CN114233494A - 一种甲醇发动机冷启动装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机控制技术领域，具体涉及一种甲醇发动机冷启动装置及方法。包括安装在缸盖进气侧的进气歧管，缸盖安装在缸体上，缸体的水套中安装有探测冷却水温度的冷却水温度传感器，水套与缸盖上的水套相通，进气歧管内的进气歧管腔与缸盖的进气道相连形成进气流道，进气歧管上安装甲醇喷油器，在正对甲醇喷油器的油束一侧进气歧管上安装有可以转动的超声波雾化装置，超声波雾化装置由雾化控制器控制，雾化控制器、甲醇喷油器以及冷却水温度传感器均与甲醇发动机电子控制单元ECU连接。本发明实现了甲醇发动机在较低的环境温度以及恶劣环境下实现正常启动。

Description

一种甲醇发动机冷启动装置及方法

技术领域

本发明涉及发动机控制技术领域，具体涉及一种甲醇发动机冷启动装置及方法。

背景技术

传统发动机使用的燃料为化石燃料汽油和柴油，属于不可再生能源，因此会面临能源短缺问题，还要面对化石燃料燃烧后的污染问题。发动机清洁可再生代用燃料的应用迫在眉睫，当前甲醇作为清洁可再生燃料，不仅可以作为直接应用于发动机，更是氢气能源迄今为止存储密度最高的材料，被誉为“液态阳光”，必将成为未来能源的中坚力量。

关于清洁可再生燃料甲醇代替化石燃料汽油和柴油作为内燃机燃料的研究已经很多，取得了一定的成就。但是单纯得甲醇燃料在发动机上的应用存在一定得问题，甲醇的热值低气化潜热高使得甲醇发动机在环境温度较低以及较为恶劣的环境下启动困难，发动机不能正常工作。

为了促进甲醇在发动机上得应用，甲醇发动机冷启动装置及其控制方法随之出现，利用甲醇发动机冷启动装置及其控制方法能易于解决甲醇发动机的冷启动问题，且不需要对发动机结构进行较大的改动、易于操作。

发明内容

本发明为了实现甲醇发动机在较低的环境温度以及恶劣环境下实现正常启动，提供一种甲醇发动机冷启动装置及方法。

本发明采取以下技术方案：一种甲醇发动机冷启动装置，包括安装在缸盖进气侧的进气歧管，缸盖安装在缸体上，缸体的水套中安装有探测冷却水温度的冷却水温度传感器，水套与缸盖上的水套相通，进气歧管内的进气歧管腔与缸盖的进气道相连形成进气流道，进气歧管上安装甲醇喷油器，在正对甲醇喷油器的油束一侧进气歧管上安装有可以转动的超声波雾化装置，超声波雾化装置由雾化控制器控制，雾化控制器、甲醇喷油器以及冷却水温度传感器均与甲醇发动机电子控制单元ECU连接。

进一步的，超声波雾化装置包括转轴、超声波震荡片固定装置、超声波振荡片和固定螺钉，超声波震荡片固定在超声波震荡片固定装置内，再通过固定螺钉将超声波震荡片固定装置固定在转轴上。

进一步的，转轴上端加工有固定平面用于与控制电机相连。

进一步的，转轴中间还加工有圆孔直达超声波震荡片固定装置用于安装超声波震荡片线束。

一种甲醇发动机冷启动装置的使用方法，冷却水温度传感器检测到缸体的水套温度传到甲醇发动机电子控制单元ECU，当温度低于16℃，ECU传输信号到雾化控制器，雾化控制器接收到信号后控制超声波雾化装置工作，此时转轴被控制电机控制转动直到超声波震荡片正对甲醇喷油器喷出的油束，并且超声波震荡片通电工作，甲醇经甲醇喷油器喷射到超声波震荡片上被再次雾化加热，随着进气歧管腔中的空气带入进气道，并在进气流道中混合形成混合气，通过进气门一和进气门二进入发动机燃烧室，并通过进气门一和进气门二的涡流作用使得混合气再一次混合，当活塞到达压缩上止点时，火花塞通电形成高压电弧点燃混合气，发动机正常启动；当发动机运行一段时间后甲醇发动机电子控制单元ECU通过冷却水温度传感器检测到缸体的水套温度高于16℃时，甲醇发动机电子控制单元ECU传输信号到雾化控制器，雾化控制器接收到信号后控制超声波雾化装置停止工作，此时转轴被控制电机控制转动直到超声波震荡片平行于甲醇喷油器喷出的油束，并且超声波震荡片断电停止工作，此时超声波雾化装置将流经进气流道的混合气一分为二，较多的一部分偏向进气门一，较少的一部分偏向进气门二，由于混合气通过进气门一进入燃烧室相比于进气门二形成涡流更好。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、只需要在进气歧管上加装超声波雾化装置和控制系统便可以解决甲醇发动机冷启动问题，不需要对结构做出较大的改动。

