CN1500986A - 一种甲烷化模式燃油内燃机及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及向燃烧空气、燃料或燃料空气混合气中加水，主要包括燃烧室、配气系统、水和油燃料供给系统及其控制调节系统等，科学地给出了内燃机水油混烧之甲烷化模数M，即最佳水油配比，由油或燃油的理论甲烷化燃烧模数M₀和燃烧状态因子α决定。优取内燃机水和油燃料供给系统中有两套相互独立的喷射系统，喷水系统开始喷水的时刻，整定在内燃机排气基本结束至吸气刚开始之间，喷水持续角控制在30°以内，有利提高内燃机的效率，且整个喷水系统的压力较低，喷水系统的可靠性较高，减少了人们探索水油混烧的盲目性。本发明应用所述内燃机作为原动机或发动机，广泛配装于发电设备、机动车辆、机动船舶、机械设备等。

Description

一种甲烷化模式燃油内燃机及其应用

技术领域

本发明涉及内燃机可燃混合物的供给及其组成，特别涉及向燃烧空气、燃料或燃料空气混合气中加水。

背景技术

各国对内燃机有害排放物日益重视，但是到目前为止，只有水油混烧的典型技术，能同时降低内燃机排放的氮氧化物(NO_x)和颗粒物(PM)，而且还能降低一氧化碳(CO)、碳氢化物(HC)的排放量，还能提高内燃机的燃烧效率。中国专利申请号91103560.5“内燃机含水燃烧和燃烧方法”，提出了燃料含水燃烧的水油配比约20％到约80％(体积，以所述燃料总体积为基)；中国专利申请号94120151.1“内燃机使用燃油、水混合液的实施方法”，提出在水油混烧时，水油配比与燃油的平均分子式有关，若简记燃油平均分子式为C_nH_2n+2，则水在混合液中的比例极限为：18n/(32n+2)×100％，即水在混合液中的含量可小于或等于该值；中国专利申请号00120786.5“柴油机中同时降低氧化氮及碳黑微粒排放的清洁燃烧方法”，提出一套在线配置乳化油系统，乳化油配比为水∶油＝0.15～1；中国专利号96106233.9“混合和输送用于柴油机的乳化液的方法和设备”，提出一种混合和输送用于柴油机的由水和燃料组成的乳化液的方法。然而他们都没有深入取得实质性的进展，一直没有找到一种合适的水油混烧模式，不能确定水油混烧的最佳水油配比，不能确定水油混烧的最佳方案，导致这项既能提高内燃机燃烧效率又能降低内燃机有害物排放的水油混烧技术仍然没在内燃机中推广应用。

发明内容

本发明所要解决的问题是，克服现有技术水油混烧的盲目性，按照水油混烧的科学依据，获得内燃机水油混烧最佳模式和具有最佳水油配比的内燃机技术方案。

本发明提出一种甲烷化模式燃油内燃机，两冲程或四冲程机型，主要包括燃烧室、配气系统、水和油燃料供给系统及其控制调节系统等，其特征在于：

水和油燃料供给系统中的水油配比整定值，至少包含水∶油＝M＝αM₀，

其中：M-油/或燃油甲烷化模数，即最佳水油配比

      α-燃烧状态因子(0.5≤α≤1.2)

      M₀-油/或燃油理论甲烷化模数

$M_0=\frac{4n-m}{2}({\mathrm{mol}}_{H_{2}O}/{\mathrm{mol}}_{\mathrm{oil}})=\frac{9(4n-m)}{12n+m+16y}({\mathrm{Kg}}_{H_{2}O}/{\mathrm{Kg}}_{\mathrm{oil}})----(*)$

所述油/或燃油，至少包含汽油或柴油或煤油或重油或渣油或煤焦油或二甲醚、或常温下为液态的醇类或植物油或动物油、或其几种混合物，略去自由水的平均分子式记为C_nH_mO_y(n≥2，m≥2，y≥0)，它们有或没有添加剂，常温下为液态。在本发中，术语油和燃油同义。

