CN112177814A - 一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射*** - Google Patents

一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射*** Download PDF

Info

Publication number
CN112177814A
CN112177814A CN202011034806.4A CN202011034806A CN112177814A CN 112177814 A CN112177814 A CN 112177814A CN 202011034806 A CN202011034806 A CN 202011034806A CN 112177814 A CN112177814 A CN 112177814A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
biodiesel
common rail
preheating
preheating device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011034806.4A
Other languages
English (en)
Inventor
楼狄明
唐远贽
张允华
房亮
王童
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN202011034806.4A priority Critical patent/CN112177814A/zh
Publication of CN112177814A publication Critical patent/CN112177814A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/12—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
    • F02M31/125—Fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/22—Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines, e.g. arrangements in the feeding system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明涉及一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，包括装有生物柴油的油箱、滤清器、预加热装置、高压油泵、共轨管、喷油器和预加热装置控制模块；油箱、滤清器、预加热装置、高压油泵、共轨管和喷油器依次相连，预加热装置控制模块与预加热装置相连；生物柴油从油箱输出，经过滤清器后输入预加热装置，预加热装置将生物柴油加热至设定阈值内，然后由预加热装置输出至高压油泵加热后流经共轨管通过喷油器喷射。与现有技术相比，本发明具有提高生物柴油喷雾燃烧质量、减少颗粒物和积碳产生、兼容性好等优点。

