专利名称：甲醇发动机燃料供给系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种曱醇发动机，尤其涉及一种曱醇发动机的燃料供给 系统及其控制方法，属内燃机技术领域。
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背景技术：
目前，甲醇被公认为非常有前途的内燃机代用环保、清洁燃料之一， 但甲醇发动机的低温起动比较难，是业界认为的难题之一。汽油的汽化
潜热约为3固/kg,而甲醇燃料汽化潜热约为1167kJ/kg,是汽油的3.7 倍左右，因此起动时燃用甲醇消耗的热量较燃用汽油消耗的热量多。在 甲醇发动机研究、示范、推广过程中发现，甲醇发动机在环境温度低于 l(TC时出现起动困难，环境温度低于-10。C时无法起动。在解决曱醇发动 机低温起动问题方面，目前常常采用如下几种方式
(1) 降低曱醇在曱醇燃料中的含量，也就是在甲醇燃料中添加其他 燃料如汽油。例如目前常用的M85甲醇燃料，它是按体积比85%曱醇，15°/。 汽油调配而成。此种燃料在一定程度上能够緩解低温起动不良的现象， 但当环境温度低于-l 5 °C时也会出现无法起动的现象，同时由于添加汽 油，也增加了燃料成本。
(2) 采用预热塞加热进气的方式。这种方式需要在使用中频繁使用 大功率加热，使蓄电池耗电量大大增加，常常导致起动时出现亏电，同 时也会缩短蓄电池和预热塞的寿命，而且出现故障时也无法预先觉察， 并且预热塞的安装、更换也比较困难。
(3 )采用喷射冷起动液的方式。目前的冷起动液主要是罐装乙醚成 份，在安装、使用的过程中容易出现泄漏，且喷射进入进气歧管内的冷 起动液喷射量也不易精确控制，容易出现回火、放炮，以及起动液燃烧 而未引燃曱醇燃料的问题。冷起动液喷射量太浓时还容易因爆燃而导致炸坏空滤、连接胶管、车辆前机盖等。另外，冷起动液泄漏还易导致火 灾，给车辆、人员安全带来不必要的损失。
上述三种方式，虽然可以在一定程度上解决发动机低温起动困难的
问题，但都相应地存在一定的缺点，例如采用M85燃料在环境温度低于 -15°(3时也会出现无法起动的现象，而且燃料的成本有一定程度的上升； 采用预热塞加热进气的方式，将导致蓄电池寿命大大减小；采用喷射冷 起动液方式，喷射量不易控制容易出现回火、放炮等，而且易于发生火 灾等。
发明内容
本发明的目的是提供一种曱醇发动机燃料供给系统，其目的是利用 简单可靠的结构，在不改变目前驾驶员车辆起动方式的前提下，解决曱 醇燃料发动机低温起动难的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为 一种甲醇发动机燃料 供给系统，所述燃料供给系统包括曱醇燃料喷射器1、曱醇燃料油泵7、 曱醇燃料油箱8、曱醇燃料油轨5、进气歧管总成15以及节气门体总成 14，其特征在于该燃料供给系统还设有一汽油供应装置，该汽油供应 装置包括汽油小油箱10、位于汽油小油箱中的汽油油泵11、连接板4、 汽油小油轨13以及至少一个安装在汽油小油轨13上的汽油喷射器12， 所述汽油油泵11的出油口通过汽油小油轨13与汽油喷射器12连通；汽 油喷射器12 —方面与发动机电控单元ECU通过电路连接，另一方面与节 气门体总成14和进气歧管总成15连通，而进气歧管总成15的各歧管分 别与甲醇发动机的各个缸体--对应地连通。
还包括一油压调节阀9，所述油压调节阀9位于汽油油泵11和汽油 小油轨13之间。
油压调节阀9的进油口与汽油油泵ll的出油口相连通，而油压调节 阀9的出油口与汽油小油轨13相连通，油压调节阀9的回油口通过连接 管与汽油小油箱IO连通。
所述汽油小油轨13直接安装在进气歧管总成15的进气总管靠近怠 速阀的位置上。
所述汽油小油轨13直接安装在节气门体总成14上。还具有一连接板4，该连接板4安装在怠速阀与进气歧管总成15之 间，而汽油小油轨13安装在连接板4上。
