一种汽车的双燃料喷射系统
技术领域
本发明属于机械技术领域,涉及一种汽车的双燃料喷射系统。
背景技术
随着我国经济建设的迅速发展,对能源的需求也在飞速增长,石油资源日益枯竭,环保法规不断加严,新能源的开发成为我国重点研究的课题。甲醇燃料作为国际上公认的清洁燃料,具有辛烷值高,容易燃烧,排放生成的有害物质低,提升空气质量的优点,市场上甲醇燃料汽车在慢慢普及。
汽车用甲醇燃料发动机与汽油燃料发动机比较,甲醇燃料具有热值高、排放清洁、价格低的优点,其甲醇燃料的不足是低温启动性能较差。汽油燃料发动机的优点是低温启动性能好,缺点是价格高、污染比甲醇高得多,因此,在汽油发动机上加装甲醇燃料喷射系统,可在两种燃料中选择喷射的车辆日益增加,这种双燃料系统发动机启动性能好、价格低、无污染。
如中国专利申请(申请号:201210203044.5)公开了一种汽油机电子控制双燃料喷射系统,包括汽油供料单元、甲醇供料单元、电子控制单元和缸盖;所述汽油供料单元包括汽油箱,汽油箱内设有电动汽油泵,电动汽油泵的出口通过管道连通着汽油滤清器的进口,汽油滤清器的出口连通着汽油分配管,汽油分配管上设有四个以上的汽油电子喷油嘴,且每个汽油电子喷油嘴设于与进气门相邻的缸盖上;甲醇供料单元包括甲醇箱,甲醇箱内设有电动甲醇泵,电动甲醇泵的出口通过管道连通着甲醇滤清器,甲醇滤清器的出口连通着甲醇分配管,甲醇分配管上设有四个以上的甲醇电子喷油嘴,所述一个汽油电子喷油嘴和一个甲醇电子喷油嘴组成一组,其中甲醇电子喷油嘴设于管状的安装座上,安装座设于与进气门相邻的缸盖进气管上,且每组汽油电子喷油嘴的电接头和甲醇电子喷油嘴的电接头通过导线并联后与电子控制单元连接。
上述的双燃料喷射系统存在以下缺陷:由于甲醇的热值较低,发动机燃烧需求喷射的燃料较多,而受限于现有的甲醇喷嘴技术壁垒,现有的双燃料喷射系统的甲醇喷射流量较低,喷射的燃料的利用率较低,从而导致动力较差。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题,提出了一种汽车的双燃料喷射系统,本发明所要解决的技术问题是:如何提高甲醇的喷射流量和喷射的燃料利用率。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种汽车的双燃料喷射系统,汽车包括均具有气道一的缸盖和具有气道二的进气歧管,本双燃料喷射系统包括具有若干甲醇喷嘴的甲醇喷轨和具有若干汽油喷嘴的汽油喷轨,其特征在于,所述气道一向外凸出缸盖并延伸至气道二处,且气道一与气道二通过法兰垫密封连接共同组成与进气门连通的进气道,所述甲醇喷轨固定在缸盖上,所述汽油喷轨固定在所述进气歧管上,两个上述的甲醇喷嘴和一个上述汽油喷嘴形成一组,所述进气道上均对应设有一组能够向进气门口喷射的上述甲醇喷嘴和汽油喷嘴。
现有的双燃料喷射系统由于缸盖以及进气歧管安装空间的限制,每个进气门处均只能设置一个汽油喷嘴和一个甲醇喷嘴组成一组,而本喷射系统通过改进设计,将甲醇喷轨固定在缸盖上,汽油喷轨固定在进气歧管上,同时将缸盖上的气道一向外凸出延伸至进气歧管处与进气歧管的气道二通过法兰垫密封连接组成平顺的进气道,从而使得设计安装时可以通过调整的气道一上的法兰垫面角度来选择合适的进气歧管的固定法兰垫面角度,从而能够为进气歧管提供足够的布置和调整空间,从而为甲醇喷轨的安装提供了足够的空间,使得进气门处能够设置一个汽油喷嘴和两个甲醇喷嘴形成一组,喷射流量大,能够完全覆盖到整个进气门,燃料利用率高,动力足。
在上述的汽车的双燃料喷射系统中,所述进气道为平滑过渡的通道,所述甲醇喷轨和汽油喷轨平行设置,所述汽油喷嘴位于进气道的中心线上,两甲醇喷嘴分别对称分布于进气道中心线的两侧。通过上述设置,保证汽油喷嘴喷射出的汽油束能够充分均匀地从进气门进入到发动机的燃烧室中,以及两个甲醇喷嘴喷射出的甲醇束不会相互交叉干涉出现乱溅,能够完全覆盖整个进气门,能并充分均匀地从进气门口进入到发动机的燃烧室中,从而能够更好的保证较大的喷射流量和较高的燃料利用率,动力足。
