专利名称：醇类灵活混合燃料喷射方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机燃料供给系统，尤其涉及采用甲醇燃料或乙醇燃料的汽车灵活燃料喷射方法和装置。
背景技术：
现有的汽车燃油喷射系统一般采用电控单点喷射和电控多点连续喷射系统，如汽油或柴油喷射系统，石油液化气喷射系统。虽然电控单点喷射和电控多点连续喷射系统具有价格低廉和使用安装方便等特点，但汽油或柴油喷射系统、石油液化气喷射系统只能各自使用。现有的汽车灵活燃料喷射系统将汽油或柴油喷射系统与醇燃料喷射系统结合在一起，是以使用汽油燃料为主，辅之以使用甲醇或乙醇燃料。现有灵活燃料系统主要有两种，一种是以美国福特汽车公司为代表的使用燃油成分传感器识别燃料成分，并据此信号调整发动机控制系统工作状态的灵活燃料系统，该灵活燃料系统的发动机要求很高；另一种是以中国奇瑞汽车公司为代表的使用氧传感器输出电压信号进行分辩识别燃料成分的灵活燃料系统，但是氧传感器在发动机启动的最初一段时间内处于非激活状态，对于识别燃料成分不能起到任何作用，而且发动机启动阶段的尾气排放控制越来越成为重点，在此工况下不能有效识别燃料成分势必影响燃油供给精度，引起启动和排放等一系列问题。
发明内容本发明的目的在于提供一种醇类灵活混合燃料喷射方法和装置，该醇类灵活混合燃料喷射装置使用两套独立的供油管路，可以适用于纯汽油工作状态、纯甲醇或乙醇工作状态、汽油和醇燃料两者同时使用的灵活混合工作状态。
本发明是这样实现的一种醇类灵活混合燃料喷射方法，其特征是在现有的汽油燃料喷射系统基础上增加了醇燃料喷射系统，通过灵活混合燃料控制器控制汽油燃料喷射系统和醇燃料喷射系统，并经转换开关切换，控制醇燃料喷嘴和汽油喷嘴，使到达发动机的燃料可以是汽油、醇燃料、或者是两者按一定比例的混合燃料。
一种醇类灵活混合燃料喷射装置，包括汽油燃料喷射系统、汽油喷嘴、原车控制器，其特征是还包括醇燃料喷射系统和灵活混合燃料控制器，醇燃料喷射系统包括醇燃料油箱、醇燃料液位传感器、醇燃料油泵、醇燃料碳罐、醇燃料滤清器、醇燃料共轨管、醇燃料温度传感器、醇燃料喷嘴、醇燃料压力调节器、三通电磁阀、转换开关，醇燃料油箱固定在整车车架的空间位置内，醇燃料液位传感器固定在醇燃料油箱内，醇燃料油泵固定在醇燃料油箱外侧的支架上，与醇燃料油箱间以低压燃油管连接；醇燃料碳罐固定在发动机的支架上，其输入端与醇燃料油箱间以低压橡胶管连接，输出端以低压油管与进气歧管连接；醇燃料滤清器固定在发动机的机体支架上，与醇燃料油泵以耐压燃油管相连接；醇燃料共轨管固定在发动机进气歧管上的支架上，与醇燃料滤清器间以耐压燃油管相连接；醇燃料喷嘴布置在醇燃料共轨管和进气歧管之间，与两者直接连接；醇燃料温度传感器直接布置在醇燃料共轨管上；醇燃料压力调节器固定在发动机进气歧管侧的支架上，与醇燃料共轨管之间以耐压油管相连接；三通电磁阀固定在发动机上的支架上，其一端与醇燃料共轨管以耐压油管相连接，另二端和醇燃料压力调节器的输入端及输出端相连接，共同与醇燃料箱相连接实现回油；转换开关设置在驾驶室的仪表板上；液位传感器的输出信号连接线与转换开关相连接，灵活混合燃料控制器与转换开关、醇燃料油泵、醇燃料碳罐、三通电磁阀、汽油喷嘴、醇燃料温度传感器、醇燃料喷嘴、原车控制器之间以导线连接。
上述的醇类灵活混合燃料喷射装置，所述灵活混合燃料控制器包括输入处理电路、运算电路、输出处理电路，输入处理电路由滤波、放大、模拟转换电路组成，对各个传感器输入信号进行处理，运算电路由高速32位微处理器和内存芯片组成，对输入信号进行运算、存储，并由微处理器控制输出信号，输出处理电路由放大电路、转换电路组成，对输出信号进行控制并将信号传送到执行部件。