所述水指，日常可以获得的清洁水，例如去离子水、蒸馏水、纯净水或自来水等，也包含空气湿度水分，可以含有或不含有添加剂和/或有机物等，但限制不得含有对设备系统产生额外磨损或腐蚀的成分。

所述整定值含义指，所述水和油燃料供给系统及其控制调节系统设计工作参数水油配比的调节值或控制值，一般随设备工况变化，本发明狭义指设备的最几概率工况下的整定值，不包括启动、怠速及停车工况等。

所述平均分子式含义指，对油或燃料系混合物而言，仅表示其中C、H、O三元素成分相对比例组成。可以由组成物的单质分子式或者由本领域技术人员按传统的燃料化学分析实验检测而得到。该分子式可以比较不同油或燃油在本发明中的可甲烷化属性。对于具体具有相同平均分子式的所述油或燃油，不论其具体成分各异，它们的可甲烷化属性在本发明相同的条件下应该是表现一致的。

所述甲烷化模式含义指，在本发明提出的内燃机汽缸中，水油混烧时具有近似于甲烷或天然气燃烧时的化学环境。

所述甲烷化模式燃油含义指，在本发明提出的内燃机汽缸中，水油混烧时具有所述甲烷化模式。通常，水油混烧主要有两种类型，一种是按M水油分道相互独立的喷射系统进入设备的燃烧场，例如中国专利号89101351.2所代表；另一种是以乳化燃油形态被应用，特别是油或燃油或燃料生产制造厂商，按M值进行分段系列化开发生产，根据用户设备的不同要求，普通技术人员采用一般现有技术，他们可以适当加入相关的乳化剂、促燃剂、稳定剂、十六烷值增值剂、抗凝剂、减磨剂或消烟剂等之类的助剂或添加剂，采用复配方法经过有限次优选试验即可向社会供应系列化，以至标准化甲烷化模式燃油产品。

其根据如下：

1、甲烷燃烧时，完全化学反应方程式为：

                                          (1)

平均分子式为C_nH_mO_y(n≥2，m≥2，y≥0)的油/或燃油燃烧时，完全化学反应方程式为：

$C_n{H}_m{O}_y+\frac{4n+m-2y}{4}{O}_2\→{\mathrm{nCO}}_2+\frac{m}{2}{H}_{2}O---\left(2\right)$

将(2)式两端同时加上MH₂O，根据物质不灭定律，有

$C_n{H}_m{O}_y+\frac{4n+m-2y}{4}{O}_2+{\mathrm{MH}}_{2}O\→{\mathrm{nCO}}_2+\frac{M}{2}{H}_{2}O+{\mathrm{MH}}_{2}O---\left(3\right)$

将(1)式两端同时乘上一个系数n，有

                                      (4)

