本发明涉及的是一种发动机燃料供给系统,具体地说是双燃料发动机燃料供给系统。
背景技术:
近年来,车用及船用动力系统的排放都被严格的限制,氮氧化物及硫化物的排放得到了很好的抑制。随着环境污染、温室效应与能源短缺的加剧,新的替代能源越来越受到关注。国际海事组织(imo)也计划严格控制航运温室气体的排放,脱碳目标为:相较于2008年,规定到2030年,每一运输单位的二氧化碳排放量减少40%,到2050年减少70%。将逐步朝着零碳目标迈进。氨不含碳元素,完全燃烧只产生清洁无污染的水和氮气,且其含氢量高,目前已有广泛使用的基础设施,故被认为是可用于发动机的理想绿色燃料之一。
由于氨气作为单一燃料燃烧,其自着火温度高,热值低,火焰传播速度低等问题很大程度上影响了其在发动机上的应用。而氨气双燃料燃烧,不仅能很好的解决纯氨燃料燃烧时的问题,还方便通过在现有的发动机基础上进行燃料适应性改进,从而进行相应的样件试制。因为氨气较慢的燃烧速度,因此预混燃烧的方式可能会造成氨发动机的热效率低。且氨气的自燃温度高,难以直接压燃需要其他燃料引燃。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供能改善氨燃料燃烧困难,反应不充分等问题的近零排放液氨-柴油双燃料供给系统。
本发明的目的是这样实现的:
本发明近零排放液氨-柴油双燃料供给系统,其特征是:包括液氨储存罐、油箱、液氨共轨管、燃油共轨管、液氨喷射器、喷油器,液氨储存罐的出口通过泵氨系统、分流系统、进出氨系统连接液氨共轨管进口,液氨共轨管的出口通过高压氨管连接液氨喷射器,液氨喷射器通过回氨管连接进出氨系统,油箱通过滤器、高压油泵连接燃油共轨管的进口,燃油共轨管的出口连接喷油器,喷油器通过回油管路连接油箱。
本发明还可以包括:
1、所述泵氨系统包括低压泵、高压泵、液氨储存分流器,液氨储存罐的出口管路上依次安装低压泵、高压泵、温度控制器,低压泵与高压泵之间的液氨储存罐的出口管路上支出第一回路并连接液氨储存罐第一回氨口,第一回路上设置溢流阀,高压泵与温度控制器之间的液氨储存罐的出口管路支出第二回路并连接液氨储存罐第二回氨口,第二回路上设置第一安全阀,温度控制器后方连接液氨储存分流器。
2、所述分流系统包括进氨分流管路、回氨分流管路,进氨分流管路上依次安装储氨罐、第一控制阀,回氨分流管路上依次安装第二安全阀、第二控制阀,进氨分流管路连接液氨储存分流器,回氨分流管路通过第三回路连接液氨储存罐第三回氨口。
3、所述进出氨系统包括进氨管、回氨管,进氨管通过进氨口连接进氨分流管路并连接液氨共轨管,回氨管通过回氨口连接回氨分流管路。
4、液氨储存分流器为双阀双容腔结构。
5、液氨共轨管的出口安装流量限制器。
6、燃油共轨管的出口安装流量限制器。
7、喷油器和液氨喷射器为并联方式,从而实现柴油引燃的燃烧模式。
本发明的优势在于:
1、以低压储存罐作为媒介,实现液态氨的安全性贮藏。为发动机氨燃料的供给源,可极大地提高储存效率;
2、发明双燃料供给系统,提出的柴油引燃燃烧模式改善了氨燃料燃烧困难,反应不充分的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为液氨供给系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
结合图1-2,图1为本发明整体结构示意图,燃油供给系统包括油箱7、滤清器6、高压油泵及电机4、燃油共轨管9、流量限制器10、高压油管3和11、电控喷油器12构成,共轨管9右端分别与高压油泵4、滤器6和油箱7连通,共轨管9上开有多个液压油出口,出口上连接流量限制器10,保障异常工况时及时关闭,减小损失。流量限制器10的个数根据内燃机气缸的个数确定,流量限制器10通过高压油管11与喷油器12相连通。
图2为液氨和氢气供给系统详细示意图,主要包括液氨储存罐17、泵氨系统19、分流系统18、进出氨系统16、进氨管13、回氨管14、液氨共轨管1、高压油管2、液氨喷射器8。泵氨系统19由低压泵及电机20、高压泵及电机21、低压泵20、安全阀23、温度控制器24、液氨储存分流器34、储存罐26、控制阀27、进氨口28、回氨口29、安全阀32、控制阀33。
