CN101294523A

CN101294523A - 多罐平衡式二甲醚燃料供给系统

Info

Publication number: CN101294523A
Application number: CNA2008100388399A
Authority: CN
Inventors: 乔信起; 黄震; 侯军兴; 张俊军; 黄宝玉
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2008-10-29

Abstract

多罐平衡式二甲醚燃料供给系统，属于汽车、内燃机技术领域。包括3个二甲醚罐，电动输送泵，蓄能器，喷油泵，喷油器，冷却器，自控压力调节阀、液流限制器。三个二甲醚罐下部、顶部分别依次连通，保证液面平衡，满足二甲醚汽车续驶里程要求。液态二甲醚经蓄能器稳压后向喷油泵提供燃料，抑制低压管路中的压力波动。自控压力调节阀根据喷油泵驱动轴转速自动调节喷油泵低压室压力。第三二甲醚罐中温度高的二甲醚经第二二甲醚罐进入温度低的第一二甲醚罐，同时得到周围空气冷却。当喷油器不能正常关闭时，液流限制器切断向喷油器的二甲醚供应，保护发动机。电动输送泵和冷却器的能耗低、喷油泵热负荷低。

Description

多罐平衡式二甲醚燃料供给系统

技术领域

本发明涉及的是一种二甲醚发动机燃料供给系统，特别是一种多罐平衡式二甲醚燃料供给系统，属于汽车、内燃机技术领域。

背景技术

随着石油资源的日益紧张和柴油机排放法规的日益严格，煤基清洁燃料二甲醚在发动机上的应用受到重视。二甲醚的十六烷值高，无毒含氧，可实现无烟燃烧。它在常温常压下为气态，常温下在0.5MPa压力下液化。已有技术中，MitsuharuOguma在“Engine Performance and Emission Characteristics of DME Diesel EngineWith Inline Injection Pump Developed for DME”(美国汽车工程师学会论文，编号：SAE Paper 2004-01-1863，)一文中提出的二甲醚发动机燃料供给系统包括二甲醚罐、两个辅助输送泵、主输送泵、喷油泵和燃料冷却器。该系统仅采用一个二甲醚罐，实际上，二甲醚汽车由于底盘结构和空间限制，不能采用很大的罐，而一个小罐不能满足续驶里程要求。其二甲醚罐向发动机提供燃料，而回流燃料也进入该罐，不能充分利用周围空气的冷却作用，因而增加燃料冷却器的能耗。该系统没有压力波动抑制装置，喷油泵的间歇供油，会在管路中引起大幅压力波动，从而影响供油稳定性。该系统没有安全保护装置，当喷油器发生故障而不能正常关闭时，泄漏到发动机燃烧室的大量二甲醚由于含氧，将造成灾难性的爆炸。其三个输送泵恒速恒压运转，不能根据发动机工况的变化做相应的调节，这会导致其能耗高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种多罐平衡式二甲醚燃料供给系统。采用三个由液相连通管和气相连通管依次相连的二甲醚罐，保证三个二甲醚罐的液面平衡，满足二甲醚汽车续驶里程要求。自控压力调节阀根据接收到的喷油泵驱动轴转速信号自动调节燃料低压管路压力，降低电动输送泵能耗、喷油泵热负荷和冷却器的能耗。第三二甲醚罐中温度高的二甲醚经第二二甲醚罐进入温度低的第一二甲醚罐，同时得到周围空气冷却，从而进一步降低冷却器的能耗。液态二甲醚经蓄能器稳压后向发动机的喷油泵提供燃料，可抑制低压管路中的压力波动，提高喷油泵的供油稳定性。当喷油器发生故障而不能正常关闭时，喷油器进口处的液流限制器会切断向喷油器的二甲醚供应，起到保护发动机的作用。

本发明是通过下述技术方案实现的，本发明包括第一二甲醚罐，第一集成阀，燃料粗滤器，电动输送泵，燃料细滤器，蓄能器，进流数显温度表，进流数显压力表，喷油泵，高压油管，喷油器，喷油器回流管，喷油泵回流管，四通接头，冷却器，回流数显温度表，单向阀，自控压力调节阀，第三集成阀，第三二甲醚罐，第二二甲醚罐，第二集成阀，三通接头，液流限制器，转速传感器，泄流管。第一二甲醚罐通过第一集成阀、燃料粗滤器与电动输送泵进口连接，电动输送泵出口通过燃料细滤器、蓄能器与喷油泵进口相连，构成燃料低压管路。进流数显温度表和进流数显压力表分别设置在蓄能器和喷油泵之间的管路上，用来显示喷油泵的进流温度和压力。喷油泵出口通过高压油管与喷油器进口相连，构成燃料高压管路。喷油泵以高压将液体二甲醚送到喷油器，然后喷入发动机。液流限制器置于喷油器的进口处，喷油器的泄流管、喷油器回流管和喷油泵回流管经过四通接头与冷却器进口相连，冷却器出口通过单向阀、自控压力调节阀、第三集成阀与第三二甲醚罐连通，构成燃料回流管路。回流数显温度表设置在冷却器和单向阀之间的管路上，用来显示回流二甲醚温度。第一二甲醚罐、第二二甲醚罐、第三二甲醚罐下部通过液相连通管依次连通，第一二甲醚罐、第二二甲醚罐、第三二甲醚罐顶部分别经第一集成阀、第二集成阀、第三集成阀后通过三通接头连通。这样可保证三个二甲醚罐的液面平衡。转速传感器设置在喷油泵的驱动轴上，转速传感器的输出端与自控压力调节阀的控制端电连接。

