CN108386296A - 一种用于甲醇发动机的进气混合装置 - Google Patents

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孙呈祥
郑金保
袁宝良
夏少华
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
    • F02M26/19—Means for improving the mixing of air and recirculated exhaust gases, e.g. venturis or multiple openings to the intake system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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Abstract

一种用于甲醇发动机的进气混合装置，包括甲醇燃料供给喷射系统、进气系统和EGR气体系统；甲醇燃料供给喷射系统、进气系统和EGR气体系统同时连接混合装置，混合装置输出口连接发动机进气岐管前端的进气总管。本发明通过在一个混合器腔体上加工EGR引入通道和甲醇喷射器安装接口，EGR气体、喷射到其中的甲醇可以充分与空气混合并换热，最后进入到发动机气缸完成燃烧。可以根据实际情况选择EGR气体引入通道数、甲醇喷射器个数以及EGR引入通道与甲醇喷射器之间的角度。通过EGR混合器的设计，改善EGR气体、甲醇与空气的混合与换热过程，并尽快引入到发动机气缸内完成燃烧过程，可以有效改善甲醇发动机的冷起动性能，并改善发动机在其他工况的经济性和排放性。

Description

一种用于甲醇发动机的进气混合装置
技术领域
本发明属于发动机技术领域，特别是涉及一种用于甲醇发动机的进气混合装置。
背景技术
节能减排是当今车用发动机一个重要的研发方向，节能即减少能量的消耗，而减排则是减少发动机尾气中的有害排放物。现有技术中有采用甲醇和柴油混合燃烧抑制发动机爆震的技术方案，但是现有的甲醇一般都是直接进入发动机，对于发动机的稳定运行造成影响。均不能较好地解决预热甲醇混合气并改善EGR冷却以及冷起动的问题。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种可以改善甲醇发动机的暖机过程和冷起动过程，同时改善甲醇发动机的经济性和排放性能，并降低系统成本的用于甲醇发动机的进气混合装置。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种用于甲醇发动机的进气混合装置，其特征在于：其包括甲醇燃料供给喷射系统、进气系统和EGR气体系统；所述甲醇燃料供给喷射系统、进气系统和EGR气体系统同时连接混合装置，所述混合装置输出口连接发动机进气岐管前端的进气总管。
其进一步特征在于：来自排气管的EGR气体经由EGR阀，EGR冷却器后进入混合装置，与来自节气门的空气，以及经由甲醇燃料箱，甲醇喷射器并进入混合装置的甲醇燃料完成混合换热过程后，通过进气总管进入到发动机本体。
一种形式：所述混合装置为圆筒形，甲醇引入通道和EGR引入通道径向对向设置，甲醇和EGR径向对冲并被轴向吹来的空气带入发动机本体。
所述甲醇引入通道和EGR引入通道为多对，均匀分布在所述混合装置筒壁上。
另一种形式：所述混合装置为圆筒形，甲醇引入通道和EGR引入通道相对设置，与混合装置轴向夹角分别为α和β，0°＜α＜180°，0°＜β＜180°；空气引入通道沿混合装置轴向设置。
所述甲醇引入通道和EGR引入通道后端的所述混合装置筒壁上交错设置有多个扰流板。
第三种形式：所述混合装置由中间隔板分割成相互连通的两部分，EGR引入通道与甲醇引入通道位于混合装置同一侧，所述EGR引入通道与甲醇引入通道轴线夹角为0°~90°，空气引入通道和混合装置输出口沿中间隔板方向设置。
第四种形式：EGR引入通道与甲醇引入通道交替设置在所述混合装置壁上，所述EGR引入通道与甲醇引入通道轴线在同一平面上与同一个圆相切；空气引入通道和混合装置输出口方向与所述EGR引入通道与甲醇引入通道轴线相垂直。
所述混合装置为方形，所述EGR引入通道与甲醇引入通道分别设置在所述混合装置四角位置。
本发明通过在一个混合器腔体上加工EGR引入通道和甲醇喷射器安装接口，EGR气体、喷射到其中的甲醇可以充分与空气混合并换热，最后进入到发动机气缸完成燃烧。另外，可以根据实际情况选择EGR气体引入通道数、甲醇喷射器个数以及EGR引入通道与甲醇喷射器之间的角度。
通过EGR混合器的设计，改善EGR气体、甲醇与空气的混合与换热过程，并尽快引入到发动机气缸内完成燃烧过程，可以有效改善甲醇发动机的冷起动性能，并改善发动机在其他工况的经济性和排放性。
附图说明
图 1 为本发明安装结构示意图。
图 2 为第一实施例正视图。
图 3 为第一实施例侧视图。
图 4 为第二实施例示意图。
图 5 为第三实施例示意图。
图 6 为第四实施例示意图。
具体实施方式
如图1所示一种用于甲醇发动机的进气混合装置，包括甲醇燃料供给喷射系统、进气系统和EGR气体系统。来自排气管3的EGR气体经由EGR阀4，EGR冷却器5后进入混合装置6，与经空气滤清器10、节气门11的空气，以及经由甲醇燃料箱7、调压阀8、甲醇喷射器9并进入混合装置6的甲醇燃料完成混合换热过程后，通过进气总管2进入到发动机本体1完成燃烧做功过程。
依据需求对发动机的冷却系统进行控制，依据甲醇燃料喷射量、EGR系统的流量、混合后需要的温度反算出需求的EGR系统温度，调节EGR冷却器5的流量、改变EGR冷却器5的冷却能力，使得冷却后的EGR气体达到需求温度；如果EGR系统未冷却依然难以满足甲醇燃料挥发吸热的需求，依据进气流量和温度、EGR流量和温度、燃料喷射量计算出需求的进气温度，进而确定进气中冷器的流量，改变进气温度。
进气混合装置的具体实施方式有以下几种：
实施方式1：
如图2、3所示，混合装置6为圆筒形，甲醇引入通道12和EGR引入通道13径向对向设置，甲醇和EGR径向对冲并被轴向吹来的空气带入发动机本体。甲醇引入通道12和EGR引入通道13可以为多对，均匀分布在所述混合装置筒壁上。
实施方式2：
如图4所示，混合装置为圆筒形，甲醇引入通道和EGR引入通道相对设置，与混合装置轴向夹角分别为α和β，0°＜α＜180°，0°＜β＜180°；空气引入通道沿混合装置轴向设置。甲醇引入通道和EGR引入通道后端的混合装置筒壁上交错设置有多个扰流板14。在混合装置内部设置扰流板14以起到加强混合的作用，EGR气体、甲醇与来自轴向的空气混合后连续撞击扰流板14后进入发动机本体。
实施方式3：
如图5所示，混合装置由中间隔板分割成相互连通的两部分，EGR引入通道与甲醇引入通道位于混合装置同一侧， EGR引入通道与甲醇引入通道轴线夹角为0°~90°，空气引入通道和混合装置输出口沿中间隔板方向设置。甲醇和EGR在左侧冲击后形成一定旋流，然后从底部通道进入右侧，被空气吹入发动机。此种布置方式可使EGR气体直接与甲醇燃料混合，快速的降低EGR气体的温度和促进燃料的迅速蒸发，然后随进气吸入发动机。
实施方式4：
如图6所示，混合装置为方形，所述EGR引入通道与甲醇引入通道分别设置在所述混合装置四角位置， EGR引入通道与甲醇引入通道轴线在同一平面上与同一个圆相切；空气引入通道和混合装置输出口方向与所述EGR引入通道与甲醇引入通道轴线相垂直。甲醇引入通道和EGR引入通道，沿着图中所示假想圆的切线方向喷射，形成强烈的旋转，然后与沿垂直向里方向吹入的空气混合后进入发动机。根据试验情况，沿着混合装置长度方向可以布置多对EGR管路以及甲醇喷射器。