在上述的汽车的双燃料喷射系统中,所述甲醇喷嘴和汽油喷嘴均位于进气道的同一侧,所述甲醇喷嘴从气道一的侧壁处伸入气道一内且与进气门口相对,所述汽油喷嘴从气道二的侧壁处伸入气道二内且与进气门口相对。甲醇喷嘴和汽油喷嘴均位于进气道的同一侧并均从侧部穿入,即甲醇和汽油均采用侧喷的方式,使得甲醇和汽油能够与空气充分混合,进一步提升了燃料使用效率。作为优选,甲醇喷嘴倾斜从气道一的侧壁穿入且倾斜的角度为锐角,汽油喷嘴倾斜从气道二的侧壁穿入且倾斜的角度为锐角,汽油喷嘴喷嘴倾斜的角度小于甲醇喷嘴倾斜的角度,从而能够避免喷射过程中造成气道湿壁及碳烟高,保证了较高的燃料利用率。
在上述的汽车的双燃料喷射系统中,同一组内,两个甲醇喷嘴的中心线相平行,所述甲醇喷嘴的中心线在沿甲醇喷轨长度方向上的投影与所述汽油喷嘴的中心线在沿甲醇喷轨长度方向上的投影之间的夹角为12~20°。通过上述的设置,使得汽油喷嘴和甲醇喷嘴均位于最佳的喷射角度,能够更好地避免喷射过程中造成气道湿壁及碳烟高问题,且保证了较高的燃料利用率。
在上述的汽车的双燃料喷射系统中,本双燃料喷射系统还包括用于检测机油液位的液位传感器,所述液位传感器能够与汽车ECU控制连接。液位传感器用于检测发动机正常工作时的机油液位,通过在汽车ECU内预设有两个机油液位的标准范围值,例如L1和L2,发动机正常工作状态时,液位传感器将检测到信号反馈给汽车ECU,当汽车ECU接收信号并判定机油液位为L1时,汽车ECU控制甲醇喷嘴喷射,汽油喷嘴关闭;当汽车ECU接收信号并判定机油液位上升至L2时,汽车ECU控制甲醇喷嘴关闭,汽油喷嘴喷射,从而可以根据发动机运行过程中的机油液位情况进行灵活切换,降低机油稀释问题。
在上述的汽车的双燃料喷射系统中,所述进气歧管采用铝合金材料制成,所述法兰垫采用金属材料制成。考虑到甲醇的腐蚀和溶胀性,进气歧管采用铝合金材料,法兰垫采用金属材料制成,避免腐蚀损坏,保证使用寿命。
在上述的汽车的双燃料喷射系统中,所述缸盖上具有安装凸台一,所述甲醇喷轨通过支架一固定在安装凸台一上,所述进气歧管上具有安装凸台二,所述汽油喷轨通过支架二固定在安装凸台二上。通过安装凸台一和安装凸台二的设计,便于甲醇喷轨和汽油喷轨的安装,牢固可靠。
在上述的汽车的双燃料喷射系统中,所述缸盖与进气歧管之间具有3个上述由气道一和气道二组成的进气道。通过设置3个上述的进气道进行喷射,能够保证具有足够的动力。
与现有技术相比,本汽车的双燃料喷射系统具有以下优点:
1、通过将缸盖上的气道一向外凸出延伸至进气歧管处与进气歧管的气道二通过法兰垫密封连接组成平顺的进气道,从而使得设计安装时可以通过调整的气道一上的法兰垫面角度来选择合适的进气歧管的固定法兰垫面角度,从而能够为进气歧管提供足够的布置和调整空间,从而为甲醇喷轨的安装提供了足够的空间,使得进气门处能够设置一个汽油喷嘴和两个甲醇喷嘴形成一组,喷射流量大,能够完全覆盖到整个进气门,燃料利用率高,动力足。
2、甲醇和汽油均采用侧喷的方式,使得甲醇和汽油能够与空气充分混合,同时可控制汽油喷嘴和甲醇喷嘴均位于最佳的喷射角度,能够更好地避免喷射过程中造成气道湿壁及碳烟高问题,且保证了较高的燃料利用率。
3、增加了机油液位的双燃料喷射控制,可以根据发动机运行过程中的机油液位情况进行灵活切换,降低机油稀释问题。
附图说明
图1是本汽车的双燃料喷射系统的结构示意图。
图2是本汽车的双燃料喷射系统的剖视图。
图3是本汽车的双燃料喷射系统的控制流程图。
图中,1、缸盖;1a、气道一;2、进气歧管;2a、气道二;3、进气道;4、法兰垫;5、甲醇喷轨;5a、甲醇喷嘴;6、汽油喷轨;6a、汽油喷嘴;7、安装凸台一;8、安装凸台二。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
实施例一