设(3)式和(4)式的右端反应生成物相等，从而可以求出油/或燃油的理论甲烷化燃烧模数M₀，其数值为(*)式。

油/或燃油的理论甲烷化燃烧模数M₀的意含义指：按(3)式油/或燃油C_nH_mO_y(n≥2，m≥2，y≥0)，1摩尔油/或燃油添加相应的

摩尔水，即每千克所述油/或燃油配水 千克，就可以使油配水燃烧时的主要生成物和燃烧甲烷时的主要生成物相同，于是创造了一个理想的甲烷化模式燃烧的化学环境。

2、根据科学出版社1983年出版的由[美]欧文·格拉斯曼著的《燃烧学》一书中第57至61页，介绍了甲烷燃烧氧化机理，可以认为：通常，甲烷在燃烧氧化时，先脱掉一个H，接着脱掉第二个H，尔后脱掉第三个H，于是变成HCO，脱掉的H生成诸如H₂、HO₂、OH和H₂O等中间产物，这些中间产物同时又参与燃烧反应，尤其是生成的H₂O又参与重整反应，然后HCO被氧化成CO，CO最后被氧化成CO₂。对于烃类在燃烧氧化时，根据机械工业出版社1990年出版的由何学良等编著的《内燃机燃烧学》一书中第249至253页，介绍了烃油在内燃机中经历的三个阶段和高温单阶段着火过程，可以认为：通常，烃类在内燃机中首先是断碳链、脱氢，变成较低级的烃，较低级的烃接着继续断碳链、脱氢，变成更低级的烃，如此重复，直至产生大量的HCHO，并产生一系列中间产物，诸如CH₃、H、H₂、OH、H₂O等等，产生的CH₃即相当于甲烷脱掉一个H，它最终也被氧化成HCO，其余的中间产物同时也参与燃烧氧化反应，尤其是H₂O参与重整反应，然后HCHO、HCO被氧化成CO，CO最后被氧化成CO₂。至于含氧油，在燃烧过程中，必然先脱水和热解为较低级的烃，并伴随有碳连链裂，再后重复类似上述的过程。因此可以认为，油燃烧时，根据其不同的种类C_nH_mO_y(n≥2，m≥2，y≥0)，按M₀配水燃烧，水则与所述油发生重整反应，其生成物又参与燃烧氧化反应，水在整个燃烧反应过程中参与燃烧，尤其是燃烧的最后阶段，与甲烷燃烧过程极其相似，再次说明所述油配水M₀燃烧创造了一个理想的甲烷化模式的化学环境。

3、当所述油/或燃油定量配水燃烧时，排放的氮氧化物(NO_X)大幅度降低，主要原因是：定量配水燃烧使整个燃烧场的还原性增强。因为配水在内燃机汽缸燃烧场中发生下列净化反应

                                                   (5)由此减少了氧基的浓度，使整个燃烧场的相对氧化性降低，相对还原性增强，在很大程度上抑制了氮氧化物的生成。当根据油的不同种类C_nH_mO_y(n≥2，m≥2，y≥0)，按M₀配水燃烧，比较上述化学反应方程式(3)和(4)，由于右端反应生成物中的H₂O相等，所以，水油在内燃机汽缸燃烧场中相对还原性，近似于甲烷燃烧场的相对还原性。

现以柴油内燃机燃料对比为例说明。中国专利申请号00120786.5指出，当水油配比达到1∶1时，柴油内燃机燃烧排放氮氧化物可以降低85％左右；也有资料(http：//www.hncd.gov.cn/zazhi/jiaotongshehui/dibaqi/p41.htm)表明，柴油内燃机换用主要成分为甲烷的天然气，其排放的NO_X将比其使用柴油时低近40％。当水与油的质量比达到1∶1进行燃烧时，柴油基本上接近理想的甲烷化模式燃烧。两者排放的NO_X都比使用纯柴油时有大幅度的下降，主要原因是它们的燃烧场的相对还原性比燃烧纯柴油时的燃烧场的相对还原性强，从而在很大程度上抑制了NO_X的生成。至于柴油和水以质量之比1∶1进行燃烧时，其排放的氮氧化物远低于燃烧天然气时排放的氮氧化物的主要原因是，由于柴油配水燃烧时使整个燃烧场的温度比天然气燃烧时整个燃烧场时低，从而使得生成氮氧化物敏感的高温条件有所缓和。所以，从燃烧场的相对还原性角度而言，按M₀配水燃烧，其整个燃烧场的相对还原性近似于甲烷燃烧时整个燃烧场的相对还原性，再次说明所述油配水M₀燃烧创造了一个理想的甲烷化模式燃烧的化学环境。

4、从燃烧的化学环境来看，不同种类的油/或燃油C_nH_mO_y(n≥2，m≥2，y≥0)，按M₀配水燃烧，仅仅形成油配水甲烷化模式燃烧的必要条件。然而，所述内燃机结构参数、系统特性目标、运行工况、进入内燃机汽缸内的油/或燃油自身的氢碳原子数之比(H/C)_a、芬烃含量A、油/或燃油物理状态、粘度、汽化潜热、配水和进气物理状态、过量或过剩空气系数或空燃比、火焰传播速度等各不相同，尤其是当水以液态进入内燃机汽缸时要吸收一定的热量，使甲烷化模式燃油内燃机汽缸燃烧场的温度，比燃烧甲烷或天然气时的整个燃烧场的温度低，在一定程度上影响内燃机的甲烷化模式燃烧；水和油/或燃油可能同时进入汽缸，也可能在不同的时刻进入汽缸，不为固定模模式，而甲烷通常是以气态进入汽缸的，所以，按甲烷化模式燃油内燃机，实际最佳水油配比可能和油/或燃油的理论甲烷化燃烧模数M₀不一致。故本发明引入一个燃烧状态因子α来对油/或燃油的理论甲烷化燃烧模数M₀进行修正，推荐α取0.5≤α≤1.2。考虑到内燃机水油混烧，一定程度上汽缸内燃烧场比热容有所增加，限值所述α不致影响效率和动力性能下降为准。另外，也可以从M₀出发，结合喷油定时和负荷工况参数，采用优选法，通过现有技术公知的有限次内燃机传统台架试验检测，确定α和M。

