CN113530727A - 一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统 - Google Patents

一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统，属于双燃料汽车燃油供给技术领域。所属系统主要包括甲醇和聚甲氧基二甲醚混合燃料供给管路、甲醇和聚甲氧基二甲醚混合燃料回油管路、ECU控制单元模块和超声波发生装置。该发明利用超声波震荡甲醇/聚甲氧基二甲醚混合燃料，使燃料在供给前混合均匀，超声波震荡也可以提升燃料温度，使燃烧更加充分高效。同时本发明也克服了双喷喷油器模式复杂，混合不均的问题，有利于提高燃料在发动机气缸内的燃烧效率，提高经济效益，采用甲醇和聚甲氧基二甲醚代燃料，提供动力的同时减少能源消耗，减轻对环境的污染，符合节能减排要求。

Description

一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统
技术领域
本发明属于双燃料汽车燃油供给技术领域，尤其涉及一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统。
技术背景
当前各国面临能源紧缺和大气污染日益严重，寻找清洁的代用燃料已成为各国发动机工作者的研究目标。在节能减排的大背景下，甲醇燃料应运而生，虽然甲醇燃料达到了环保的效果但是它也有冷启动动力不足、热值不高等缺点。聚甲氧基二甲醚(PODEn)（n=1～8）作为新型的煤基燃料,由甲醇和二甲醚等煤基醇醚燃料合成，具有十六烷值和含氧量较高等优点,可以提高燃料在发动机中的燃烧质量，提高热效率，DMM3-6可作为清洁柴油调和组分，物性与柴油相近，调和到柴油中使用不需要对车辆发动机供给系统进行改造。十分具有应用前景。使用甲醇和聚甲氧基二甲醚混合燃料供给可以克服甲醇燃料冷启动动力不足和热值不高的缺点。达到高效燃烧。
由于甲醇，聚甲氧基二甲醚两种燃料有着不同的密度，在长时间混合状态下混合不均，分层不可避免，分层会影响燃料的燃烧效率，降低经济效益。超声波的震荡作用可以使两种燃料均匀混合，并且提高燃料的温度，加大燃烧效率，提高经济效益。现在常用的混合供给系统为双喷油器模式，两种燃料分别通过两个油泵抽到喷油器，喷射之后进行混合燃烧，这类方法虽然达到了燃料混合但是复杂度高，混合不够充分导致经济效益低。
因为设计出一种甲醇、聚甲氧基二甲醚在油箱按一定比例经超声波混合均化之后再经喷油器喷入气缸燃烧的混合燃料供给系统。
发明内容
本发明要解决甲醇燃料动力不足热值不高，双燃料混合不充分均匀等问题，提高发动机的热效率，增加汽车的驾驶性能提高经济效益，解决双喷式燃料混合复杂等问题，发明了甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统。
本发明实现上述目的的技术方案是：一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统包括甲醇和聚甲氧基二甲醚混合燃料供给管路、甲醇和聚甲氧基二甲醚混合燃料回油管路、ECU控制单元模块和超声波发生装置；所述甲醇和聚甲氧基二甲醚混合燃料供给管路通过设置在发动机的混合燃料喷嘴与发动机燃烧室相连通；所述甲醇和聚甲氧基二甲醚混合燃料回油管路与供给管路中的钢丝软管相连通；所述超声波发生装置设置在混合油箱上；所述ECU控制单元模块根据预设的数据以及发动机的工作要求设定甲醇和聚甲氧基二甲醚燃烧比例，并综合根据混合油箱液位情况调节电磁式节流阀开度来控制参与燃烧的甲醇量和聚甲氧基二甲醚量。
进一步地，所述混合燃料供给管路包括甲醇油箱，聚甲氧基二甲醚油箱，混合燃料油箱，电磁式节流阀，混合燃料滤器，高压泵，喷油器。所述甲醇油箱用于储存甲醇，聚甲氧基二甲醚油箱用于储存聚甲氧基二甲醚，所述混合油箱用于储存混合燃料，所述混合燃料滤器连接混合油箱出口和高压泵，所述供给管路通过设置在发动机的混合燃料喷嘴与发动机燃烧室相连通；
