操作、温度和催化剂进行进一步改善。就经济论点而言，Avocet(其占成本的相当大部分)使用的减少有可能使燃烧系统更加廉价，有可能足够补偿醇/柴油的相对比率；如上，将乙醇作为参考，乙醇/柴油＝1.84。
使用Avocet增强的甲醇燃料作为柴油替代物的初始经济论点基于将同体积的甲醇与柴油燃料相比时平均25％的成本节约。同时，环境论点指出了这种Avocet增强的甲醇燃料更少的微粒排放和更小的发烟性。然而，在20世纪90年代早期，母公司ICI-UK(Imperial Chemical Industries UK是拥有AECI的集团的控股公司)认为，使用Avocet作为点燃改进剂或作为燃料增强剂，对于常规汽车和其他道路车辆是不切实际的和/或昂贵的。得出该结论，部分是由于在20世纪80年代早期引入该添加剂时缺乏对环境友好型燃料的商业驱动。自那时起，该领域的工作几乎没有活动。
虽然Avocet的组成是专用的，并且可以随时间而改变，但原始的Avocet添加剂的组成包括以下表1中提供的组分：
表1：原始Avocet组成
组分部分 组成百分比
PEG(聚乙二醇)二硝酸酯 80％
甲醇 18％
润滑添加剂 1.5％
抗氧化剂 0.1％
然而，如上所述，Avocet用于很多现代燃烧系统是过于昂贵的，这不幸地限制了其普遍使用。
概述
本公开内容寻求提供改善的燃烧系统，例如能够用诸如甲醇和乙醇的燃料有效运行的燃烧系统。
此外，本公开内容寻求提供操作燃烧系统的改善方法，例如，能够用诸如甲醇和乙醇的燃料有效运行的燃烧系统。
根据第一方面，提供了通过将控制量的燃料添加剂喷射至燃烧系统的发动机缸体中来提高用醇燃料运行的燃烧系统的效率的方法，其中所述方法包括：
(a)使用用于预混合的醇燃料和燃料添加剂的单喷射器喷嘴、或用于醇燃料和燃料添加剂的单独的喷射器喷嘴，其中所述单喷射器喷嘴配置为将预混合的醇燃料和燃料添加剂喷射如入所述发动机缸体中，其中将所述用于燃料添加剂的单独的喷射器喷嘴位于以下空间位置之前，即，所述用于醇燃料的单独的喷射器喷嘴在所述空间位置处将醇燃料喷射入所述发动机缸体，并且其中所述燃料添加剂包括有机化合物的混合物，其中至少一种有机化合物包括至少一个硝酸酯分子基团；
(b)将所述预混合的醇燃料和燃料添加剂喷射入所述发动机缸体的一个或多个燃烧室中，或者将所述醇燃料和所述燃料添加剂单独喷射入所述发动机缸体的一个或多个燃烧室中；以及
(c)使用控制布置来控制被喷射的燃料添加剂的量，其中所述控制布置包括与位于发动机缸体上的温度传感器连接的车载计算机,并且可操作地控制被喷射的醇燃料的流速，其中所述醇燃料的流速由用于控制发动机缸体的输出功率的功率控制器来控制。
任选地，将所述预混合的醇燃料和添加剂在预混合室中混合。
更任选地，将用于所述醇燃料和所述燃料添加剂的单独的喷射器喷嘴布置在所述预混合室之前。
任选地，所述醇燃料包括甲醇、乙醇及其组合中的至少一种。
任选地，所述发动机缸体是也能够使用柴油燃料操作的多燃料发动机缸体。
任选地，所述功率控制器是车辆的车辆加速器，并且所述发动机缸体提供机械输出功率来驱动车辆。
任选地，所述燃料添加剂是Avocet。
任选地，所述燃料添加剂是PEG(聚-5乙二醇)三硝酸酯衍生物。
任选地，所述燃料添加剂以0.5％至10％、更任选地以1％至7％的体积浓度与燃料混合。
任选地，所述燃料添加剂是Avocet与PEG(聚-5乙二醇)三硝酸酯衍生物的混合物。
任选地，所述具有至少一个硝酸酯分子基团的分子包括下式的分子：
根据另一方面，提供了通过将控制量的燃料添加剂喷射入燃烧系统的发动机缸体中用醇燃料操作来运行的燃烧系统，其中该燃烧系统可操作地：
(a)使用用于预混合的醇燃料和燃料添加剂的单喷射器喷嘴、或用于醇燃料和燃料添加剂的单独的喷射器喷嘴，其中所述单喷射器喷嘴配置为将预混合的醇燃料和燃料添加剂喷射入发动机缸体中，其中将所述用于燃料添加剂的单独的喷射器喷嘴位于以下空间位置之前，即，所述用于醇燃料的单独的喷射器喷嘴在所述空间位置处将醇燃料喷射入发动机缸体，并且其中所述燃料添加剂包括有机化合物的混合物，其中至少一种有机化合物包括至少一个硝酸酯分子基团；
