甲醇-柴油双燃料发动机及轨道机车的制作方法

文档序号:9683909
甲醇-柴油双燃料发动机及轨道机车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种甲醇-柴油双燃料发动机及轨道机车,属于轨道车辆制造技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来,随着能源问题和环境问题越来越突出,节能环保成为发动机研发的重点。因而能够有效保护生态环境并且经济性好的甲醇-柴油双燃料发动机成为了发动机研发的关键。
[0003]现有技术中的甲醇-柴油双燃料发动机使用的是现有的柴油发动机,通过在柴油中加入甲醇并加入助溶剂使甲醇与柴油互溶后,再将混合物通过柴油喷嘴喷入气缸燃烧室中点燃。
[0004]但是这种甲醇-柴油双燃料发动机的实现过程需要在柴油中加入大量的助溶剂,而这种助溶剂价格很高,这样就使得通过这种方式实现的甲醇-柴油双燃料发动机的使用成本很高。

【发明内容】

[0005]本发明提供一种甲醇-柴油双燃料发动机及轨道机车,以解决现有技术中甲醇-柴油双燃料发动机的使用成本很高的问题。
[0006]为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案如下:
[0007]本发明一方面提供一种甲醇-柴油双燃料发动机,包括:柴油发动机、甲醇喷射系统和电子控制系统,该甲醇喷射系统包括:甲醇箱、一级甲醇栗以及甲醇喷嘴,此甲醇喷嘴设置在气缸的燃烧室处;一级甲醇栗的输入端连接甲醇箱,一级甲醇栗的输出端连接所述甲醇喷嘴;电子控制系统包括:转速传感器,用于采集甲醇-柴油双燃料发动机的转速;油门传感器,用于采集油门开度;水温传感器,用于采集水温;控制器,该控制器与柴油发动机以及甲醇喷射系统连接,用于根据转速、油门开度和水温控制甲醇的喷射起始时间以及喷射量。
[0008]上述甲醇-柴油双燃料发动机的进一步改进,转速传感器包括:曲轴传感器和凸轮轴传感器;该曲轴传感器安装在曲轴上,用于监测曲轴的转速;凸轮轴传感器安装在凸轮轴上,用于监测凸轮轴的转速。
[0009]上述甲醇-柴油双燃料发动机的进一步改进,甲醇喷射系统还包括:醇耗仪,该醇耗仪设置在一级甲醇栗的输入端与甲醇箱之间,醇耗仪与电子控制系统连接,该醇耗仪用于采集甲醇的消耗量。
[0010]上述甲醇-柴油双燃料发动机的进一步改进,甲醇喷射系统还包括:滤清器,该滤清器设置在一级甲醇栗的输出端与甲醇喷嘴之间。
[0011]上述甲醇-柴油双燃料发动机的进一步改进,甲醇喷射系统还包括:限压阀,该限压阀设置在甲醇喷嘴与滤清器之间。
[0012]上述甲醇-柴油双燃料发动机的进一步改进,甲醇喷射系统还包括:二级甲醇栗,该二级甲醇栗设置在滤清器与限压阀之间。
[0013]上述甲醇-柴油双燃料发动机的进一步改进,柴油发动机为六缸柴油发动机;甲醇喷嘴为六个,分别安装在六缸柴油发动机的每一个气缸的燃烧室处;电子控制系统控制每一个甲醇喷嘴喷射甲醇的起始时间以及喷射量。
[0014]上述甲醇-柴油双燃料发动机的进一步改进,电子控制系统还包括显示仪表,该显示仪表用于显示转速、油门开度、水温或者其组合。
[0015]上述甲醇-柴油双燃料发动机的进一步改进,电子控制系统还包括显示仪表,该显示仪表用于显示转速、油门开度、水温、甲醇存量或者其组合。
[0016]本发明另一方面还提供一种轨道机车,所述轨道机车安装有如上所述的甲醇-柴油双燃料发动机。
[0017]本发明提供的甲醇-柴油双燃料发动机及轨道机车,通过设置甲醇喷射系统并根据传感器采集到的发动机转速、油门开度和水温来控制柴油和甲醇的喷射顺序以及各自的喷射量,从而无需将甲醇和柴油通过添加助溶剂的方式进行预混合,降低了甲醇-柴油双燃料发动机的使用成本。
【附图说明】
[0018]图1为本发明【具体实施方式】所给出的甲醇-柴油双燃料发动机的结构示意图;
[0019]图2为图1中甲醇喷射系统的结构示意图;
[0020]图3是图1中的甲醇-柴油双燃料发动机中曲轴传感器的位置示意图;
[0021]图4是图1中的甲醇-柴油双燃料发动机中凸轮轴传感器的位置示意图。
[0022]图中:
[0023]1、甲醇-柴油双燃料发动机; 10、甲醇喷射系统;
[0024]101、甲醇喷嘴;102、甲醇箱;
[0025]103、一级甲醇栗;104、醇耗仪;
[0026]105、滤清器;106、限压阀;
[0027]107、二级甲醇栗;108、甲醇管道;
