本申請屬于車輛除碳，尤其涉及一種用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)。

背景技術(shù)：

1、柴油車輛，尤其是載重量10噸以上的重卡，主要用于中長途的貨物運(yùn)輸，其工作時間長，車輛發(fā)動機(jī)維修保養(yǎng)通常是更換柴油濾、機(jī)濾、齒輪油等，但發(fā)動機(jī)因長期工作而產(chǎn)生的積碳無法處理，發(fā)動機(jī)積碳主要來自柴油燃燒不完全，導(dǎo)致有機(jī)物質(zhì)在發(fā)動機(jī)內(nèi)堆積形成碳沉積物，主要部位有活塞頂部、火花塞、缸內(nèi)噴油嘴、進(jìn)排氣門和進(jìn)氣管的氣缸入口處。這些積碳會降低發(fā)動機(jī)的性能下降，發(fā)動機(jī)功率降低、油耗量上升，尾氣懸浮粒子污染物排放(一氧化碳、碳?xì)浠衔锖吞佳趸?增加、冷啟動困難、怠速不穩(wěn)、加速不良、氣缸爆震，嚴(yán)重時可能造成氣門和活塞運(yùn)動引起干涉，卡死劃傷氣缸壁造成嚴(yán)重漏氣拉缸，因此要保持柴油車的正常運(yùn)行，清理積碳至關(guān)重要。

2、車輛除碳一般可以用化學(xué)藥劑、人工拆解除碳機(jī)后物理除碳等，但是柴油重型柴油車輛的發(fā)動機(jī)氣缸多，整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，化學(xué)藥劑對發(fā)動機(jī)有一定的腐蝕性，劑量不易控制；物理拆洗發(fā)動機(jī)缸體和活塞，復(fù)雜且工時長，還可能影響發(fā)動機(jī)初始性能，因此不適合使用上述方式除碳或效果甚微。

3、因此，使用可燃性氫氣為重型柴油車輛發(fā)動機(jī)除碳，操作簡單，沒有化學(xué)藥劑副作用和技術(shù)人力耗費(fèi)。既可以降低油耗，又提高火花塞、噴油嘴、氣缸附件、氧傳感器、三元催化器等設(shè)備壽命，還能因?yàn)樘岣呷紵剩瑴p少車輛尾氣懸浮粒子污染物排放(一氧化碳、碳?xì)浠衔锖吞佳趸?。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的一些不足之處，本申請?zhí)峁┝艘环N用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其包括：

2、原料部，其中儲存有作為制氫燃料的甲醇水；

3、甲醇制氫重組器，與原料部相連；所述甲醇制氫重組器被配置為將來自原料部的甲醇水制備為高純氫氣，該高純氫氣的純度大于99.9％；

4、供應(yīng)泵，設(shè)置于原料部和甲醇制氫重組器之間，為甲醇水的運(yùn)輸提供動力；

5、換熱器，其被配置為將進(jìn)入甲醇制氫重組器之前的甲醇水與甲醇制氫重組器制備的高純氫氣進(jìn)行換熱；

6、緩沖罐，位于換熱器的后端；所述緩沖罐被配置為儲存換熱后的高純氫氣；以及

7、氫氣輸出管，與緩沖罐相連，以便給車輛的發(fā)動機(jī)提供緩沖罐中的氫氣。

8、在一實(shí)施例中，所述甲醇制氫重組器包括制熱器、蒸發(fā)器、反應(yīng)器和氫氣提純器；其中，所述制熱器能夠產(chǎn)熱；所述蒸發(fā)器與制熱器相鄰，蒸發(fā)器的前端與原料部相連，蒸發(fā)器的后端與反應(yīng)器相連；所述蒸發(fā)器被配置為接收來自制熱器的熱量以將來自原料部的甲醇水加熱蒸發(fā)至反應(yīng)器中；所述反應(yīng)器的前端與蒸發(fā)器相連，反應(yīng)器的后端與氫氣提純器相連；所述反應(yīng)器被配置為接收來自蒸發(fā)器的汽化的甲醇水，并反應(yīng)生成富氫氣體；所述氫氣提純器被配置為接收來自反應(yīng)器的富氫氣體，并提純?yōu)楦呒儦錃夂团懦鑫矚?；氫氣提純器的后端一方面與換熱器相連，以提供換熱用的高純氫氣，另一方面與制熱器相連，以提供尾氣作為制熱器的燃料。