(b)将所述预混合的醇燃料和燃料添加剂喷射入所述发动机缸体的一个或多个燃烧室中，或者将所述醇燃料和所述燃料添加剂单独喷射入所述发动机缸体的一个或多个燃烧室中；以及(c)使用控制布置来控制被喷射的燃料添加剂的量，其中所述控制布置包括与位于发动机缸体上的温度传感器连接的车载计算机，并且可操作地控制被喷射的醇燃料的流速，其中所述醇燃料的流速由用于控制发动机缸体的输出功率的功率控制器来控制。
根据另一个方面，提供了提高醇燃料的效率的方法，其中该方法包括：
(i)将燃料添加剂喷射入预混合室中，所述燃料添加剂包括有机化合物的混合物，其中至少一种有机化合物包括至少一个硝酸酯分子基团，其中被喷射的燃料添加剂的量通过与位于发动机缸体上的温度传感器连接的车载计算机来控制；以及(ii)使用燃料流速传感器通过车辆加速器来控制通向发动机缸体的醇燃料的流速，所述车辆加速器进而由车辆驾驶员控制。
根据另一方面，提供了用于监测燃烧系统的发动机缸体温度和醇燃料流速的监测系统的方法，其中所述监控系统可操作地计算并且分配作为发动机缸体温度和/或醇燃料流速的函数的燃料添加剂的控制量。
根据另一方面，提供了包括存储有计算机可读指令的非暂时性计算机可读存储介质的计算机程序产品，所述计算机可读指令是通过计算机控制的装置可执行的，所述装置包括执行依据上述方面的方法的处理硬件。
应认识到，在不背离如所附权利要求限定的本发明范围的情况下，本发明的特征易于以各种组合进行合并。
附图描述
现在仅通过实施例，参考以下附图来描述本发明的实施方案，其中：
图1为根据本公开内容的实施方案的燃烧系统的框图；
图2为根据本公开内容的另一个实施方案的燃烧系统的框图；以及
图3为描述了根据本公开内容的实施方案，达到可接受的发动机性能(AEP)所需的燃料添加剂百分比的图。
在附图中，带下划线的数字用于表示带下划线的数字位于其上的物件或与带下划线的数字相邻的物件。不带下划线的数字涉及通过将该不带下划线的数字与物件连接的线所指定的物件。当数字是不带下划线的并且附带相关箭头时，该不带下划线的数字用于指定箭头指向的整体物件。
本公开内容的实施方案的描述
总体上，本公开内容涉及燃烧系统，例如气缸燃烧发动机或燃烧涡轮发动机，其中燃烧空气、燃料和添加剂的混合物，其中控制所使用的添加剂的量，所述添加剂的量作为燃烧系统的一个或多个操作参数的函数，所述操作参数例如燃烧系统的设备温度，例如发动机缸体温度。
在现有技术中已经很好地建立了使用醇作为柴油燃料的替代物的环境效益，因为相对于诸如汽油和柴油的燃料，使用这类醇作为燃料的燃烧系统在车辆排气中产生较低量的污染气体和微粒。此外，在近几年，政府和社会整体上已越来越多地对公司施加压力以采用环境友好型替代物。因此，随着使用醇作为现代燃烧发动机车辆的运行燃料的固有环境效益被广泛接受和理解，从前述内容可以清楚地看出，提高使用醇作为替代燃料的经济效率是待解决的关键问题。
特别地，添加剂(例如Avocet)的成本是使用醇作为燃料(例如基于甲醇或乙醇)的主要固有成本之一，尽管这类添加剂通常以约5％的浓度添加。现代柴油发动机使用需要添加至少4％或更多的添加剂(例如Avocet)作为点燃改进剂的压缩比。没有这些添加剂，这类现代发动机无法仅使用醇来启动。例如，这是为何在用乙醇运行的现代车辆中，将大量的(通常～20％)汽油(petrol/gasoline)加入混合物的原因。
然而，有益地，这种对用作点燃改进剂的添加剂的量的依赖与给定的燃烧发动机的操作温度直接相关。较高的发动机运行温度减少了对Avocet添加的需求。因此，给定的发动机从冷却状态启动后，发动机的温度逐渐升高直至发动机的工作操作温度(例如发动机的最高温度)。在该工作操作温度(例如最高操作温度)下，典型的柴油发动机需要将约1％的添加剂(例如Avocet)加入甲醇或乙醇中以便有效运行。如以下成本计算所示，如果Avocet的量随着给定发动机的温度升高而逐渐减少，这将代表着巨大的经济收益，即效率的提高。
为解决上述低效使用添加剂的问题，本公开内容的实施方案涉及使用与添加剂(例如Avocet)混合的醇作为柴油替代物的新型方式。例如，这通过单独喷射甲醇和至少一种添加剂(例如Avocet)来实现。通过动态地控制被喷射的添加剂的量(即需要的)，使用这种分别喷射的这类燃烧系统的效率和经济性均可以得到改善。在一个示例性实施方案中，将添加剂和甲醇直接喷射入发动机中，例如，喷射入活塞/气缸燃烧发动机的一个或多个气缸中；这种操作有益地被称为“原位添加”。在另一个实施例中，将添加剂和甲醇在预混合室中进行预混合，以便喷射入发动机中。
