CN204755122U - 柴油发动机用清洁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柴油发动机用清洁装置，包括：甲醇裂解器：其设置在排气管上，所述甲醇裂解器内平行设置有多个尾气通道和甲醇蒸汽通道，甲醇蒸汽通道的一端设置为甲醇蒸汽进口，甲醇蒸汽通道的另一端设置为甲醇裂解气出口，甲醇蒸汽经甲醇蒸汽进口进入甲醇裂解器的甲醇蒸汽通道中进行裂解制备甲醇裂解气，并且甲醇裂解气从甲醇裂解气出口通过管道进入柴油发动机的发动机缸内供燃。本实用新型结构简单、使用寿命长、维护方便、可应用于大规模生产以及现有柴油发动机的改造。

Description

柴油发动机用清洁装置

技术领域

本实用新型涉及柴油发动机技术领域，特别涉及一种柴油发动机用清洁装置。

背景技术

柴油发动机的尾气是指柴油发动机燃烧柴油后喷出的尾气，尾气中含有上百种不同的化合物，这种气体排放物不仅气味怪异，而且令人头昏、恶心，影响人的身体健康。世界卫生组织专家认定柴油发动机尾气与石棉、砒霜等物质一样，具有高度致癌性。现有技术中常用的柴油发动机需要在排气管上安装尾气处理装置对尾气进行处理后才能进行排放，并且，由于各国的环境保护部门提出进一步减少柴油机排放的氮氧化物污染物，国内俗称欧IV标准，发动机生产商开始使用SCR技术(SelectiveCatalyticReductionTechnology选择性催化还原技术)来达到环保部门的要求。如果柴油发动机的排气管上不装载柴油机尾气处理液、或纯度不够、或质量伪劣，都会发生车辆发动机自动减速；同时，质量伪劣的柴油机尾气处理液会污染SCR催化反应罐中的催化剂，会造成严重后果。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种柴油发动机用清洁装置，用于将甲醇裂解为氢气之后，将氢气按一定比例通入发动机缸内进行燃烧，提高了发动机缸内柴油燃烧质量，原因在于：氢的热值(132MJ/kg)是柴油热值(46.04MJ/kg)的接近3倍，氢的燃烧速率远远高于柴油，氢的爆炸力是柴油的7倍多，柴油和氢气掺烧可以增加燃烧的速度、增大最高反应温度、延长了焰后反应、缩短淬熄距离，通过提供更多的活性因子，达到链式反应，促进了燃料的氧化反应，不但提高了动力，而且其尾气的有害物质的排放极低，使得最终产生的尾气中各种污染物排放量大幅度减少，节省了部分柴油燃料，很大程度上降低使用成本。

本实用新型提供的技术方案为：

一种柴油发动机用清洁装置，其特征在于，包括：

甲醇裂解器：其设置在排气管上，所述甲醇裂解器内平行设置有多个尾气通道和甲醇蒸汽通道，甲醇蒸汽通道的一端设置为甲醇蒸汽进口，甲醇蒸汽通道的另一端设置为甲醇裂解气出口，甲醇蒸汽经甲醇蒸汽进口进入甲醇裂解器的甲醇蒸汽通道中进行裂解制备甲醇裂解气，并且甲醇裂解气从甲醇裂解气出口通过管道进入柴油发动机的发动机缸内供燃。

优选的是，其中，所述排气管还包括：

排气主管和排气分支管，排气主管与排气分支管两端相连通，排气主管与排气分支管中部相互分离开设置，且所述甲醇裂解器设置在所述排气主管上。

优选的是，其中，还包括：

甲醇升温器：其设置在排气主管上，所述甲醇升温器包括设置在壳体内部的甲醇管道和设置在甲醇升温器的壳体侧壁上的进甲醇口和甲醇蒸汽出口，其中，所述甲醇蒸汽出口通过管道与所述甲醇裂解器的甲醇蒸汽进口相连通。