电动输送泵由24V或12V直流电源驱动，将液态二甲醚由第一二甲醚罐输送到喷油泵。蓄能器抑制低压管路中二甲醚压力的波动。冷却器用于回流二甲醚的冷却。自控压力调节阀用来调节喷油泵回流管、喷油器回流管及喷油泵低压室的压力，保证燃料低压管路中不发生气阻；当发动机转速降低时，喷油泵的驱动轴转速也相应降低，自控压力调节阀将根据接收到的转速信号自动调低喷油泵低压室的压力，从而使电动输送泵的功率消耗降低；同时引起电动输送泵出口的二甲醚温度下降、流量增大，这可降低喷油泵的热负荷，还可降低冷却器的能耗。

第一二甲醚罐内的液体二甲醚由电动输送泵经燃料粗滤器、燃料细滤器、蓄能器输送到喷油泵，喷油泵以高压将液体二甲醚输送到喷油器，然后喷入发动机。喷油泵和喷油器的回流二甲醚经四通接头进入冷却器得到冷却后，再经单向阀和压力控制阀进入第三二甲醚罐。第三二甲醚罐中的二甲醚温度最高，第一二甲醚罐的二甲醚温度最低。第三二甲醚罐中的二甲醚，经第二二甲醚罐进入第一二甲醚罐，同时得到周围空气冷却。这样，又可降低冷却器的能耗。当喷油器发生故障而不能正常关闭时，液流限制器就会切断向喷油器的二甲醚供应，起到保护发动机的作用，这时，高压油管中的二甲醚将通过泄流管进入燃料回流管路。

本发明有益效果：三个二甲醚罐下部、顶部分别依次连通，保证三个二甲醚罐的液面平衡，满足二甲醚汽车续驶里程要求。当喷油泵驱动轴转速降低时，自控压力调节阀将根据接收到的转速信号自动调低喷油泵低压室压力，从而使电动输送泵的能耗降低；同时引起电动输送泵出口的二甲醚温度下降、流量增大，这可降低喷油泵的热负荷，还可降低冷却器的能耗。第三二甲醚罐中温度高的二甲醚，经第二二甲醚罐进入温度低的第一二甲醚罐，同时得到周围空气冷却。这样，又可降低冷却器的能耗。液态二甲醚经蓄能器稳压后向发动机的喷油泵提供燃料，可抑制低压管路中的压力波动，提高喷油泵的供油稳定性。当喷油器发生故障而不能正常关闭时，喷油器进口处的液流限制器会切断向喷油器的二甲醚供应，起到保护发动机的作用。

附图说明

图1为本发明的多罐平衡式二甲醚燃料供给系统结构示意图。

图中，1第一二甲醚罐，2第一集成阀，3燃料粗滤器，4电动输送泵，5燃料细滤器，6蓄能器，7进流数显温度表，8进流数显压力表，9喷油泵，10高压油管，11喷油器，12喷油器回流管，13喷油泵回流管，14四通接头，15冷却器，16回流数显温度表，17单向阀，18自控压力调节阀，19第三集成阀，20第三二甲醚罐，21第二二甲醚罐，22第二集成阀，23三通接头，24液流限制器，25发动机，26转速传感器，27泄流管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。