以上分析了油/或燃油按M₀配水燃烧的化学环境，结合内燃机水油混烧的实际状况，给出了内燃机的水和油燃料供给系统所要求的最佳水油配比M，即在内燃机水和油燃料供给系统中，按油/或燃油的不同种类C_nH_mO_y(n≥2，m≥2，y≥0)，1摩尔油/或燃油添加

α摩尔水，或则每千克油/或燃油配水

α千克(包含进气湿度水分)。所述油/或燃油定量配水按乳化或水油分道类型运作，就可以造成一种甲烷化模式燃油内燃机。其效果可使燃油内燃机排放有害物降低到燃用甲烷或天然气时排放有害物的相当水平。

当然，内燃机水油混烧，一定程度上汽缸内比热容有所增加，故所述M限值不致影响内燃机效率和动力性能下降为准。

为了更有利于营造甲烷化模式燃烧的化学环境，本发明进一步在设计内燃机水和油燃料供给系统中，使水油同经喷射系统或者水油分道相互独立的喷射系统，即喷油系统和喷水系统。喷水系统喷射液态水或气态水。喷射系统可有一至多个喷嘴。

所述喷水系统，四冲程机型，喷水系统的喷水时段，其中开始喷水的时刻整定在进气阀关闭前20°至关闭后50°之间某一点，喷水持续角控制在30°以内。

所述喷水系统，二冲程机型，扫气孔早于排气门(或者排气孔)关闭，喷水系统的喷水时段，其中开始喷水的时刻整定在排气门(或者排气孔)关闭前20°至关闭后50°之间某一点，喷水持续角控制在30°以内。

所述喷水系统，二冲程机型，排气门(或者排气孔)早于扫气孔关闭，喷水系统的喷水时段，其中开始喷水的时刻整定在扫气孔关闭前20°至关闭后50°之间某一点，喷水持续角控制在30°以内。

在所述喷水时段喷水，对内燃机的换气影响很小或者没有影响，而且可使内燃机汽缸内工质量或分子数明显增加，利于压力增加，从而可以使燃烧介质混合得更充分均匀，燃烧更平稳、完全、彻底，效率提高，抗爆震性能改善，大幅度降低内燃机有害排放物，整个喷水系统的压力相对较低，可靠性大大提高。

本发明提出的上述甲烷化模式燃油内燃机，作为原动机或发动机，广泛应用配装于发电设备；或者配装于机动车辆，譬如汽车、卡车、摩托车、坦克、装甲车、铁路牵引机车、轨道车；或者配装于机动船舶，譬如轮船、油轮、渔轮、舰艇、潜艇；或者配装于机械设备，譬如挖掘机、推土机、铺路机、铺管机、破碎机、粉碎机、卷扬机、拖拉机、收割机、水泵、压气机、压缩机、排水设备、农副产品加工设备等。这样可使所述配装的各种车辆、船舶、机械设备等的应用领域或场合排放有害物降低到与燃用甲烷或天然气时排放有害物的相当水平。具体的配装方法，本领域的技术人员公知了解，也可以从公开的现有技术资料中查到。