9、在一實(shí)施例中，所述甲醇制氫重組器為除碳機(jī)中獨(dú)立的模塊，還包括內(nèi)殼和外殼；其中，所述內(nèi)殼之中形成第一腔室，容納有制熱器、蒸發(fā)器、反應(yīng)器和氫氣提純器；內(nèi)殼和外殼之間形成有填充隔熱保溫層的第二腔室；所述原料部、供應(yīng)泵、換熱器和緩沖罐均位于外殼外。所述制熱器與外殼外的風(fēng)機(jī)相連，以獲取燃燒加熱用的空氣。所述蒸發(fā)器為盤管結(jié)構(gòu)。

10、在一實(shí)施例中，所述供應(yīng)泵與換熱器之間設(shè)置有第一三通閥；其中，第一三通閥的入口連接供應(yīng)泵的出口；第一三通閥的出口能夠在換熱器和原料部之間切換連接；所述第一三通閥被配置為：在工作狀態(tài)下，連通供應(yīng)泵和換熱器，以便為甲醇制氫重組器提供原料；工作完畢后，切換至連通供應(yīng)泵和原料部，以回收甲醇水。

11、在一實(shí)施例中，所述換熱器與緩沖罐之間設(shè)置有第二三通閥；其中，第二三通閥的入口連接換熱器；第二三通閥的出口能夠在緩沖罐和甲醇制氫重組器的制熱器之間切換連接；所述第二三通閥被配置為，在工作狀態(tài)下，連通換熱器和緩沖罐，以將除碳用的高純氫氣緩存在緩沖罐中；工作完畢后，切換至連通換熱器和制熱器，使多余的氫氣進(jìn)入制熱器中消耗。

12、在一實(shí)施例中，所述氫氣輸出管上設(shè)置有切斷閥，用于打開或關(guān)閉氫氣的輸出，以及流量表，用于監(jiān)控氫氣輸出管中氫氣的消耗量。

13、在一實(shí)施例中，所述除碳機(jī)還配置有熄火檢測器和尾氣檢測儀；其中，所述熄火檢測器能夠放置在車輛的發(fā)動機(jī)上，用于檢測車輛在除碳前是否熄火；所述尾氣檢測儀能夠配置在車輛的尾氣排放處，用于檢測尾氣的除碳效果。

14、在一實(shí)施例中，所述除碳機(jī)還包括控制模塊；所述控制模塊與風(fēng)機(jī)電連接，以控制風(fēng)機(jī)的啟停；所述控制模塊與供應(yīng)泵電連接，以控制供應(yīng)泵的啟停；所述控制模塊與第一三通閥電連接，以控制第一三通閥的切換；所述控制模塊與第二三通閥電連接，以控制第二三通閥的切換；所述控制模塊與切斷閥電連接，以控制切斷閥的打開和關(guān)閉；所述控制模塊與流量表電連接，以獲取流量表測量的氫氣的流量數(shù)據(jù)；所述控制模塊與熄火檢測器電連接，以獲取熄火檢測器測得發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