上述的醇类灵活混合燃料喷射装置，所述灵活混合燃料控制器设置在发动机的支架上或驾驶室内。
本发明使用醇燃料专用喷嘴和汽油喷嘴组合控制的方式实现灵活混合燃料的控制。该装置使用的醇燃料喷嘴具有耐醇腐蚀、高速响应性、控制精度高和雾化效果良好等特点。由于控制精度和响应性等方面的提高，为实现降低发动机排放提供充足的空间。
本发明具有汽油单燃料使用模式、醇燃料单燃料使用模式和两种燃料共用使用的灵活混合燃料模式。灵活混合燃料喷射装置在工作时检测两种燃料在各自油箱中的液位，一旦装置检测到某种燃料不足，就会报警提醒并自动切换到另一种燃料的使用状态。
本发明可广泛用于在用车的改造和新车的配套，对原车系统的改动少，成本低，性能好，运行稳定。本灵活混合燃料喷射装置使用两套完全独立的供油管路，在保证原有汽油喷射系统的完整性和可靠性的同时附加一套适合醇燃料的专用油箱、油泵、滤清器、醇燃料共轨管、醇燃料喷嘴、三通电磁阀、燃油压力调压器和管路等部件，解决了醇燃料使用过程中出现的对金属腐蚀和对橡胶件、塑料件的溶涨等问题。而且通过醇燃料控制系统的优化控制，解决了使用醇燃料带来的冷启动困难、高温气阻、动力性下降和尾气排放中的非常规排放物超标等诸多问题。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。
图1为本发明醇类灵活混合燃料喷射装置结构示意图；图2为醇类灵活混合燃料喷射装置的控制器电气原理图。
图中1醇燃料油箱，2醇燃料液位传感器，3醇燃料油泵，4醇燃料碳罐，5醇燃料压力调节器，6三通电磁阀，7发动机，8灵活燃料控制器，9进气歧管，10汽油压力调节阀，11转换开关，12原车控制器(ECU)，13汽油喷嘴，14汽油导轨，15醇燃料喷嘴，16醇燃料共轨管，17醇燃料温度传感器，18汽油碳罐，19醇燃料滤清器，20汽油滤清器，21汽油液位传感器，22汽油油箱，23汽油泵。
具体实施方式
参见图1、图2，一种醇类灵活混合燃料喷射装置，包括汽油燃料喷射系统、汽油喷嘴13、原车控制器12、醇燃料喷射系统和灵活混合燃料控制器8，醇燃料喷射系统包括醇燃料油箱1、醇燃料液位传感器2、醇燃料油泵3、醇燃料碳罐4、醇燃料滤清器19、醇燃料共轨管16、醇燃料温度传感器17、醇燃料喷嘴15、醇燃料压力调节器5、三通电磁阀6、转换开关11。
醇燃料油箱1固定在整车车架的空间位置内，醇燃料液位传感器2固定在醇燃料油箱1内部的支架上，其在不同液位高度情况下输出不同的电信号给转换开关11内部液位显示模块；醇燃料碳罐4固定在发动机7的附属支架上，其进口以橡胶管与醇燃料油箱1相连接，出口与进气歧管9上的连接头相连接；醇燃料油泵3固定在醇燃料油箱1的外侧支架上，其输入端与醇燃料油箱1以橡胶管相连接，输出端与醇燃料滤清器19相连接；醇燃料滤清器19固定在发动机7上的安装支架上，其输出端以橡胶软管与醇燃料共轨管16相连接；醇燃料共轨管16固定在进气歧管9上，其上布置与进气歧管9直接连接的醇燃料喷嘴15，醇燃料喷嘴15的输入端与共轨管16相连接，输出端与进气歧管9直接连接。醇燃料共轨管16的输出端与醇燃料压力调节器5和三通电磁阀6间以带有三通管路的橡胶管相连接，醇燃料压力调节器5和三通电磁阀6的输出端以橡胶软管连接到一个三通管的两端，然后通过该三通管的输出端以橡胶管连接到醇燃料油箱1。便于在异常情况下也可形成回油。
