CN106150804A - 一种燃油加热油轨以及利用油轨实现燃油闪沸喷雾的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃油加热油轨，包括油轨本体、加热元件、温度传感器、压力传感器、油泵和控制器，加热元件被配置为安装在油轨本体内部，压力传感器实时监测油轨内油压，温度传感器实时监测油轨本体内燃油的温度，并将温度发送给控制器，控制器被配置为控制加热元件的功率，并通过计算目标温度与监测温度之间的差值，确定加热器两端的电压。本发明还提供了利用油轨实现燃油闪沸喷雾方法，包括以下步骤：在油轨的内部安装加热元件和温度传感器；给加热元件通电加热；温度传感器实时监测油轨内部的温度数据，并将温度数据发送至控制器；控制器计算目标温度与监测温度之间的差值，确定加热器两端的电压。本发明对现有油轨的改进小，整体系统成本低。

Description

一种燃油加热油轨以及利用油轨实现燃油闪沸喷雾的方法

技术领域

本发明涉及汽油发动机的直喷燃油系统，尤其涉及一种燃油加热油轨以及利用油轨实现燃油闪沸喷雾的方法。

背景技术

汽油机直喷系统的广泛应用，增强了汽油机的瞬态响应能力，同时也提升了其燃油经济性。但是，直喷汽油机在冷启动工况下难以启动，及尾气颗粒物排放过高的问题一直是学术界、工业界研究的重点。研究表明，适当的提升燃油温度，实现燃油闪沸喷雾，能在较低的喷油压力条件下，显著提升燃油雾化、蒸发效果，达到降低汽油机尾气排放，提升燃油经济性的效果。目前，所有此类加热燃油的技术，基本都是通过电加热式喷嘴的方案实现，即在喷嘴内部设计电加热模块，在燃油流经喷嘴时，通过此加热模块对燃油进行加热。此方案虽然能显著改善燃油雾化及蒸发效果，但是其增加喷嘴设计制造成本，而且也需要外置蓄电池供电，环保性差。另外，采用电加热喷嘴控制燃油温度大大增加喷嘴设计制造成本；而且电加热喷嘴增加喷嘴复杂程度，并且需要在每个喷嘴内部安装加热模块，导致整套燃油系统成本增加。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种燃油加热油轨以及利用油轨实现燃油闪沸喷雾的方法，对现有油轨的改进小，整体系统成本低。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何以较小的成本对现有的油轨进行改造，获得燃油闪沸喷雾。

为实现上述目的，本发明提供了一种燃油加热油轨，包括油轨本体、加热元件、温度传感器、压力传感器、油泵和控制器，所述加热元件被配置为安装在所述油轨本体内部，所述压力传感器被配置为实时监测所述油轨本体内燃油的压力；所述温度传感器被配置为实时监测所述油轨本体内燃油的温度，并将所述温度发送给所述控制器，所述控制器被配置为控制所述加热元件的功率，并通过计算目标温度与监测温度之间的差值，确定加热器两端的电压。

进一步地，所述加热元件为电加热棒或电加热带。

本发明还提供了一种利用油轨实现燃油闪沸喷雾的方法，包括以下步骤：

步骤1、在油轨的内部安装加热元件和温度传感器；

步骤2、给所述加热元件通电加热；

步骤3、温度传感器实时监测油轨内部的温度数据，并将所述温度数据发送至控制器；

步骤4、所述控制器计算目标温度与监测温度之间的差值，确定加热器两端的电压。

进一步地，所述加热元件为电加热棒或电加热带。

本发明所述油轨使用电加热的方式对油轨内的燃油进行加热，在油轨内安装加热棒，加热棒通电发热，以此加热燃油；油轨内安装有温度传感器，时刻监测油轨内燃油温度；通过控制加热器两端的电压而控制加热器功率，最终实现不同的燃油温度；通过计算目标温度与监测温度之间的差值，确定加热器两端的电压。可以将油轨的加热方式更换为在油轨外表面粘贴加热带的方式实现。

本发明所述的油轨采用电加热的方式，对燃油进行加热。因此只需对油轨进行改进即可，无需对喷嘴进行重新设计。每套燃油系统只有一个油轨，并且油轨的精细程度相比于喷嘴而言要低得多，因此可以降低系统的成本。另外，在油轨内安装加热棒，相比在喷嘴内安装加热模块而言，空间更大，可安装加热棒的尺寸也更大，因此可实现的燃油加热范围也更大。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的系统结构剖面图。

1-喷油器；2-油嘴输油管；3-压力传感器；4-油轨；5-连接油管；6-油泵；7-进油管；8-电加热棒；9-温度传感器；10-电源输入端；11-控制器

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的油轨采用电加热棒8，加热油轨4内的燃油，实现闪沸喷雾；当冷态的燃油经过进油管7进入油泵6的增压进入油轨之后，油轨温度传感器9会测量油轨内燃油温度，然后通过计算目标温度与温度传感器9测定的油轨内燃油温度的差值；调用控制器11内设定的程序，按照温度差值计算加热棒8两端需要的电压；控制加热棒11两端的电压来控制加热棒的功率，实现不同燃油温度。

该油轨结构与常规汽油直喷燃油油轨相同，长度385mm，外径32mm。油轨一端通过连接油管5连接着油泵6的出口，另一端安装着加热棒8。具体安装喷油器的数量根据实际发动机缸数而定；并且油轨尺寸也可以根据实际喷油量及压力控制的需求而更改。

该控制器11的输入量为温度传感器9探测的温度信号(4-20mA DC),以及电源输入端10输入的电压(48V DC)。控制器11内包含有PID控制模块(或PLC控制模块)，以及直流的可控硅电力调整器模块。PID模块(PLC模块)通过计算温度传感器9探测到的燃油温度与目标设定燃油温度之间的差值，得出一个控制信号(4-20mA DC)，该控制信号作为输入量输入直流型的可控硅电力调整器模块内，进而控制控制器11输出端的电压值，使其输出端的电压值能在0-48V DC之内进行变化。而控制器11的输出端即是加热棒8的电源输入端，因此加热棒8的功率可以得到准确的控制。另外，此过程是实时的，因此能通过时刻监测油轨4内燃油的温度，调整控制器11内的控制因子，进而达到加热棒8功率实时控制的功能。该控制器目前可以通过集成PID控制模块及直流的可控硅电力调整器实现，但是也可以通过其他类似功能的模块替代。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种燃油加热油轨，其特征在于，包括油轨本体、加热元件、温度传感器、压力传感器、油泵和控制器，所述加热元件被配置为安装在所述油轨本体内部，所述压力传感器被配置为实时监测所述油轨本体内燃油的压力；所述温度传感器被配置为实时监测所述油轨本体内燃油的温度，并将所述温度发送给所述控制器，所述控制器被配置为控制所述加热元件的功率，并通过计算目标温度与监测温度之间的差值，确定加热器两端的电压。

2.如权利要求1所述的燃油加热油轨，其特征在于，所述加热元件为电加热棒或电加热带。

3.一种利用油轨实现燃油闪沸喷雾的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在油轨的内部安装加热元件和温度传感器；

步骤2、给所述加热元件通电加热；

步骤3、温度传感器实时监测油轨内部的温度数据，并将所述温度数据发送至控制器；

步骤4、所述控制器计算目标温度与监测温度之间的差值，确定加热器两端的电压。

4.如权利要求3所述的燃油加热油轨，其特征在于，所述加热元件为电加热棒或电加热带。