Description

一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***
技术领域
本发明涉及发动机生物柴油喷射技术领域，尤其是涉及一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***。
背景技术
生物柴油由于其相比柴油的高粘性、高含氧量特点，在实际燃烧过程中一直存在易积碳，NOx升高等一系列污染物排放问题。产生这一问题的根源在于生物柴油在缸内燃烧的过程中雾化程度差的部分在气缸壁及活塞壁产生的附壁油膜导致的。
柴油机在实际工作过程中，压缩终止后的温度可以达到700-800K以上，而生物柴油经过高压共轨***(100MPa左右情况下)喷射出口温度一般在40-60℃。这种温度的生物柴油喷雾由于高喷油压力产生的高速率，不利于在高温环境中蒸发混合，使得喷油液体贯穿距及体积较大，在紧凑型燃烧室中极其容易发生液相碰壁，从而产生附壁油膜。
将加热装置集成至高压共轨***内，通过电阻丝加热将生物柴油加热至70℃，高压共轨***的进一步增压升温可以达到至少100℃以上的高温喷射燃油(380K以上)。380K以上的燃油温度在经过高压共轨***喷射后能够快速蒸发混合，大大减小油雾液相贯穿长度，降低了生物柴油液滴碰壁形成附壁油膜的可能性，从而减小积碳生成，降低NOx排放，利于清洁燃烧及发动机保养维护。
专利CN110529304中描述的加热***是将燃油通过加热送入发动机，提高热效率，并使得发动机热量得以循环利用，其目的针对降低油耗。专利CN109973268中描述的加热装置与喷油器结合为一体，通过喷油器内部加热控温得方式提升燃油喷雾质量。专利CN109435637中描述的加热***目的旨在防止燃油低温冷凝并非提高喷雾燃烧质量。
上述已有专利与当下柴油机常用的高压共轨***有所区别，存在性能不兼容的情况，并且针对生物柴油替代燃料的特点，并不能直接通过以上加热方式改变其燃烧后碳烟和积碳等不良排放情况，同时也并不能提高喷雾燃烧质量。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高生物柴油喷雾燃烧质量、减少颗粒物和积碳产生、兼容性好的生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其特征在于，所述的喷射***包括装有生物柴油的油箱、滤清器、预加热装置、高压油泵、共轨管、喷油器和预加热装置控制模块；
所述的油箱、滤清器、预加热装置、高压油泵、共轨管和喷油器依次相连；所述的预加热装置控制模块与预加热装置相连；
所述的生物柴油从油箱输出，经过滤清器后输入预加热装置，预加热装置将生物柴油加热至设定阈值内，然后由预加热装置输出至高压油泵加热后流经共轨管通过喷油器喷射。
优选地，所述的预加热装置包括外壳、加热电阻丝和输油内管；所述的输油内管穿过外壳，一端与滤清器相连，另一端与高压油泵相连；所述的加热电阻丝安装在外壳内，绕制在输油内管上。
更加优选地，所述的外壳为金属外壳。
更加优选地，所述的输油内管为不锈钢管道。
更加优选地，所述的预加热装置沿输油内管的长度范围为[3cm,5cm]。
更加优选地，所述的加热电阻丝采用多级并联的方式加热。
更加优选地，所述的预加热装置控制模块包括ECU、温度传感器、电源模块和电控开关；所述的温度传感器与ECU相连；所述的电控开关的输入端与电源模块相连，输出端与加热电阻丝相连，控制端与ECU相连；所述的温度传感器安装在预加热装置的输出口处。
更加优选地，所述的电源模块为蓄电池。
更加优选地，所述的电控开关为继电器。
优选地，所述的预加热装置将生物柴油加热后，生物柴油的温度阈值为(70℃,80℃)。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、提高生物柴油喷雾燃烧质量：本发明中的生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***通过设置预加热装置，预先将生物柴油的油温加热至(70℃，80℃)，高压油泵进一步将油温加热至100℃以上，获得高温喷射燃油，100℃以上的高温燃油经过喷油器喷射后能够快速蒸发混合，大大提高生物柴油喷雾燃烧质量。
二、减少颗粒物和积碳产生：本发明中的生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***的喷油器处油温可达100℃，100℃以上的高温燃油经过喷油器喷射后能够快速蒸发混合，大大减小油雾液相贯穿长度，降低了生物柴油液滴碰壁形成附壁油膜的可能性，从而减少颗粒物和积碳产生，降低NOx排放，利于清洁燃烧及发送机的保养维护。
三、兼容性好：本发明中的生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***在原有高压共轨喷射***的基础上增设预加热装置，不需要对现有的喷射***部件进行改进，只需将预加热装置增设至现有***即可，兼容性好。
附图说明
图1为本发明中生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***的结构示意图；
图2为本发明中预加热装置的结构示意图。
图中标号所示：
1、油箱，2、滤清器，3、预加热装置，4、高压油泵，5、共轨管，6、喷油器，7、预加热装置控制模块，301、外壳，302、加热电阻丝，303、输油内管，701、ECU，702、温度传感器，703、电源模块，704、继电器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其结构如图1所示，包括：装有生物柴油的油箱1、滤清器2、预加热装置3、高压油泵4、共轨管5、喷油器6和预加热装置控制模块7；油箱1、滤清器2、预加热装置3、高压油泵4、共轨管5和喷油器6依次相连；预加热装置控制模块7与预加热装置3相连；生物柴油从油箱1输出，经过滤清器2后输入预加热装置3，预加热装置3将生物柴油加热至设定阈值内，然后由预加热装置3输出至高压油泵4加热后流经共轨管5通过喷油器6喷射。
预加热装置3需要将生物柴油加热到的温度范围为(70℃,80℃)。