汽油燃料喷射系统包括汽油油箱22、汽油液位传感器21、汽油泵23、汽油碳罐18、汽油滤清器20、汽油导轨14、汽油喷嘴13、汽油压力调节阀10、转换开关11。汽油油箱22固定在整车车架的空间位置内，汽油液位传感器21固定在汽油箱22内的支架上，其也是在燃油处于不同液位高度时输出不同的电信号给原车控制器12。汽油碳罐18固定在发动机7的附属支架上，其输入端与汽油箱22以橡胶软管相连接，输出端以橡胶管连接在进气歧管9的接头上；汽油泵23固定在汽油箱22内的支架上，其输入端直接浸泡在汽油中，输出端以橡胶软管连接在汽油滤清器20的输入端；汽油滤清器20的输出端以橡胶软管连接在汽油燃油导轨14的输入端。汽油导轨14安装在进气歧管9上，其上布置与进气歧管9直接连接的汽油喷嘴13，汽油喷嘴13的输入端与汽油导轨14直接连接，输出端与进气歧管9直接连接；汽油导轨14输出端与汽油压力调节器10的输入端相连接，汽油压力调节器10的输出端通过橡胶软管直接和汽油油箱22直接连接，形成回油。
汽油导轨14和醇燃料共轨管16均是腔体结构，从入口进入的燃油储存在其中。当灵活混合燃料控制器8控制汽油喷嘴13和醇燃料喷嘴15打开时，燃料经喷嘴内通道进入到发动机7的进气歧管9内，与新鲜空气形成均匀可燃混合气。
参见图1，原车控制器12与灵活混合燃料控制器8以线束相连，使得原有的汽油喷射系统受到灵活混合燃料控制器8的控制。汽油喷嘴13和醇燃料喷嘴15控制线、醇燃料碳罐4控制线、三通电磁阀6控制线、醇燃料温度传感器17信号线、醇燃料液位传感器2信号线、醇燃料油泵3控制线、转换开关11信号线分别与灵活混合燃料控制器8以导线相连接。灵活混合燃料控制器8又控制了醇燃料喷射系统。转换开关11包括了集成液位显示、故障报警灯和工作状态显示灯，转换开关11设置在驾驶室的仪表板上；灵活混合燃料控制器8设置在发动机7的支架上或驾驶室内。醇燃料一般为甲醇或乙醇。
参见图2，灵活混合燃料控制器8内的电路分为输入处理、运算、输出处理电路三部分。输入处理电路对各个位置的传感器输入信号进行滤波、放大，模拟转换。运算电路以高速32位微处理器和内存芯片为主体，对输入信号进行运算、存储，并由微处理器控制输出信号。输出处理电路由放大电路、转换电路组成，对输出信号进行控制，并将信号传送到执行部件，如汽油喷嘴13和醇燃料喷嘴15、醇燃料碳罐4、三通电磁阀6等，可实现发动机在不同工况时的实时控制。
发动机7需要以醇燃料和汽油作为燃料时，将转换开关11切换到“灵活”挡位，此时灵活混合燃料控制器8接通醇燃料油泵3，使醇燃料油箱1中的燃料经燃油管路输送到醇燃料滤清器19过滤，去除杂质，然后输送到醇燃料共轨管16内，汽油燃料在原车控制起12的控制下也到达汽油导轨14内，此时控制器8根据原车控制器12的信号，计算出合理的控制参数，控制醇燃料喷嘴15和汽油喷嘴13的工作状态，将燃料喷射到发动机7的进气歧管9内，形成可燃混合气。
本发明使用醇燃料专用喷嘴和汽油喷嘴组合控制的方式实现灵活混合燃料的控制，具有汽油单燃料使用模式、醇燃料单燃料使用模式和两种燃料共用的灵活混合燃料模式。使用的醇燃料喷嘴具有耐醇腐蚀、高速响应性、控制精度高和雾化效果良好等特点。由于控制精度和响应性等方面的提高，为实现降低发动机排放提供充足的空间。
本发明的独立醇燃料喷射系统解决了醇燃料使用过程中出现的对金属腐蚀和对橡胶件、塑料件的溶涨等问题。而且可通过醇燃料控制系统的优化控制，解决了使用醇燃料带来的冷启动困难、高温气阻、动力性下降和尾气排放中的非常规排放物超标等诸多问题。
本发明可广泛用于在用车的改造和新车的配套，对原车系统的改动少，成本低，性能好，运行稳定。
权利要求