进一步地，所述甲醇和聚甲氧基二甲醚回油管路包括单向阀、低压泵。所述单向阀用于防止混合燃料的回流，所述低压泵用于将发动机结束工作后将供给管路中剩余的混合燃料重新泵入混合油箱。
进一步地所述ECU控制单元模块包括液位传感器和控制单元，所述液位传感器与混合油箱和ECU控制单元相连，所述电磁式节流阀与ECU控制单元相连，用于根据液位传感器发出的信号和发动机实际工作需要调节电磁式节流阀的开度，控制甲醇和聚甲氧基二甲醚燃料的混合比例以及燃料量。
进一步地，所述超声波发生装置包括超声波发生器和超声波换能器，所述超声波发生器安装在混合油箱上，用于震荡均化混合溶液，所述超声波换能器与超声波发生器相连。
进一步地，所述混合油箱底部设有排油孔，可以在更换混合燃料比例时将混合燃料通过排油孔排出。
进一步地，所述混合油箱从上到下设置四个超声波换能器，所述超声波换能器连接超声波发生器，根据液位传感器传出的信号相应开启位于液位之下的超声波换能器，关闭位于液位之上的超声波换能器。
进一步地，所述甲醇油箱、聚甲氧基二甲醚油箱出口处连接流量计，所述流量计可以监测两种燃料流入混合油箱的量，从而通过ECU控制单元来调节两种燃料的混合比例。
进一步地，所述甲醇和聚甲氧基二甲醚回油管路与混合燃料滤器、高压油泵、喷油器三部分相连，用于回流这三部分中剩余的混合燃料。
本发明带来的效益：
1、本发明采用甲醇和聚甲氧基二甲醚代燃料，提供动力的同时减少能源消耗，减轻对对环境的污染，符合节能减排要求。
2、本发明利用超声波震荡均化混合燃料，同时超声波震荡使得甲醇和聚甲氧基二甲醚混合燃料温度提高，在提高燃烧效率的同时提升了经济效益。
3、本发明设有回油管路，提高燃油压力的稳定性，整个装置工作过程中更加安全。
4.本发明克服了双喷油器模式复杂度高，混合不够充分的难题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统的结构示意图；
图2是超声波换能器内部结构示意图；
图1中：1.混合油箱，2.电磁式节流阀，3.混合燃料滤器，4.高压油泵，5.喷油器，6.发动机，7.单向阀，8.低压泵，9.液位传感器，10.ECU控制单元模块，11.超声波换能器，12.甲醇油箱，13.聚甲氧基二甲醚油箱，14.流量计。
图2中：1.压电晶片，2.后盖，3.辐射体，4.引线，5.螺栓。
具体实施方法
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述。
本发明提出了一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统，该供给系统中混合燃料为甲醇和聚甲氧基二甲醚代燃料，经过超声波换能器的震荡均化作用经喷油器进入发动机气缸内燃烧，极大地提高了发动机热效率，减少了污染物的产生。
具体的，本发明提供的一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统包括混合燃料供给系统，混合燃料回油系统，ECU控制单元模块，超声波发生装置。其中，混合燃料供给系统的输出端通过设置在发动机6上的喷油器5与发动机燃烧室相连通；混合燃料回油系统与混合燃料滤器3，高压油泵4，喷油器5相连接，输出端连接混合油箱1；超声波发生装置安装于混合油箱1上；ECU控制单元模块用于实施监测混合油箱中液位，根据预设的标定数据以及发动机的工况判断甲醇和聚甲氧基二甲醚燃烧比例，调节电磁式节流阀开度，控制甲醇和聚甲氧基二甲醚的掺混比例。