本发明还提供了 一种上述甲醇发动机燃料供给系统的控制方法，该 方法包括如下步骤
开始起动发动机，发动机电控单元ECU通过水温传感器检测水温或 通过环境温度传感器检测环境温度判断水温或环境温度是否低于l(TC;
如果水温或环境温度低于l(TC,那么发动机进入低温汽油燃料起动 模式进行起动，如果没有起动成功，则在低温汽油燃料起动模式下重复 进行起动，直至起动成功；如果起动成功，则将低温汽油起动模式切换 为正常运行模式，如切换成功则发动机在正常运行模式即曱醇燃料驱动 模式下工作；
如果水温或环境温度高于l(TC,那么发动机进入常温曱醇燃料起动 模式进行起动，如果没有起动成功，则在常温曱醇燃料起动模式下重复 进行起动，直至起动成功；如果起动成功，则发动机在正常运行模式即 甲醇燃料驱动;f莫式下工作。
本发明是在曱醇燃料供给系统上增设一个汽油供应装置，通过发动 机电控单元ECU控制发动机在起动时的起动;f莫式并进行燃料切换，结构 简单，成本低，操作方便，效果明显，易于实现，是一种值得推广的曱 醇发动机燃料供给系统。
附图i兌明
图1为现有技术中曱醇发动机燃料供给系统的结构示意图.； 图2为本发明曱醇发动机燃料供给系统的结构示意图； 图3为图2所示燃料供应系统中所使用的油压调节阀的结构示意图； 图4为本发明中曱醇发动机燃料供给系统的控制方法的过程框图。 图中标记为1甲醇喷射器，4连接斧反，5曱醇燃料油轨，6水温传 感器，7曱醇燃料油泵，8曱醇燃料油箱，9油压调节阀，IO汽油小油箱， ll汽油油泵，12汽油喷射器，13汽油小油^L， 14节气门体总成，15进 气歧管。
具体实施例方式
下面将参照附图对本发明进行详细说明。
图1示出了现有技术中曱醇发动机燃料供给系统的结构示意图。如 图1所示，曱醇发动机的燃料供给系统包括曱醇燃料喷射器l、曱醇燃料
油泵7、甲醇燃料油箱8、甲醇燃料油轨5、进气歧管总成15以及节气门 体总成14。曱醇燃料油泵7的出油口通过连接管路和甲醇燃料滤清器(图 中未示出)与曱醇燃料油轨5连通，曱醇燃#+油4九5与至少一个曱醇燃 料喷射器1相连通，每个曱醇燃料喷射器均与ECU连接，水温传感器6 亦与ECU连接。
图2示出了本发明曱醇发动机燃料供给系统优选实施例的结构示意 图。与图1相比，图2在图1的基础上增设了一个汽油供应装置。该汽 油供应装置包括汽油小油箱10、位于汽油小油箱中的汽油油泵11、油压 调节阀9、连接板4、汽油小油轨13以及安装在汽油小油轨13上的至少 一个汽油喷射器12 (图2中仅示出一个)。汽油油泵11的出油口与油压 调节阀9的进油口连通，而油压调节阀9的出油口通过连接管路和汽油 滤清器(图中未示出)与汽油小油轨13和汽油喷射器12连通，油压调 节阀9的回油口通过连接管与汽油小油箱10连通；连接板4安装在进气 歧管总成15与节气门体总成(含怠速阀时)14之间；汽油小油轨13安 装在连接板4上；汽油喷射器12 —方面与发动机电控单元ECU通过电路 连接，另一方面通过连接板4与节气门体总成14和进气歧管总成15连 通，而进气歧管总成15的各歧管分别与甲醇发动机的几个气道及气釭相 连通。
如图3所示，油压调节阀9具有进油口、出油口和回油口，油压调 节阀9的进油口连接到汽油油泵11的出油口，油压调节阀9的出油口可 通过滤清器连接到汽油小油轨13,油压调节阀9的回油口是将多余的汽 油经过连接管流回汽油小油箱。油压调节阀9分为两腔，中间通过膜片 封闭上下两部分，由调整参数的弹簧支撑，膜片开启压力为一预定值， 一般为0. 3MPa，通过进油口进入油压调节阀的燃油，当压力小于等于预 定值O. 3MPa时，燃油通过油压调节阀9的出油口、滤清器到达汽油小油 轨13,当压力大于O. 3MPa时，燃油压力作用在膜片上，压缩弹簧，膜片 发生偏移，多余燃油通过膜片周围缝隙流入回油腔，再通过回油口流回