本发明的有益效果在于，与现有的水油混烧内燃机相比，综合了液体油燃料和气态燃料或天然气两方面的优点长处，找到一种有充分科学依据的理想的水油混烧模式和最佳水油配比，有重大环保和节能意义。本发明提出甲烷化模式燃油内燃机，优取喷水系统开始喷水的时刻，整定在内燃机排气基本结束至吸气刚开始之间，喷水持续角控制在30°以内，可使内燃机燃烧效率更高，燃烧有害排放物更低，次可靠性大大提高；本发明为解决资源短缺日趋枯竭问题，为寻求和拓宽内燃机代用燃料，特别是植物油、含氧燃油的开发，提供了科学根据和现实工具手段。

附图说明

本发明说明书包括三幅附图，这些附图的图面说明如下：

图1是一种甲烷化模式燃油四冲程柴油机配气相位定时方案示意图；

图2是一种甲烷化模式燃油二冲程柴油机配气相位定时方案之一示意图；

图3是一种甲烷化模式燃油二冲程柴油机配气相位定时方案之二示意图。

图1中：横坐标是曲轴转角(度)，其中TDC指上止点，BDC指下止点，C点指排气阀打开时刻，B点指排气阀关闭了时刻，CB网纹段指排气阀打开时段，A点指进气阀打开时刻，D点指进气阀关闭了时刻，AD空白段指进气阀打开时段。

图2中：横坐标是曲轴转角(度)，其中TDC指上止点，BDC指下止点，E点指排气门(或者排气孔)打开时刻，F点指排气门(或者排气孔)关闭了时刻，EF网纹段指排气门(或者排气孔)打开时段，G点指扫气孔打开时刻，H点指扫气孔关闭了时刻，GH空白段指扫气孔打开时段。

图3中：横坐标是曲轴转角(度)，其中TDC指上止点，BDC指下止点，E点指排门(或者排气孔)打开时刻，F点指排气门(或者排气孔)关闭了时刻，EF网纹段指排气门(或者排气孔)打开时段，G点指扫气孔打开时刻，H′点指扫气孔关闭了时刻，GH′空白段指扫气孔打开时段。

所述喷水系统的喷水时段，整定在内燃机排气基本结束或者吸气刚开始，喷水持续角控制在30°以内。四冲程机型，对照图1，喷水系统的喷水时段，其中开始喷水的时刻整定在进气阀关闭了D点前20°至D点后50°之间某一点，喷水持续角控制在30°以内；二冲程机型，对照图2，扫气孔关闭了时刻H点早于排气门(或者排气孔)关闭了时刻F点，喷水系统的喷水时段，其中开始喷水的时刻整定在排气门(或者排气孔)关闭了时刻F点前20°至F点后50°之间某一点，喷水持续角控制在30°以内；二冲程机型，对照图3，排气门(或者排气孔)关闭了时刻F点早于扫气孔关闭了时刻H′点，喷水系统的喷水时段，其中开始喷水的时刻整定在扫气孔关闭了时刻H′点前20°至H′点后50°之间某一点，喷水持续角控制在30°以内。

具体实施方式

实施例1：

一种甲烷化模式燃油四冲程柴油机，主要包括燃烧室、配气系统、水和油燃料供给系统及其控制调节系统等，在水和油燃料供给系统中，按现有公知的技术使水油同经喷射系统，油定量配水乳化类型运作，本发明特取的水油配比是水∶油＝M_duesek oil＝αM_0diesek oil，所述油为柴油。一般柴油含碳约为C₁₀～C₂₆，略去自由水，其平均分子式可以记为C₁₈H₃₈O_y(n＝18，m＝38，y＝0)，水用去离子水，于是根据(*)式计算出柴油的理论甲烷化燃烧模数

$M_{0\mathrm{dieseloil}}=17({\mathrm{mol}}_{H_{2}O}/{\mathrm{mol}}_{\mathrm{dieseloil}})\≈1.2({\mathrm{Kg}}_{H_{2}O}/{\mathrm{Kg}}_{\mathrm{dieseloil}})$

根据水∶油＝M_diesel oil＝αM_0diesel oil这里包含空气湿度水分，推荐α＝0.8～1.2，则可得出柴油甲烷化模式燃烧的最佳水油配比：

$M_{\mathrm{dieseloil}}=13.6~20.4({\mathrm{mol}}_{H_{2}O}/{\mathrm{mol}}_{\mathrm{dieseloil}})=0.96~$