本实施例中的预加热装置3的结构如图2所示，包括外壳301、加热电阻丝302和输油内管303，输油内管303穿过外壳301，一端与滤清器2相连，另一端与高压油泵4相连，加热电阻丝302安装在外壳301内，绕制在输油内管303上。
外壳301为金属外壳，输油内管303选用不锈钢管道，预加热装置3沿输油内管303的长度范围为[3cm,5cm]。
加热电阻丝302采用多级并联的加热方式，可以实现130～300W的加热功率。
本实施例中预加热装置控制模块7包括ECU701、温度传感器702、电源模块703和电控开关704，温度传感器702与ECU701相连，电控开关704的输入端与电源模块703相连，输出端与加热电阻丝302相连，控制端与ECU701相连，温度传感器702安装在预加热装置的输出口处。
电源模块703采用10～20V，13～15A的直流蓄电池，电控开关704选用继电器。
本实施例中预加热高压共轨喷射***的工作过程具体为：
生物柴油由油箱1流出，流经滤清器2后进入预加热装置3，此时，高压油泵4停止工作，生物柴油在预加热装置3进行加热，待加热到(70℃,80℃)的温度阈值内，ECU701采集到温度传感器702的数据信息，然后控制继电器704关断，电源模块703停止为加热电阻丝302供电，预加热装置3停止对生物柴油加热，然后高压汽车ECU控制高压油泵4开启，生物柴油在高压油泵4内被加热至100℃以上的高温，然后流经共轨管5后，由喷油器6喷射。
在生物柴油的输送过程中，ECU701实时监测预加热装置3的出口温度，即温度传感器702的采集信号，若出口温度小于70℃，则ECU701控制高压油泵4停止工作，然后控制继电器704开启，电源模块703开始为加热电阻丝302供电，对预加热装置3内的生物柴油进行加热。
需要指出的是本实施例中的高压油泵4和喷油嘴6也是需要汽车ECU进行电控的，但高压油泵4和喷油嘴6与汽车ECU的连接关系不是本发明的技术核心，所以不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其特征在于，所述的喷射***包括装有生物柴油的油箱(1)、滤清器(2)、预加热装置(3)、高压油泵(4)、共轨管(5)、喷油器(6)和预加热装置控制模块(7)；
所述的油箱(1)、滤清器(2)、预加热装置(3)、高压油泵(4)、共轨管(5)和喷油器(6)依次相连；所述的预加热装置控制模块(7)与预加热装置(3)相连；
所述的生物柴油从油箱(1)输出，经过滤清器(2)后输入预加热装置(3)，预加热装置(3)将生物柴油加热至设定阈值内，然后由预加热装置(3)输出至高压油泵(4)加热后流经共轨管(5)通过喷油器(6)喷射。
2.根据权利要求1所述的一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其特征在于，所述的预加热装置(3)包括外壳(301)、加热电阻丝(302)和输油内管(303)；所述的输油内管(303)穿过外壳(301)，一端与滤清器(2)相连，另一端与高压油泵(4)相连；所述的加热电阻丝(302)安装在外壳(301)内，绕制在输油内管(303)上。
3.根据权利要求2所述的一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其特征在于，所述的外壳(301)为金属外壳。
4.根据权利要求2所述的一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其特征在于，所述的输油内管(303)为不锈钢管道。
5.根据权利要求2所述的一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其特征在于，所述的预加热装置(3)沿输油内管(303)的长度范围为[3cm,5cm]。
6.根据权利要求2所述的一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其特征在于，所述的加热电阻丝(302)采用多级并联的方式加热。
7.根据权利要求2所述的一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其特征在于，所述的预加热装置控制模块(7)包括ECU(701)、温度传感器(702)、电源模块(703)和电控开关(704)；所述的温度传感器(702)与ECU(701)相连；所述的电控开关(704)的输入端与电源模块(703)相连，输出端与加热电阻丝(302)相连，控制端与ECU(701)相连；所述的温度传感器(702)安装在预加热装置的输出口处。
8.根据权利要求7所述的一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其特征在于，所述的电源模块(703)为蓄电池。
9.根据权利要求7所述的一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其特征在于，所述的电控开关(704)为继电器。
10.根据权利要求1所述的一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***，其特征在于，所述的预加热装置(3)将生物柴油加热后，生物柴油的温度阈值为(70℃,80℃)。
CN202011034806.4A 2020-09-27 2020-09-27 一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射*** Pending CN112177814A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011034806.4A CN112177814A (zh) 2020-09-27 2020-09-27 一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011034806.4A CN112177814A (zh) 2020-09-27 2020-09-27 一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112177814A true CN112177814A (zh) 2021-01-05