所述混合燃料供给管路包括甲醇油箱12，聚甲氧基二甲醚油箱13，混合燃料油箱1，电磁式节流阀2，混合燃料滤器3，高压泵4，喷油器5。所述甲醇油箱12用于储存甲醇，聚甲氧基二甲醚油箱13用于储存聚甲氧基二甲醚，所述混合油箱1用于储存甲醇和聚甲氧基二甲醚混合燃料，所述混合油箱底1部设有排油孔，可以在更换混合燃料比例时将混合燃料通过排油孔排出。所述混合燃料滤器3连接混合油箱1出口和高压泵4，所述供给管路通过设置在发动机6的混合燃料喷嘴与发动机燃烧室相连通；
所述甲醇和聚甲氧基二甲醚回油管路包括单向阀7、低压泵8。所述单向阀7与供给管路中的混合燃料滤器3，高压油泵4，喷油器5相连，另一端与低压泵8相连，用于防止混合燃料的回流，所述低压泵8连接混合油箱1，用于将发动机结束工作后将供给管路中剩余的混合燃料重新泵入混合油箱1。
所述ECU控制单元模块包括ECU控制单元10，液位传感器9，所述液位传感器9与混合油箱1和ECU控制单元10相连，所述电磁式节流阀2与ECU控制单元10相连，用于根据液位传感器9发出的信号和发动机实际工作需要调节电磁式节流阀2的开度，控制甲醇和聚甲氧基二甲醚燃料的混合比例以及燃料量。
所述超声波发生装置包括超声波发生器11和超声波换能器，所述超声波换能器11安装在混合油箱1上，用于震荡均化混合溶液，所述超声波换能器11与超声波发生器相连。
所述超声波换能器11结构示意图为电压晶片1，后盖2，辐射体3，引线4，螺栓5五部分，所述引线4用于与超声波发生器相连，辐射体3用于产生超声波震荡均化加热混合燃料。
所述混合油箱从上到下设置四个超声波换能器11，所述超声波换能器11连接超声波发生器，根据液位传感器9传出的信号相应开启位于液位之下的超声波换能器11，关闭位于液位之下的超声波换能器11。
所述甲醇油箱12、聚甲氧基二甲醚油箱13出口处连接流量计14，所述流量计14可以监测两种燃料流入混合油箱1的量，从而通过控制单元来调节两种燃料的混合比例。
所述甲醇和聚甲氧基二甲醚回油管路与混合燃料滤器3、高压油泵4、喷油器5三部分相连，用于回流发动机停止工作后这三部分中剩余的混合燃料。
所述ECU控制单元10预设甲醇和聚甲氧基二甲醚数据，通过发动机6工况数据，控制单元10输出信号调节电磁式节流阀2开度控制甲醇和聚甲氧基二甲醚供给量，调节超声波换能器11工作个数，位于混合燃料液位之下的开启工作，位于液位之上的关闭工作。
本发明的工作过程是这样的：甲醇和聚甲氧基二甲醚从甲醇油箱12和聚甲氧基二甲醚油箱13经过流量计14监测按照发动机工作要求的比例流入到混合油箱1中混合，经过安装在混合油箱1上超声波换能器11的震荡作用均化加热之后，混合燃料通过高压油泵4的抽吸从混合油箱1出口处流出，流经电磁式节流阀2，再利用混合燃料滤器3的净化作用之后进入到喷油器5中，喷油器5将混合燃料喷入到发动机6的燃烧室内点燃参与燃烧，混合油箱1中的燃料量由液位传感器9实施监测，液位传感器9将输出信号传入到ECU控制单元10，ECU控制单元10通过反馈的信号控制电磁式节流阀2的开度控制进入混合油箱1的甲醇和聚甲氧基二甲醚的量，以及混合油箱1的出油口；超声波换能器11根据液位传感器9反馈的液位高度，调整相应的位于液位之下的超声波换能器11开启工作，位于液位之下的超声波换能器11关闭工作；为了调节燃油压力，减少油耗，在本装置的设置回油管路，回油管路用于对供给管路中剩余的燃油重新送回到混合油箱1，回油管路包括燃油滤清器3、高压油泵4、喷油器5上的回油，通过低压油泵8的作用将剩余燃油重新送回到混合油箱1，单向阀7来控制流动的方向，使回油只能流向混合油箱1，防止燃料的反向流动。