[0028]20、柴油发动机;30、电子控制系统;
[0029]301、转速传感器;302、油门传感器;
[0030]303、水温传感器;3011、曲轴传感器;
[0031]3012、凸轮轴传感器;304、控制器。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明,应当理解的是,此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明,本发明不局限于下述的【具体实施方式】。
[0033]图1是甲醇-柴油双燃料发动机的结构示意图;图2为图1中甲醇喷射系统的结构示意图。
[0034]如图1和图2所示,该发动机包柴油发动机20、甲醇喷射系统10和电子控制系统30。其中,甲醇喷射系统10包括:甲醇喷嘴101、甲醇箱102和一级甲醇栗103,该一级甲醇栗103的一端连接甲醇喷嘴101,另一端连接甲醇箱102。柴油发动机20使用的是现有技术中的柴油发动机20,其主要区别在于柴油发动机20的燃烧室安装有甲醇喷射系统10中的甲醇喷嘴101。柴油发动机中气体的流向如图1中箭头所示,新鲜空气经过增压器和中冷器后进入气缸的燃烧室;燃烧后的废气经增压器后排出。电子控制系统30包括:采集发动机转速的转速传感器301、采集油门开度的油门传感器302、采集水温的水温传感器303以及控制器304。这个控制器304根据采集到的转速信息、油门开度信息和水温信息来控制柴油喷嘴和甲醇喷嘴101的开闭和大小,从而控制甲醇喷射的起始时间以及喷射量。
[0035]本实施例的甲醇-柴油双燃料发动机1,通过单独设置甲醇喷射系统10来喷入甲醇,从而不再需要提前将甲醇和柴油混合,因而也就无需再添加助溶剂,这样就节省了大量的使用成本。同时,通过设置转速传感器301、油门传感器302和水温传感器303来分别采集甲醇-柴油双燃料发动机1的转速、油门开度和水温,并根据上述三个信息来控制每个行程中甲醇和柴油的喷射顺序以及各自的喷射量,从而使甲醇-柴油双燃料发动机1能够在保持柴油发动机20动力性能不变的情况下使甲醇对柴油的替代率能够最高达到38%,而且在最大负载工况下甲醇对柴油的替代率也能达到15%。这样每台甲醇-柴油双燃料发动机1每年可以节省柴油10多吨,从而节约了大量能源。同时,经发明人大量测试表明,本实施例的甲醇-柴油双燃料发动机1的排气温度比普通的柴油发动机的排气温度低,而且排出的气体中碳烟少,能够很好的保护环境。
[0036]甲醇喷射系统10还可以在一级甲醇栗103和甲醇箱102之间连接一个醇耗仪104,用于采集甲醇的消耗量。该醇耗仪104还与电子控制系统30连接,从而电子控制系统30可以根据甲醇的含量来控制甲醇喷嘴101和柴油喷嘴的开闭,避免甲醇-柴油双燃料发动机1发生安全事故。当然,还可以设置一个与醇耗仪104连接的报警器用于对甲醇存量(也即,甲醇的剩余量)进行报警,该报警器可以设置在电子控制系统30中,也可以单独设置。
[0037]在上述实施例的基础上还可以在一级甲醇栗103的输出端与甲醇喷嘴101之间连接滤清器105,用于对甲醇的滤清。由于不同品牌的甲醇或者不同批次的甲醇的清洁度不一样,当甲醇的清洁度不够高时很容易堵塞甲醇喷嘴101,通过滤清器105可以对甲醇进行滤清,这样就可以避免甲醇中所含有的杂质堵塞甲醇喷嘴101或者影响甲醇的燃烧过程。
[0038]在上述实施例的基础上还可以在滤清器105和甲醇喷嘴101之间连接限压阀106。通过限压阀106的作用可以对甲醇喷嘴101的喷射压力进行控制,避免喷射压力过大。最好的,在该限压阀106和甲醇喷嘴101之间再设置一个滤清器105,这样在限压之后可以进一步对甲醇进行滤清,使得喷入燃烧室的甲醇清洁度更高,更好的避免甲醇喷嘴101被堵塞。
[0039]在上述实施例的基础上还可以在滤清器105和限压阀106之间连接二级甲醇栗107。通过一级甲醇栗103、二级甲醇栗107和限压阀106的作用可以使甲醇喷嘴101喷射甲醇的压力更加符合要求,同时,通过对三个零件的调节控制,也能够使甲醇喷射压力的调控更加容易。
[0040]在上述实施例的基础上,柴油发动机20可以使用六缸柴油发动机,相应的,在六缸柴油发动机的每一个气缸的燃烧室处均安装有一个甲醇喷嘴101,电子控制系统30根据温度信息、油门开度信息和转速信息控制每一个油门喷嘴的喷射起始时间和喷射量。具体的,可以将六个甲醇喷嘴
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