101设置在一条甲醇管道108上。也可以将这六个甲醇喷嘴101分别设置在两条甲醇管道108上，从而更好的控制甲醇的喷射压力。使用六缸柴油发动机，可以提高甲醇-柴油双燃料发动机1的功率，满足对于市场上对于大功率和大缸径的甲醇-柴油双燃料发动机1的需求。
[0041]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，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。
[0042]如图3和图4所示，电子控制系统30中的转速传感器301可以包括:安装在曲轴上的曲轴传感器3011，用来采集曲轴的转速，以及安装在凸轮轴上的凸轮轴传感器3012，用来采集凸轮轴的转速。通过同时采集曲轴的转速和凸轮轴的转速可以更全面反应甲醇-柴油双燃料发动机1气缸的工作状态，从而可以通过控制器304对甲醇和柴油的喷射顺序以及喷射量的调整来使气缸的工作状况达到最佳状态。当然，转速传感器301也可以仅包括安装在曲轴上的曲轴传感器3011或者安装在凸轮轴上的凸轮轴传感器3012。
[0043]具体的，在电子控制系统30中设置有显示仪表，该显示仪表用于显示发动机的转速、油门开度、水温和甲醇存量。当然，显示仪表也可以仅用于显示一种信息，比如转速或者甲醇存量，也可以是这些信息的任意组合。
[0044]下面简单介绍一下本申请的甲醇-柴油双燃料发动机1的工作过程:
[0045]当甲醇-柴油双燃料发动机1启动时，检测柴油发动机20出水管冷却水温度，如果该水温低于设定温度，则电子控制系统30控制柴油喷嘴进行柴油供给，使得甲醇-柴油双燃料发动机1以柴油模式启动，也即，此模式下只供应柴油。
[0046]继续检测水温，并检测甲醇-柴油双燃料发动机1的转速和油门开度，若水温不低于设定温度，转速不小于设定的转速时，并且油门开度不小于设定值时，电子控制系统30控制甲醇喷嘴101开始喷射甲醇，与此同时，柴油喷嘴继续喷射柴油，实现双燃料供给，使得发动机以甲醇-柴油组合燃烧模式工作。在此过程中，可以通过油门开度大小的变化，由电子控制系统30控制甲醇喷嘴101喷入不同量的甲醇，实现甲醇对柴油36 %的最大替换量。
[0047]具体的，当发动机转速高于等于40%设定转速、冷却水温度大于等于70°C并且油门开度大于或等于设定油门开度时，通过电子控制系统30，开启一级甲醇栗103(和二级甲醇栗107)向甲醇管路提供甲醇，同时电子控制单元根据传感器信号查找存储在电子控制单元内部的脉谱表(这里所指的脉谱表是一个二维的曲线图表，此二维曲线表是通过发动机台架试验测得的，根据发动机转速以及油门开度值进行标定并根据油温和冷却水温度进行修正从而得到脉宽控制值。)并获得不同工况下合适的控制脉宽，并向甲醇喷嘴101发出脉宽控制信号从而获得适合不同工况的甲醇喷射量，发动机进行双燃料工作。
[0048]继续检测转速、水温和油门开度，当转速低于设定转速、或者水温低于设定值，或者油门开度小于设定值时，电子控制系统30控制甲醇喷嘴101关闭，电子控制系统30控制甲醇喷嘴101停止甲醇的供给，此时，柴油喷嘴继续喷射柴油，实现柴油模式运行。当然，此过程还可以通过醇耗仪104所检测到的甲醇存量进行控制，当甲醇含量低于设定值时，电子控制系统30控制甲醇喷嘴101停止甲醇的供给。
[0049]具体的，当发动机转速低于40%设定转速、或者冷却水温度低于70°C、或者油门小于设定油门开度时，电子控制系统30关闭一级甲醇栗103(和二级甲醇栗107)，同时停止向甲醇喷嘴101发出脉宽控制信号，发动机仅靠柴油喷嘴喷射的柴油工作，以保证发动机良好的冷起动性能和小负荷的排放品质。
[0050]当发动机关闭时，电子控制系统30控制柴油喷嘴停止柴油的供给。
[0051]相应的，当柴油发动机20使用的是六缸柴油发动机，则每一个气缸均按照以上方式进行，六个气缸顺序点火。通过在六个气缸中顺序喷射甲醇，可以从根本上避免因回火造成的进气管爆炸危险，同时，也能够有效避免甲醇随着气缸扫气所产生的损失。
