CN111911321A - 一种气助甲醇发动机燃料供给系统及其供给方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气助甲醇发动机燃料供给系统及其供给方法，包括甲醇发动机、甲醇存储器、气助喷嘴、甲醇供给系统、气体供给系统以及控制器；控制器，分别与气助喷嘴、甲醇供给系统、气体供给系统电连接，用于控制甲醇供给系统与气体供给系统之间形成背压，并将加压的甲醇燃料和加压的气体输入气助喷嘴后由气助口喷入甲醇发动机形成雾化的甲醇燃料。本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统为单一燃料的供给系统，简化了甲醇发动机的甲醇供给系统，降低了整个燃料供给系统的造价，也减轻了整车的质量；甲醇燃料经过气助喷嘴混合得到稳定的雾化的甲醇燃料进入甲醇发动机，保证甲醇发动机的冷启动，可以大幅提高甲醇燃料的燃烧效率和利用率。

Description

一种气助甲醇发动机燃料供给系统及其供给方法

技术领域

本发明涉及甲醇发动机领域，尤其是涉及一种气助甲醇发动机燃料供给系统及其供给方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，环保意识也在逐渐增加。伴随着地球上石油资源的日益短缺，各种新能源的汽车也随之产生并随着科技发展日趋成熟。甲醇就是一种由煤、天然气、木材和垃圾等原料合成的可再生物质，被认为是替代石油燃料的首选清洁燃料。甲醇在汽车、非道路机械、船运、发电动力等领域拥有广阔的使用背景。甲醇因其在中国具有广泛的甲醇供应链，并且具有价格低和在发动机上燃烧产生的排污量低的优点，受到了人们的普遍关注。但是甲醇发动机在低温状态下启动困难，这个是甲醇发动机目前无法大规模广泛普及的主要原因之一，也是目前急需攻克的难题之一。

研究人员在双燃料燃烧，如柴油或者汽油添加甲醇和由引燃剂引燃甲醇等方面做了大量的研究，大都由于甲醇发动机燃烧系统复杂、成本过高、控制困难，可靠性差以及喷嘴在使用一段时候后容易堵塞而导致失效等原因，使得甲醇发动机在汽车行业上的应用受到了很大的限制。现阶段的甲醇发动机主要是由汽油机或者天然气发动机改造而成，采用火花塞点燃或者直接压燃的方式。而由于甲醇的汽化潜热大，燃料雾化效果差，故甲醇发动机冷启动性能差，在冷机状态不易启动，部分工况下燃料燃烧不充分，导致热效率低，排放差。

为了解决甲醇燃料冷启动困难和燃烧不充分的问题，目前大多数的甲醇发动机采用双燃料供给系统，例如甲醇-二甲醚双燃料、甲醇-柴油双燃料、甲醇-汽油双燃料等等。这种双燃料的供给系统可以解决甲醇燃料汽化潜热大、燃烧效果差的问题，但是双燃料的供给系统同时还存在整体结构复杂，部件多，造价成本高以及甲醇发动机内喷嘴使用寿命短容易堵塞的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有甲醇发动机为了解决甲醇燃料冷启动困难而采用双燃料供给系统而导致的供给系统结构复杂、部件多、造价成本高以及发动机内喷嘴使用寿命短、容易堵塞的缺点，提供一种气助甲醇发动机燃料供给系统。

本发明提供一种气助甲醇发动机燃料供给系统，包括甲醇发动机和甲醇存储器，还包括：气助喷嘴，与所述甲醇发动机固定连接并为所述甲醇发动机提供雾化的甲醇燃料，所述气助喷嘴上设置有进气口、进醇口以及与所述甲醇发动机连通的气助口；甲醇供给系统，将所述甲醇存储器与所述气助喷嘴连通并为所述气助喷嘴提供加压的甲醇燃料，包括一端与所述甲醇存储器连通，另一端与所述进醇口连通的进醇管道和设置于所述进醇管道上的增压泵；气体供给系统，为所述气助喷嘴提供加压的气体，包括为气体加压的空气压缩机和将所述空气压缩机与所述进气口连通的进气管道；控制器，分别与所述气助喷嘴、所述甲醇供给系统、所述气体供给系统电连接，用于控制所述甲醇供给系统与所述气体供给系统之间形成背压，并将所述加压的甲醇燃料和所述加压的气体输入气助喷嘴后由所述气助口喷入所述甲醇发动机形成所述雾化的甲醇燃料。

本发明还提供一种甲醇发动机燃料供给方法，包括：

获取进醇管道中压力传感器监测的压力值；

控制溢流稳压调节器根据压力值的大小调节进醇管道内甲醇燃料的压力；

控制空气调压器调节进气管道内气体的压力，以使到达气助喷嘴处的甲醇燃料和气体形成在预设范围内的恒定压差；

控制进醇管道、进气管道与气助喷嘴之间导通，形成恒定压差的甲醇燃料和气体经由气助喷嘴为甲醇发动机提供雾化的甲醇燃料。

本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统及其供给方法的有益效果在于：为单一燃料的供给系统，利用加压的气体助力液态甲醇燃料实现甲醇燃料的雾化过程，结构简单、减少了甲醇供给系统的部件、简化了甲醇发动机的甲醇供给系统，降低了整个燃料供给系统的造价，也减轻了整车的质量；利用甲醇供给系统为甲醇燃料加压，并通过气体供给系统为空气加压，再利用压缩空气推动液态甲醇燃料经过气助喷嘴混合得到稳定的雾化的甲醇燃料进入甲醇发动机，使得喷入甲醇发动机内的甲醇燃料中的油膜撕裂至小于6微米的颗粒，可以在甲醇发动机内被一定的点火能量轻易的点燃，保证燃料供给系统在无辅助系统的帮助下可以轻易的完成冷启动过程，可以大幅提高甲醇燃料的燃烧效率和利用率。