以上对本发明所提供的一种汽车汽油与聚甲氧基二甲醚燃料供给系统以及回油系统部分进行了详细介绍。可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统，其特征在于：包括甲醇和聚甲氧基二甲醚混合燃料供给管路、甲醇和聚甲氧基二甲醚混合燃料回油管路、ECU控制单元模块和超声波发生装置；甲醇和聚甲氧基二甲醚按照发动机工作所需的混合燃料比例要求经甲醇、聚甲氧基二甲醚油箱流入混合油箱内，所述混合油箱装有超声波发生装置，所述超声波发生装置包括超声波换能器和超声波发生器，所述超声波换能器根据液位传感器的信号启动位于混合燃料液位之下的换能器，关闭位于混合燃料液位之上的换能器；混合燃料在混合油箱内经过超声波发生装置作用充分混合后进入供给管路，混合燃料供给管路根据发动机工作需要将燃料从混合油箱经过高压油泵的作用经混合燃料滤器、喷油器的作用进入到发动机气缸内燃烧，燃料回油管路在发动机工作之前将残留在供给管路内的剩余燃料通过低压泵作用抽取回混合油箱，所述回油管路抽回包括连接在燃油滤清器、高压油泵、喷油器上的三部分，而ECU控制单元模块是对传感器传来的反馈信号进行处理并控制混合油箱的进油、出油和超声波发生装置的工作，所述反馈信号包括油箱液位、电磁式节流阀开度;
所述的混合燃料供给管路包括混合油箱（1）、电磁式节流阀（2）、混合燃料滤器（3）、高压油泵（4）、喷油器（5）、甲醇油箱（12）、聚甲氧基二甲醚油箱（13），上述各部件之间依次用钢丝软管连接；
所述超声波发生装置包括超声波换能器（11），所述超声波换能器（11）纵向排列安装四个，所述超声波换能器（11）安装在混合油箱上并与超声波发生器连接；
所述回油管路包括单向阀（7）、低压泵（8）上述各部件之间依次用钢丝软管连接；
所述ECU控制单元模块包括液位传感器（9）、ECU控制单元（10），液位传感器（9）连接在混合油箱（1）上，电磁式节流阀（2）与ECU控制单元模块相连，所述ECU控制单元模块可以根据工作情况控制阀门开度和超声波换能器的工作。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统，其特征在于，所述甲醇和聚甲氧基二甲醚分别存储在甲醇油箱（12）、聚甲氧基二甲醚油箱（13），从各自油箱流入混合油箱中根据发动机工作需要按照一定比例掺混。
3.根据权利要求1所述的一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统，其特征在于，所述流量计（14）可以显示流入混合油箱（1）的量，从而通过调节电磁式节流阀（2）精确控制混合油箱（1）中掺混比例。
4.根据权利要求2所述的这种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统，其特征在于，混合油箱（1）连接液位传感器（9），通过液位传感器（9）可以实时监测混合燃料的液位。
5.根据权利要求1所述的一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统，其特征在于，所述ECU控制单元模块可以采集混合燃料液位等反馈信号，再根据反馈信号对超声波换能器（11），电磁式节流阀（2）开度作出相应指令。
6.根据权利要求1所述的一种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统，其特征在于，所述四个超声波换能器（11）装在混合油箱（1）上，根据安装在混合油箱（1）上的液位传感器（9）传回ECU控制单元（10）的反馈信号相应开启设置于液位之下的超声波换能器（11），关闭设置于液位之上的超声波换能器（11）。
7.根据权利要求6所述的这种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统，其特征在于，所述超声波换能器（11）可以将燃料混合均匀，并提高混合燃料温度，有利于提高燃烧效率，从而提升经济效益。
8.根据权利要求1所述的这种甲醇/聚甲氧基二甲醚超声波混合燃烧供给系统，其特征在于，所述回油系统可以在发动机工作之前将燃油滤清器（3）、高压油泵（4）、喷油器（5）上的油重新泵回混合油箱。
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