1.一种醇类灵活混合燃料喷射方法，其特征是在现有的汽油燃料喷射系统基础上增加了醇燃料喷射系统，通过灵活混合燃料控制器控制汽油燃料喷射系统和醇燃料喷射系统，并经转换开关切换，控制醇燃料喷嘴和汽油喷嘴，使到达发动机的燃料可以是汽油、醇燃料、或者是两者按一定比例的混合燃料。
2.根据权利要求1所述的醇类灵活混合燃料喷射方法，其特征是灵活混合燃料控制器包括输入处理、运算、输出处理三部分，输入处理是对各个位置的传感器输入信号进行滤波、放大，模拟转换，运算是以高速微处理器和内存芯片为主体，对输入信号进行运算、存储，并由微处理器控制输出信号，输出处理对输出信号进行控制，并将相关信号传送到执行部件，实现发动机在不同工况时的实时控制。
3.一种醇类灵活混合燃料喷射装置，包括汽油燃料喷射系统、汽油喷嘴、原车控制器，其特征是还包括醇燃料喷射系统和灵活混合燃料控制器，醇燃料喷射系统包括醇燃料油箱、醇燃料液位传感器、醇燃料油泵、醇燃料碳罐、醇燃料滤清器、醇燃料共轨管、醇燃料温度传感器、醇燃料喷嘴、醇燃料压力调节器、三通电磁阀、转换开关，醇燃料油箱固定在整车车架的空间位置内，醇燃料液位传感器固定在醇燃料油箱内，醇燃料油泵固定在醇燃料油箱外侧的支架上，与醇燃料油箱间以低压燃油管连接；醇燃料碳罐固定在发动机的支架上，其输入端与醇燃料油箱间以低压橡胶管连接，输出端以低压油管与进气歧管连接；醇燃料滤清器固定在发动机的机体支架上，与醇燃料油泵以耐压燃油管相连接；醇燃料共轨管固定在发动机进气歧管上的支架上，与醇燃料滤清器间以耐压燃油管相连接；醇燃料喷嘴布置在醇燃料共轨管和进气歧管之间，与两者直接连接；醇燃料温度传感器直接布置在醇燃料共轨管上；醇燃料压力调节器固定在发动机进气歧管侧的支架上，与醇燃料共轨管之间以耐压油管相连接；三通电磁阀固定在发动机上的支架上，其一端与醇燃料共轨管以耐压油管相连接，另二端和醇燃料压力调节器的输入端及输出端相连接，共同与醇燃料箱相连接实现回油；转换开关设置在驾驶室的仪表板上；液位传感器的输出信号连接线与转换开关相连接，灵活混合燃料控制器与转换开关、醇燃料油泵、醇燃料碳罐、三通电磁阀、汽油喷嘴、醇燃料温度传感器、醇燃料喷嘴、原车控制器之间以导线连接。
4.根据权利要求3所述的醇类灵活混合燃料喷射装置，其特征是灵活混合燃料控制器包括输入处理电路、运算电路、输出处理电路，输入处理电路由滤波、放大、模拟转换电路组成，对各个传感器输入信号进行处理，运算电路由高速32位微处理器和内存芯片组成，对输入信号进行运算、存储，并由微处理器控制输出信号，输出处理电路由放大电路、转换电路组成，对输出信号进行控制并将信号传送到执行部件。
5.根据权利要求3或4所述的醇类灵活混合燃料喷射装置，其特征是灵活混合燃料控制器设置在发动机的支架上或驾驶室内。
全文摘要
本发明涉及一种发动机燃料供给系统，尤其涉及采用甲醇燃料或乙醇燃料的汽车灵活燃料喷射方法和装置。一种醇类灵活混合燃料喷射方法，其特征是在现有的汽油燃料喷射系统基础上增加了醇燃料喷射系统，通过灵活混合燃料控制器控制汽油燃料喷射系统和醇燃料喷射系统，并经转换开关切换，控制醇燃料喷嘴和汽油喷嘴，使到达发动机的燃料可以是汽油、醇燃料、或者是两者按一定比例的混合燃料。本发明使用两套独立的供油管路，可以适用于纯汽油工作状态、纯甲醇或乙醇工作状态、汽油和醇燃料两者同时使用的灵活混合工作状态，可广泛用于在用车的改造和新车的配套，对原车系统的改动少，成本低，性能好，运行稳定。
文档编号F02M43/00GK1834446SQ20061002549
公开日2006年9月20日 申请日期2006年4月6日 优先权日2006年4月6日
发明者齐洪元, 兰志波 申请人:上海内燃机研究所