在本公开内容的第一示例性实施方案中，利用已经与给定发动机连接的醇流动管线，将添加剂(例如Avocet)串联喷射；图1中示出了这种布置，其中预混合室被燃料管线中的串联阀替代。在图1中，燃烧系统通常由10表示。所述系统10包括发动机缸体20，所述发动机缸体20包括一个或多个活塞/气缸燃烧室；或者，将所述发动机缸体20实施为涡轮机，该涡轮机具有与由燃烧气体驱动的排气涡轮机连接的空气压缩机。此外，所述系统10包括预混合室90，其接收来自燃料箱40的被喷射的燃料(例如甲醇)，并且还接收来自添加剂箱60、经由燃料添加剂喷射器50喷射的添加剂(例如Avocet或类似的添加剂)。所述系统10还包括可操作地与醇燃料喷射器42连接的流速传感器，用于控制由醇燃料喷射器42分配的醇燃料进入所述预混合室90的流速。此外，如图1所示，将所述燃料添加剂喷射器50和醇燃料喷射器42布置在所述预混合室90之前。
此外，图1的系统10包括用于预混合的醇燃料和燃料添加剂的单喷射器喷嘴92。所述单喷射器喷嘴92配置为将预混合的醇燃料(甲醇和/或乙醇)和燃料添加剂(例如Avocet)喷射入发动机缸体20中。此外，所述系统10包括温度传感器70，其位于(即安装在)所述发动机缸体20上以感应所述发动机缸体20的温度，并且生成代表测量的(即感应的)温度的信号。另外，所述系统10包括控制器80，例如实施为计算装置的控制器，用于接收来自所述温度传感器70的信号，并且提供由该信号计算的输出，其中所述输出用于控制添加剂从添加剂箱60喷射入预混合室90的速率。在从所述预混合室90到所述发动机缸体20中的操作中，提供了燃料和添加剂的混合物用于在其中燃烧，以便生成来自所述发动机缸体20的机械输出功率。所述控制器80可操作地控制添加剂的喷射，所述添加剂的喷射为以下参数中的至少一种的函数：
(i)在发动机缸体20的一个或多个燃烧室内使用的压缩比；
(ii)在各种使用状态下操作的发动机缸体20的温度范围，所述使用状态例如由所述发动机缸体20驱动的机械负载、发动机缸体20的转速等；
(iii)顺利点燃发动机缸体20所需要的添加剂浓度；以及
(iv)为了减少(例如最小化)添加剂在操作中的使用的发动机缸体20的点燃时机。
在本公开内容的另一个示例性实施方案中，燃料(例如甲醇或另一种醇)与添加剂(例如Avocet)的预混合并非在将燃料(即醇燃料和燃料添加剂的混合物)喷射入发动机缸体20之前进行。特别地，系统10包括用于醇燃料和燃料添加剂的单独的喷射器。例如，如图2所示，系统10包括燃料添加剂喷射器50和醇燃料喷射器42。所述燃料添加剂喷射器50位于所述醇燃料喷射器42将醇燃料喷射入所述发动机缸体20的空间位置之前。所述系统10还包括流速传感器，其用于控制由所述醇燃料喷射器42直接分配进入所述发动机缸体20的醇燃料的流速。此外，通过接收温度传感器70的信号的控制器80来控制直接喷射入所述发动机缸体20的燃料添加剂的量。
在所有上述实施方案中，通过增加用于添加剂(例如Avocet)的紧凑、单独的容器和喷射器，来实现添加剂(例如Avocet)的直接添加。在第一实施方案中，将添加剂(例如Avocet)喷射入如图1所示的预混合室中。在上文描述的另一个实施方案中，喷射器喷嘴(nozzle/tip)有益地位于将燃料喷射入给定发动机的管线(即单喷射器92)。这种单独的喷射器有益地通过一个或多个与车载计算机连接的传感器来控制，在所述车载计算机中，经车载计算机执行的计算机程序产品使发动机温度受到感应，并且将感应的温度用作控制泵入发动机的醇的量的参数，即用于控制醇流速的参数。在正常的常规车辆中，需要的醇的量由常规车辆的加速器踏板来控制，所述加速器踏板进而通过该常规车辆的驾驶员来控制。流速传感器用于测量醇的流速。为确保在发动机中使用添加剂(例如Avocet)与燃料(甲醇或另一种醇)的最佳比例，基于例如根据下文将更详细说明的机制(即方法)的发动机温度和醇的流速，通过车载计算机计算并且立即分配添加剂(例如Avocet)的精确控制量。
