一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统的制作方法

本发明涉及一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统。

背景技术：

1、随着全球对减少温室气体排放和提高能源效率的需求不断增长，甲醇作为一种清洁能源，因其较低的碳排放、可再生性和相对较低的燃烧温度而受到重视。甲醇的应用有助于减少对化石燃料的依赖，同时提供一种可持续的能源解决方案。

2、尽管甲醇燃料具有诸多优点，但其在内河近海船舶发动机中的应用面临多重挑战。甲醇的物理和化学特性与柴油有显著不同，甲醇柴油双燃料发动机具有如下一些关键的技术障碍：

3、难压燃：甲醇的自燃温度高于柴油，这使得在柴油机中实现甲醇的自燃变得困难；难以冷启动：甲醇在低温下的蒸发性较差，尤其在15℃以下时不蒸发，导致冷启动困难问题；难相溶：甲醇与柴油混合性差，影响燃烧效率和燃油供应系统的兼容性；腐蚀性：甲醇对某些金属和橡胶材料具有腐蚀性；过快燃烧时具有爆震风险。

4、因此需要一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，通过改进其技术以实现甲醇燃料更好的在柴油机中的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，通过预启动喷嘴喷射天然气的方式对甲醇进行点燃，方便进行冷启动，甲醇先于柴油点燃，能使二者在更高的温度下混合，加强兼容性，获得更好的燃烧效率，通过设置甲醇ecu控制模块和废气再循环装置能使缸体发生爆震时通入不助燃的废气，减少爆震损害，通过多点喷射单元，实现稀薄燃烧，减少爆震发生，以下为具体的方案：

2、一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，包括缸体，包括甲醇箱、甲醇滤清器、无刷耐醇泵、甲醇ecu控制模块、喷醇器、柴油喷嘴和废气再循环装置，所述甲醇箱连接甲醇滤清器，所述甲醇滤清器连接无刷耐醇泵，所述无刷耐醇泵连接限压阀，所述限压阀连接喷醇器，所述甲醇ecu控制模块连接废气再循环装置、无刷耐醇泵和喷醇器，所述甲醇箱用于存储甲醇，所述甲醇滤清器用于过滤甲醇中的杂质，所述无刷耐醇泵用于输送甲醇，所述喷醇器用于将甲醇喷射于所述缸体内，所述柴油喷嘴用于将柴油喷射于所述缸体内，所述喷醇器设有多点喷射单元，所述废气再循环装置设于缸体内，用于收集和喷出废气，所述甲醇ecu控制模块包括氧闭环修正单元和爆震边界控制单元，所述氧闭环修正单元和爆震边界控制单元均用于控制无刷耐醇泵和喷醇器的运行，从而调整甲醇和空气的燃烧比例，所述缸体上还设有预启动喷嘴，所述预启动喷嘴连接天然气舱体，所述预启动喷嘴用于向缸体内喷射天然气。

3、通过将喷醇器设于所述进气歧管，并且采用低压喷射，降低爆震发生概率,所述缸体内部设有进气歧管，所述喷醇器设于所述进气歧管上，所述喷醇器用于5-8bar的低压喷射方式喷射甲醇。

4、为了更好地实现抗腐蚀抗溶胀效果，所述甲醇箱、甲醇滤清器、无刷耐醇泵和喷醇器均涂有抗腐蚀涂层，所述抗腐蚀涂层为镍基涂层、铬涂层、钛/锆基涂层和陶瓷涂层中的一种或多种的组合，所述抗腐蚀涂层的喷涂方式为等离子喷涂或电化学沉积中的一种或组合。

5、为了更好地实现抗腐蚀效果，还包括密封套，所述密封套用于甲醇箱、甲醇滤清器、无刷耐醇泵、甲醇ecu控制模块、喷醇器、柴油喷嘴和废气再循环装置之间的密封，所述密封套的材质为乙丙橡胶、聚四氟乙烯和氯丁橡胶中的一种或多种的组合。

6、为了更好地净化尾气，还包括氧化催化转化器，所述氧化催化转化器设于缸体上，所述氧化催化转化器设有多层结构，用于去除废气中的hc和co，所述多层结构的层数为2-6层。

7、为了更好地多点喷射效果，所述多点喷射单元包括多点喷射孔，所述多点喷射孔设有4-8个。

8、为了更好地进行废气再循环装置的控制，所述废气再循环装置包括循环泵，所述废气再循环装置通过甲醇ecu控制模块进行控制，所述废气再循环装置的进口和出口均连接缸体，当爆震发生时，甲醇ecu控制模块能开启废气再循环装置向缸体内通入废气。

