氢气-生物柴油双燃料压缩点火发动机制造技术

一种压缩点火系统，可以经济有效地降低燃料消耗以及减少环境污染。该系统是带有冷却废气再循环系统和基于无叶扩散器的增压离心压缩机的氢气‑生物柴油双燃料压缩点火发动机。该生物燃料被认为是丙烷和麻风树甲酯与柴油制成丙烷‑麻风树甲酯‑柴油生物燃料混合。本申请提出一种压缩点火的混合系统，可以经济有效地减少车辆废气的排放。该系统包括：氢气(H2)‑生物柴油双燃料发动机(19)，冷却EGR(20)，通过带无叶扩散器的离心式压缩机(2)进气增压新鲜空气，空气流量控制器(1)，EGR流量控制器(10)，质量流量控制器(14)，氢气(H2)流量控制器(17)，和用于实现和维持环境可接受的排放水平的反馈控制系统(12)。

Hydrogen biodiesel dual fuel compression ignition engine

【技术实现步骤摘要】
氢气-生物柴油双燃料压缩点火发动机
本申请涉及热科学和环境工程，特别涉及内燃机和可再生能源系统，还涉及汽车工程。
技术介绍
为了减少动力系统中的废气排放，近来提出了一种增压式氢气(H2)双燃料发动机[NagalingamB,DübelM,SchmillenK,Performanceofthesuperchargedsparkignitionhydrogenengine.SAEInternational1983；SAEpaper#831688]。最近，为了减少废气排放，引入了柴油与氢气的共燃[ShinB,ChoY,HanD,SongS,ChunKM.HydrogeneffectsonNOxemissionsandbrakethermalefficiencyinadieselengineunderlow-temperatureandheavy-EGRconditions.InternationalJournalofHydrogenEnergy2011:36(10)6281-6291]。氢气具有以下几个优点：(i)它没有碳含量，因此它的燃烧减少了碳氧化物(COx)的排放和颗粒物质(PM)排放，(ii)它需要少量能量来点燃，但它提供了高的火焰传播速率[KarimG.Hydrogenasasparkignitionenginefuel.Int.J.HydrogenEnergy2003；56:256-263]，(iii)它以比柴油燃料更稀薄的当量比运行，从而提供更高的制动热效率。[SaravananN,NagarajanG.Anexperimentalinvestigationofhydrogen-enrichedairinductioninadieselenginesystem.Int.J.HydrogenEnergy2008；33:1769-1775]。此外，在相对较重的EGR条件下，氢气同时减少NOx和PM排放[ChoY,SongS,ChunKM.H2effectsondieselcombustionandemissionswithanLPL-EGRsystem.InternationalJournalofHydrogenEnergy2013:(38)239897-9906]。内燃机中的生物燃料的燃烧也同样受到了关注。生物柴油技术(例如，稀薄燃烧和化学计量乙醇基生物柴油直接喷射技术)，具有实现低温柴油燃烧以降低废气排放水平的特征。在生物柴油发动机中，增压压缩机和废气再循环系统(ExhaustGasRecirculation，简称EGR)影响燃烧过程，进而影响烟灰纳米结构。EGR是在进入燃烧室之前将废气再循环到进气歧管中以与新鲜的进气混合[LadommatosN,BalianR,HorrocksR,CopperL.Theeffectofexhaustgasrecirculationonsootformationinahigh-speeddirect-injectiondieselengine.SAEInternational1996；SAEPaper#960841][LadommatosN,AbdelhalimS,ZhaoH.Theeffectsofexhaustgasrecirculationondieselcombustionandemissions.Int.J.EngineResearch2000；1:107-126]。必须优化集成增压压缩机和发动机系统，以满足效率目标并同时满足循环工况和排放限制。这些发动机的发展面临的主要挑战包括：对低负荷燃烧效率的提高，对高负荷限制的增加，对燃烧效应的理解，以及在运行范围内维持较低的氮氧化物(NOx)和PM的排放。加氢处理的植物油(Hydro-treatedvegetableoils，简称HVOs)和废弃烹饪油(wastecookingoils，简称HWCOs)是有发展潜力的燃料，是现有市场柴油的替代品，因为它们主要由链烷烃组成。HWCO是废弃烹饪油通过催化加氢处理生产的。调查显示，此类生物燃料的排放和燃烧特性与传统柴油相比，二氧化碳(CO2)，一氧化碳(CO)和氢碳(HC)排放量更低，但NOx排放量有所增加[KousoulidouM,DimaratosA,Karvountzis-KontakiotisA,SamarasZ.Combustionandemissionsofacommon-raildieselenginefuelledwithHWCO.J.EnergyEng.2014；140(3)]。此外，甲酯生物柴油和基于黄豆和菜籽油的生物柴油混合物一直受到关注。然而，蒸气压和辛烷值仍然是生物柴油发动机性能改进过程中需要考虑的关键因素。麻疯树油(Jatrophacurcasoil)已经被实验证明具有多项优点，例如，广泛用于生产，环保，可生物降解，可再生以及本质上无毒性[PandeyaV.C.；SinghK.；SinghJ.S.；KumarA.；SinghB.；SinghR.P.,"Jatrophacurcas:Apotentialbiofuelplantforsustainableenvironmentaldevelopment,"RenewableandSustainableEnergyReviews,Vol.16,No.5,pp.2870-2883,2012.]。此外，与其他生物成分(如大豆油)相比，麻风树油显示出更高的脂肪酸甲酯(FAME)转化率[CalgarotoC.,CalgarotoS.,MazuttiM.A.,deOliveiraD.,PergherS.,deOliveiraJ.V.,"ProductionofbiodieselfromsoybeanandJatrophaCurcasoilswithKSFandamberlyst15catalystsinthepresenceofco-solvents,"SustainableChemicalProcesses,pp.1-17,December2013]。此外，与柴油燃料相比，麻疯树油具有更高的十六烷值和更低的蒸气压[SaxenaaP.,JawalebS.,JoshipuraM.H.,"Areviewonpredictionofpropertiesofbiodieselandblendsofbiodiesel,"ProcediaEngineering,Vol.51,pp.395–402,2013]。因此，麻疯树油是良好的可再生能源燃料[ResulM.F.M.G.,GhaziT.I.M.,IdrisA.,"Kineticstudyofjatrophabiolubricantfromtransesterificationofjatrophacurcasoilwithtrimethylolpropane:Effectsoftemperature,"IndustrialCropsandProducts,Vol.38,No.1,pp.87-92,2012]。离心式压缩机在柴油动力系统中的优势在于它们可靠，紧凑和坚固。此外，它本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢气-生物柴油双燃料压缩点火发动机，其特征在于，所述发动机带有冷却废气再循环系统和无叶扩散器的增压离心压缩机。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢气-生物柴油双燃料压缩点火发动机，其特征在于，所述发动机带有冷却废气再循环系统和无叶扩散器的增压离心压缩机。


2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述生物燃料是将丙烷和麻风树甲酯与柴油混合制成的丙烷-麻风树甲酯-柴油生物燃料混合物。


3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，丙烷和麻风树甲酯与柴油燃料的混合百分比范围为：丙烷10-50％，麻风树甲酯10-50％，柴油80-0％。


4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述发动机包括：双燃料H2-生物柴油发动机(19)，冷却EGR(20)，通过带无页扩散器的离心压缩机(2)进气增压新鲜空气，空气流量控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：贤善，
申请(专利权)人：贤善，
类型：发明
国别省市：埃及;EG