如图1和2所示,汽车包括ECU、水温传感器、液位传感器、均具有气道一1a的缸盖1和具有气道二2a的进气歧管2,本双燃料喷射系统包括具有若干甲醇喷嘴5a的甲醇喷轨5和具有若干汽油喷嘴6a的汽油喷轨6。ECU具有甲醇喷射模块和汽油喷射模块,ECU内预设有两个机油液位的标准范围值L1和L2以及两个水温的标准范围值T1和T2,水温传感器和液位传感器均与ECU的输入端连接。
缸盖1上的气道一1a向外凸出缸盖1并延伸至气道二2a处,且气道一1a与气道二2a通过法兰垫4密封连接共同组成与进气门连通且平滑过渡的进气道3,从而使得设计安装时可以通过调整的气道一1a上的法兰垫面角度来选择合适的进气歧管的固定法兰垫面角度,从而能够为进气歧管提供足够的布置和调整空间,从而为甲醇喷轨5的安装提供了足够的空间。本实施例中,进气歧管2采用铝合金材料制成,法兰垫4采用金属材料制成,缸盖1与进气歧管2之间具有3个由气道一1a和气道二2a组成的进气道3。
缸盖1上具有安装凸台一7,甲醇喷轨5通过支架一固定在安装凸台一7上,进气歧管2上具有安装凸台二8,汽油喷轨6通过支架二固定在安装凸台二8上。且甲醇喷轨5和汽油喷轨6平行设置。两个的甲醇喷嘴5a和一个汽油喷嘴6a形成一组,每个进气道3上均对应设有一组能够向进气门口处喷射的上述甲醇喷嘴5a和汽油喷嘴6a,从而相对现有的喷射系统,喷射流量大,能够完全覆盖到整个进气门口,燃料利用率高,动力足。
具体地说,同一组内,汽油喷嘴6a位于进气道3的中心线上,保证汽油喷嘴6a喷射出的汽油束能够充分均匀地的从进气门口进入到发动机的燃烧室中;两甲醇喷嘴5a分别对称分布于进气道3中心线的两侧,保证两个甲醇喷嘴5a喷射出的甲醇束不会相互交叉干涉出现乱溅,能够完全覆盖整个进气门口,能并充分均匀地从进气门口进入到发动机的燃烧室中。
更具体地说,甲醇喷嘴5a和汽油喷嘴6a均位于进气道3的同一侧,甲醇喷嘴5a从气道一1a的侧壁处伸入气道一1a内且与进气门相对,汽油喷嘴6a从气道二2a的侧壁处伸入气道二2a内且与进气门口相对,即甲醇和汽油均采用侧喷的方式,使得甲醇和汽油能够与空气充分混合。同一组内,两个甲醇喷嘴5a的中心线相平行,甲醇喷嘴5a的中心线在沿甲醇喷轨5长度方向上的投影与汽油喷嘴6a的中心线在沿甲醇喷轨5长度方向上的投影之间的夹角为16°,使得汽油喷嘴6a和甲醇喷嘴5a均位于最佳的喷射角度,能够更好地避免喷射过程中造成气道湿壁及碳烟高,保证了较高的燃料利用率。
本双燃料喷射系统的工作原理为:在发动机冷启动阶段,发动机内水温都比较低,水温传感器检测到的水温反馈给ECU,ECU接收信号并判断水温位于范围值T1内,通过甲醇喷射模块控制甲醇喷嘴5a不介入工作,并通过汽油喷射模块控制汽油喷嘴6a开启喷射汽油,通过燃烧汽油完成启动。当发动机进入正常运转后,水温上升,水温传感器检测到的水温反馈给ECU,ECU接收信号并判断水温位于范围值T2内,汽油喷射模块控制汽油喷嘴6a关闭停止供油,甲醇喷射模块控制对应的两甲醇喷嘴5a开启开始喷射甲醇。同时,在发动机正常运转过程中,液位传感器实时检测机油液位信息,并将检测到信号反馈给ECU,当ECU接收信号并判定机油液位为L1时,汽车ECU控制甲醇喷嘴5a喷射,汽油喷嘴6a关闭;当汽车ECU接收信号并判定机油液位上升至L2时,汽车ECU控制甲醇喷嘴5a关闭,汽油喷嘴6a喷射,从而可以根据发动机运行过程中的机油液位情况进行灵活切换,降低机油稀释问题。
实施例二
本实施例与实施例一基本相同,其不同之处在于:同一组内,甲醇喷嘴5a的中心线在沿甲醇喷轨5长度方向上的投影与汽油喷嘴6a的中心线在沿甲醇喷轨5长度方向上的投影之间的夹角为12°
实施例三
本实施例与实施例一基本相同,其不同之处在于:同一组内,甲醇喷嘴5a的中心线在沿甲醇喷轨5长度方向上的投影与汽油喷嘴6a的中心线在沿甲醇喷轨5长度方向上的投影之间的夹角为20°
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。