附图说明

图1是本发明提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统的工作原理图；

图2是本发明提供的一种气助甲醇发动机燃料供给方法的流程示意图；

图3是本发明提供的一种气助甲醇发动机燃料供给方法中步骤72的流程示意图；

图4是本发明提供的一种气助甲醇发动机燃料供给方法中步骤73的流程示意图；

图5是本发明提供的一种气助甲醇发动机燃料供给方法的又一流程示意图。

图中：100-气助甲醇发动机燃料供给系统、10-甲醇发动机、11-壳体、12-气缸、13-进气歧管、20-甲醇存储器、21-液位传感器、30-气助喷嘴、31-进醇口、32-进气口、33-气助口、40-甲醇供给系统、41-进醇管道、42-电磁阀、43-一级过滤器、44-增压泵、45-环形稳压管、46-四通阀、47-压力传感器、48-溢流稳压调节器、481-回醇管、482-排气管、49-二级过滤器、50-气体供给系统、51-空气压缩机、52-进气管、53-空气调压器、54-三通阀、60-控制器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1为本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统100,为单一燃料供给的甲醇发动机燃料供给系统。能够在仅有甲醇燃料供给的前提下，通过加压空气配合气助喷嘴30将液态的甲醇燃料撕裂成油膜直径小于6微米的细小颗粒，从而向甲醇发动机10内部提供雾化的甲醇燃料。在甲醇发动机10冷启动时，雾化的甲醇燃料可以非常轻易的被气缸12内的火花塞点燃，保证甲醇发动机10能够顺利的冷启动并且大幅度提高甲醇燃料的燃烧效率。

如图1所示，本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统100包括甲醇发动机10、甲醇存储器20、气助喷嘴30、甲醇供给系统40、气体供给系统50以及控制器60。通过控制器60实现对甲醇燃料供给至甲醇发动机10的控制。该甲醇存储器20用于存储甲醇发动机10所需使用的液态甲醇燃料，在甲醇存储器20上设置有加醇口用于向甲醇存储器20内部增设甲醇燃料。

具体地，本发明所提供的甲醇发动机10包括壳体11、设置于壳体11内至少一个的气缸12以及设置于壳体11上与气缸12连通的进气歧管13。在甲醇发动机10内设置有多个气缸12，每个气缸12内均设置有火花塞用以为甲醇发动机10提供点火的能量。通过火花塞点燃进入气缸12内的甲醇燃料，甲醇燃料在甲醇发动机10内的正常燃烧推动甲醇发动机10内的活塞实现发动机驱动作用。在本实施例中，该甲醇发动机10为点燃式甲醇发动机。当然，该甲醇发动机10还可以为压燃式甲醇发动机，仅需保证进入甲醇发动机10内的甲醇燃料被充分撕裂成小颗粒的油膜状态，达到压燃所需的小颗粒分子即可实现压燃燃烧过程。

进一步地，本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统100中，还包括气助喷嘴30,该气助喷嘴30将加压的甲醇燃料与加压的气体充分混合，通过气体带动液态的甲醇燃料由气助喷嘴30中喷出，实现液态甲醇燃料的雾化过程，保证进入甲醇发动机10内的甲醇燃料被撕裂成油膜直径小于6微米的细小颗粒。随着该空气压力的增加，该气助喷嘴30所喷出的甲醇燃料的雾化程度越高，而甲醇发动机10的气缸12内部被火花塞点燃的效果越好，同时雾化后的甲醇燃料的燃烧效果也越好。

具体地，该气助喷嘴30与甲醇发动机10固定连接，为甲醇发动机10提供雾化的甲醇燃料，气助喷嘴30上设置有进气口32、进醇口31以及与甲醇发动机10连通的气助口33。该气助喷嘴30上的进气口32设置于靠近气助口33的一侧，为气助喷嘴30的喷射提供加压的气体。而进醇口31与气助口33分别位于气助喷嘴30的两端，该甲醇燃料由进醇口31进入气助喷嘴30内部，经过气助口33，随着加压的气体的推动由气助口33处喷出。在本实施例中，该气助口33与甲醇发动机10上的进气歧管13连接，因此在进气歧管13内即形成有雾化的甲醇燃料，进入气缸12内直接被火花塞点燃燃烧。当然，该气助喷嘴30可以直接设置于气缸12上，由该气助喷嘴30的气助口33喷出的雾化的甲醇燃料直接进入气缸12进行燃烧，减少经过甲醇燃料移动过程中所带来的损耗。

进一步地，本发明所提供的气助甲醇发动机燃料供给系统100还包括甲醇供给系统40和气体供给系统50，两个供给系统分别为气助喷嘴30提供经过加压的液态的甲醇燃料和加压的气体。

