CN1710035A

CN1710035A - 配合机动车燃料使用的助剂及其使用装置

Info

Publication number: CN1710035A
Application number: CN 200510046755
Authority: CN
Inventors: 赵辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2005-12-21

Abstract

本发明涉及一种配合机动车燃料使用的助剂及其使用装置，该助剂包括乙醇和/或甲醇，以及水，且乙醇和/或甲醇占该助剂总质量的5％－80％，水占该助剂总质量的20％－95％。而用于盛装所述助剂的使用装置具有一个带有进气通道和出气通道的用于盛装所述助剂的容器，且该容器的出气通道与机动车固有的刹车助力器管路或者二次燃烧进气管路相连通，或者直接与机动车固有的进气歧管相连通。该助剂应用在机动车上具有较好的加速性能和排放效果，且可以节省燃料。

Description

配合机动车燃料使用的助剂及其使用装置

技术领域：

本发明涉及一种配合机动车燃料使用的助剂及用于盛装该助剂的使用装置。

背景技术：

机动车发动机的工作性能包括：动力性、经济性、排放性及安全可靠性等几个方面，其中动力性能和经济性能二者既相互联系又互相制约，是衡量一台发动机节能与否的重要指标；而排放性通常包括驱动性能和噪音等方面，其所排放气体的指标将直接影响其对环境的污染程度，是衡量发动机环保指标的重要因素。

众所周知，空燃比是解决发动机动力性能和经济性能的关键之所在，而解决空燃比的关键性技术是燃气供给的方式问题。从现有技术中可以得知，燃气供给方式主要包括由进气道混合预混式和进气道喷射式构成的缸外供气方式和由缸内高压喷射式和低压喷射式构成的缸内供气方式。而上述二种燃气供给方式无论是采用开环、闭环或电控喷气哪一种控制技术控制，其空气均是通过进气管这唯一渠道进入燃气混合室，然后再与进入其内的燃料混合形成预定比例的混合燃气并通过燃烧驱动发动机工作。在这一过程中，空气是通过发动机在工作中所产生的负压将其吸入到进气管再进入混合室内，所以，其进气量主要取决于进气管的喉管截面的大小。可见，现有技术的一个主要误区是仅通过进气管的进气量来研究空燃比的最佳配比方案，且在各种解决方案中，也是局限于在进气管的数量上寻找答案，如利用多喉管进气。然而，由于进气管的喉管截面与进气阻力是矛盾的两个方面，如果喉管的截面设计过大，虽然能减小进气阻力，但不利于燃料的充分物化；而喉管的截面如果设计过小，虽然有利于燃料的物化，但不利于增加进气量。故仅在进气管和燃料物化的矛盾中寻找解决方案不易达到最佳效果，即便是通过精确的计算所得出的结论或者在实践中已被证明的理想空燃比也是相对的，从对现有机动车的耗油量和尾气排放的检测可以证明这一点。

此外，由于空气和物化的燃料均含有杂质成份，而这些杂质无论采用何种过滤设备和过滤方式，也很难使其达到非常理想的程度。由于这些杂质的存在使进气喉管和喷嘴在长期使用中很容易在油膜的作用下粘结在喉管和喷嘴的管壁内，而燃油和空气本身并没有清洗这些杂质的功能，从而使喉管的管壁直径因粘附物的存在而变小，进而可导致空燃比发生变化，致使发动机的动力性能和经济必能达不到原设计要求，即使采用闭环电喷的先进技术也不可能解决类似问题。所以，采用单一进气管来获取空气的方式只能实现有限节油，而其效果不理想，同时因达不到理想的节油而影响燃气的排放质量，从而造成环境和大气污染。

需要进一步指出的是，液化石油气和液化天然气均是一种挥发和易燃的液态烃类或烷类混合物。这两种可燃气体完全可以作为车用汽油或柴油的替代燃料，同时也是一种清洁能源。但，对于使用燃料不同的发动机，其燃料供给系统之间存在较大的差异，在通常情况下，燃油与燃气的供气系统不能通用。然而，由于现有燃油机动车已被普遍接受，且各种配套设施齐全，如加油站等，所以，即便现有石油液化气或天然气的机动车应用技术已达到一定水平，在短期内大面积推广也会有许多困难。为此，在现有技术中，认为最佳的解决方案是在一辆机动车上采用一套燃气供应系统可燃烧两种燃料以作为过渡，即双燃料机动车。由于汽油机动车是相对成熟的技术，故通常采用汽油车上固有的进气歧管为发动机供气，且在使用中通过电控选择开关来实现两种燃料之间的切换。虽然该种结构的两用燃料车可节约成本和简化结构，但不能有效地同时解决两种燃料的最佳空燃比问题。首先，由于液化石油气与进气通道均设置在进气歧管的下方，且液化石油气的挥发份相对于汽油或柴油大，从而在相同的管路和时间内，挥发份大的液化石油气进入进气歧管的数量相对较大，从而阻碍了外界空气自然进入进气歧管的数量，使其达不到预定的空燃比；其次，由于两种燃料对空燃比的要求也不相同，如以加大进气歧管的空气通道孔径来解决液化石油气的空燃比问题，即使这种方案能解决液化气空燃比的问题，但对燃油的空燃比会造成影响。所以，现有的两用燃料机动车在燃料转换后，其空燃比或最佳空燃比是无法解决的实际问题。