2、装超声波雾化装置只在发动机冷启动困难的时候工作，非冷启动情况下不工作，且超声波雾化装置通过一定频率振荡进一步雾化甲醇喷雾的同时还会产生热量，而这些热量也会被甲醇吸收的同时也是的装超声波雾化装置温度降低而进一步改善甲醇发动机冷启动问题，使得装超声波雾化装置产生的能量能被充分利用。

3、超声波震荡片不工作时，由于超声波震荡片平行甲醇喷油器的油束，将油束分开，较多的一部分偏向进气门一，较少的一部分偏向进气门二，由于混合气通过进气门一进入燃烧室相比于进气门二形成涡流更好，因此在发动机正常工作时，超声波雾化装置不仅没有阻碍混合气的形成，反而使得甲醇与空气混合更好。

附图说明

图1是本发明甲醇发动机冷启动工作结构示意图；

图2是图1中A—A剖视的甲醇发动机正常工作结构示意图；

图3是本发明中超声波雾化装置结构示意图；

图4为超声波振荡片安装示意图；

图中：1—连杆，2—活塞，3—缸套，4—缸体，5—排气道，6—缸盖，7—火花塞，8—进气道，9—转轴，10—甲醇喷油器，11—进气歧管腔，12—油束，13—超声波震荡片固定装置，14—进气歧管，15—水套温度传感器，16—水套，17—超声波震荡片，18—固定螺钉，19—超声波震荡片线束，20—固定平面，21—排气门一，22—排气门二，23—进气门一，24—进气门二，25—油轨。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图所示本发明实施例提供了一种甲醇发动机冷启动装置及方法，包括进气歧管14、缸盖6、缸体4和超声波雾化装置，进气歧管14安装在缸盖6进气侧，进气道8与进气歧管腔11相连形成进气流道，缸盖6安装在缸体4上，水套16与缸盖6上的水套相通，超声波雾化装置安装在进气歧管14上，缸盖6上安装有火花塞7，缸体4的水套16中安装有探测冷却水温度的冷却水温度传感器15。

具体的，如图所示，进气歧管14上安装甲醇喷油器10，在正对甲醇喷油器10的油束12一侧进气歧管14的上下面加工一圆孔安装超声波雾化雾化装置。

具体的，如图所示，超声波雾化雾化装置包括转轴9、超声波震荡片固定装置13、超声波振荡片17和固定螺钉18，超声波震荡片17固定在超声波震荡片固定装置13中，再通过固定螺钉18将其固定在转轴9上，转轴9上端加工有固定平面20便于与控制电机相连，转轴9中间还加工有圆孔直达超声波震荡片固定装置13便于安装超声波震荡片线束19。

具体的，如图所示，甲醇发动机电子控制单元ECU在发动机启动前通过发动机冷却水温传感器15检测甲醇发动机缸体4的水套水温，若甲醇缸体4的水套水温低于16℃，立即通过ECU控制雾化控制器来启动超声波雾化震荡片17，与此同时控制电机作用在固定平面20使转轴9转动直到超声波雾化震荡片17正对甲醇喷油器10的油束12，当发动机正常启动工作后水套水温高于16℃时，则关闭超声波雾化震荡片17，并且控制电机作用在固定平面20使转轴9转动直到超声波雾化震荡片17平行于甲醇喷油器10的油束12。

具体的，如图所示，超声波震荡片17工作时不仅产生一定频率进一步雾化甲醇喷雾，还会产生一定热量，当甲醇喷雾接触超声波震荡片17会吸收其由于振荡产生的热量，一方面冷却了超声波震荡片17，另一方面还使得甲醇喷雾的温度进一步提高，进一步改善了甲醇发动机的冷启动。

具体的，如图所示，超声波震荡片17不工作时，由于超声波震荡片17平行甲醇喷油器10的油束12，将油束12分开，较多的一部分偏向进气门一23，较少的一部分偏向进气门二24，由于混合气通过进气门一23进入燃烧室相比于进气门二24形成涡流更好，因此在发动机正常工作时，超声波雾化装置不仅没有阻碍混合气的形成，反而使得甲醇与空气混合更好。

