專利名稱：內(nèi)燃機(jī)使用燃油、水混合液的實(shí)施方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬內(nèi)燃機(jī)燃料使用方法。
背景技術(shù)：
一般內(nèi)燃機(jī)在工作時，是讓純?nèi)加秃涂諝庠跉飧變?nèi)燃燒產(chǎn)生高溫、高壓氣體膨脹而做功，這種工作方法不僅耗油量大，而且由于氣缸內(nèi)的瞬時高溫能達(dá)到2000K以上，而使氣體中的氮?dú)夂脱鯕庠诟邷叵律蒒OX的有害氣體。
本發(fā)明的目的本發(fā)明的目的在于降低內(nèi)燃機(jī)油耗，減少內(nèi)燃機(jī)有害氣體的排放。
本發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明是一種將燃油和水充分混和后注入內(nèi)燃機(jī)燃燒而工作的方法，由于水參與了內(nèi)燃機(jī)的燃燒和膨脹做功，從而降低了油耗，另外，因水的參與，使內(nèi)燃機(jī)內(nèi)溫度降低，從而降低了NOX的生成濃度，也就降低了內(nèi)燃機(jī)有害氣體的排放。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的方法實(shí)施進(jìn)行詳細(xì)闡述

圖1為燃燒溫度和NO平衡濃度關(guān)系。
圖2為裝有水、油反應(yīng)催化劑的部分氣缸剖視圖。
圖3為汽油機(jī)的噴油方式簡圖。
為了敘述方便，我們將燃油分子式簡單地表示為CnH2n＋2，這樣，充分混合的水和油在內(nèi)燃機(jī)工作時，水在燃燒過程中起以下兩個作用1.參與內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程在一定條件下，燃油與水能發(fā)生如下反應(yīng)……反應(yīng)式(I)而CO和H2都可燃燒(當(dāng)然也有小部分油與空氣中的氧直接反應(yīng)燃燒)。
在復(fù)分體反應(yīng)式(I)中，如以鎳(NI)為催化劑，則其反應(yīng)溫度為900℃，但也可繼續(xù)探索出其它催化劑使反應(yīng)式(I)能在更低的溫度下進(jìn)行快速反應(yīng)，所以催化劑在本發(fā)明中不作具體規(guī)定。
從反應(yīng)式(I)可見，由于水參與了內(nèi)燃機(jī)的燃燒膨脹過程，使內(nèi)燃機(jī)的工作油耗降低。
2.水的參與降低了內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的工作溫度(1).從反應(yīng)式(I)可以看出，在氣缸工作時，當(dāng)缸內(nèi)達(dá)到一定溫度(如以鎳為催化劑時則為900℃)，水與燃油即發(fā)生吸熱反應(yīng)，從而抑制了缸內(nèi)工作溫度的升高。
(2).即使有部分水不參與燃油的燃燒過程，但因水的比熱比CO2、N2、O2等氣體大，從而也抑制了氣缸內(nèi)燃燒后的工作溫度升高。
由于內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)工作溫度的降低，使氮?dú)庠谌紵^程中變成NOX有害氣體的程度急劇下降，從而大幅度地降低了有害氣體排出(如圖1為燃?xì)鉁囟扰cNO平衡濃度關(guān)系曲線)。
要使水、油混合液能夠在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃燒，需為其提供適當(dāng)?shù)臈l件，具體方法如下首先，須在內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的活塞頂端和缸蓋底面與氣缸孔對應(yīng)面部份分別(或只單方面)裝上一塊使反應(yīng)式(I)能夠進(jìn)行的催化劑(1)[如圖2，(1)為催化劑；(2)為氣缸蓋；(3)為缸體；(4)為活塞]。