15、在一實(shí)施例中，所述除碳機(jī)的底部還可以配置移動式拖車平臺，該拖車平臺具有移動輪和把手。

16、在一實(shí)施例中，所述車輛為柴油車輛或汽柴油車輛。

17、本申請至少一種實(shí)施方式提供的除碳機(jī)是一種以綠色甲醇為原料，重整制氫純化除碳為一體的新能源移動式除碳機(jī)產(chǎn)品，能夠解決重型柴油車輛因發(fā)動機(jī)積碳引起的車輛功率降低、油耗量上升，尾氣懸浮粒子污染物排放增加、冷啟動困難、怠速不穩(wěn)、加速不良、氣缸爆震，嚴(yán)重時可能造成氣門和活塞運(yùn)動引起干涉，卡死劃傷氣缸壁造成嚴(yán)重漏氣拉缸等問題。在以柴油重卡除碳為主的情況下，有明顯減排、節(jié)能效果。并能夠延伸應(yīng)用在汽柴油發(fā)電機(jī)的除碳。

18、本申請至少一種實(shí)施方式提供的除碳機(jī)可針對重型車輛提供99.9％以上高純氫氣除碳作業(yè)，燃燒除碳效果好，無有害雜質(zhì)進(jìn)入，對發(fā)動機(jī)無損傷。甲醇制氫重組器內(nèi)制熱器、蒸發(fā)器、反應(yīng)器、提純器等部件模塊化集成，多部件升溫曲線同步穩(wěn)定，熱平衡效果好，能量損耗少；在內(nèi)平衡制熱的運(yùn)行模式下，僅風(fēng)機(jī)、供應(yīng)泵、閥門、傳感器和控制模塊耗電，能夠控制在100w左右運(yùn)轉(zhuǎn)功耗。重組器的尾氣回收利用，作為維持吸熱反應(yīng)和反應(yīng)器溫度的熱源，無外置熱源；制熱器和空氣無直接接觸，前后輸入和排氣有結(jié)構(gòu)隔離，安全可靠，系統(tǒng)整體熱效率高。此外，氫氣提純器體積小，適合甲醇制氫純化一體移動式除碳機(jī)應(yīng)用。而且單機(jī)氫氣產(chǎn)量高，每分鐘生產(chǎn)75-1500升，可根據(jù)小中大型不同馬力引擎設(shè)置除碳模式，實(shí)現(xiàn)多條件自動控制系統(tǒng)，根據(jù)不同排量引擎，自動調(diào)整生產(chǎn)氫氣量和進(jìn)入發(fā)動機(jī)的氫氣量。

19、本申請至少一種實(shí)施方式提供的除碳機(jī)結(jié)合產(chǎn)氫和應(yīng)用，氫氣即產(chǎn)即用，按需可調(diào)整產(chǎn)氫能力，適應(yīng)性強(qiáng)，無儲存氫氣之不便和風(fēng)險(xiǎn)。除碳機(jī)停機(jī)后，甲醇水自動回流和遺留反應(yīng)氣體自處理，系統(tǒng)安全性高。