Family

ID=73944591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011034806.4A Pending CN112177814A (zh) 2020-09-27 2020-09-27 一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112177814A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113047985A (zh) * 2021-04-20 2021-06-29 上海交通大学 一种避免燃油直接接触的燃油加热共轨***

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090235896A1 (en) * 2006-06-27 2009-09-24 Georg Gruber Diesel Cycle Internal Combustion Engine
CN103437929A (zh) * 2013-07-16 2013-12-11 江苏大学 一种可精确控制柴油机喷油温度的燃油***及控制方法
US20150292430A1 (en) * 2012-10-15 2015-10-15 Continental Automotive Gmbh Method for Operating a Fuel Injection System with a Fuel Filter Heating Process and Fuel Injection System
CN205714426U (zh) * 2016-05-06 2016-11-23 昆明理工大学 一种静音式生物柴油发电机组
CN107806386A (zh) * 2017-12-05 2018-03-16 北京理工大学 一种超临界燃油喷射***
CN111322185A (zh) * 2018-12-16 2020-06-23 贵阳学院 一种发动机双共轨喷射供油***

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090235896A1 (en) * 2006-06-27 2009-09-24 Georg Gruber Diesel Cycle Internal Combustion Engine
US20150292430A1 (en) * 2012-10-15 2015-10-15 Continental Automotive Gmbh Method for Operating a Fuel Injection System with a Fuel Filter Heating Process and Fuel Injection System
CN103437929A (zh) * 2013-07-16 2013-12-11 江苏大学 一种可精确控制柴油机喷油温度的燃油***及控制方法
CN205714426U (zh) * 2016-05-06 2016-11-23 昆明理工大学 一种静音式生物柴油发电机组
CN107806386A (zh) * 2017-12-05 2018-03-16 北京理工大学 一种超临界燃油喷射***
CN111322185A (zh) * 2018-12-16 2020-06-23 贵阳学院 一种发动机双共轨喷射供油***

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113047985A (zh) * 2021-04-20 2021-06-29 上海交通大学 一种避免燃油直接接触的燃油加热共轨***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101135280A (zh) 4冲程汽油机缸内喷水装置
CN103615345A (zh) 一种灵活燃料汽车的冷启动***及启动方法
CN111197532A (zh) 一种氢气/甲醇复合燃料发动机
CN112177814A (zh) 一种生物柴油喷油预加热高压共轨喷射***
CN111219245A (zh) 一种甲醇燃料发动机
CN101975104A (zh) 氧化型催化器辅助柴油机颗粒物过滤器再生***
CN105569782A (zh) 一种蒸发式颗粒物捕集器再生***
CN101457713A (zh) 亚临界蒸汽辅助做功汽油机
CN117307384A (zh) 甲醇发动机及控制方法
CN104763527A (zh) 压燃式发动机和低压低温点火及消除尾气污染的方法
CN112796894A (zh) 一种双燃料***及方法
CN207145036U (zh) 一种用于dpf再生的燃油喷射***
CN102562392B (zh) 柴油和二甲醚在线混合供油***
CN213899119U (zh) 一种可拆卸二冲程发动机冷启动装置
CN108894901A (zh) 一种汽油单缸机高压供油装置
CN108049989A (zh) 一种缸外喷水的汽油机
CN114233540A (zh) 一种甲醇发动机冷启动进气管装置及其控制方法
CN210769100U (zh) 一种柴油发电机组电控喷射***
CN204646473U (zh) 一种用于汽油发动机的节油装置
CN102635474A (zh) 柴油机压缩燃油与压缩空气混合喷射***
CN112832934B (zh) 一种多级甲醇加热装置及工作方法
CN213870068U (zh) 一种两冲程燃烧控制***及具有其的车辆
CN115030851B (zh) 一种柴油机的冷启动***、方法及车辆
CN216767599U (zh) 小型煤油航空发动机的燃油雾化装置
CN217327498U (zh) 一种等离子体点火的双预热煤油转子发动机高空点火***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210105