优选的是，其中，保持所述柴油发动机的发动机缸内甲醇裂解气的体积占柴油发动机进气总量的百分比小于6％，其余为空气。

优选的是，其中，所述甲醇裂解气为氢气和一氧化碳，氢气和一氧化碳经柴油发动机的进气歧管喷射进入发动机缸内。

优选的是，其中，还包括：

气体过滤器、单向阀、压力平衡罐、压力传感器、电磁阀和调压阀依次设置在所述甲醇裂解器的甲醇裂解气出口与所述柴油发动机相连通的管路上。

优选的是，其中，还包括：

至少一个温度传感器，其设置在甲醇裂解器上；

尾气导流阀，其设置在排气主管与排气分支管靠近排气口的衔接处；

尾气消声器，其设置在尾气导流阀与排气口之间；

多点喷射掺烧装置，其设置在调压阀和柴油发动机之间的管路上。

优选的是，其中，所述甲醇裂解器还包括：

非相变热管，其设置在所述甲醇裂解器内的尾气通道外周；

绝热层，其设置在甲醇裂解器的外侧壁上。

本实用新型提供的柴油发动机用清洁装置的有益效果是：

本实用新型提供的柴油发动机用清洁装置，用于将甲醇裂解为氢气之后，将氢气按一定比例通入发动机缸内，与现有普通柴油发动机缸内氢气和一氧化碳的浓度相比，有明显提高，进而提高了发动机缸内柴油燃烧质量，使柴油燃烧更充分，排放降低，达到节能减排的目的，原因在于：氢的热值(132MJ/kg)是柴油热值(46.04MJ/kg)的接近3倍，氢的燃烧速率远远高于柴油，氢的爆炸力是柴油的7倍多，柴油和氢气掺烧可以增加燃烧的速度、增大最高反应温度、延长了焰后反应、缩短了火焰的淬熄距离，通过提供更多的活性因子，达到链式反应，促进了燃料的氧化反应，不但提高了动力，而且其尾气的有害物质的排放极低，使得最终产生的尾气中各种污染物排放量大幅度减少，节省了部分柴油燃料，很大程度上降低使用成本；

本实用新型提供的柴油发动机用清洁装置，保持所述柴油发动机的发动机缸内甲醇裂解气的体积占柴油发动机进气总量的百分比小于6％，其余为空气，这样设置可以达到柴油发动机的柴油使用量明显减少，使得最终产生的尾气中降低了各种污染物排放；

综上所述，本实用新型结构简单、使用寿命长、维护方便、可应用于大规模生产。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中带有柴油发动机用清洁装置的柴油发动机的结构示意图。

