专利名称：一种甲醇燃料发动机燃油喷射系统及其控制方法
技术领域：
本发明属于的汽车构造的技术领域，涉及汽车的动力系统，更具体地说， 本发明涉及一种甲醇燃料发动机低温启动装置。本发明还涉及这种甲醇燃料发 动机低温启动装置采用的控制方法。
背景技术：
甲醇燃料的一个重要物理性质是其汽化潜热是汽油的3.7倍，所以甲醇燃料 蒸发时所吸收的热量较汽油高，也就是说需要较高的温度才能气化，因此雾化 效果差，不利于低温冷启动，尤其是北方冬天的季节，甲醇燃料以液滴状态进 入发动机燃烧室，无法形成油气混合气，会出现无法启动严重的后果。为了解 决此问题，现在已出现了采用甲醇发动机冷启动燃油喷射系统技术。但是，目
前这类技术仍然存在一些月问题和缺陷，例如
有一种相关的技术是在发动机进气总管出安装一个喷油嘴，在喷油嘴的 附近安装一个电热塞，喷油器喷出的燃油经过加热的电热塞上被点燃，从而达 到加热空气温度便于发动机冷启动问题。该技术存在的问题是，燃油在进气歧 管内燃烧有安全隐患，况且对解决甲醇发动机冷启动的问题并不明显。
还有一种相关技术是采用汽油辅助启动装置，因为汽油的低温蒸发性能 好。然而汽油辅助装置存在工作可靠性不高、小油箱的布置困难等方面的问题， 难以推广应用。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种甲醇燃料发动机燃油喷射系统，其目的 是解决甲醇燃料发动机在低温条件无法进行冷启动的问题。
为了实现上述目的，本发明采取的一系列技术方案分别是 其中，总体的也即核心的技术方案为所提供的这种甲醇燃料发动机燃油 喷射系统，包括与气缸数量相等的常规喷油器，所述的常规喷油器的控制电路 与发动机电控单元连接，其特征在于该系统中还设有加热喷油器，通过燃油 管与喷油器的油轨串联连接，所述的加热喷油器的燃油管的控制电路与发动机 电控单元连接。
为完善本发明，还进一步提出了如下的技术方案-
所述的加热喷油器是在常规喷油器的喷射孔的孔口外部设置电阻加热器， 所述的电阻加热器的形状为与常规喷油器的喷射孔的孔口处形状相应的圆锥 形，内部为电阻丝，通过加热器连接导线与喷油嘴插头连接。
所述的加热器连接导线的供电电路通过发动机电控单元与蓄电池连接。 所述的加热喷油器安装在与发动机进气管连通的进气歧管上，其喷射口通 入进气歧管内。
所述的加热喷油器的数量为两件，安装在两个相间隔的进气歧管上。 所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统分别在水箱和发动机输出轴位置设水
温传感器和发动机转速传感器，并通过信号线路与发动机电控单元实现信号连接。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了这种甲醇燃料 发动机燃油喷射系统的控制方法，所述的控制方法的控制过程的技术方案为-
当甲醇燃料发动机在启动初期，即点火钥匙处于N档时，发动机电控单元 首先通过水温传感器判断外界的温度，如果外界温度低于低温额定值，所述的 低温额定值为10°C，此时即启用加热喷油器，通过加热器连接导线接通电阻加 热器与蓄电池的电源，电阻加热器开始工作后瞬间温度上升，达到或超过温升
额定值；所述的温升额定值为150°C;如果外界温度高于低温额定值，则发动机 电控单元控制甲醇燃料发动机直接进入常规喷油器喷油正常运行状态；
当发动机的点火钥匙处于启动档时，加热喷油器开始工作，甲醇燃料被加 热喷油器以细雾的状态高速喷到炽热的电阻加热器上，甲醇燃料被加热后蒸发
成气态，再与空气混合后一起进入燃烧室，启动低温下的甲醇发动机；
发动机成功启动后，发动机电控单元通过发动机转速传感器获得发动机转 速数值达到正常转速额定值，发动机电控单元停止对电阻加热器供电，同时对 加热喷油器停止喷油，甲醇燃料发动机转为常规喷油器喷油继续正常运行。上 述发动机正常转速额定值可以在1500 2000r/min之间确定。
在本发明中，甲醇燃料发动机通过运用上述技术，使甲醇燃料在低温条件 下充分蒸发成气体再与空气混合，达到顺利点火起动发动机的目的，有效的解 决发动机低温冷启动问题。上述方案改善发动机低温冷启动的效果明显，且更 为安全、安装方便、寿命长、成本低廉。