[0052]本发明还提供一种轨道机车，该轨道机车上安装有如上所述的甲醇-柴油双燃料发动机1。
[0053]本实施例的轨道机车，通过为柴油发动机设置甲醇喷射系统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。
[0054]最后应说明的是:以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制;尽管参照前述实施方式对本发明已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式技术方案的范围。
【主权项】
1.一种甲醇-柴油双燃料发动机，其特征在于，包括:柴油发动机、甲醇喷射系统和电子控制系统， 所述甲醇喷射系统包括:甲醇箱、一级甲醇栗以及甲醇喷嘴，甲醇喷嘴设置在气缸的燃烧室处;所述一级甲醇栗的输入端连接甲醇箱，所述一级甲醇栗的输出端连接所述甲醇喷嘴； 所述电子控制系统包括: 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，所述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。2.根据权利要求1所述的甲醇-柴油双燃料发动机，其特征在于，所述转速传感器包括:曲轴传感器和凸轮轴传感器;所述曲轴传感器安装在曲轴上，用于监测曲轴的转速;所述凸轮轴传感器安装在凸轮轴上，用于监测凸轮轴的转速。3.根据权利要求1所述的甲醇-柴油双燃料发动机，其特征在于，所述甲醇喷射系统还包括:醇耗仪，所述醇耗仪设置在所述一级甲醇栗的输入端与甲醇箱之间，所述醇耗仪与电子控制系统连接，所述醇耗仪用于采集甲醇的消耗量。4.根据权利要求3所述的甲醇-柴油双燃料发动机，其特征在于，所述甲醇喷射系统还包括:滤清器，所述滤清器设置在所述一级甲醇栗的输出端与甲醇喷嘴之间。5.根据权利要求4所述的甲醇-柴油双燃料发动机，其特征在于，所述甲醇喷射系统还包括:限压阀，所述限压阀设置在所述甲醇喷嘴与滤清器之间。6.根据权利要求5所述的甲醇-柴油双燃料发动机，其特征在于，所述甲醇喷射系统还包括:二级甲醇栗，所述二级甲醇栗设置在所述滤清器与限压阀之间。7.根据权利要求1-6任一项所述的甲醇-柴油双燃料发动机，其特征在于，所述柴油发动机为六缸柴油发动机，所述甲醇喷嘴为六个，分别安装在所述六缸柴油发动机的每一个气缸的燃烧室处，所述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。8.根据权利要求1-6任一项所述的甲醇-柴油双燃料发动机，其特征在于，所述电子控制系统还包括显示仪表，所述显示仪表用于显示转速、油门开度、水温或者其组合。9.根据权利要求3-6任一项所述的甲醇-柴油双燃料发动机，其特征在于，所述电子控制系统还包括显示仪表，所述显示仪表用于显示转速、油门开度、水温、甲醇存量或者其组入口 ο10.—种轨道机车，其特征在于，所述轨道机车安装有如权利要求1-9任一项所述的甲醇-柴油双燃料发动机。
【专利摘要】本发明提供一种甲醇-柴油双燃料发动机及轨道机车。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：通过一级甲醇泵连接的甲醇箱以及安装在燃烧室处的甲醇喷嘴；所述电子控制系统的控制器根据采集到的发动机的转速、油门开度和水温控制甲醇的喷射起始时间以及喷射量。一种轨道机车，该轨道机车安装有如上所述的甲醇-柴油双燃料发动机。本发明提供的甲醇-柴油双燃料发动机及轨道机车，根据发动机转速、油门开度和水温来控制甲醇的喷射起始时间和喷射量，从而无需将甲醇和柴油通过添加助溶剂进行预混合，降低了燃料的成本。
【IPC分类】F02B69/02, F02D19/08
【公开号】CN105443241
【申请号】CN201511003281
【发明人】李鸿江, 邹艳, 巩亚军
【申请人】北京二七轨道交通装备有限责任公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月28日