具体地，该甲醇供给系统40将甲醇存储器20与气助喷嘴30连通，并为气助喷嘴30提供加压的甲醇燃料。该甲醇供给系统40包括一端与甲醇存储器20连通，另一端与进醇口31连通的进醇管道41和设置于进醇管道41上的增压泵44。在甲醇存储器20中所存储的液态甲醇燃料通过增加泵44的加压，由甲醇存储器20中输出，经过进醇管道41进入气助喷嘴30内，实现甲醇燃料的运输和加压。该增压泵44需要选用耐甲醇材料的材质制作而成，例如树脂、尼龙和橡胶，特别是腈版丁腈橡胶、乙丙橡胶、聚四氟乙烯和氯丁橡胶均是增压泵44中使用的理想材料。该气助喷嘴30上的进醇口31与控制器60电连接，该进醇口31可以接收控制器60的控制信号，用于调节进醇口31的开启时刻以及开放时长。

具体地，气体供给系统50为气助喷嘴30提供加压的气体。该气体供给系统50包括为气体加压的空气压缩机51和将空气压缩机51与进气口32连通的进气管道52。外界的空气通过空气压缩机51进入进气管道52，在空气压缩机51的作用下空气被加压输入至气助喷嘴30中，实现气体的运输和加压。

进一步地，本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统100中，还包括控制器60，该控制器60分别与气助喷嘴30、甲醇供给系统40、气体供给系统50电连接，用于在甲醇发动机10运行阶段为气助喷嘴30、甲醇供给系统40和气体供给系统50提供控制信号，控制甲醇供给系统40和气体供给系统50之间形成背压，并将加压的甲醇燃料和加压的气体输入气助喷嘴30后由气助口33喷入甲醇发动机10形成雾化的甲醇燃料。

该控制器60可以将整个气助甲醇发动机燃料供给系统100中的各个部分均实现自动化控制过程，并且分别控制甲醇供给系统40和气体供给系统50上的部件，实现甲醇供给系统40和气体供给系统50之间形成相对稳定的背压，保证输入气助喷嘴30中的甲醇燃料和气体均是具有符合设定要求的压力值，并最终由气助口33喷出。该控制器60不仅可以用于系统100中的各个实施部件上实现相关数据的采集和分析，还可以将处理后的控制信号反馈至各个实施部件上，实现对于实施部件的控制，通过该控制器60的控制配合气助喷嘴30实现液态甲醇燃料的雾化喷出过程。

进一步地，本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统100中，该甲醇供给系统40还包括设置于进醇管道41上的用于开启或关闭进醇管道41的电磁阀42，电磁阀42位于甲醇存储器20与增压泵44之间，并与控制器60电连接。该电磁阀42与控制器60电连通，使得该电磁阀42接收控制器60的控制信号，开启或者关闭进醇管道41。设置该电磁阀42可以方便整个系统的接管、维修以及更换滤芯等等对于甲醇供给系统40中的维护操作。

具体地，甲醇供给系统40还包括设置于进醇管道41上位于增压泵44与气助喷嘴30之间的四通阀46，四通阀46的第一接口与增压泵44连通，第二接口与气助喷嘴30的进醇口31连通，第三接口与压力传感器47连通，第四接口与溢流稳压调节器48连通。该四通阀46的第一接口与第二接口相对设置，实现甲醇燃料由增压泵44到气助喷嘴30之间的传送。该四通阀46上第三接口所连接的压力传感器47与控制器60电连接，使得控制器60可以实施监测进醇管道41上的甲醇燃料的压力。在本实施例中，进醇管道41上的甲醇燃料的压力由增压泵44提供，增压泵44为甲醇燃料所提供的压力一般控制在0～10bar之间。在该压力范围内，甲醇燃料可以有效并且迅速的由甲醇存储器20进入气助喷嘴30中。在本实施例中，该进醇管道41上的压力为8bar。该四通阀46上的第三接口与第四接口相对设置，在压力传感器47的相对侧设置有溢流稳压调节器48。该溢流稳压调节器48与控制器60电连接，使得该溢流稳压调节器48可以接收控制器60的控制信号，通过溢流稳压调节器48调节进醇管道41内的甲醇燃料的压力。当压力传感器47上所监测到的压力值大于预设的基础压力值时，该控制器60将四通阀46与溢流稳压调节器48之间的通道打开起到泄压的作用，从而确保进醇管道41内的甲醇燃料的压力符合预设的基础压力值。当压力传感器47上所监测到的压力值小于预设的基础压力值时，控制器60将四通阀46与溢流稳压调节器48之间的通道关闭，并且提高增压泵44上的压力，使得该醇管道41内的甲醇燃料的压力符合预设的基础压力值。因此，该控制器60与压力传感器47、增压泵44、溢流稳压调节器48相互作用保证进入气助喷嘴30中的甲醇燃料的压力符合预设的基础压力值。

具体地，本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统100中，由于甲醇供给系统40中在四通阀46上设置有溢流稳压调节器48，通过设置的溢流稳压调节器48实现甲醇供给系统40和气体供给系统50之间形成相对恒定的背压。正是由于甲醇燃料的压力和压缩的空气的压力之间形成的背压(即甲醇燃料与空气之间的压力差)，从而保证气助喷嘴30喷出相对稳定的雾化的甲醇燃料。

具体地，如图1所示，在增压泵44与四通阀46之间通过环形稳压管45连通。该环形稳压管45设置于增压泵44的输出端上，可以吸收增压泵44的脉动，稳定管道内的压力，该管道要处于自然放松状态，从而保证由增压泵44输入四通阀46处的甲醇燃料的压力的稳定性，提高进醇管道41整体的压力稳定性。