在已知的技术中，虽然都认识到空燃比是解决尾气排放和节能的关键技术，如中国专利247744号公告的“汽油机用空气补偿调节器”和2412785号公告的“车用内燃机增压进气装置”等均是试图调节空燃比的技术，但，他们的技术方案最大的误区是在原来空气的进气位置的基础上进行调整，这样，即使再先进的装置或设备也无法同时解决两用燃料车的每一种燃料所需的空燃比问题。

中国专利1153828号授权公告的名称为“代替汽油的清洁燃料”，在该燃料中提出有溶剂油、甲醇、C₅、MTBE、乙醚、二叔丁基对甲酚等成份；而在中国专利1570040号公告的名称为“车用节能清洁燃料及制作方法”中提出有石脑油、C₅、甲基叔丁基醚、轻烃等成份；以及中国专利1583975号公开的名称为“一种车用乙醇清洁燃料”中公开有乙醇、轻烃煤焦油、溶剂油、叔丁醇、燃烧促进剂、清净分散剂等成份。在上述专利申请中虽然提到可以替代汽油或柴油的清洁燃料，但，这种清洁燃料是以直接燃烧为其目的。

发明内容：

本发明的任务是提供一种配合机动车燃料使用的助剂，该助剂利用发动机在工作时所产生的负压将助剂自然吸入混合室内并自动调整其空燃比以实现节能和降低排放量。

本发明另一个任务是提供一种用于盛装上述助剂并能通过发动机在工作中所产生的负压将其吸入到混合室内的使用装置。

本发明所提出配合机动车燃料使用的助剂包括乙醇和/或甲醇，以及水，且乙醇和/或甲醇占该助剂总质量的5％--80％，水占该助剂总质量的20％--95％。乙醇或甲醇与水混溶后能进行脱氧和脱氢，以及取代等反应，而该种助剂经发动机助力器管路或者二次燃烧进气管路在进入混合室前就已经接近沸腾状态，且是以颗粒极小的雾状进入混合室，所以，该助剂有助于原燃料如汽油或柴油燃烧，且可以节省燃料；同时，经过实践证明，该助剂可以为发动机提供合适的空燃比，并且对喉管和喷嘴具有清洗作用。

所述助剂中还添加有烷基酚聚氧乙烯(n)醚和/或斯盘-(R)和/或吐温-(R)，且烷基酚聚氧乙烯(n)醚和/或斯盘-(R)和/或吐温-(R)占助剂总质量的2％-50％，其中，上述的n＝1--30，R为80或85。烷基酚聚氧乙烯(n)醚选用C_8-9烷基酚聚氧乙烯(13或14或15)醚，斯盘-(R)选用斯盘-80。所述烷基酚聚氧乙烯(n)醚和斯盘-(R)，以及吐温-(R)均是一种非离子表面活性剂，均具有优良的乳化、去污和分散等性能，在助剂中加入这些成份，可以形成水包油的细小雾珠，当这些雾珠进入混合室后即会破裂，在节省燃料的同时，还具有清洗喉管和喷嘴的作用。

所述助剂中还添加有占助剂总质量的1％--15％的助燃剂和占助剂总质量的1％--5％抗氧剂，且助燃剂由丙酮构成，抗氧剂由2.6二叔丁基对甲酚构成。助剂中加入抗氧剂和助燃剂能进一步提高该助剂的性能。

所述助剂中含有质量为2％--10％的C_8-9烷基酚聚氧乙烯(15)醚和质量为10％--30％的斯盘--80，以及质量为0％--10％的吐温--80。

用于盛装上述助剂的使用装置，该装置具有一个带有进气通道和出气通道的用于盛装所述助剂的容器，且该容器的出气通道与机动车固有的刹车助力器管路或者二次燃烧进气管路相连通，或者直接与机动车固有的进气歧管相连通。

所述容器的上部区域设置有进气通道和出气通道，且出气通道通过柔性管件和阀与助力管路或进气歧管相连接。所述进气通道由带有滤网的吸气头和与该吸气头相连接的并和延伸到所述容器内的管件构成。