$1.44({\mathrm{Kg}}_{H_{2}O}/{\mathrm{Kg}}_{\mathrm{dieseloil}})$

内燃机制造厂家也可以从M_0diesel oil出发，结合喷油定时和负荷工况参数，采用优选法，通过现有技术公知的有限次内燃机传统台架试验检测得到α或M_diesel oil，并将其确定为水和油燃料供给系统及其控制调节系统的整定值之一，可将其规范为内燃机的基本特性参数之一。有利于用户在更广泛的现实能源条件下，有效运行使用设备。相应内燃机燃料生产经营厂商，则应按M值分段系列化，生产提供具有不同M_diesel oil具体牌号的乳化形态的甲烷化模式柴油，配套市场消费。

本实施例的效果是，可以使四冲程柴油在内燃机中基本上实现接近甲烷化模式燃烧效果。

实施例2：

按实施例1所述四冲程柴油机，在水和油燃料供给系统中，按M油定量配水在线乳化类型运作，使用同一套喷射系统供给水和油燃料(具体硬件部分是现有公知技术，如中国专利号96106233.9所述)。

本实施例的效果是，可以使在线乳化柴油在内燃机中基本上实现甲烷化模式燃烧效果。

实施例3：

一种甲烷化模式燃油四冲程柴油机，主要包括燃烧室、配气系统、水和油燃料供给系统及其控制调节系统等，油定量配水同实施例1但按水油分道类型运作，在水和油燃料供给系统中，水油分道相互独立的喷射系统，即喷油系统和喷水系统，为简便，优取一套喷油系统和一套喷水系统。喷射系统可有一至多个喷嘴。

对照图1，喷水系统的喷水时段整定在进气阀关闭了时刻D点喷水开始，且喷水持续角控制在30°以内。这样加入汽缸水不但不会影响内燃机的换气，而且加入内燃机的水与进气的混合时间相对最可能长久，气水均质化程度最高最充分、工质分子数明显增加。

本实施例的效果是，使具有独立喷水系统的四冲程柴油机，不但实现了甲烷化模式燃烧，而且给出了最佳喷水时段，从而可使四冲程柴油机的燃烧效率更高，燃烧有害排放物更低。

实施例4：

将实施例3中喷水系统所喷射的水定为气态水，所述气态水从内燃机余热利用装置取得。

本实施例4就是本发明四冲程柴油机的最佳实施方式。其效果是，使甲烷化模式燃油四冲程柴油机，热效率更高，特别是增压四冲程柴油机型。

实施例5：

一种甲烷化模式燃油二冲程柴油机，主要包括燃烧室、配气系统、水和油燃料供给系统及其控制调节系统等，油定量配水同实施例1但按水油分道类型运作，在水和油燃料供给系统中，水油分道相互独立的喷射系统，即喷油系统和喷水系统，可以一套喷油系统，另一套喷水系统。喷射系统可有一至多个喷嘴。

对照图2，喷水系统的喷水时段整定在进气阀关闭了时刻F点喷水开始，且喷水持续角控制在30°以内。这样加入汽缸水不但不会影响内燃机的换气，而且加入内燃机的水与进气的混合时间相对最可能长久，气水均质化程度最高最充分、工质分子数明显增加。

本实施例的效果是，使具有独立喷水系统的二冲程柴油机，其扫气孔关闭了时刻H点早于排气门(或者排气孔)关闭了时刻F点，不但实现了甲烷化模式燃烧，而且给出了最佳喷水时段，从而可使二冲程柴油机的燃烧效率更高，燃烧有害排放物更低。

实施例6：

一种甲烷化模式燃油二冲程柴油机，主要包括燃烧室、配气系统、水和油燃料供给系统及其控制调节系统等，油定量配水同实施例1但按水油分道类型运作，在水和油燃料供给系统中，水油分道相互独立的喷射系统，即喷油系统和喷水系统，可以一套喷油系统，另一套喷水系统。喷射系统可有一至多个喷嘴。