总体上，使用甲醇作为燃料的柴油发动机需要多达5％的添加剂(例如Avocet)来允许冷启动，但是当发动机已达到稳定的运行温度时，对添加剂(例如Avocet)的需求减少至约1％。因此，简单的发动机温度传感器，结合电子控制的添加剂喷射器(例如Avocet喷射器)的反馈，能够大幅降低添加剂使用(例如Avocet使用)的成本，即例如在确定点燃改善的甲醇的经济可行性时主要考虑的成本。任选地，在实践中，因为对润滑性的需求独立于对点燃增强的需求，燃料甲醇有益地用润滑性添加剂进行处理，当然，有益地将小的、单独的添加剂箱(例如Avocet箱)与燃料递送系统一起安装。
对于装配有例如在操作时用于提供机动力来驱动车辆的燃烧发动机的车辆，当实施本公开内容的实施方案时，有益地提供用于添加剂(例如Avocet或类似的燃烧增强组成)的单独的存储箱。任选地，经由单独的喷射器将添加剂(例如Avocet)引入使添加剂与燃料进行混合以生成用于在发动机内燃烧的混合物的前室，或者，可选地，将添加剂直接喷射入发动机中。
被喷射的添加剂的量可以经由设置传感器来控制，该传感器能够测量发动机已达到稳定操作条件的程度。被喷射的添加剂的量将根据这种传感器提供的信息而变化。例如，这种传感器可以在发动机缸体或排气系统中或之上的适当位置测量温度，或者适当的传感器可测量任何能够表明发动机操作状态的其他发动机相关或排气相关的参数。
任选地，添加剂(例如Avocet)的量由单独的电子喷射系统来控制，该电子喷射系统使用来自温度传感器(可操作地感应发动机温度)和燃料喷射器的信息(燃料的量)来计算待喷射的添加剂的精确量。任选地，单独的电子喷射系统可以使用来自测量行驶时间和/或行驶距离的传感器的信息，在发动机的升温速率分别对于时间和/或距离而言是已知的、已建模的或测量的情况下，行驶时间和/或行驶距离均可以与发动机温度直接相关。
更任选地，将流速传感器置于燃料管线中以提高测量发动机使用燃料的准确性，并由此提高添加剂喷射的准确性。
或者，任选地，可能有利于将添加剂(例如Avocet)直接喷射入气缸中而非将其与燃料(例如甲醇)预混合。这为良好地调整发动机和优化其操作性能提供了更多的可能性。任选地，有益地使用九个主要变量中的至少一个。首先，存在三个容易利用的喷射时机的可能性：
(i)添加剂的喷射在活塞/气缸燃烧室中出现最大压缩之前发生；如果最大压缩在360°轴旋转周期中于0°的轴角时发生，则所述喷射任选地在最大压缩之前轴角为-10°至-0.1°时发生，并且所述喷射更任选地在最大压缩之前轴角为3°至-0.1°时发生；
(ii)添加剂的喷射在燃烧室的最大压缩时发生；如果最大压缩在360°轴旋转周期中于0°的轴角时发生，则所述喷射任选地在轴角相对于最大压缩为-3°至+3°时发生，并且所述喷射更任选地在轴角相对于最大压缩为-1°至+1°时发生；以及
(iii)添加剂的喷射在燃烧室的最大压缩之后发生；如果最大压缩在360°轴旋转周期中于0°的轴角时发生，则所述喷射任选地在最大压缩之后轴角为+10°至+0.1°时发生，并且所述喷射更任选地在最大压缩之后轴角为+3°至+0.1°时发生。
与上述这三个选择(i)至(iii)中的每一个相关的是，如以下喷射添加剂(例如Avocet)的选择：
(a)在燃料喷射(例如甲醇和/或乙醇喷射)稍前；
(b)与燃料喷射(例如甲醇和/或乙醇喷射)同时；以及
(c)在燃料喷射(例如甲醇和/或乙醇喷射)稍后。
任选地，喷射的添加剂的量，以及燃烧周期中喷射添加剂的时机，有益地作为至少一个以下参数的函数而变化：
(iv)发动机传输的最大功率；
(v)发动机生成的最少NOx；
(vi)最少的添加剂使用(例如Avocet使用)；
(vii)发动机传输每单位功率的最少燃料使用；以及
(viii)发动机的顺利启动和操作。
任选地，例如以连续或分步的方式，动态地控制发动机在选项(iv)至(viii)之间转换。有益地，使用发动机测绘测试设计以便确定鉴于添加剂的喷射，完成(即实现)发动机的最佳操作经济所需要的总体最佳设置。
现在将更详细地说明本公开内容的实施方案提供经济效益。效益来源于控制添加剂(例如Avocet或类似的添加剂)的明智使用，其还带来了额外的环境效益，因为添加剂(例如Avocet或类似的添加剂)负责在发动机排气中排出少量的微粒碳。
有益地将本公开内容的实施方案以新型发动机设计来实施。或者，另外，将本发明的实施方案改装成已知的发动机类型。