具体地，该甲醇供给系统40还包括设置于进醇管道41上的一级过滤器43和二级过滤器49，一级过滤器43位于电磁阀42与增压泵44之间，二级过滤器49位于四通阀46与气助喷嘴30之间。该一级过滤器43设置于增压泵43的前端，为一级粗滤，用于对甲醇存储器20上输出的液态甲醇燃料进行粗滤，从而保证进入增压泵44的甲醇燃料不受杂质的损坏。该一级过滤器43根据燃料供给系统100的整体使用情况，一般半年到一年的时间需要进行一次更换，若发现进醇管道41内的流量变小而无法达到预设的基础压力值时，就需要及时更换一级过滤器43的滤芯。二级过滤器49设置于气助喷嘴30的前端，为二级精滤，通过二级过滤器49的精滤之后的经过加压的甲醇燃料由进醇口31进入气助喷嘴30内。

进一步地，本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统100中，该气体供给系统50还包括设置于进气管道52上与空气压缩机51连通的空气调压器53，空气调压器53与控制器60电连接。该空气压缩机51将外界的空气加压后输入至进气管道52内。而经过空气压缩机51的空气压力一般大于气助喷嘴30所需的气体压力值。因此需要通过空气调压器53对经过加压的空气进行降压，达到气助喷嘴30所需的需求后再由进气口32进入。该气助喷嘴30的进气口32与控制器60电连接，使得该进气口32可以由控制器60的控制信号调节进气口32的开启时刻以及开放时长。在本实施例中，为了保证气助喷嘴30中能够喷射处雾化的甲醇燃料，需要控制进气管道41内的压力至少维持在6bar。

具体地，气体供给系统50还包括设置于进气管道52上位于空气调压器53与气助喷嘴30之间的三通阀54，三通阀54的第五接口与空气调压器53连通，第六接口与溢流稳压调节器48连通，第七接口与气助喷嘴30的进气口32连通。该空气调压器53与控制器60电连接，可以由控制器60控制有效地调节进气管道52内气体的压力。当空气压缩机51将压缩的气体输入进气管道52后，通过空气调节器53降压和稳压得到所需压力的气体后，多余的气体将会通过三通阀54与溢流稳压调节器48连通的通道排出，起到泄压的作用。并且该空气调压器53有25um的过滤能力，能够有效地过滤空气中的杂质。

进一步地，在本实施例中，该溢流稳压调节器48上设置有排气管482与甲醇存储器20连通的回醇管481。通过该回醇管481可以将甲醇供给系统40中所输送过来的甲醇燃料输送回甲醇存储器20中，即稳定了甲醇供给系统40中的甲醇燃料的压力，又避免了甲醇燃料的浪费。而该排气管482可以将气体供给系统50中所输送过来的气体排出，稳定整个气体供给系统50的压力。

进一步地，本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统100中所提供的甲醇存储器20上设置有与控制器60电连接的液位传感器21。控制器60可以通过该液位传感器21实时监测甲醇存储器20内的甲醇燃料的存储量。同时，在甲醇存储器20的顶部还设置有泄压阀，从而保持甲醇供给系统40中甲醇燃料的压力值一致。

本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统100中通过甲醇供给系统40为气助喷嘴30提供了压力稳定的液体甲醇燃料，同时通过气体供给系统50为气助喷嘴30提供了压力稳定的空气。在本实施例中，向气助喷嘴30中提供的甲醇燃料的压力在8bar,向气助喷嘴30中提供的空气的压力在6bar，因此两者之间形成2bar的背压。在溢流稳压调节器48中形成相对恒定的压力差。

本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统100中的控制器60可以调节控制整个燃料供给系统100维持于背压的恒定工作状态。该控制器60通过甲醇存储器20上的液位传感器21读取甲醇存储器20中的甲醇燃料的余量。同时，控制甲醇供给系统40中电磁阀42始终处于开启的状态，并开启增压泵44，将甲醇存储器20中的液态甲醇燃料输入至气助喷嘴30中。在甲醇燃料的输送过程中，经过进醇管道41上的四通阀46时，控制器60可以根据压力传感器47始终监测进醇管道41上的甲醇燃料的压力值是否达到气助喷嘴30所需甲醇燃料的基础压力值。若该压力值超过基础压力值时，控制器60开启四通阀46和溢流稳压调节器48的连接通道，将进醇管道41上多余的压力排出，多余的甲醇燃料由溢流稳压调节器48的回醇管481输送回甲醇存储器20中，从而保证整个甲醇供给系统40中压力的稳定，同时也保证了加压后的液体的甲醇燃料由进醇口31进入气助喷嘴30中。

与此同时，控制器60开启气体供应系统50，通过空气压缩机51将外界的空气压缩并输入至空气调压器53内，经过空气调压器53的降压和稳压后输入三通阀46上，控制器60将三通阀46与溢流稳压调节器48连通，由于降压所产生的多余空气排入溢流稳压调节器48内，并由排气管482排出，再将所需的已经压缩的气体由进气口32输入气助喷嘴30。