技術(shù)特征：

1.一種用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其特征在于，所述甲醇制氫重組器包括制熱器、蒸發(fā)器、反應(yīng)器和氫氣提純器；其中，所述制熱器能夠產(chǎn)熱；所述蒸發(fā)器與制熱器相鄰，蒸發(fā)器的前端與原料部相連，蒸發(fā)器的后端與反應(yīng)器相連；所述蒸發(fā)器被配置為接收來自制熱器的熱量以將來自原料部的甲醇水加熱蒸發(fā)至反應(yīng)器中；所述反應(yīng)器的前端與蒸發(fā)器相連，反應(yīng)器的后端與氫氣提純器相連；所述反應(yīng)器被配置為接收來自蒸發(fā)器的汽化的甲醇水，并反應(yīng)生成富氫氣體；所述氫氣提純器被配置為接收來自反應(yīng)器的富氫氣體，并提純?yōu)楦呒儦錃夂团懦鑫矚猓粴錃馓峒兤鞯暮蠖艘环矫媾c換熱器相連，以提供換熱用的高純氫氣，另一方面與制熱器相連，以提供尾氣作為制熱器的燃料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其特征在于，所述甲醇制氫重組器為除碳機(jī)中獨(dú)立的模塊，還包括內(nèi)殼和外殼；其中，所述內(nèi)殼之中形成第一腔室，容納有所述的制熱器、蒸發(fā)器、反應(yīng)器和氫氣提純器；內(nèi)殼和外殼之間形成有填充隔熱保溫層的第二腔室；所述原料部、供應(yīng)泵、換熱器和緩沖罐均位于外殼外；所述制熱器與外殼外的風(fēng)機(jī)相連，以獲取燃燒用的空氣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其特征在于，所述供應(yīng)泵與換熱器之間設(shè)置有第一三通閥；其中，第一三通閥的入口連接供應(yīng)泵的出口；第一三通閥的出口能夠在換熱器和原料部之間切換連接；所述第一三通閥被配置為：在工作狀態(tài)下，連通供應(yīng)泵和換熱器，以便為甲醇制氫重組器提供原料；工作完畢后，切換至連通供應(yīng)泵和原料部，以回收甲醇水。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其特征在于，所述換熱器與緩沖罐之間設(shè)置有第二三通閥；其中，第二三通閥的入口連接換熱器；第二三通閥的出口能夠在緩沖罐和甲醇制氫重組器的制熱器之間切換連接；所述第二三通閥被配置為，在工作狀態(tài)下，連通換熱器和緩沖罐，以將除碳用的高純氫氣緩存在緩沖罐中；工作完畢后，切換至連通換熱器和制熱器，使多余的氫氣進(jìn)入制熱器中消耗。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其特征在于，所述氫氣輸出管上設(shè)置有切斷閥，用于打開或關(guān)閉氫氣的輸出，以及流量表，用于監(jiān)控氫氣輸出管中氫氣的消耗量。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其特征在于，還配置有熄火檢測器和尾氣檢測儀；其中，所述熄火檢測器能夠放置在車輛的發(fā)動機(jī)上，用于檢測車輛在除碳前是否熄火；所述尾氣檢測儀能夠配置在車輛的尾氣排放處，用于檢測尾氣的除碳效果。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其特征在于，所述除碳機(jī)還包括控制模塊；所述控制模塊與風(fēng)機(jī)電連接，以控制風(fēng)機(jī)的啟停；所述控制模塊與供應(yīng)泵電連接，以控制供應(yīng)泵的啟停；所述控制模塊與第一三通閥電連接，以控制第一三通閥的切換；所述控制模塊與第二三通閥電連接，以控制第二三通閥的切換；所述控制模塊與切斷閥電連接，以控制切斷閥的打開和關(guān)閉；所述控制模塊與流量表電連接，以獲取流量表測量的氫氣的流量數(shù)據(jù)；所述控制模塊與熄火檢測器電連接，以獲取熄火檢測器測得發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-3,5-8任一項(xiàng)所述的用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其特征在于，所述除碳機(jī)的底部配置移動式拖車平臺，該拖車平臺具有移動輪和把手。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-3,5-8任一項(xiàng)所述的用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其特征在于，所述車輛為柴油車輛或汽柴油車輛。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N用于車輛發(fā)動機(jī)的除碳機(jī)，其包括：原料部，其中儲存有作為制氫燃料的甲醇水；甲醇制氫重組器，與原料部相連；所述甲醇制氫重組器被配置為將來自原料部的甲醇水制備為高純氫氣，該高純氫氣的純度大于99.9％；供應(yīng)泵，設(shè)置于原料部和甲醇制氫重組器之間，為甲醇水的運(yùn)輸提供動力；換熱器，其被配置為將進(jìn)入甲醇制氫重組器之前的甲醇水與甲醇制氫重組器制備的高純氫氣進(jìn)行換熱；緩沖罐，位于換熱器的后端；所述緩沖罐被配置為儲存換熱后的高純氫氣；以及氫氣輸出管，與緩沖罐相連，以便給車輛的發(fā)動機(jī)提供緩沖罐中的氫氣。

技術(shù)研發(fā)人員：吳泳,吳金條,徐濤,劉汝鼎,劉杰,黃玟杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島陽氫集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240517
技術(shù)公布日：2025/1/6