相对于使用与甲醇燃料预混合的固定浓度的替代方案，可以计算来自添加剂(例如Avocet)喷射的成本效益的定量评估。为了进行这种计算，首先需要评估添加剂(例如Avocet)成本。可将添加剂的大量生产设施评估为2500至3000GBP/MT的成本，作为标准；“MT”是“公吨”的缩写。使用范围内的最低成本数值，按照5％的添加剂加入，每升甲醇燃料将含有价值10便士的添加剂(例如Avocet)。
假设可以按20p/升的成本得到甲醇燃料，可以计算以下两种情形：
情形1：柴油机卡车运行200英里，每英里消耗1升喷射有5％添加剂(例如Avocet)的甲醇燃料：
甲醇成本 40.00GBP
Avocet成本 20.00GBP
总的燃料成本 60.00GBP
情形2：同一辆柴油机卡车，其喷射有以下添加剂(例如Avocet)：
明显地，使用添加剂喷射显著降低了总的燃料成本，在这种情况下降低了25％。更重要的是，添加剂(例如Avocet)的成本从20.00GBP降低至4.50GBP，减少了77.5％。应认识到，该数字77.5％是旅程长度的函数，随着更短的旅程而减小，并且随着更长的旅程而增大。
现参考图3，其描述了示出达到AEP所需燃料添加剂(即Avocet)的百分比的图。特别地，图3描述了根据Avocet在燃料中的百分比，Avocet随着发动机缸体温度的升高为达到AEP的消耗(或需求)。正如所示，当发动机缸体温度为约0摄氏度(冷启动)时，需要约5％的Avocet；然而，在100摄氏度时，需要约2％的Avocet。图3中示出的结果与具有19.5压缩比的单气缸Honda柴油发动机相关，并且不存在对时机的任何优化。因此，使用具有可变喷射时机、较高压缩比等的现代多气缸发动机可以获得较低的AEP百分比。
如图3所示，即使随着升高发动机缸体温度而使燃料添加剂(即Avocet)的量最小化，也能够达到AEP。例如，AEP所需的Avocet的量可以由最初的5％变为2％或更少，然而精确的数字取决于具体的发动机及其性能配置。与图3所示的结果一致，如果Avocet定价为每公吨$5000(USD)，对于Avocet使用的每个百分点的减少，每美制加仑的Avocet燃料节约的成本为约14分。另外，使用基于Avocet的燃料提供了非常显著的NOx(氮的氧化物)和一氧化碳排放的减少。因此，通过优化发动机性能参数，可以实现车辆发动机排放的消费者目标和监管目标。
在一个实施例中，燃料添加剂包括有机化合物的混合物，其中至少一种有机化合物包括至少一个硝酸酯分子基团。
另外，燃料添加剂可以是PEG(聚-5乙二醇)三硝酸酯衍生物。并且，所述燃料添加剂，即PEG(聚-5乙二醇)三硝酸酯衍生物，可以按0.5％至10％、更任选地按1％至7％的体积浓度与燃料混合。所述添加剂在与燃料混合并且在燃烧发动机内燃烧时，可操作地起到十六烷增强剂的作用。
此外，燃料添加剂可以是Avocet与PEG(聚-5乙二醇)三硝酸酯衍生物的混合物。
在一个实施例中，具有至少一个硝酸酯分子基团的分子包括下式的分子：
其中
n、m、p是表示添加剂的乙氧基化物链中的基本单体数的整数。此外，添加剂选自n、m和p在1至5变化的化合物。
本发明的实施方案可以使用大量的燃烧系统来实施，例如在一种或多种以下设备中使用：汽车、卡车、公交车、货车、摩托车、固定式发电机、涡轮发动机、飞机、船舶、船艇、气垫船、潜艇、直升机，但不限于上述设备。
在不背离如所附权利要求限定的本发明范围的情况下，对前述本发明实施方案的修改是可能的。用于描述本发明和要求保护本发明的表述，例如“包括(including)”、“包含(comprising)”、“结合(incorporating)”、“由...组成(consisting of)”、“具有(have)”、“是/为(is)”旨在以非排他性的方式进行解释，即允许还存在未明确描述的装备、组分或元件。对单数的提及也应被解释为涉及复数。在所附权利要求中，括号内包括的数字旨在帮助理解权利要求，并且不应以任何方式解释为限制这些权利要求所要求保护的主题。
参考文献
[1]Gaouyer,J.P.：“What has happened in Europe in the Biofuels Domainover the last two years？”，第2届欧洲汽车生物燃料论坛的会议记录，Graz，37–41页，1996。