7汽油小油箱，燃油压力与弹簧压力达到平衡时，从油压调节阀9的出油 口流出的燃油保持恒定压力0. 3MPa。
当然，图2中的油压调节阀9也可以去掉。这样汽油油泵ll的出油 口通过汽油小油轨13与汽油喷射器12连通，其余结构不变。去掉油压 调节阔9后的汽油供应装置也能够实现曱醇发动机的低温起动，只不过 不能够自动调节油路中的压力，容易因喷入过量的汽油，导致混合气浓 度过高引起淹缸现象。
另外，图2中的连接板4位置因车型、才几型不同，其安装位置也略 有不同，要根据怠速阀的位置来决定。连接板4 一4殳安装在怠速阀与进 气歧管总成15之间。更近一步地，如果进气歧管总成15的进气总管上 有适当的位置可以安装汽油小油轨13和汽油喷射器12的话，也可以省 略连接板4,将汽油小油轨13和汽油喷射器12直接安装在进气总管靠近 怠速阀的位置上；同样地，如果在节气门体总成14上具有安装汽油小油 轨13和汽油喷射器12的位置时，也可将汽油小油轨13和汽油喷射器12 直接安装在节气门体总成14上，此时汽油喷射器12安装孔位置在节气 门体总成的怠速阀后面。
在发动机起动时，发动机电控单元ECU通过发动机出水口处水温传 感器6检测到的水温来判断采用何种方式进行起动，当然也可采取通过 环境温度传感器检测到的环境温度来选择起动方式，甚至也可在驾驶室 专门设置一个起动模式开关依靠驾驶员的经验来选择起动模式。下面仅 描述由水温传感器6检测水温，发动机电控单元ECU根据预设程序选择 起动模式的情形。如水温高于10。C，则直接进入曱醇燃料起动模式，曱 醇燃料油泵7工作，曱醇燃料油箱8中的曱醇燃料通过曱醇燃料油泵7 的出油口通过连接管路和滤清器进入甲醇燃料油轨5，经曱醇喷射器1分 别喷入甲醇发动机各气缸气道内并与来自进气歧管总成15的空气混合后 在燃烧室内点燃。如水温低于10°C,则汽油燃料控制系统打开，曱醇燃 料控制系统关闭。这时汽油油泵11开始工作，汽油小油箱10中的汽油 从汽油油泵11的出油口进入油压调节阀9。当汽油管内油压低于预定压 力例如O. 3MPa时，压力调节阀9的回油口关闭，所有汽油>^人出油口出来 通过汽油小油轨13进入汽油喷射器12;当汽油管内油压高于预定压力例 如0. 3MPa时，压力调节阀9的回油口打开， 一部分汽油/人油压调节阀9的出油口出来通过汽油小油轨13进入汽油喷射器12,其余汽油从油压调 节阀9的回油口通过连接管流回汽油小油箱10。进入汽油喷射器12中的 汽油喷射后与经过节气门体总成14中或怠速阀后的空气混合后进入进气 歧管总成15中，并经进气歧管总成15的各个歧管分别进入曱醇发动机 各气缸的燃烧室。此时汽油在各燃烧室点燃并燃烧，发动机起动成功。 正常运转预定时间例如7秒钟后，发动机电控单元ECU进行自动切换， 汽油燃料控制系统关闭，甲醇燃料控制系统打开，汽油燃料喷射脉宽逐 渐变小而甲醇燃料喷射脉宽逐渐变大直至完全替换，从而进入正常的曱 醇燃料驱动模式，也就是正常运行模式。
图4为曱醇发动机燃料供给系统控制方法的过程框图。如图4所示， 发动机起动时首先判断水温是否低于l(TC,如果水温低于1(TC,那么发 动机进入低温汽油燃料起动模式进行起动，如果没有起动成功，则在低 温汽油燃料起动模式下重复进行起动，直至起动成功；如果起动成功， 则将低温汽油起动模式切换为正常运行模式，如切换成功则发动机在正 常运行模式即曱醇燃料驱动模式下工作。如果水温高于10°C,那么发动 机进入常温曱醇燃料起动模式进行起动，如果没有起动成功，则在常温 曱醇燃料起动模式下重复进行起动，直至起动成功；如果起动成功，则 发动机在正常运行模式即曱醇燃料驱动模式下工作。
总之，本发明釆用的技术方案为在一般甲醇发动机的燃料供给系统 上增设了汽油供应装置，通过水温传感器6对发动机水温进行测量，将 信息通过电路传输到发动机电控单元ECU后进行判断是否采用低温汽油 燃料起动模式，同时通过发动机电控单元ECU对发动机的各运行模式进 行控制。此方法结构简单，成本低，操作方便，效果明显，易于实现， 是一种解决曱醇发动机低温起动的极好方法。