Claims (9)

1.一种用于甲醇发动机的进气混合装置，其特征在于：其包括甲醇燃料供给喷射系统、进气系统和EGR气体系统；所述甲醇燃料供给喷射系统、进气系统和EGR气体系统同时连接混合装置，所述混合装置输出口连接发动机进气岐管前端的进气总管。
2.根据权利要求1所述的用于甲醇发动机的进气混合装置，其特征在于：来自排气管的EGR气体经由EGR阀，EGR冷却器后进入混合装置，与来自节气门的空气，以及经由甲醇燃料箱，甲醇喷射器并进入混合装置的甲醇燃料完成混合换热过程后，通过进气总管进入到发动机本体。
3.根据权利要求1或2所述的用于甲醇发动机的进气混合装置，其特征在于：所述混合装置为圆筒形，甲醇引入通道和EGR引入通道径向对向设置，甲醇和EGR径向对冲并被轴向吹来的空气带入发动机本体。
4.根据权利要求3所述的用于甲醇发动机的进气混合装置，其特征在于：所述甲醇引入通道和EGR引入通道为多对，均匀分布在所述混合装置筒壁上。
5.根据权利要求1或2所述的用于甲醇发动机的进气混合装置，其特征在于：所述混合装置为圆筒形，甲醇引入通道和EGR引入通道相对设置，与混合装置轴向夹角分别为α和β，0°＜α＜180°，0°＜β＜180°；空气引入通道沿混合装置轴向设置。
6.根据权利要求5所述的用于甲醇发动机的进气混合装置，其特征在于：所述甲醇引入通道和EGR引入通道后端的所述混合装置筒壁上交错设置有多个扰流板。
7.根据权利要求1或2所述的用于甲醇发动机的进气混合装置，其特征在于：所述混合装置由中间隔板分割成相互连通的两部分，EGR引入通道与甲醇引入通道位于混合装置同一侧，所述EGR引入通道与甲醇引入通道轴线夹角为0°~90°，空气引入通道和混合装置输出口沿中间隔板方向设置。
8.根据权利要求1或2所述的用于甲醇发动机的进气混合装置，其特征在于：EGR引入通道与甲醇引入通道交替设置在所述混合装置壁上，所述EGR引入通道与甲醇引入通道轴线在同一平面上与同一个圆相切；空气引入通道和混合装置输出口方向与所述EGR引入通道与甲醇引入通道轴线相垂直。
9.根据权利要求8所述的用于甲醇发动机的进气混合装置，其特征在于：所述混合装置为方形，所述EGR引入通道与甲醇引入通道分别设置在所述混合装置四角位置。
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