经过溢流稳压调节器48的调节，将甲醇供给系统40和气体供给系统50两者之间形成稳定的背压。可以通过控制器60自动检测整个系统是否运作正常，通过调高压缩气体的压力，检测进醇管道41内的甲醇燃料的压力。若该甲醇燃料的压力随之升高，则表示整个系统的背压调整系统工作正常。在甲醇发动机10正常工作过程中，甲醇供给系统40会自动根据气压调整甲醇燃料的压力使得整个系统100中维持相对恒定的工作背压。

本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃烧供给系统100中包括以下工作过程：

1、甲醇供应：控制器60开启增压泵44，甲醇燃料由甲醇存储器20中输出，经过电磁阀42、一级过滤器43和环形稳压管45进入四通阀46中，通过四通阀46上接入的压力传感器47实时监测进醇管道41内的甲醇压力，同时控制器60将四通阀46与溢流稳压调节器48连通，以控制甲醇燃料与空气之间的压差恒定，稳定压力的甲醇燃料再经由二级过滤器49输送至气助喷嘴30的进醇口31处。

2、气体供应：控制器60开启空气压缩机51，通过空气压缩机51将外界的气体压缩输送至空气调节器53上，通过空气调节器53将压缩的气体降压稳定至设定值，多余的气体将由三通阀54输送至溢流稳压调节器48上，保证甲醇燃料与气体之间的稳定压差，稳定压力的气体经由三通阀54输送至气助喷嘴30的进气口32处。

3、气助喷嘴的喷射：控制器60控制甲醇供给系统40中加压的液态的甲醇燃料由进醇口31进入气助喷嘴30的时刻和时长，同时控制气体供给系统50中加压的气体由进气口32进入气助喷嘴30的时刻和时长，甲醇燃料和空气通过气助喷嘴30的气助口33喷出，从而在甲醇发动机10中形成雾化的甲醇燃料，雾化的甲醇燃料的油膜颗粒直径小于6微米。

本发明所提供的一种气助甲醇发动机燃料供给系统100为单一燃料的供给系统，利用加压的气体助力液态甲醇燃料实现甲醇燃料的雾化过程，结构简单、减少了甲醇供给系统40的部件、简化了甲醇发动机10的甲醇供给系统40，降低了整个甲醇供给系统40的造价，也减轻了整车的质量；利用甲醇供给系统40为甲醇燃料加压，并通过气体供给系统50为空气加压，在系统中将甲醇燃料和压缩空气形成相对恒定的背压，再利用压缩空气推动液态甲醇燃料经过气助喷嘴30混合得到稳定的雾化的甲醇燃料进入甲醇发动机10内，使得喷入甲醇发动机10的气缸内的甲醇燃料中的甲醇油膜撕裂至小于6微米的颗粒，在甲醇发动机10内被一定的点火能量作用下可以轻易的直接点燃，保证甲醇供给系统40在无辅助系统的帮助下可以轻易的完成甲醇发动机10的冷启动，并且可以大幅提高甲醇发动机10内甲醇燃料的燃烧效率和利用率。

本发明还提供一种气助甲醇发动机燃料供给方法，该气助甲醇发动机燃料供给方法应用于本发明提供的气助甲醇发动机燃料供给系统中的控制器60一侧，关于气助甲醇发动机燃料供给系统的结构可以参见上述对气助甲醇发动机燃料供给系统和图1的描述，此处不再赘述。

如图2所示，本发明提供的气助甲醇发动机燃料供给方法包括以下步骤71至步骤74。

步骤71：获取进醇管道41中压力传感器47监测的压力值。

其中，压力传感器47可以是能够监测液态甲醇压力的器件，对其该器件的型号不做具体限制。在气助甲醇发动机燃料供给方法中，压力传感器47可以实时监测进醇管道41内液态甲醇燃料的压力，由于控制器60与压力传感器47电连接，控制器60可以实时获取压力传感器47监测的压力值。

步骤72：控制溢流稳压调节器48根据压力值的大小调节进醇管道41内甲醇燃料的压力。

其中，具体是根据压力值与基础压力值之间的大小关系来调节进醇管道41内甲醇燃料的压力。控制器60根据压力值与基础压力值之间的大小关系向溢流稳压调节器48发送对应的信号，以使溢流稳压调节器48调节进醇管道41内甲醇燃料的压力。

需要注意的是，本实施例中的溢流稳压调节器48可以包括用于调节管道内液体或者气体压力的功能性组件。

进一步地，作为本发明提供的一种实施方式，如图3所示，上述步骤72具体包括以下步骤721至步骤723。

步骤721：比较压力值与预设的基础压力值之间的大小关系。

其中，具体是控制器60比较压力值与预设的基础压力值之间的大小关系。基础压力值可以是根据经验设定。

步骤722：当压力值大于基础压力值时，控制四通阀46与溢流稳压调节器48之间的通道导通，溢流稳压调节器48排出泄压的甲醇燃料直至进醇管道41的压力值与基础压力值相匹配。

其中，进醇管道41的压力值与基础压力值相匹配表示进醇管道41的压力值与基础压力值之间的差值的绝对值小于预先设定的阈值。

其中，当压力值相对于基础压力值越大时，控制器60控制溢流稳压器48排出的甲醇燃料越多，此时，将溢流稳压器48排出的甲醇燃料视为泄压的甲醇燃料。在本实施例中，当控制器60向溢流稳压调节器48发送信号，控制溢流稳压调节器48打开四通阀46与溢流稳压调节器48之间的通道时，起到了泄压的作用，从而确保进醇管道41内的甲醇燃料的压力与基础压力值相匹配。