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明
图l为本发明的结构示意图2为是带加热器的喷油嘴结构图。
图中标记为1、常规喷油器，2、常规喷油器，3、常规喷油器，4、常规 喷油器，5、加热喷油器，6、加热喷油器，7、发动机进气管，8、发动机电控 单元，9、水温传感器，10、发动机转速传感器，11、蓄电池，12、电阻加热器， 13、加热器连接导线，14、甲醇燃料，15、进气歧管，16、燃料供应管路。
具体实施例方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式
如所涉及
的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及 工作原理、该燃油喷射系统所采用的控制方法等，作进一步详细的说明，以帮 助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的 理解。
如图1、图2所表达的本发明的结构，本发明为一种甲醇燃料发动机燃油喷 射系统，图中以常用的四缸发动机为典型示例，不同气缸数的发动机以此类推。 所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统的结构包括与气缸数量相等的常规喷油器 1、常规喷油器2、常规喷油器3和常规喷油器4，发动机常规喷油器1至4分 别安装在发动机进气管7的第一至第四缸的气道上。所述的常规喷油器1 常规 喷油器4的控制电路与发动机电控单元8连接，并接受其控制。其甲醇燃料由 燃料供应管路16提供。发动机电控单元8即图中的ECU,用于对发动机的运行 进行控制，并通过多个传感器，对发动机的运行状态、环境条件等进行检测， 根据检测获得的信号进行判断和作出决策。其中集成了微型处理器芯片及存储 器，存储器存储了发动机运行的控制软件。
为了解决在本说明书背景技术中所述的现有公开技术中存在的问题和缺 陷，实现甲醇燃料发动机在低温条件进行冷启动的目的，本发明采取的技术方 案为如图1所示，本发明所提供的这种甲醇燃料发动机燃油喷射系统除了前 述的四个常规喷油器外，还设有加热喷油器5和加热喷油器6，通过燃油管与喷 油器1 常规喷油器4的油轨串联连接，所述的加热喷油器5和加热喷油器6的 燃油管的控制电路与发动机电控单元8连接。
本发明提供的这种自带加热器的喷油器，解决了甲醇发动机低温冷启动问 题。甲醇燃料经过加热喷油器5和加热喷油器6加热后，使其充分蒸发成气体 再与空气混合，达到顺利点火起动发动机的目的。
本发明通过采用上述技术方案，可以有效地解决发动机低温冷启动问题， 该方案改善了发动机低温冷启动的条件，其效果明显，更加安全，安装方便， 寿命长且成本低廉。
本发明中的加热喷油器5和加热喷油器6的结构为如图2所示，所述的 加热喷油器5和加热喷油器6的结构是在常规喷油器1 常规喷油器4的喷射孔 的孔口外部设置电阻加热器12，所述的电阻加热器12的形状为与常规喷油器 1 常规喷油器4的喷射孔的孔口处形状相应的圆锥形，内部为电阻丝，通过加 热器连接导线13与喷油嘴插头连接。电阻加热器12使用金属片与加热喷油器5 和加热喷油器6紧固为一体。
本发明中的加热电源结构为所述的加热器连接导线13的供电电路通过发 动机电控单元8与蓄电池11连接。发动机电控单元8根据传感器的传回的信息， 控制电阻加热器12的电源通断，以决定是否对甲醇燃料进行加热。
本发明的喷油器连接结构为所述的加热喷油器5和加热喷油器6安装在 与发动机进气管7连通的进气歧管15上，其喷射口通入进气歧管15内，与其 气道相通。所述的加热喷油器5和加热喷油器6的数量为两件，安装在两个相 间隔的进气歧管15上。如图1所示，带有加热器的加热喷油器5和加热喷油器 6安装在发动机进气管7的第一和第三进气歧管15上，通过燃油管与常规喷油 器1 常规喷油器4的油轨串联。
所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统分别在水箱和发动机输出轴位置设水 温传感器9和发动机转速传感器10，并通过信号线路与发动机电控单元8实现 信号连接。