9、为了更好地实现冷启动过程，还包括以下点火方式：

10、s1：预启动喷嘴喷射天然气，同时点火；

11、s2：当缸内温度位于400-500摄氏度时喷醇器喷射甲醇，同时预启动喷嘴停止喷射；

12、s3：喷射柴油。

13、有益效果：通过结合甲醇和柴油作为双重燃料，可以优化燃料的燃烧效率，提高发动机的整体能效率；整体系统扭矩储备大，怠速具有45％额定扭矩输出能力，更适合内河近海船只；通过设置甲醇滤清器能获得更纯净的甲醇，获得更高的燃烧效率；采用甲醇柴油的二元燃烧模式，降低柴油机缸内燃烧温度，降低局部的燃料空气当量比，nox，pm排放指标大幅降低。

14、通过预启动喷嘴喷射天然气的方式对甲醇进行点燃，在进行冷启动时的速度更快；甲醇先于柴油点燃，能使二者在更高的温度下混合，加强兼容性，获得更好的燃烧效率；通过设置甲醇ecu控制模块和废气再循环装置能使缸体发生爆震时通入不助燃的废气，减少爆震损害；通过多点喷射单元，实现稀薄燃烧，减少爆震发生。

技术特征：

1.一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，包括缸体，其特征在于，包括甲醇箱、甲醇滤清器、无刷耐醇泵、甲醇ecu控制模块、喷醇器、柴油喷嘴和废气再循环装置，所述甲醇箱连接甲醇滤清器，所述甲醇滤清器连接无刷耐醇泵，所述无刷耐醇泵连接限压阀，所述限压阀连接喷醇器，所述甲醇ecu控制模块连接废气再循环装置、无刷耐醇泵和喷醇器，所述甲醇箱用于存储甲醇，所述甲醇滤清器用于过滤甲醇中的杂质，所述无刷耐醇泵用于输送甲醇，所述喷醇器用于将甲醇喷射于所述缸体内，所述柴油喷嘴用于将柴油喷射于所述缸体内，所述喷醇器设有多点喷射单元，所述废气再循环装置设于缸体内，用于收集和喷出废气，所述甲醇ecu控制模块包括氧闭环修正单元和爆震边界控制单元，所述氧闭环修正单元和爆震边界控制单元均用于控制无刷耐醇泵和喷醇器的运行，从而调整甲醇和空气的燃烧比例，所述缸体上还设有预启动喷嘴，所述预启动喷嘴连接天然气舱体，所述预启动喷嘴用于向缸体内喷射天然气。

2.根据权利要求1所述的一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，其特征在于,所述缸体内部设有进气歧管，所述喷醇器设于所述进气歧管上，所述喷醇器用于5-8bar的低压喷射方式喷射甲醇。

3.根据权利要求1所述的一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，其特征在于，所述甲醇箱、甲醇滤清器、无刷耐醇泵和喷醇器均涂有抗腐蚀涂层，所述抗腐蚀涂层为镍基涂层、铬涂层、钛/锆基涂层和陶瓷涂层中的一种或多种的组合，所述抗腐蚀涂层的喷涂方式为等离子喷涂或电化学沉积中的一种或组合。

4.根据权利要求1所述的一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，其特征在于，还包括密封套，所述密封套用于甲醇箱、甲醇滤清器、无刷耐醇泵、甲醇ecu控制模块、喷醇器、柴油喷嘴和废气再循环装置之间的密封，所述密封套的材质为乙丙橡胶、聚四氟乙烯和氯丁橡胶中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，其特征在于，还包括氧化催化转化器，所述氧化催化转化器设于缸体上，所述氧化催化转化器设有多层结构，用于去除废气中的hc和co，所述多层结构的层数为2-6层。

6.根据权利要求1所述的一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，其特征在于，所述多点喷射单元包括多点喷射孔，所述多点喷射孔设有4-8个。

7.根据权利要求1所述的一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，其特征在于，所述废气再循环装置包括循环泵，所述废气再循环装置通过甲醇ecu控制模块进行控制，所述废气再循环装置的进口和出口均连接缸体，当爆震发生时，甲醇ecu控制模块能开启废气再循环装置向缸体内通入废气。

8.根据权利要求1所述的一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，其特征在于，还包括以下点火方式：

技术总结本发明涉及一种内河近海船舶柴油甲醇双燃料发动机系统，包括缸体，包括甲醇箱、甲醇滤清器、无刷耐醇泵、甲醇ECU控制模块、喷醇器、柴油喷嘴和废气再循环装置，所述甲醇箱连接甲醇滤清器，所述甲醇滤清器连接无刷耐醇泵，所述无刷耐醇泵连接限压阀，所述限压阀连接喷醇器，所述甲醇ECU控制模块连接废气再循环装置、无刷耐醇泵和喷醇器，所述甲醇箱用于存储甲醇，所述甲醇滤清器用于过滤甲醇中的杂质，所述无刷耐醇泵用于输送甲醇，所述喷醇器用于将甲醇喷射于所述缸体内，通过设置甲醇ECU控制模块和废气再循环装置能使缸体发生爆震时通入不助燃的废气，减少爆震损害，通过多点喷射单元，实现稀薄燃烧，减少爆震发生。技术研发人员：鹿丙峰,吴登林,王俊扬受保护的技术使用者：江苏豪赛科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18