进一步地，作为本发明的一种实施方式，上述步骤722具体包括以下内容：

当压力值大于基础压力值时，控制四通阀46与溢流稳压调节器48之间的通道导通，控制溢流稳压调节器48的回醇管481与甲醇存储器20之间的通道导通，使得经由溢流稳压调节器48排出的泄压的甲醇燃料回流至甲醇存储器20，直至进醇管道41的压力值与基础压力值相匹配。

其中，控制器60向溢流稳压调节器48发送信号，以使溢流稳压调节器48控制四通阀46与溢流稳压调节器48之间的通道导通、溢流稳压调节器48的回醇管481与甲醇存储器20之间的通道导通。

其中，甲醇存储器20可以包括用于存储甲醇发动机10所需使用的液态甲醇燃料的存储组件，在甲醇存储器20上设置有加醇口用于向甲醇存储器20内部增设甲醇燃料。

在本实施例中，通过控制四通阀46与溢流稳压调节器48之间的通道导通，控制溢流稳压调节器48的回醇管481与甲醇存储器20之间的通道导通，能够将泄压的甲醇燃料回流至甲醇存储器20中，稳定了甲醇供给系统40中的甲醇燃料的压力，又避免了甲醇燃料的浪费。

步骤723：当压力值小于基础压力值时，控制四通阀46与溢流稳压调节器48之间的通道关闭，提升增压泵的压力直至进醇管道41的压力值与基础压力值相匹配。

其中，当压力值小于基础压力值时，控制器60向溢流稳压调节器48发送信号，控制溢流稳压调节器48关闭四通阀46与溢流稳压调节器48之间的通道，同时，压力值相对于基础压力值越小时，增加泵44提升的压力越大。

需要注意的是，上述步骤722中的“压力值大于基础压力值”和上述步骤723中的“压力值小于基础压力值”是相对于基础压力值而言，也就是说，本实施例中的“大于”和“小于”并不是绝对意义上的“大于”和“小于”，压力值与基础压力值之间应当允许一定范围的误差，当控制器判断压力值与基础压力值相匹配时，应当认为此时压力值与基础压力值“相等”。

优选地，本实施例中的基础压力值可以是8bar(巴)。

在本实施例中，通过上述步骤721至步骤723的实施，能使得进醇管道41内甲醇燃料的压力稳定在一定范围内，从而能够保证后续在气助喷嘴30处甲醇燃料与气体形成恒定压差，从而为甲醇发动机10提供雾化的甲醇燃料。

步骤73：控制空气调压器53调节进气管道52内气体的压力，以使到达气助喷嘴30处的甲醇燃料和气体形成在预设范围内的恒定压差。

其中，具体是控制器60控制空气调压器53调节进气管道52内气体的压力。

其中，预设范围为1.5bar～4.0bar，也就是说，甲醇燃料的压力应当比气体的压力大1.5bar～4.0bar。

需要注意的是，恒定压差中的“恒定”并不表示气助喷嘴30处的甲醇燃料和气体之间的差压维持在一个不变的状态，而是甲醇燃料与气体之间的压差维持在相对恒定的状态。

进一步地，作为本发明提供的一种实施方式，如图4所示，上述步骤73具体包括以下步骤731至步骤732。

步骤731：控制空气调压器53对经过加压的气体进行调压，获得泄压的气体和满足恒定压差的气体。

其中，空气压缩机51将外界的空气加压后输入至进气管道52内。由于经过空气压缩机51的空气压力一般大于气助喷嘴30所需的气体压力值，因此需要通过空气调压器53对经过加压的空气进行降压，达到气助喷嘴30所需的需求后再由进气口32进入。

在本实施例中，气助喷嘴30的进气口32与控制器60电连接，使得该进气口32可以由控制器60的控制信号调节进气口32的开启时刻以及开放时长。同时，为了保证气助喷嘴30中能够喷射处雾化的甲醇燃料，需要控制进气管道52内的压力至少维持在6bar。

步骤732：控制三通阀54与溢流稳压调节器48之间的通道导通，将泄压的气体经由排气管482排出。

其中，控制器60向溢流稳压调节器48发送信号，以使溢流稳压调节器48开通三通阀54与溢流稳压调节器48之间的通道，并将泄压的气体经由排气管482排出。

也就是说，空气压缩机51将外界的气体进行加压导入进气管道52中后，一部分气体满足气助喷嘴30所需的需求，另一部分气体经由排气管482排出。

在本实施例中，通过上述步骤731至步骤732的实施，能够有效对外界的气体进行调压，使得到达气助喷嘴30的进气口32的气体能够满足恒定压差的要求，从而在气助喷嘴30的气助口33喷射出雾化的甲醇燃料。

进一步地，作为本发明提供的一种实施方式，在上述步骤73之前包括：控制空气压缩机51对外界的气体进行加压并输送至进气管道52。

其中，空气压缩机51与控制器60电连接，控制器60可以控制空气压缩机51的工作状态。外界的气体一般是空气。需要注意的是，空气压缩机51需要对外界的气体进行加压，然后输入至进气管道52内。