其次，要解決水與燃油的充分混和問題，這需分兩種情況說明1.水與燃油分別注入內(nèi)燃機(jī)對于這種情況無論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)都應(yīng)采用噴油式，該噴油器應(yīng)具有攪拌功能，即將水、油，混和物充分?jǐn)嚢韬髧娙霘飧?，如圖3[該圖為汽油機(jī)的噴油方式，其中，(5)為具有攪拌功能的噴油器，(6)為節(jié)氣門、(7)為氣缸、(8)、(9)分別為進(jìn)油管和進(jìn)水管。由于柴油機(jī)一般也是采用往氣缸內(nèi)噴油的方式，所以只需將噴油器改成具有攪拌功能的噴油器即可，這里就不再作圖詳述]。
2.水與燃油乳化后注入內(nèi)燃機(jī)水與燃油形成穩(wěn)定的乳化液，這樣不僅可用于噴油式內(nèi)燃機(jī)，而且可用于化油器式內(nèi)燃機(jī)。水、油乳化劑，不僅應(yīng)能使水、油形成穩(wěn)定的乳化液，而且希望能降低水、油的反應(yīng)溫度、促進(jìn)乳化液的點(diǎn)火燃燒(因乳化劑可探索出許多種，在這里就不作具體規(guī)定)。
最后，要說明水與燃油的混和比。從反應(yīng)式(I)可以看出水、油的混和比為nH2O∶CnH2n＋2＝18n∶(14n＋2)≈18∶14。該比例值規(guī)定了水在混合液中的含量不宜大于18n/(32n＋2)×100％，但若小于該值(甚至是純?nèi)加?都是可行的。
另外，各種內(nèi)燃機(jī)對其氣缸內(nèi)混和氣體的著火燃燒都有其自身要求，在用油、水混和燃料時，發(fā)動機(jī)應(yīng)對影響著火燃燒的各種因素如空氣流入量(空燃比)、點(diǎn)火時缸內(nèi)壓力和溫度等進(jìn)行適當(dāng)修正、調(diào)整，以使內(nèi)燃機(jī)能正常點(diǎn)火、工作。
實(shí)例以鎳為催化劑分別安裝在氣缸內(nèi)活塞頂端和氣缸蓋底的氣缸孔對應(yīng)部分，以具有攪拌功能的噴油器向氣缸內(nèi)注油、水各50％的混合燃料，因本應(yīng)在1份時間內(nèi)用完的純?nèi)加蛥s工作了2份時間，可見燃油是節(jié)省了，且因水的參與使內(nèi)燃機(jī)的工作溫度降低，有害氣體也自然降低。
權(quán)利要求
1.一種可使內(nèi)燃機(jī)能使用燃油與水的混和液的方法，其特征在于內(nèi)燃機(jī)將充分混和的油、水混和液注入能使燃油與水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的氣缸內(nèi)，使水參與內(nèi)燃機(jī)的燃燒、膨脹過程。
2.一種如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)混和液使用方法，其特征在于內(nèi)燃機(jī)的活塞頂端和氣缸蓋底面與氣缸孔對應(yīng)部份分別(或只是單方面)裝有能使燃油與水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)的催化劑。
3.一種如權(quán)利要求1.2所述的內(nèi)燃機(jī)混和液使用方法，其特征在于往氣缸內(nèi)注入的水、燃油混合液必須充分混和，方法有二一、用具有攪拌功能的噴油器將油、水充分混和后噴入氣缸；二、將形成穩(wěn)定乳化液的油、水混和液注入氣缸內(nèi)。
4.一種如權(quán)利要求1.2.3所述的內(nèi)燃機(jī)混和液燃燒方法，其特征在于往氣缸內(nèi)注入的水、油混和液中，水、油的比例與燃油的平均分子式相關(guān)，筒記燃油平均分子式為CnH2n＋2，則水在混和液中的極限比例為18n/(32n＋2)×100％。即水在混和液中的含量可小于或等于該值。
全文摘要
本發(fā)明屬內(nèi)燃機(jī)燃燒方法，它是將燃油與水充分混和或乳化后注入氣缸，而氣缸又改造成能使水、油進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，從而使水參與了氣缸內(nèi)的燃燒，節(jié)省了燃燒，且降低了氣缸內(nèi)的工作溫度而降低了有害氣體的排放量。
文檔編號F02M25/00GK1125816SQ9412015
公開日1996年7月3日 申請日期1994年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月26日
發(fā)明者陳劍波 申請人:陳劍波