液氨储存罐17储存着系统的燃料,采用高压低温储存方式,保证氨燃料处于稳定的液态。液氨储存罐17中储存的液氨先经过泵氨系统19,由低压泵和高压泵实现液氨增压,满足供给和燃烧的要求。其中,在低压环路和高压环路分别设置低压泵20和安全阀23。在低压环路设置溢流阀22来控制输送压力,当压力过高时,多余的液氨通过溢流阀22回到液氨储存罐17中。在高压环路设置安全阀23来控制高压燃料输送压力,通过主动控制来调整输出压力,多余的液氨通过安全阀23回到液氨储存罐17中。对于液氨这种容易相变的燃料,需要设置热管理模块,温度控制器24用来调整液氨输出的温度,通过压力和温度两方面控制氨燃料的相态。随后燃料进入液氨储存分流器34,通过双阀和双容腔的综合控制,保证燃料的稳定供给,随后通过储存罐26、控制阀27供入进氨口28,进而导入液氨共轨管1。液氨共轨管1内的液氨通过高压油管2供给到液氨喷射器8,通过喷射器内电磁阀控制,随后向气缸内喷射。
油箱7储存着系统中作为引燃的柴油,高压油泵4从油箱7中吸取燃油,在高压油泵4和油箱7之间设置有滤器6,燃油通过滤器6得到过滤。而后燃油被输送到共轨管9,共轨管9上开有多个液压油出口10,每个液压油出口10都通过高压油管11与喷油器12相连通,通过喷油器内电磁阀控制,随后向气缸内喷射。柴油和液氨分别由喷油器12和喷射器8喷入气缸。系统运行过程中,多余柴油通过回油管路5回到油箱7中。多余的液氨通过回氨管14和控制阀27返回储氨罐中。
采用高压低温储存方式,保证氨燃料处于稳定的液态。设置热管理模块,用来调整液氨输出的温度,通过压力和温度两方面控制氨燃料的相态。
由上述描述可知,本发明以低压储存罐作为媒介,实现液态氨的安全性贮藏。为发动机氨燃料的供给源,可极大地提高储存效率;提出的柴油引燃燃烧模式改善了氨燃料燃烧困难,反应不充分的问题。
1.近零排放液氨-柴油双燃料供给系统,其特征是:包括液氨储存罐、油箱、液氨共轨管、燃油共轨管、液氨喷射器、喷油器,液氨储存罐的出口通过泵氨系统、分流系统、进出氨系统连接液氨共轨管进口,液氨共轨管的出口通过高压氨管连接液氨喷射器,液氨喷射器通过回氨管连接进出氨系统,油箱通过滤器、高压油泵连接燃油共轨管的进口,燃油共轨管的出口连接喷油器,喷油器通过回油管路连接油箱。
2.根据权利要求1所述的近零排放液氨-柴油双燃料供给系统,其特征是:所述泵氨系统包括低压泵、高压泵、液氨储存分流器,液氨储存罐的出口管路上依次安装低压泵、高压泵、温度控制器,低压泵与高压泵之间的液氨储存罐的出口管路上支出第一回路并连接液氨储存罐第一回氨口,第一回路上设置溢流阀,高压泵与温度控制器之间的液氨储存罐的出口管路支出第二回路并连接液氨储存罐第二回氨口,第二回路上设置第一安全阀,温度控制器后方连接液氨储存分流器。
3.根据权利要求2所述的近零排放液氨-柴油双燃料供给系统,其特征是:所述分流系统包括进氨分流管路、回氨分流管路,进氨分流管路上依次安装储氨罐、第一控制阀,回氨分流管路上依次安装第二安全阀、第二控制阀,进氨分流管路连接液氨储存分流器,回氨分流管路通过第三回路连接液氨储存罐第三回氨口。
4.根据权利要求3所述的近零排放液氨-柴油双燃料供给系统,其特征是:所述进出氨系统包括进氨管、回氨管,进氨管通过进氨口连接进氨分流管路并连接液氨共轨管,回氨管通过回氨口连接回氨分流管路。
5.根据权利要求1-4任一所述的近零排放液氨-柴油双燃料供给系统,其特征是:液氨储存分流器为双阀双容腔结构。
6.根据权利要求1-4任一所述的近零排放液氨-柴油双燃料供给系统,其特征是:液氨共轨管的出口安装流量限制器。
7.根据权利要求1-4任一所述的近零排放液氨-柴油双燃料供给系统,其特征是:燃油共轨管的出口安装流量限制器。
8.根据权利要求1-4任一所述的近零排放液氨-柴油双燃料供给系统,其特征是:喷油器和液氨喷射器为并联方式,从而实现柴油引燃的燃烧模式。
技术总结