需要注意的是，本实施例中的“外界”是相对于进气管道52的外界，而并不是该进气管道52所在车辆的外界。

在本实施例中，通过控制空气压缩机51将外界的气体进行加压，并导入至进气管道52，以为气助喷嘴30的进气口32提供气体。

步骤74：控制进醇管道41、进气管道52与气助喷嘴30之间导通，形成恒定压差的甲醇燃料和气体经由气助喷嘴为甲醇发动机提供雾化的甲醇燃料。

其中，具体是控制器60发送信号控制进醇管道41与气助喷嘴30的进醇口31之间的通道导通、控制进气管道52与气助喷嘴30的进气口32之间的通道导通，甲醇燃料和气体通过气助喷嘴30的到达气助口33，气助喷嘴30将甲醇燃料撕裂成油膜直径小于6微米的细小颗粒，从而向甲醇发动机10内部提供雾化的甲醇燃料从而形成雾化的甲醇燃料，在甲醇发动机10冷启动时，雾化的甲醇燃料可以非常轻易的被气缸12内的火花塞点燃，保证甲醇发动机10能够顺利的冷启动并且大幅度提高甲醇燃料的燃烧效率，同时甲醇燃料在甲醇发动机10内的正常燃烧推动甲醇发动机10内的活塞反向作用实现发动机驱动作用。

需要注意的是，在本实施例中，气助口33与甲醇发动机10上的进气歧管13连接，因此在进气歧管13内即形成有雾化的甲醇燃料，进入气缸12内直接被火花塞点燃燃烧。当然，该气助喷嘴30可以直接设置于气缸12上，由该气助喷嘴30的气助口33喷出的雾化的甲醇燃料直接进入气缸12进行燃烧，减少经过甲醇燃料移动过程中所带来的损耗。

在本实施例中，通过上述步骤71至步骤74的实施，能够通过控制气体与液态的甲醇燃料之间的差压，实现甲醇燃料的雾化过程，简化了向甲醇发动机供给燃料的方法，降低了甲醇燃料供给方法的应用成本，同时在甲醇发动机10内被一定的点火能量轻易的点燃，降低冷启动的难度，大幅提高了甲醇燃料的燃烧效率和利用率。并且，通过控制器60控制溢流稳压调节器48，能够将泄压的甲醇燃料重新导入甲醇存储器20，将泄压的气体通过排气管482排出，稳定了进醇管道41和甲醇存储器20中的甲醇燃料的压力，又避免了甲醇燃料的浪费，稳定了进气管道52中气体的压力。

进一步地，作为本发明提供的一种实施方式，在上述步骤71之前包括：控制甲醇燃料进入进醇管道41。

其中，控制器60具体是向电磁阀42发送信号，控制电磁阀42开启进醇管道41，使得甲醇燃料能够进入进醇管道41。由于控制器60与电磁阀42电连接，控制器60可以控制电磁阀42的工作状态。

在本实施例中，通过控制甲醇燃料进入进醇管道41，能够向进醇管道41中充入甲醇燃料，同时在控制电磁阀42关闭进醇管道41时，能够对甲醇供给系统40中的各个器件、组件进行维修和更换。

进一步地，作为本发明的一种实施方式，如图5所示，本发明提供的气助甲醇发动机燃料供给系统还包括以下步骤75至步骤76。

步骤75：获取甲醇存储器20中甲醇燃料的存储量。

其中，具体是控制器60获取液位传感器21监测的甲醇存储器20中甲醇燃料的存储量。由于控制器60与液位传感器21电连接，控制器60可以实时获取液位传感器21监测的数据。

步骤76：根据甲醇燃料的存储量控制泄压阀的状态。

其中，控制器60可以与泄压阀电连接，控制器60可以根据甲醇燃料的存储量控制泄压阀开启或关闭，从而保证进醇管道41和甲醇存储器20中的压力值一致。

在本实施例中，通过上述步骤75至步骤76的实施，能够保持甲醇供给系统40中进醇管道41和甲醇存储器20内甲醇燃料的压力值一致。

应理解，上述发明中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种气助甲醇发动机燃料供给系统，包括甲醇发动机和甲醇存储器，其特征在于，还包括：

气助喷嘴，与所述甲醇发动机固定连接并为所述甲醇发动机提供雾化的甲醇燃料，所述气助喷嘴上设置有进气口、进醇口以及与所述甲醇发动机连通的气助口；

甲醇供给系统，将所述甲醇存储器与所述气助喷嘴连通并为所述气助喷嘴提供加压的甲醇燃料，包括一端与所述甲醇存储器连通，另一端与所述进醇口连通的进醇管道和设置于所述进醇管道上的增压泵；

气体供给系统，为所述气助喷嘴提供加压的气体，包括为气体加压的空气压缩机和将所述空气压缩机与所述进气口连通的进气管道；

控制器，分别与所述气助喷嘴、所述甲醇供给系统、所述气体供给系统电连接，用于控制所述甲醇供给系统与所述气体供给系统之间形成背压，并将所述加压的甲醇燃料和所述加压的气体输入气助喷嘴后由所述气助口喷入所述甲醇发动机形成所述雾化的甲醇燃料。

2.如权利要求1所述的一种气助甲醇发动机燃料供给系统，其特征在于，所述甲醇供给系统还包括设置于所述进醇管道上位于所述增压泵与所述气助喷嘴之间的四通阀，所述四通阀的第一接口与所述增压泵连通，第二接口与所述气助喷嘴的进醇口连通，第三接口与压力传感器连通，第四接口与溢流稳压调节器连通。