如图2所示，带有加热器的加热喷油器5和加热喷油器6，区别于现有技术 中的常规喷油器的地方，是在其下部喷油口增加了电阻加热器12;电阻加热器
12的形状为圆锥形，内部为电阻丝，通过加热器连接导线13连接到喷油嘴插头 处，通过ECU来控制喷油器插头与蓄电池11的接通与断开，来实现加热的目 的。当甲醇燃料14经加热喷油器5和加热喷油器6以细雾的状态高速喷时，碰 撞到炽热的电阻加热器12上便被预热蒸发成气体；电阻加热器12通过金属片 与加热喷油器5和加热喷油器6紧固在一起，但四周布满了圆形孔，作为燃油 及燃油蒸汽的出口。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了这种甲醇燃料 发动机燃油喷射系统的控制方法，所述的控制方法的控制过程的技术方案为-
当甲醇燃料发动机在启动初期，即点火钥匙处于N档时，发动机电控单元 8首先通过水温传感器9判断外界的温度，如果外界温度低于低温额定值，即启 用加热喷油器5和加热喷油器6，通过加热器连接导线13接通电阻加热器12与 蓄电池11的电源，电阻加热器12开始工作后瞬间温度可以达到150。C或以上， 该温度被称为温升额定值；如果外界温度高于低温额定值，则发动机电控单元8 控制甲醇燃料发动机直接进入常规喷油器1 常规喷油器4喷油正常运行状态；
当发动机的点火钥匙处于启动档时，加热喷油器5和加热喷油器6开始工 作，甲醇燃料14被加热喷油器5和加热喷油器6以细雾的状态高速喷到炽热的 电阻加热器12上，甲醇燃料14被加热后蒸发成气态，再与空气混合后一起进 入燃烧室，启动低温下的甲醇发动机；
发动机成功启动后，发动机电控单元8通过发动机转速传感器10获得发动 机转速数值达到正常转速额定值，发动机电控单元8停止对电阻加热器12供电， 同时对加热喷油器5和加热喷油器6停止喷油，甲醇燃料发动机转为常规喷油 器1 常规喷油器4喷油继续正常运行。
以上所述的低温额定值为l(TC。 一般冬季气温都低于该温度，所以必须解
决在此条件下的发动机启动问题。
上述发动机正常转速额定值可以在1500 2000r/min之间确定。 当甲醇燃料发动机在启动初期，ECU首先通过水温传感器9判断外界的温 度，在冬天，如果温度低于10摄氏度，将启用此加热喷油器5和加热喷油器6， 同时通过加热器连接导线13接通电阻加热器12与蓄电池11的电源，瞬间电阻 加热器12的温度可以达到150摄氏度；当发动机开始起动时，甲醇燃料14经 加热喷油器5和加热喷油器6同时工作，高速雾状的甲醇燃料14被加热喷油器 5和加热喷油器6喷到约150度的电阻加热器12上，燃油被加热后充分蒸发成 气体，再与空气混合后一起进入燃烧室，以达到顺利启动发动机的目的。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然这种介绍并未穷尽，因此， 本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要采用了本发明的方法构思和技术 方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接 应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种甲醇燃料发动机燃油喷射系统，包括与气缸数量相等的常规喷油器(1～4)，所述的常规喷油器(1～4)的控制电路与发动机电控单元(8)连接，其特征在于该系统中还设有加热喷油器(5、6)，通过燃油管与喷油器(1～4)的油轨串联连接，所述的加热喷油器(5、6)的燃油管的控制电路与发动机电控单元(8)连接。
2、 按照权利要求l所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统，其特征在于所 述的加热喷油器(5、 6)是在常规喷油器(1 4)的喷射孔的孔口外部设置电 阻加热器(12)，所述的电阻加热器(12)的形状为与常规喷油器(1 4)的喷 射孔的孔口处形状相应的圆锥形，内部为电阻丝，通过加热器连接导线(13) 与喷油嘴插头连接。