本发明所提出的配合燃料使用的助剂应用在机动车上具有较好的加速性能和排放效果。如使用液化石油气为燃料进行加速性能试验，原地起步换档加速到100km/h的时间为21.87s，距离为352.05m；直接档从30km/h加速到100km/h试验的时间为27.78s，距离为248.99m；使用90#汽油为燃料的加速性能试验，原地起步换档加速到100km/h的时间为25.42s，距离为422.96m；直接档从30km/h加速到100km/h试验的时间为29.97s，距离为523.90m。而经质量监督部门检测的排污性能指标见表1：

表1：

序号	检验项目	标准限值	检验结果	备注
序号	检验项目	标准限值	检验结果	备注	1	CO(％)	≤4.5	0.5	汽油
HC(ppm)	≤900	230				CO(％)	≤4.5	0.5
HC(ppm)	≤900	230	2	CO(％)		≤4.5	0.7	LPG
HC(ppm)	≤900	300		CO(％)		≤4.5	0.7

除此之外，将该种助剂应用在机动车上，经国家环境保护总局机动车排污监测中心最新检测，其尾气排放中的HC、OC、氮的氧化物分别比现行的国家标准降低10％、13％、5％。

本发明所提出的助剂使用装置仅采用一个带有进气通道和出气通道的容器，该容器与刹车助力器管路或者二次燃烧进气管路相连通，车在行驶时可由发动机气缸所产生的负压将雾状助剂连同空气吸入到混合室内，使其达到要求的空燃比，该装置并不需要改变原机动车的结构，所以，使用该装置几乎不增加多少成本；此外，机动车行驶2000公里以上时，其消耗该助剂小于0.5Kg，所以，使用该助剂不会增加多少成本。

附图说明：

附图1是本发明所提出的配制在两用燃料上的助燃器一个实施例的外观结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

取乙醇或甲醇或二者的混合物5Kg与95Kg的水混合或者取乙醇或甲醇或者二者的混合物95Kg与5Kg的水混合制本发明所提出的配合机动车燃料使用的助剂。由于乙醇或甲醇均能与水混溶，而本发明的目的就是为发动机提供合适的雾珠及空气，故在上述助剂的重量份额中，乙醇或甲醇或者二者的混合物可占该助剂总质量的5％--80％，优选10％--60％，而水占该助剂总质量的20％--95％，优选40％--90％。

参见图1，该图给出用于盛装本发明所提出的助剂的使用装置一个实施例的外观整体结构。该装置包括一个容器1，该容器1具有一个装有滤液12的壳体11和安装在壳体11上部区域的进气通道2及出气通道3。壳体11可设置成多种形状的几何形体，本实施例中给出的是中空的圆柱形体的结构。在壳体11的顶部设置有用于向其内添加液体的通孔13，且在该通孔13还设置有与其形状相匹配的用于封闭通孔13的盖14。出气通道3可由两部分构成，第一部分是延伸至壳体11内的弯曲的刚性管件31，第二部分是一端与刚性管件31相连接的柔性管件32，且使该柔性管件32的自由端通过阀与机动车固有的刹车助力器管路或者二次燃烧进气管路相连通或者直接与机动车固有的进气歧管相连通。壳体11的上部区域安装有用于可过滤空气的进气通道2，进气通道2延伸出壳体11的部分安装有一个内部带有由金属网或织物构成的吸气头21，该吸气头21与一个弯曲的管件22相连接，且使管件22延伸至壳体11内的下端，以使外界空气经吸气头21导入壳体11内，并经壳体11内助剂再一次过滤后从出气通道3连同雾珠状助剂一起流入到机动车的混合室内。

实施例2：

取乙醇或甲醇或二者的混合物5Kg与95Kg的水混合或者取乙醇或甲醇或者二者的混合物95Kg与5Kg的水混合后，再向其内添加烷基酚聚氧乙烯(n)醚或斯盘-(R)或吐温-(R)或者三者的混合物3至90Kg，优选10至50Kg，并且将其混合均匀后即成为本发明所提出的助剂。所述烷基酚聚氧乙烯(n)醚可选用C_8-9烷基酚聚氧乙烯(13或14或15)，优选C_8-9烷基酚聚氧乙烯(15)，而斯盘--(R)选用斯盘-80或85，吐温--(R)选用吐温-80或85。在该助剂中还可添加有占总质量1％-15％的由丙酮构成的助燃剂和占助剂总质量1％--5％的由2.6二叔丁基对甲酚构成的抗氧剂。在使用时，将该助剂装入实施例1所述的使用装置内，然后将使用装置按照所述的方法安装机动车内即可使用。