3.如权利要求2所述的一种气助甲醇发动机燃料供给系统，其特征在于，所述气体供给系统还包括设置于所述进气管道上与所述空气压缩机连通的空气调压器，所述空气调压器与所述控制器电连接。

4.如权利要求3所述的一种气助甲醇发动机燃料供给系统，其特征在于，所述气体供给系统还包括设置于所述进气管道上位于所述空气调压器与所述气助喷嘴之间的三通阀，所述三通阀的第五接口与所述空气调压器连通，第六接口与所述溢流稳压调节器连通，第七接口与所述气助喷嘴的进气口连通。

5.如权利要求4所述的一种气助甲醇发动机燃料供给系统，其特征在于，所述溢流稳压调节器与所述控制器电连接，且所述溢流稳压调节器上设置有排气管和与所述甲醇存储器连通的回醇管。

6.如权利要求2所述的一种气助甲醇发动机燃料供给系统，其特征在于，所述增压泵与所述四通阀之间通过环形稳压管连通。

7.如权利要求2所述的一种气助甲醇发动机燃料供给系统，其特征在于，所述甲醇供给系统还包括设置于所述进醇管道上的用于开启或关闭所述进醇管道的电磁阀，所述电磁阀位于所述甲醇存储器与所述增压泵之间，且与所述控制器电连接。

8.如权利要求7所述的一种气助甲醇发动机燃料供给系统，其特征在于，所述甲醇供给系统还包括设置于所述进醇管道上的一级过滤器，所述一级过滤器位于所述电磁阀与所述增压泵之间。

9.如权利要求8所述的一种气助甲醇发动机燃料供给系统，其特征在于，所述甲醇供给系统还包括设置于所述进醇管道上的二级过滤器，所述二级过滤器位于所述四通阀与所述气助喷嘴之间。

10.如权利要求1所述的一种气助甲醇发动机燃料供给系统，其特征在于，所述甲醇存储器上设置有与所述控制器电连接的液位传感器。

11.一种气助甲醇发动机燃料供给方法，应用于气助甲醇发动机燃料供给系统中的控制器，其特征在于，包括：

获取进醇管道中压力传感器监测的压力值；

控制溢流稳压调节器根据所述压力值的大小调节所述进醇管道内甲醇燃料的压力；

控制空气调压器调节进气管道内气体的压力，以使到达气助喷嘴处的所述甲醇燃料和所述气体形成在预设范围内的恒定压差；

控制所述进醇管道、所述进气管道与所述气助喷嘴之间导通，形成所述恒定压差的所述甲醇燃料和所述气体经由所述气助喷嘴为甲醇发动机提供雾化的所述甲醇燃料。

12.根据权利要求11所述的气助甲醇燃料供给方法，其特征在于，所述控制溢流稳压调节器根据所述压力值的大小调节所述进醇管道内甲醇燃料的压力包括：

比较所述压力值与预设的基础压力值之间的大小关系；

当所述压力值大于所述基础压力值时，控制四通阀与所述溢流稳压调节器之间的通道导通，所述溢流稳压调节器排出泄压的所述甲醇燃料直至所述进醇管道的压力值与所述基础压力值相匹配；

当所述压力值小于所述基础压力值时，控制所述四通阀与所述溢流稳压调节器之间的通道关闭，提升增压泵的压力直至所述进醇管道的压力值与所述基础压力值相匹配。

13.根据权利要求12所述的气助甲醇燃料供给方法，其特征在于，当所述压力值大于所述基础压力值时，控制四通阀与所述溢流稳压调节器之间的通道导通，所述溢流稳压调节器排出泄压的所述甲醇燃料直至所述进醇管道的压力值与所述基础压力值相匹配包括：

当所述压力值大于所述基础压力值时，控制四通阀与所述溢流稳压调节器之间的通道导通，控制所述溢流稳压调节器的回醇管与甲醇存储器之间的通道导通，使得经由所述溢流稳压调节器排出的所述泄压的甲醇燃料回流至所述甲醇存储器，直至所述进醇管道的压力值与所述基础压力值相匹配。

14.根据权利要求11所述的气助甲醇燃料供给方法，其特征在于，在所述控制空气调压器调节进气管道内气体的压力之前包括：

控制空气压缩机对外界的气体进行加压并输送至所述进气管道。

15.根据权利要求14所述的气助甲醇燃料供给方法，其特征在于，所述控制空气调压器调节进气管道内气体的压力，以使到达气助喷嘴处的所述甲醇燃料和所述气体形成在预设范围内的恒定压差包括：

控制空气调压器对经过加压的气体进行调压，获得泄压的气体和满足所述恒定压差的气体；

控制三通阀与所述溢流稳压调节器之间的通道导通，将所述泄压的气体经由排气管排出。

16.根据权利要求11所述的气助甲醇发动机燃料供给方法，其特征在于，在所述获取进醇管道中压力传感器监测的压力值之前包括：

控制所述甲醇燃料进入所述进醇管道。

17.根据权利要求11所述的气助甲醇发动机燃料供给方法，其特征在于，还包括：

获取甲醇存储器中所述甲醇燃料的存储量；

根据所述甲醇燃料的存储量控制泄压阀的状态。

18.根据权利要求11至17任一项所述的气助甲醇发动机燃料供给方法，其特征在于，所述预设范围为1.5bar～4.0bar。

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