图2为本实用新型的一个实施例中柴油发动机用清洁装置的正面剖示结构示意图。

图3为本实用新型的一个实施例中柴油发动机用清洁装置的外部结构示意图。

图4为本实用新型的一个实施例中柴油发动机用清洁装置的侧面剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图3所示，在一个实施例中，一种柴油发动机用清洁装置，其特征在于，包括：甲醇裂解器17：其设置在排气管13上，所述甲醇裂解器内平行设置有多个尾气通道和甲醇蒸汽通道，甲醇蒸汽通道的一端设置为甲醇蒸汽进口，甲醇蒸汽通道的另一端设置为甲醇裂解气出口，甲醇蒸汽经甲醇蒸汽进口进入甲醇裂解器的甲醇蒸汽通道中进行裂解制备富氢的甲醇裂解气，并且甲醇裂解气从甲醇裂解气出口通过管道进入柴油发动机的发动机缸内供燃。在上述方案中，采用在原有柴油发动机的基础上安装甲醇裂解器的方式，用于将甲醇裂解为氢气之后，将氢气按一定比例通入发动机缸内，与现有普通柴油发动机缸内氢气和一氧化碳的浓度相比，有明显提高，进而提高了发动机缸内柴油燃烧质量，使柴油燃烧更充分，排放降低，达到节能减排的目的，，原因在于：氢的热值(132MJ/kg)是柴油热值(46.04MJ/kg)的接近3倍，氢的燃烧速率远远高于柴油，氢的爆炸力是柴油的7倍多，柴油和氢气掺烧可以增加燃烧的速度、增大最高反应温度、延长了焰后反应、缩短淬熄距离，通过提供更多的活性因子，达到链式反应，促进了燃料的氧化反应，不但提高了动力，而且其尾气的有害物质的排放极低，使得最终产生的尾气中各种污染物排放量大幅度减少，节省了部分柴油燃料，很大程度上降低使用成本其中，如图1和2所示的甲醇裂解器设置为包括：壳体1，其两端分别开设有尾气进口4和尾气出口5、甲醇蒸汽进口6和裂解气体出口7，尾气进口和尾气出口分设在壳体的左右两侧，甲醇蒸汽进口和裂解气体出口分设在壳体的上部；多个加热气体通道2和多个甲醇蒸汽裂解通道3，所述加热气体通道和所述甲醇蒸汽裂解通道由非相变超导板体8分开，形成相互间隔设置，甲醇蒸汽裂解通道在上，加热气体通道在下，所述甲醇蒸汽裂解通道中放置有催化剂，甲醇蒸汽裂解通道同时作为催化剂的存储仓，甲醇蒸汽在通过通道时即可充分接触催化剂发生裂解反应，节省了反应空间；如图4所示，非相变超导板体上设置有多个凸起9，一般冲压形成半圆形，两个非相变超导板体的凸起相互扣接形成一个具有多个孔道的分隔板10，孔道内部为加热气体通道，加热气体的热量通过非相变超导板体传递给甲醇蒸汽裂解通道中的催化剂，加热催化剂，相邻两个分隔板之间形成的通道即为甲醇蒸汽裂解通道，甲醇蒸汽在催化剂的作用下发生裂解反应。所述壳体的两端分别设置有气体缓冲室11，气体缓冲室设置为喇叭形，加热气体经所述气体缓冲室进入多个加热气体通道，加热后的气体再经设置在所述壳体另一端的气体缓冲室由所述尾气出口排出。壳体的甲醇蒸汽进口处设置有甲醇蒸汽分配仓12，所述甲醇蒸汽分配仓与所述折返通道的一端连通，甲醇蒸汽分配仓控制进入折返通道中的甲醇蒸汽的流量。

在一个实施例中，所述排气管还包括：排气主管14和排气分支管16，排气主管与排气分支管两端相连通，排气主管与排气分支管中部相互分离开设置，且所述甲醇裂解器设置在所述排气主管上。在上述方案中将排气管分设置为排气主管和排气分支管，在保证甲醇裂解器利用尾气余热正常工作的同时，不影响尾气的排放量，保证柴油发动机的正常尾气排放。

在一个实施例中，还包括：甲醇升温器15：其设置在排气主管上，所述甲醇升温器包括设置在壳体内部的甲醇管道和设置在甲醇升温器的壳体侧壁上的进甲醇口和出甲醇口，其中，所述出甲醇口通过管道与所述甲醇裂解器的甲醇蒸汽进口相连通。在上述方案中，利用尾气余热首先利用甲醇升温器将甲醇升温处理，之后再进行甲醇裂解，提高甲醇裂解的效率，同时充分利用尾气余热，有效利用热能，在上述方案中，在甲醇进入甲醇升温器15之前一般安装甲醇电磁喷嘴26将甲醇雾化，有助于甲醇蒸汽的形成与升温。

在一个实施例中，保持所述柴油发动机的发动机缸内甲醇裂解气的体积占柴油发动机进气总量的百分比小于6％，其余为空气。

在一个实施例中，所述甲醇裂解气为氢气和一氧化碳，氢气和一氧化碳经柴油发动机的进气歧管喷射进入发动机缸内。在上述方案中，即使使用现有技术中常用的柴油发动机也可以实现，只要对原有发动机排气管及进气歧管进行简单改造，适用于现有柴油发动机中的普遍改造使用，且上述对柴油发动机的全部改造是可逆的，无需破坏发动机原有结构，比如：当遇甲醇匮乏时，车辆依然可以使用，只是动力性能及排放会恢复到改造前状态，当甲醇得到及时补充后，甲醇又可实现裂解为柴油发动机提供甲醇裂解气。

在一个实施例中，还包括：气体过滤器23、单向阀24、压力平衡罐25、压力传感器28、电磁阀29和调压阀30依次设置在所述甲醇裂解器17的甲醇裂解气出口7与所述柴油发动机31相连通的管路上。