本发明工作过程如下：当甲醇发动机的冷却水温度传感器15检测到缸体3的水套16温度传到甲醇发动机电子控制单元ECU，当温度低于16℃，ECU传输信号到雾化控制器，雾化控制器接收到信号后控制超声波雾化装置工作，此时转轴9被控制电机控制转动直到超声波震荡片17正对甲醇喷油器10喷出的油束12，并且超声波震荡片17通电工作，甲醇经甲醇喷油器10喷射到超声波震荡片17上被再次雾化加热，随着进气歧管腔11中的空气带入进气道8，并在进气流道中混合形成混合气，通过进气门一23和进气门二24进入发动机燃烧室，并通过进气门一23和进气门二24的涡流作用使得混合气再一次混合，当活塞2到达压缩上止点时，火花塞7通电形成高压电弧点燃混合气，发动机正常启动；当发动机运行一段时间后ECU通过冷却水温度传感器15检测到缸体3的水套16温度高于16℃时，ECU传输信号到雾化控制器，雾化控制器接收到信号后控制超声波雾化装置停止工作，此时转轴9被控制电机控制转动直到超声波震荡片17平行于甲醇喷油器10喷出的油束12，并且超声波震荡片17断电停止工作，此时超声波雾化装置将流经进气流道的混合气一分为二，较多的一部分偏向进气门一23，较少的一部分偏向进气门二24，由于混合气通过进气门一23进入燃烧室相比于进气门二24形成涡流更好。因此在发动机正常工作时，超声波雾化装置不仅没有削弱混合气形成的涡流，有利于混合气进入燃烧室形成更好地涡流。

最后应说明的是：上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明只局限于这些说明；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同换；而这些修改戒者替换，井不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种甲醇发动机冷启动装置，其特征在于：包括安装在缸盖（6）进气侧的进气歧管（14），缸盖（6）安装在缸体（4）上，缸体（4）的水套（16）中安装有探测冷却水温度的冷却水温度传感器（15），水套（16）与缸盖（6）上的水套相通，进气歧管（14）内的进气歧管腔（11）与缸盖（6）的进气道（8）相连形成进气流道，进气歧管（14）上安装甲醇喷油器（10），在正对甲醇喷油器（10）的油束（12）一侧进气歧管（14）上安装有可以转动的超声波雾化装置，超声波雾化装置由雾化控制器控制，雾化控制器、甲醇喷油器（10）以及冷却水温度传感器（15）均与甲醇发动机电子控制单元ECU连接。

2.根据权利要求1所述的甲醇发动机冷启动装置，其特征在于：所述的超声波雾化装置包括转轴（9）、超声波震荡片固定装置（13）、超声波振荡片（17）和固定螺钉（18），超声波震荡片（17）固定在超声波震荡片固定装置（13）内，再通过固定螺钉（18）将超声波震荡片固定装置（13）固定在转轴（9）上。

3.根据权利要求2所述的甲醇发动机冷启动装置，其特征在于：所述的转轴（9）上端加工有固定平面（20）用于与控制电机相连。

4.根据权利要求3所述的甲醇发动机冷启动装置，其特征在于：所述的转轴（9）中间还加工有圆孔直达超声波震荡片固定装置（13）用于安装超声波震荡片线束（19）。

5.一种如权利要求3或4所述的甲醇发动机冷启动装置的使用方法，其特征在于：冷却水温度传感器（15）检测到缸体（3）的水套（16）温度传到甲醇发动机电子控制单元ECU，当温度低于16℃，ECU传输信号到雾化控制器，雾化控制器接收到信号后控制超声波雾化装置工作，此时转轴（9）被控制电机控制转动直到超声波震荡片（17）正对甲醇喷油器（10）喷出的油束（12），并且超声波震荡片（17）通电工作，甲醇经甲醇喷油器（10）喷射到超声波震荡片（17）上被再次雾化加热，随着进气歧管腔（11）中的空气带入进气道（8），并在进气流道中混合形成混合气，通过进气门一（23）和进气门二（24）进入发动机燃烧室，并通过进气门一（23）和进气门二（24）的涡流作用使得混合气再一次混合，当活塞（2）到达压缩上止点时，火花塞（7）通电形成高压电弧点燃混合气，发动机正常启动；当发动机运行一段时间后甲醇发动机电子控制单元ECU通过冷却水温度传感器（15）检测到缸体（3）的水套（16）温度高于16℃时，甲醇发动机电子控制单元ECU传输信号到雾化控制器，雾化控制器接收到信号后控制超声波雾化装置停止工作，此时转轴（9）被控制电机控制转动直到超声波震荡片（17）平行于甲醇喷油器（10）喷出的油束（12），并且超声波震荡片（17）断电停止工作，此时超声波雾化装置将流经进气流道的混合气一分为二，较多的一部分偏向进气门一（23），较少的一部分偏向进气门二（24），由于混合气通过进气门一（23）进入燃烧室相比于进气门二（24）形成涡流更好。

Images