3、 按照权利要求2所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统，其特征在于所 述的加热器连接导线(13)的供电电路通过发动机电控单元(8)与蓄电池(11) 连接。
4、 按照权利要求1或2或3所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统，其特征 在于所述的加热喷油器(5、 6)安装在与发动机进气管(7)连通的进气歧管(15)上，其喷射口通入进气歧管(15)内。
5、 按照权利要求4所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统，其特征在于所 述的加热喷油器(5、 6)的数量为两件，安装在两个相间隔的进气歧管(15) 上。
6、 按照权利要求1或2或3或5所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统，其 特征在于所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统分别在水箱和发动机输出轴位 置设水温传感器(9)和发动机转速传感器(10)，并通过信号线路与发动机电 控单元(8)实现信号连接。
7、 按照权利要求6所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统采用的控制方法，其特征在于所述的控制方法的控制过程为当甲醇燃料发动机在启动初期，即点火钥匙处于N档时，发动机电控单元(8)首先通过水温传感器(9)判断外界的温度，如果外界温度低于低温额定 值，即启用加热喷油器(5、 6)，通过加热器连接导线(13)接通电阻加热器(12) 与蓄电池(11)的电源，电阻加热器(12)开始工作后瞬间温度上升，达到或 超过温升额定值；如果外界温度高于低温额定值，则发动机电控单元(8)控制 甲醇燃料发动机直接进入常规喷油器(1 4)喷油正常运行状态；当发动机的点火钥匙处于启动档时，加热喷油器(5、 6)开始工作，甲醇 燃料(14)被加热喷油器(5、 6)以细雾的状态高速喷到炽热的电阻加热器(12) 上，甲醇燃料(14)被加热后蒸发成气态，再与空气混合后一起进入燃烧室， 启动低温下的甲醇发动机；发动机成功启动后，发动机电控单元(8)通过发动机转速传感器(10)获 得发动机转速数值达到正常转速额定值，发动机电控单元(8)停止对电阻加热 器(12)供电，同时对加热喷油器(5、 6)停止喷油，甲醇燃料发动机转为常 规喷油器(1 4)喷油继续正常运行。
8、 按照权利要求7所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统采用的控制方法， 其特征在于所述的低温额定值为l(TC。
9、 按照权利要求7所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统采用的控制方法， 其特征在于所述的温升额定值为150°C。
10、 按照权利要求7所述的甲醇燃料发动机燃油喷射系统采用的控制方法， 其特征在于所述的正常转速额定值在1500 2000r/min之间。
全文摘要
本发明公开了一种甲醇燃料发动机燃油喷射系统，包括与气缸数量相等的常规喷油器(1～4)，所述的常规喷油器(1～4)的控制电路与发动机电控单元(8)连接，该系统中还设有加热喷油器(5、6)，通过燃油管与喷油器(1～4)的油轨串联连接，所述的加热喷油器(5、6)的燃油管的控制电路与发动机电控单元(8)连接。采用上述技术，使甲醇燃料在低温条件下充分蒸发成气体再与空气混合，达到顺利点火起动发动机的目的，有效的解决发动机低温冷启动问题。上述方案改善发动机低温冷启动的效果明显，且更为安全、安装方便、寿命长、成本低廉。
文档编号F02M53/00GK101100967SQ200710025478
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月31日 优先权日2007年7月31日
发明者吴海霞, 杰 常, 张小彬 申请人:奇瑞汽车有限公司