專利名稱：一種高效低排放的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是以甲醇為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前使用汽油和柴油的石油基燃料的汽車越來越多，而石油資源已經(jīng)日益枯竭， 為了應(yīng)對日益嚴(yán)重的石油能源危機(jī)，各國都在積極發(fā)展替代燃料，我國能源結(jié)構(gòu)的特 點(diǎn)是富煤、少氣、貧油，因此發(fā)展煤基燃料是符合我國的能源戰(zhàn)略。甲醇作為一種煤 基燃料，存在熱值低、冷啟動(dòng)差及燃燒不充分導(dǎo)致非常規(guī)排放高的問題。專利號為 200420029911.9和200620127767.1的專利公開的以甲醇為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)的冷起動(dòng)裝 置，通過在發(fā)動(dòng)機(jī)要冷起動(dòng)時(shí)，先將甲醇燃料預(yù)熱的方式，解決了甲醇冷啟動(dòng)差的問 題，但是甲醇熱值低及非常規(guī)排放高的問題還沒有解決，這使得目前的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)還 不適于大規(guī)模推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種高效低排放的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的高效低排放的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，包括內(nèi)部設(shè)置有活塞的氣缸體和蓋在氣缸體 上的氣缸蓋，所述氣缸蓋上設(shè)置有火花塞及連接進(jìn)氣管的進(jìn)氣門和連接排氣管的排氣 門，特別是所述活塞頭部的表面設(shè)置有成分為用于重整甲醇的催化劑的涂層。
所述用于重整甲醇的催化劑可以為銅鋅鎳合金，其中銅鋅鎳合金中銅、鋅、鎳三
種成分的摩爾比最好為5: 4: 1。
所述用于重整甲醇的催化劑也可以為含微量鈀的氧化鋅。
所述用于重整甲醇的催化劑還可以為氧化銅、氧化鋅和氧化鉻三者的混合物。 上述用于重整甲醇的催化劑具有使用壽命長、轉(zhuǎn)化率高、反應(yīng)壓力及溫度適合發(fā) 動(dòng)機(jī)使用的特點(diǎn)。
所述活塞頭部表面設(shè)置有凸出的條狀或柱狀結(jié)構(gòu)，這樣可以加大催化劑涂層與甲 醇燃料的接觸面積，達(dá)到更好的催化裂解效果。
該甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)最好設(shè)置有利用汽油燃料啟動(dòng)的裝置或者甲醇預(yù)熱裝置，以幫助發(fā)
動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)冷啟動(dòng)。其中利用汽油燃料啟動(dòng)的裝置已經(jīng)在專利號為200420093210.1和 200710023317.7的專利文件中公開，甲醇預(yù)熱裝置已經(jīng)在專利號為200420029911.9、 200620127767.1和00253645.5的專利文件中公開，此處不再贅述。本發(fā)明的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，在進(jìn)氣工況時(shí)，甲醇燃料混合氣被吸入氣缸，在高 溫的氣缸壁及廢氣的加熱下，混合氣在進(jìn)氣工況結(jié)束時(shí)，溫度己升高到380K，此時(shí) 液體的甲醇混合氣已成為甲醇蒸汽；發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮工況時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力和溫度迅速 升高，氣缸內(nèi)的溫度在點(diǎn)火前可以升至750K，在活塞頭部表面設(shè)置的成分為用于重 整甲醇的催化劑的涂層的作用下，部分甲醇蒸汽裂解成一氧化碳和氫氣(化學(xué)反應(yīng)式 為CH30H—2H2+CO);然后發(fā)動(dòng)機(jī)通過火花塞點(diǎn)燃一氧化碳、氫氣以及甲醇蒸汽等 組成的混合氣體，進(jìn)行膨脹做功，發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)裂解工況結(jié)束，然后循環(huán)往復(fù)。上述甲 醇燃料通過充分利用氣缸內(nèi)的預(yù)熱、氣壓并在催化劑的作用下，裂解成一氧化碳和氫 氣，無需額外增加投入。根據(jù)燃料的熱值計(jì)算， 一氧化碳和氫氣燃燒的熱值比甲醇燃 料要高20%左右，因此本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的效率更高，同時(shí)因?yàn)橐谎趸肌錃饽軌虺?分燃燒，所以排放出的氣體中所含常規(guī)及非常規(guī)的污染物比現(xiàn)有的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)要大大 的降低，對環(huán)境的保護(hù)也將十分有利。
本發(fā)明的高效低排放的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，同時(shí)相比于現(xiàn)有的甲醇發(fā) 動(dòng)機(jī)，效率更高，且排放性能好，適合石油能源日益枯竭的今天推廣使用。