对照图3，喷水系统的喷水时段整定在进气阀关闭了时刻H′点喷水开始，且喷水持续角控制在30°以内。这样加入汽缸水不但不会影响内燃机大案换气，而且加入内燃机的水与进气的混合时间相对最可能长久，气水均质化程度最高最充分、工质分子数明显增加。

本实施例的效果是，使具有独立喷水系统的二冲程柴油机，其排气门(或者排气孔)关闭了时刻F点早于扫气孔关闭了时刻H′点，不但实现了甲烷化模式燃烧，而且给出了最佳喷水时段，从而可使二冲程柴油机的燃烧效率更高，燃烧有害排放物更低。

实施例7：

将实施例6中喷水系统所喷射的水定为气态水，所述气态水从内燃机余热利用装置取得。

本实施例7就是本发明二冲程柴油机的最佳实施方式。其效果是，使甲烷化模式燃油二冲程柴油机，热效率更高，特别是增压二冲程柴油机型。

本发明并不局限于上述实施例。本技术领域普通技术人员能够理解本发明和广泛应用于汽油机、柴油机，包括单缸和多缸、两冲程和四冲程、增压机型等；本发明广泛适用以汽油、柴油、煤油、二甲醚、醇类、植物油、动物油等为燃料的内燃机。本发明应用所述内燃机作为原动机或发动机，广泛配装于发电设备、机动车辆、机动船舶、机械设备等。

Claims (7)

1、一种甲烷化模式燃油内燃机，两冲程或四冲程机型，主要包括燃烧室、配气系统、水和油燃料供给系统及其控制调节系统等，其特征在于：

水和油燃料供给系统中的水油配比整定值，至少包含水∶油＝M＝αM₀，

其中：M-油/或燃油甲烷化模数，即最佳水油配比

      α-燃烧状态因子(0.5≤α≤1.2)

      M₀-油/或燃油理论甲烷化模数

$M_0=\frac{4n-m}{2}({\mathrm{mol}}_{H_{2}O}/{\mathrm{mol}}_{\mathrm{oil}})=\frac{9(4n-m)}{12n+m+16y}({\mathrm{Kg}}_{H_{2}O}/{\mathrm{Kg}}_{\mathrm{oil}})$

所述油/或燃油至少包含汽油或柴油或煤油或重油或渣油或煤焦油或二甲醚、或常温下为液态的醇类或植物油或动物油、或其几种混合物，略去自由水的平均分子式记为

C_nH_mO_y(n≥2，m≥2，y≥0)。

2、根据权利要求1所述内燃机，其特征在于：水和油燃料供给系统中，水油同经喷射系统。

3、根据权利要求1所述内燃机，其特征在于：水和油燃料供给系统中，水油分道相互独立的喷射系统，喷水系统喷射液态水或气态水。

4、根据权利要求3所述内燃机，其特征在于：四冲程机型，喷水系统的喷水时段，其中开始喷水的时刻整定在进气阀关闭前20°至关闭后50°之间某一点，喷水持续角控制在30°以内。

5、根据权利要求3所述内燃机，其特征在于：二冲程机型，扫气孔早于排气门(或者排气孔)关闭，喷水系统的喷水时段，其中开始喷水的时刻整定在排气门(或者排气孔)关闭前20°至关闭后50°之间某一点，喷水持续角控制在30°以内。

6、根据权利要求3所述内燃机，其特征在于：二冲程机型，排气门(或者排气孔)早于扫气孔关闭，喷水系统的喷水时段，其中开始喷水的时刻整定在扫气孔关闭前20°至关闭后50°之间某一点，喷水持续角控制在30°以内。

7、根据权利要求1至6所述内燃机，以其作为原动机或发动机而所配装的发电设备或汽车或卡车或摩托车或坦克或装甲车或铁路牵引机车或轨道车或轮船或油轮或渔轮或舰艇或潜艇或挖掘机或推土机或铺路机或铺管机或破碎机或粉碎机或卷扬机或拖拉机或收割机或水泵或压气机或压缩机或排水设备或农副产品加工设备。

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