本发明简单易行，但具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了 本发明构想和技术方案而未进行任何实质性改变或直接将本发明运用于 其它场合的，均应为本发明保护范围之内。
权利要求
1、一种甲醇发动机燃料供给系统，所述燃料供给系统包括甲醇燃料喷射器(1)、甲醇燃料油泵(7)、甲醇燃料油箱(8)、甲醇燃料油轨(5)、进气歧管总成(15)以及节气门体总成(14)，其特征在于该燃料供给系统还设有一汽油供应装置，该汽油供应装置包括汽油小油箱(10)、位于汽油小油箱中的汽油油泵(11)、汽油小油轨(13)以及至少一个安装在汽油小油轨(13)上的汽油喷射器(12)，所述汽油油泵(11)的出油口通过汽油小油轨(13)与汽油喷射器(12)连通；汽油喷射器(12)一方面与发动机电控单元ECU通过电路连接，另一方面与节气门体总成(14)和进气歧管总成(15)连通，而进气歧管总成(15)的各歧管分别与甲醇发动机的各个缸体一一对应地连通。
2、 如权利要求1所述的燃料供给系统，其特征在于，还包括一油压 调节阀(9),所述油压调节阀(9)位于汽油油泵(11)和汽油小油轨(13)之 间。
3、 如权利要求2所述的燃料供给系统，其特征在于，所述油压调节 阀(9)具有进油口、出油口和回油口，油压调节阀(9)的进油口与汽油 油泵(11)的出油口相连通，而油压调节阀(9)的出油口与汽油小油4九(13) 相连通，油压调节阀(9)的回油口通过连接管与汽油小油箱(10)相连通。
4、 如权利要求l-3之一所述的燃料供给系统，其特征在于，所述汽 油小油轨(13)直接安装在进气歧管总成(15)的进气总管靠近怠速阀 的位置上。
5、 如权利要求l-3之一所述的燃料供给系统，其特征在于，所述汽 油小油轨(13)直接安装在节气门体总成(14)上。
6、 如权利要求l-3之一所述的燃料供给系统，其特征在于，还具有 一连接板(4)，该连接板(4)安装在怠速阀与进气歧管总成(15)之 间，而汽油小油l九(13)安装在连^妄^反(4)上。
7、 一种如权利要求l-6之一所述曱醇发动机燃料供给系统的控制方 法，其特征在于，开始起动发动机，发动机电控单元ECU通过水温传感器^r测水温或 通过环境温度传感器检测环境温度判断水温或环境温度是否低于10°C;如果水温或环境温度低于l(TC，那么发动机进入低温汽油燃料起动 模式进行起动，如果没有起动成功，则在低温汽油燃料起动模式下重复 进行起动，直至起动成功；如果起动成功，则将低温汽油起动模式切换 为正常运行模式，如切换成功则发动机在正常运行模式即曱醇燃料驱动 模式下工作；如果水温或环境温度高于10°C,那么发动机进入常温曱醇燃料起动 模式进行起动，如果没有起动成功，则在常温曱醇燃料起动才莫式下重复 进行起动，直至起动成功；如果起动成功，则发动机在正常运行模式即 曱醇燃料驱动模式下工作。
全文摘要
本发明公开了一种甲醇发动机燃料供给系统，所述燃料供给系统包括甲醇燃料喷射器(1)、甲醇燃料油泵(7)、甲醇燃料油箱(8)、甲醇燃料油轨(5)、进气歧管总成(15)以及节气门体总成(14)，其特征在于该燃料供给系统还设有一汽油供应装置，该汽油供应装置包括汽油小油箱(10)、位于汽油小油箱中的汽油油泵(11)、汽油小油轨(13)以及至少一个安装在汽油小油轨(13)上的汽油喷射器(12)。同时还公开了该燃料供给系统的控制方法。本发明的优点在于结构简单、操作方便、可靠性高、易于实现，有效解决了甲醇发动机低温起动难的问题。
文档编号F02M55/02GK101629533SQ20091016309
公开日2010年1月20日 申请日期2009年8月25日 优先权日2009年8月25日
发明者刘书萍, 孙建生, 张天明, 赵洪旺, 韩文杰 申请人:山西靖烨甲醇发动机技术有限公司