如图1所示，本发明包括第一二甲醚罐1，第一集成阀2，燃料粗滤器3，电动输送泵4，燃料细滤器5，蓄能器6，进流数显温度表7，进流数显压力表8，喷油泵9，高压油管10，喷油器11，喷油器回流管12，喷油泵回流管13，四通接头14，冷却器15，回流数显温度表16，单向阀17，自控压力调节阀18，第三集成阀19，第三二甲醚罐20，第二二甲醚罐21，第二集成阀22，三通接头23，液流限制器24，转速传感器26，泄流管27。第一二甲醚罐1通过第一集成阀2、燃料粗滤器3与电动输送泵4进口连接，电动输送泵4出口通过燃料细滤器5、蓄能器6与喷油泵9进口相连，构成燃料低压管路。进流数显温度表7和进流数显压力表8分别设置在蓄能器6和喷油泵9之间的管路上，用来显示喷油泵9的进流温度和压力。喷油泵9出口通过高压油管10与喷油器11进口相连，构成燃料高压管路。喷油泵9以高压将液体二甲醚送到喷油器11，然后喷入发动机25。液流限制器24置于喷油器11的进口处，喷油器11的泄流管27、喷油器回流管12和喷油泵回流管13经过四通接头14与冷却器15进口相连，冷却器15出口通过单向阀17、自控压力调节阀18、第三集成阀19与第三二甲醚罐20连通，构成燃料回流管路。回流数显温度表16设置在冷却器15和单向阀17之间的管路上，用来显示回流二甲醚温度。第一二甲醚罐1、第二二甲醚罐21、第三二甲醚罐20下部通过液相连通管依次连通，第一二甲醚罐1、第二二甲醚罐21、第三二甲醚罐20顶部分别经第一集成阀2、第二集成阀22、第三集成阀19后通过三通接头23连通。这样可保证三个二甲醚罐的液面平衡。转速传感器26设置在喷油泵9的驱动轴上，转速传感器26的输出端与自控压力调节阀18的控制端电连接。

电动输送泵4由24V或12V直流电源驱动，将液态二甲醚由第一二甲醚罐1输送到喷油泵9。蓄能器6抑制低压管路中二甲醚压力的波动。冷却器15用于回流二甲醚的冷却。自控压力调节阀18用来调节喷油泵回流管13、喷油器回流管12及喷油泵9低压室的压力，保证燃料低压管路中不发生气阻；当发动机25转速降低时，喷油泵9的驱动轴转速也相应降低，自控压力调节阀18将根据接收到的转速信号自动调低喷油泵9低压室的压力，从而使电动输送泵4的功率消耗降低；同时引起电动输送泵4出口的二甲醚温度下降、流量增大，这可降低喷油泵9的热负荷，还可降低冷却器15的能耗。

第一二甲醚罐1内的液体二甲醚由电动输送泵4经燃料粗滤器3、燃料细滤器5、蓄能器6输送到喷油泵9，喷油泵9以高压将液体二甲醚输送到喷油器11，然后喷入发动机25。喷油泵9和喷油器11的回流二甲醚经四通接头14进入冷却器15得到冷却后，再经单向阀17和压力控制阀18进入第三二甲醚罐20。第三二甲醚罐20中的二甲醚温度最高，第一二甲醚罐1的二甲醚温度最低。第三二甲醚罐20中的二甲醚，经第二二甲醚罐21进入第一二甲醚罐1，同时得到周围空气冷却。这样，又可降低冷却器15的能耗。当喷油器11发生故障而不能正常关闭时，液流限制器24就会切断向喷油器11的二甲醚供应，起到保护发动机25的作用，这时，高压油管10中的二甲醚将通过泄流管27进入燃料回流管路。

Claims

1.一种多罐平衡式二甲醚燃料供给系统，包括第一二甲醚罐(1)、第一集成阀(2)、燃料粗滤器(3)、电动输送泵(4)、燃料细滤器(5)、蓄能器(6)、进流数显温度表(7)、进流数显压力表(8)、喷油泵(9)、高压油管(10)、喷油器(11)、喷油器回流管(12)、喷油泵回流管(13)、四通接头(14)、冷却器(15)、回流数显温度表(16)、单向阀(17)、自控压力调节阀(18)、第三集成阀(19)、第三二甲醚罐(20)、第二二甲醚罐(21)、第二集成阀(22)、三通接头(23)、液流限制器(24)、转速传感器(26)、泄流管(27)，其特征在于第一二甲醚罐(1)通过第一集成阀(2)、燃料粗滤器(3)与电动输送泵(4)进口连接，电动输送泵(4)出口通过燃料细滤器(5)、蓄能器(6)与喷油泵(9)进口相连，进流数显温度表(7)和进流数显压力表(8)分别设置在蓄能器(6)和喷油泵(9)之间的管路上，喷油泵(9)出口通过高压油管(10)与喷油器(11)进口相连，液流限制器(24)置于喷油器(11)的进口处，喷油器(11)的泄流管(27)、喷油器回流管(12)和喷油泵回流管(13)经过四通接头(14)与冷却器(15)进口相连，冷却器(15)出口通过单向阀(17)、自控压力调节阀(18)、第三集成阀(19)与第三二甲醚罐(20)连通，回流数显温度表(16)设置在冷却器(15)和单向阀(17)之间的管路上，第一二甲醚罐(1)、第二二甲醚罐(21)、第三二甲醚罐(20)下部通过液相连通管依次连通，第一二甲醚罐(1)、第二二甲醚罐(21)、第三二甲醚罐(20)顶部分别经第一集成阀(2)、第二集成阀(22)、第三集成阀(19)后通过三通接头(23)连通，转速传感器(26)设置在喷油泵(9)的驱动轴上，转速传感器(26)的输出端与自控压力调节阀(18)的控制端电连接。