在一个实施例中，还包括：至少一个温度传感器18，其设置在甲醇裂解器上；尾气导流阀19，其设置在排气主管与排气分支管靠近排气口的衔接处；尾气消声器20，其设置在尾气导流阀与排气口之间；多点喷射掺烧装置，其设置在调压阀和柴油发动机之间的管路上。在上述方案中，通过温度传感器和尾气导流阀的相互配合，保证甲醇裂解器内的温度较为恒定，保证裂解过程顺利持续的进行。在上述方案中一般还设置有甲醇保存箱21，以及智能控制单元22，其与压力传感器28，温度传感器18，电磁阀29，调压阀30和多点喷射掺烧装置32电连接。

在一个实施例中，所述甲醇裂解器还包括：非相变热管，其设置在所述甲醇裂解器内的尾气通道外周；绝热层，其设置在甲醇裂解器的外侧壁上。在上述方案中，使用非相变热超导材料把柴油发动机机的发动机尾气的热能经过尾气通道的外表面进行吸收用于把甲醇裂解成甲醇裂解气；使用绝热材料，把甲醇裂解器的外侧包裹起来，尽量减少热能向外侧散失，利用发动机需排出的热能转化成化学能，就可以使用甲醇裂解成的甲醇裂解气改善各种柴油发动机的燃烧。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种柴油发动机用清洁装置，其特征在于，包括：

甲醇裂解器：其设置在排气管上，所述甲醇裂解器内平行设置有多个尾气通道和甲醇蒸汽通道，甲醇蒸汽通道的一端设置为甲醇蒸汽进口，甲醇蒸汽通道的另一端设置为甲醇裂解气出口，甲醇蒸汽经甲醇蒸汽进口进入甲醇裂解器的甲醇蒸汽通道中进行裂解制备甲醇裂解气，并且甲醇裂解气从甲醇裂解气出口通过管道进入柴油发动机的发动机缸内供燃。

2.如权利要求1所述的柴油发动机用清洁装置，其特征在于，所述排气管还包括：

排气主管和排气分支管，排气主管与排气分支管两端相连通，排气主管与排气分支管中部相互分离开设置，且所述甲醇裂解器设置在所述排气主管上。

3.如权利要求2所述的柴油发动机用清洁装置，其特征在于，还包括：

甲醇升温器：其设置在排气主管上，所述甲醇升温器包括设置在壳体内部的甲醇管道和设置在甲醇升温器的壳体侧壁上的进甲醇口和甲醇蒸汽出口，其中，所述甲醇蒸汽出口通过管道与所述甲醇裂解器的甲醇蒸汽进口相连通。

4.如权利要求1所述的柴油发动机用清洁装置，其特征在于，保持所述柴油发动机的发动机缸内甲醇裂解气的体积占柴油发动机进气总量的百分比小于6％，其余为空气。

5.如权利要求1所述的柴油发动机用清洁装置，其特征在于，所述甲醇裂解气为氢气和一氧化碳，氢气和一氧化碳经柴油发动机的进气歧管喷射进入发动机缸内。

6.如权利要求1-5中任一项所述的柴油发动机用清洁装置，其特征在于，还包括：

气体过滤器、单向阀、压力平衡罐、压力传感器、电磁阀和调压阀依次设置在所述甲醇裂解器的甲醇裂解气出口与所述柴油发动机相连通的管路上。

7.如权利要求6所述的柴油发动机用清洁装置，其特征在于，还包括：

至少一个温度传感器，其设置在甲醇裂解器上；

尾气导流阀，其设置在排气主管与排气分支管靠近排气口的衔接处；

尾气消声器，其设置在尾气导流阀与排气口之间；

多点喷射掺烧装置，其设置在调压阀和柴油发动机之间的管路上。

8.如权利要求6所述的柴油发动机用清洁装置，其特征在于，所述甲醇裂解器还包括：

非相变热管，其设置在所述甲醇裂解器内的尾气通道外周；

绝热层，其设置在甲醇裂解器的外侧壁上。