Claims (25)

1.通过将控制量的燃料添加剂喷射入可操作地用醇燃料运行的燃烧系统(10)的发动机缸体(20)中来提高所述燃烧系统(10)的操作效率的方法，其中所述方法包括：
(a)使用用于预混合的醇燃料和燃料添加剂的单喷射器喷嘴、或用于所述醇燃料和所述燃料添加剂的单独的喷射器喷嘴，其中所述单喷射器喷嘴配置为将所述预混合的醇燃料和燃料添加剂喷射入所述发动机缸体中，其中将所述用于燃料添加剂的单独的喷射器喷嘴位于以下空间位置之前，即，所述用于醇燃料的单独的喷射器喷嘴在所述空间位置处将所述醇燃料喷射入所述发动机缸体，并且其中所述燃料添加剂包括有机化合物的混合物，其中至少一种有机化合物包括至少一个硝酸酯分子基团；
(b)将所述预混合的醇燃料和燃料添加剂喷射入所述发动机缸体(20)的一个或多个燃烧室中，或者将所述醇燃料和所述燃料添加剂单独地喷射入所述发动机缸体(20)的一个或多个燃烧室中；以及
(c)使用控制布置(80)来控制被喷射的所述燃料添加剂的量，其中所述控制布置包括与位于所述发动机缸体(20)上的温度传感器(70)连接的车载计算机，并且控制被喷射的所述醇燃料的流速，其中所述醇燃料的流速由用于控制所述发动机缸体的输出功率的功率控制器来控制。
2.如权利要求1所述的方法，其中将所述预混合的醇燃料和燃料添加剂在预混合室中混合。
3.如权利要求1所述的方法，其中将用于所述醇燃料和所述燃料添加剂的所述单独的喷射器喷嘴布置在所述预混合室之前。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中所述醇燃料包括甲醇、乙醇及其组合中的至少一种。
5.如权利要求1、2、3或4所述的方法，其中所述发动机缸体(20)是也能够使用柴油燃料操作的多燃料发动机缸体。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其中所述功率控制器是车辆的车辆加速器，并且所述发动机缸体(20)提供机械输出功率来驱动所述车辆。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述燃料添加剂是Avocet。
8.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述燃料添加剂是PEG(聚-5乙二醇)三硝酸酯衍生物。
9.如权利要求8所述的方法，其中将所述燃料添加剂以0.5％至10％、更任选地以1％至7％的体积浓度与所述燃料混合。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述燃料添加剂是Avocet与PEG(聚-5乙二醇)三硝酸酯衍生物的混合物。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述至少一种硝酸酯分子基团包括下式的分子：
其中m、n和p是整数。
12.燃烧系统(10)，其通过将控制量的燃料添加剂喷射入所述燃烧系统(10)的发动机缸体(20)来可操作地用醇燃料运行，其中所述燃烧系统(10)可操作地：
(a)使用用于预混合的醇燃料和燃料添加剂的单喷射器喷嘴、或用于所述醇燃料和所述燃料添加剂的单独的喷射器喷嘴，其中所述单喷射器喷嘴配置为将所述预混合的醇燃料和燃料添加剂喷射入所述发动机缸体中，其中将所述用于燃料添加剂的单独的喷射器喷嘴位于以下空间位置之前，即，所述用于醇燃料的单独的喷射器喷嘴在所述空间位置处将所述醇燃料喷射入所述发动机缸体，并且其中所述燃料添加剂包括有机化合物的混合物，其中至少一种有机化合物包括至少一个硝酸酯分子基团；
(b)将所述预混合的醇燃料和燃料添加剂喷射入所述发动机缸体(20)的一个或多个燃烧室中，或者将所述醇燃料和所述燃料添加剂单独喷射入所述发动机缸体(20)的一个或多个燃烧室中；以及
(c)使用控制布置(80)来控制被喷射的燃料添加剂的量，其中所述控制布置包括与位于所述发动机缸体(20)上的温度传感器(70)连接的车载计算机，并且控制被喷射的所述醇燃料的流速，其中所述醇燃料的流速由用于控制所述发动机缸体的输出功率的功率控制器来控制。
13.如权利要求12所述的燃烧系统(10)，其中将所述预混合的醇燃料和燃料添加剂在预混合室中混合。
14.如权利要求12所述的燃烧系统(10)，其中将用于所述醇燃料和所述燃料添加剂的所述单独的喷射器喷嘴布置在所述预混合室之前。
15.如权利要求12、13或14所述的燃烧系统(10)，其中所述醇燃料包括甲醇、乙醇及其组合中的至少一种。
16.如权利要求12、13、14或15所述的燃烧系统(10)，其中所述发动机缸体(20)是也能够使用柴油燃料操作的多燃料发动机缸体。
17.如权利要求12、13、14、15或16所述的燃烧系统(10)，其中所述功率控制器是车辆的车辆加速器，并且所述发动机缸体(20)可操作地提供机械输出功率来驱动所述车辆。
18.如权利要求12至17中任一项所述的燃烧系统(10)，其中所述燃料添加剂是Avocet。
19.如权利要求12至18中任一项所述的燃烧系统(10)，其中所述燃料添加剂是PEG(聚-5乙二醇)三硝酸酯衍生物。
20.如权利要求19所述的方法，其中将所述燃料添加剂以0.5％至10％、更任选地以1％至7％的体积浓度与所述燃料混合。
21.如权利要求12至20中任一项所述的燃烧系统(10)，其中所述燃料添加剂是Avocet与PEG(聚-5乙二醇)三硝酸酯衍生物的混合物。
22.如权利要求12至21中任一项所述的燃烧系统(10)，其中所述至少一种硝酸酯分子基团包括下式的分子：
其中m、n和p是整数。
23.提高醇燃料的效率的方法，其中所述方法包括：
(i)将燃料添加剂喷射入预混合室中，所述燃料添加剂包括有机化合物的混合物，其中至少一种有机化合物包括至少一个硝酸酯分子基团，其中被喷射的燃料添加剂的量通过与位于发动机缸体(20)上的温度传感器连接的车载计算机来控制；以及
(ii)使用燃料流速传感器以响应于车辆加速器来控制通向所述发动机缸体(20)的醇燃料的流速，所述车辆加速器进而由车辆驾驶员控制。
24.用于监测权利要求12所述的燃烧系统(10)的发动机缸体温度和醇燃料流速的监测系统(70，80)，其中所述监测系统(70，80)可操作地计算并且分配作为所述发动机缸体温度和/或醇燃料流速的函数的燃料添加剂的控制量。
25.计算机程序产品，其包括存储有计算机可读指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读指令是通过计算机控制的装置可执行的，所述计算机控制的装置包括执行权利要求1至11中任一项所述的方法的处理硬件。
CN201580043585.8A 2014-07-03 2015-07-03 燃烧系统和方法 Pending CN106574581A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1411859.0A GB2527812B (en) 2014-07-03 2014-07-03 Combustion system and method
GB1411859.0 2014-07-03
GB1411862.4 2014-07-03
GB1411862.4A GB2528041A (en) 2014-07-03 2014-07-03 Enhanced fuels, methods of producing enhanced fuels, and additives for enhanced fuels
PCT/EP2015/025043 WO2016000834A1 (en) 2014-07-03 2015-07-03 Combustion system and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106574581A true CN106574581A (zh) 2017-04-19