实施例3：

取乙醇或甲醇或二者的混合物10Kg与60Kg的水混合后，再向其内添加15Kg的C_8-9烷基酚聚氧乙烯(15)醚和10Kg斯盘-80，以及5Kg的吐温-80，并且上述各物料混合均匀后即成为本发明所提出的助剂。在使用时，将该助剂装入实施例1所述的使用装置内，然后将使用装置按照所述的方法安装机动车内即可使用。

实施例4：

取乙醇或甲醇或二者的混合物50Kg与30Kg的水混合后，再向其内添加20Kg的C_8-9烷基酚聚氧乙烯(15)醚，并且上述各物料混合均匀后即成为本发明所提出的助剂。在使用时，将该助剂装入实施例1所述的使用装置内，然后将使用装置按照所述的方法安装在机动车内即可使用。

实施例5：

取乙醇或甲醇或二者的混合物25Kg与55Kg的水混合后，再向其内添加10Kg的C_8-9烷基酚聚氧乙烯(14或15)醚和10Kg斯盘-80或斯盘-85，并且上述各物料混合均匀后即成为本发明所提出的助剂。在使用时，将该助剂装入实施例1所述的使用装置内，然后将使用装置按照所述的方法安装在机动车内即可使用。

实施例6：

取乙醇或甲醇或二者的混合物20Kg与55kg的水混合后，再向其内添加10Kg的C_8-9烷基酚聚氧乙烯(15)醚和10Kg斯盘-80，以及3Kg的吐温-80，再添加有1Kg丙酮和1Kg的2.6二叔丁基对甲酚，上述各物料混合均匀后即成为本发明所述的助剂。在使用时，将该助剂装入实施例1所述的使用装置内，然后将使用装置按照所述的方法安装在机动车内即可使用。

实施例7：

取乙醇或甲醇或二者的混合物15Kg与45Kg的水混合后，再向其内添加20Kg的C_8-9烷基酚聚氧乙烯(15)醚和10Kg斯盘-80，以及5Kg的吐温-80，再添加有3Kg丙酮和2Kg的2.6二叔丁基对甲酚，上述各物料混合均匀后即成为本发明所述的助剂。在使用时，将该助剂装入实施例1所述的使用装置内，然后将使用装置按照所述的方法安装在机动车内即可使用。

实施例8：

取乙醇或甲醇或二者的混合物15Kg与50Kg的水混合后，再向其内添加15Kg的C_8-9烷基酚聚氧乙烯(15)醚和10Kg斯盘-80，以及5Kg的吐温-80，再添加有3Kg丙酮和2Kg的2.6二叔丁基对甲酚，上述各物料混合均匀后即成为本发明所述的助剂。在使用时，将该助剂装入实施例1所述的使用装置内，然后将使用装置按照所述的方法安装在机动车内即可使用。

Claims

1、配合机动车燃料使用的助剂，其特征在于：该助剂包括乙醇和/或甲醇，以及水，且乙醇和/或甲醇占该助剂总质量的5％--80％，水占该助剂总质量的20％--95％。

2、根据权利要求1所述的助剂，其特征在于：所述助剂中还添加有烷基酚聚氧乙烯(n)醚和/或斯盘-(R)和/或吐温-(R)，且烷基酚聚氧乙烯(n)醚和/或斯盘-(R)和/或吐温-(R)占助剂总质量的2％-50％，其中，上述的n＝1--30，R为80或85。

3、根据权利要求2所述的助剂，其特征在于：所述烷基酚聚氧乙烯(n)醚选用C_8-9烷基酚聚氧乙烯(13或14或15)醚，斯盘-(R)选用斯盘-80。

4、根据权利要求1或2或3所述的助剂，其特征在于：所述助剂中还添加有占助剂总质量的1％--15％的助燃剂和占助剂总质量的1％--5％抗氧剂，且助燃剂由丙酮构成，抗氧剂由2.6二叔丁基对甲酚构成。

5、根据权利要求2或3所述的助剂，其特征在于：所述助剂中含有质量为2％--10％的C_8-9烷基酚聚氧乙烯(15)醚和质量为10％--30％的斯盘--80，以及质量为0％--10％的吐温--80。

6、按照权利要求1至5所述助剂的使用装置，其特征在于：该装置具有一个带有进气通道和出气通道的用于盛装所述助剂的容器，且该容器的出气通道与机动车固有的刹车助力器管路或者二次燃烧进气管路相连通，或者直接与机动车固有的进气歧管相连通。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述容器的上部区域设置有进气通道和出气通道，且出气通道通过柔性管件和阀与助力管路或进气歧管相连接。

8、根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于：所述进气通道由带有滤网的吸气头和与该吸气头相连接的并和延伸到所述容器内的管件构成。