圖1是實(shí)施例1的發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖來詳細(xì)說明實(shí)施例。
實(shí)施例1:
本實(shí)施例的高效低排放的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，包括內(nèi)部設(shè)置有活塞8的氣缸體1和蓋在 氣缸體1上的氣缸蓋2，所述氣缸蓋2上設(shè)置有火花塞3及連接進(jìn)氣管4的進(jìn)氣門7 和連接排氣管5的排氣門6，所述進(jìn)氣管4處設(shè)置有甲醇預(yù)熱裝置9，特別是所述活 塞8頭部的表面設(shè)置有成分為用于重整甲醇的催化劑的涂層。
所述用于重整甲醇的催化劑為銅鋅鎳合金，經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，當(dāng)銅鋅鎳合金中銅、鋅、 鎳三種成分的摩爾比為5: 4: l時(shí)，催化的效果最好。
所述活塞8的頭部表面為凸出的條狀，這樣可以加大催化劑涂層與甲醇燃料的接 觸面積，達(dá)到更好的催化裂解效果。
所述進(jìn)氣門7和排氣門6為X45CrSi9-3合金鋼的耐醇材料制成，這樣可以減少 甲醇燃料對發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的侵蝕，延長發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。所述進(jìn)氣管4處設(shè)置有甲醇預(yù)熱裝置9，在啟動(dòng)時(shí)，甲醇預(yù)熱裝置9對甲醇混合 氣體進(jìn)行預(yù)熱，提高了進(jìn)氣溫度，使甲醇燃料的蒸發(fā)量增加，利于發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)冷啟動(dòng)。
本發(fā)明的高效低排放的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，同時(shí)相比于現(xiàn)有的甲醇發(fā) 動(dòng)機(jī)，效率更高，且排放性能好，適合石油能源日益枯竭的今天推廣使用。
權(quán)利要求
1. 一種高效低排放的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，包括內(nèi)部設(shè)置有活塞的氣缸體和蓋在氣缸體上的氣缸蓋，所述氣缸蓋上設(shè)置有火花塞及連接進(jìn)氣管的進(jìn)氣門和連接排氣管的排氣門，其特征是所述活塞頭部的表面設(shè)置有成分為用于重整甲醇的催化劑的涂層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述用于重整甲醇的催化劑為銅鋅鎳A會(huì) a五o
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述銅鋅鎳合金中銅、鋅、鎳三種成 分的摩爾比為5: 4: 1。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述活塞頭部表面設(shè)置有凸出 的條狀或柱狀結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述進(jìn)氣門和排氣門為耐醇的 材料制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述耐醇的材料為X45CrSi9-3合金鋼。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述用于重整甲醇的催化劑為含微量 鈀的氧化鋅。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述用于重整甲醇的催化劑為氧化 銅、氧化鋅和氧化鉻三者的混合物。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或7或8所述的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是該甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)還設(shè)置有 甲醇預(yù)熱裝置或利用汽油燃料啟動(dòng)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提出一種高效低排放的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的高效低排放的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，包括內(nèi)部設(shè)置有活塞的氣缸體和蓋在氣缸體上的氣缸蓋，所述氣缸蓋上設(shè)置有火花塞及連接進(jìn)氣管的進(jìn)氣門和連接排氣管的排氣門，特別是所述活塞頭部的表面設(shè)置有成分為用于重整甲醇的催化劑的涂層。所述用于重整甲醇的催化劑可以為銅鋅鎳合金等，本發(fā)明的高效低排放的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，同時(shí)相比于現(xiàn)有的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，效率更高，且排放性能好，適合石油能源日益枯竭的今天推廣使用。
文檔編號F02D19/06GK101285437SQ200810028508
公開日2008年10月15日 申請日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者張小彬 申請人:奇瑞汽車股份有限公司