Family

ID=53673891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580043585.8A Pending CN106574581A (zh) 2014-07-03 2015-07-03 燃烧系统和方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20180179967A1 (zh)
EP (1) EP3164590A1 (zh)
CN (1) CN106574581A (zh)
AU (1) AU2015283227B2 (zh)
BR (1) BR112016029930A2 (zh)
CA (1) CA2968701A1 (zh)
WO (1) WO2016000834A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10202929B1 (en) 2014-09-22 2019-02-12 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Additive-mixing fuel-injection system for internal combustion engines
WO2018084834A1 (en) * 2016-11-01 2018-05-11 Sandia Corporation Additive-mixing fuel-injection system for internal combustion engines
US11047346B2 (en) * 2018-11-08 2021-06-29 Kevin Cummings Fuel additive system for a diesel fuel engine
FR3137104A1 (fr) * 2022-06-23 2023-12-29 Veryone Carburant pour moteur à base de méthanol contenant un additif d’amélioration de la combustion.

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0019340A1 (en) * 1979-05-17 1980-11-26 Stamicarbon B.V. Method of operating a Diesel engine using methanol and/or ethanol as the main fuel
DE3021974A1 (de) * 1980-06-12 1981-12-24 Motoren-Werke Mannheim AG, vorm. Benz Abt. stat. Motorenbau, 6800 Mannheim Verfahren und einrichtung zum verbrennen von zuendunwilligem kraftstoff in dieselmotoren
CN101672226A (zh) * 2009-11-03 2010-03-17 李德平 一种清洁多燃料内燃机

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56141028A (en) * 1980-04-04 1981-11-04 Nippon Denso Co Ltd Electrical control device for injection pump
US4441475A (en) * 1982-07-09 1984-04-10 General Motors Corporation Supplementary fuel system for enhancing low temperature engine operation
DE3382079D1 (de) * 1983-01-14 1991-02-07 Aeci Ltd Zuendungsverbesserer fuer einen auf alkohol basierenden brennstoff fuer motoren mit zuendung durch kompression.
JPH01167452A (ja) * 1987-12-22 1989-07-03 Hino Motors Ltd アルコールエンジン
JPH0610416B2 (ja) * 1987-12-28 1994-02-09 いすゞ自動車株式会社 回転電機付ターボチャージャの制御装置
SE510104C2 (sv) * 1993-08-19 1999-04-19 Berol Nobel Ab Etanolbränsle och användning av ett tändförbättrande medel
FR2891870B1 (fr) * 2005-10-11 2012-07-13 Inst Francais Du Petrole Procede de controle de l'auto-inflammation d'un melange carbure, notamment pour moteur a combustion interne de type diesel, et moteur utilisant un tel procede
US7159568B1 (en) * 2005-11-30 2007-01-09 Ford Global Technologies, Llc System and method for engine starting
DE102009048223A1 (de) * 2009-10-05 2011-06-16 Fachhochschule Trier Verfahren zur In-Situ-Herstellung von Treibstoff-Wasser-Gemischen in Verbrennungsmotoren
FR2978803B1 (fr) * 2011-08-05 2015-04-10 Rhodia Operations Dispositif de distribution d'un additif liquide dans un circuit de circulation de carburant pour un moteur a combustion interne, vehicule comportant un tel dispositif et procede d'utilisation dudit dispositif

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0019340A1 (en) * 1979-05-17 1980-11-26 Stamicarbon B.V. Method of operating a Diesel engine using methanol and/or ethanol as the main fuel
DE3021974A1 (de) * 1980-06-12 1981-12-24 Motoren-Werke Mannheim AG, vorm. Benz Abt. stat. Motorenbau, 6800 Mannheim Verfahren und einrichtung zum verbrennen von zuendunwilligem kraftstoff in dieselmotoren
CN101672226A (zh) * 2009-11-03 2010-03-17 李德平 一种清洁多燃料内燃机

Also Published As

Publication number Publication date
AU2015283227B2 (en) 2019-02-21
US20180179967A1 (en) 2018-06-28
WO2016000834A1 (en) 2016-01-07
BR112016029930A2 (pt) 2018-03-27
CA2968701A1 (en) 2016-01-07
AU2015283227A1 (en) 2017-02-23
EP3164590A1 (en) 2017-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Effects of gasoline and polyoxymethylene dimethyl ethers blending in diesel on the combustion and emission of a common rail diesel engine
Park et al. Combustion performance and emission reduction characteristics of automotive DME engine system
CN101387243B (zh) 内燃机
Barro et al. Neat polyoxymethylene dimethyl ether in a diesel engine; part 1: Detailed combustion analysis
Ekaab et al. Performance and emitted pollutants assessment of diesel engine fuelled with biokerosene
CN106574581A (zh) 燃烧系统和方法
US7047933B2 (en) Low emission fuel for use with controlled temperature combustion, direct injection, compression ignition engines
CN104066960A (zh) 一种给柔性燃料内燃机添加燃料的设备及方法
CN102791991A (zh) 采用按需直接乙醇喷射辛烷提升的用于汽油和灵活乙醇供能的车辆的燃料箱系统
Kruczyński et al. Analysis of selected toxic components in the exhaust gases of a CI engine supplied with water-fuel emulsion
Najafi et al. Experimental investigation of using methanol-diesel blended fuels in diesel engine
Siadkowska et al. The influence of some synthetic fuels on the performance and emissions in a wankel engine
Lebedevas et al. Mathematical modelling of indicative process parameters of dual-fuel engines with conventional fuel injection system
CN104388129A (zh) 一种汽油掺烧燃料及含有该掺烧燃料的汽油
Tiwari Converting a diesel engine to dual-fuel engine using natural gas
CN104845679B (zh) 基于聚甲醛二烷基醚的自点火发动机用燃料
US20170260466A1 (en) Enhanced fuel and method of producing enhanced fuel for operating internal combustion engine
Köten Effect of different levels of hydrogen+ LPG addition on emissions and performance of a compression ignition engine
Garbala et al. Analysis of operating parameters and indicators of a compression ignition engine fuelled with LPG
GB2527812A (en) Combustion system and method
Sugiyama et al. Performance and Emissions of a DI diesel engine Operated with LPG and Cetane Enhancing additives
Rahman et al. Comparison of diesel engine performance between a mechanical pump and a common rail fuel injection system equipped with real-time non-surfactant emulsion fuel supply system
CN203293902U (zh) 一种车载燃气混合供气装置
Taşören et al. Research of Effect on Gasoline-2-Propanol Blends on Exhaust Emission of Gasoline Engine with Direct Enjection Using Taguchi Approach
GB2529399A (en) Combustion Engine And Method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20170516

Address after: England

Applicant after: Duartes Seth Yingfeinite Public Co. Ltd.

Address before: Delaware

Applicant before: Duartes Seth solutions company

Applicant before: Duartes Seth Yingfeinite Public Co. Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1237015

Country of ref document: HK

TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20181225

Address after: England

Applicant after: Avosett IP Co., Ltd.

Address before: England

Applicant before: Duartes Seth Yingfeinite Public Co. Ltd.

CB02 Change of applicant information

Address after: Great Britain

Applicant after: Avosett IP Co., Ltd.

Address before: England

Applicant before: Avosett IP Co., Ltd.

CB02 Change of applicant information
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170419

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: WD

Ref document number: 1237015

Country of ref document: HK