CN203584587U - 天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统 - Google Patents

天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，包括天然气燃料喷射系统、醇类燃料喷射系统和汽油燃油喷射系统，以及分别与所述天然气燃料喷射系统、醇类燃料喷射系统和汽油燃油喷射系统连接的多燃料控制系统。本实用新型所述天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，可以克服现有技术中环保性差、成本高、结构复杂和维护难度大等缺陷，以实现环保性好、成本低、结构简单和维护难度小的优点。

Description

天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，具体地，涉及天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统。 
背景技术
天然气汽车的产量已经初具规模，它以其燃料价格便宜，易于使用，且燃烧排放污染物小等优势深得用户满意。然而不足之处在于天然气汽车行驶里程有限，通常只能行驶常规燃料汽车的一半路程。再有，天然气和汽油、柴油一样，都是矿物燃料，不能将其视为可再生资源。交通领域中一个比较现实可行的利用天然气的途径是采用“混合搭配”。 
如果采用醇类燃料和汽油作为其搭配燃料，因为醇类燃料具有和天然气同样的优势，例如价格便宜，污染较低，而且醇类燃料由于常温下是液态，便于储存和携带。在一些醇类燃料或天然气供应不足的地区，也可以采用汽油作为替代燃料。较大的使用醇类燃料，降低了运行成本，并缓解我国能源危机，保证我国能源安全和实现汽车工业的可持续发展。醇类燃料的含氧量高、碳氢比高、汽化潜热大、不含硫，在发动机上应用，有利于减少NOx、SO2和PM等有害气体排放，净化尾气，保护环境，简化发动机废气后处理系统。 
综上所述，在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在环保性差、成本高、结构复杂和维护难度大等缺陷。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，以实现环保性好、成本低、结构简单和维护难度小的优点。 
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，包括天然气燃料喷射系统、醇类燃料喷射系统和汽油燃油喷射系统，以及分别与所述天然气燃料喷射系统、醇类燃料喷射系统和汽油燃油喷射系统连接的多燃料控制系统。 
进一步地，所述醇类燃料喷射系统，包括醇类燃料供给系统，以及安装在所述醇类燃料供给系统与多燃料控制系统之间的醇类燃料喷油器；所述醇类燃料喷油器安装 至原气体机的各个进气歧管。 
进一步地，所述醇类燃料供给系统，包括醇类燃料箱，依次连接在所述醇类燃料箱的第一输出端与醇类燃料喷油器之间的醇类燃料动力泵、醇类燃料滤清器和醇类燃料导轨总成，依次与所述醇类燃料箱的第二输出端连接的醇类燃料碳罐和醇类燃料碳罐电磁阀，以及安装在所述醇类燃料导轨总成远离醇类燃料滤清器一侧、且与醇类燃料箱的压力调节端连接的醇类燃料压力调节器；所述醇类燃料碳罐电磁阀与多燃料控制系统连接。 
进一步地，所述汽油燃油喷射系统，包括汽油燃油供给系统，以及安装在所述汽油燃油供给系统与多燃料控制系统之间的汽油喷油器。 
进一步地，所述汽油燃油供给系统，包括汽油箱，依次与所述汽油箱的第一输出端连接的汽油泵、汽油滤清器和汽油导轨总成，依次与所述汽油箱的第二输出端连接的汽油碳罐和汽油碳罐电磁阀，以及配合安装在所述燃料导轨总成远离汽油滤清器的一侧、且与汽油箱的压力调节端连接的汽油压力调节器；所述汽油碳罐电磁阀连接至多燃料控制系统，所述汽油喷油器配合安装在汽油导轨总成与多燃料控制系统之间。 
进一步地，所述天然气燃料喷射系统，包括依次连接的天然气气瓶、天然气汽化器、天然气稳压器、天然气缓冲器、天然气低压滤清器、天然气低压燃料切断阀和天然气进气导轨，以及安装在所述天然气进气导轨远离天然气低压燃料切断阀一侧的天然气温度压力传感器；所述天然气低压燃料切断阀、天然气进气导轨和天然气温度压力传感器，分别连接至多燃料控制系统。 
进一步地，所述多燃料控制系统，包括与新鲜空气连通的空气滤清器，通过所述空气滤清器的输出管道与空气滤清器连通的燃烧室，与所述燃烧室配合安装的点火线圈、分电器和火花塞，安装在所述空气滤清器输出端的空气质量流量计，位于所述空气质量流量计和燃烧室之间、且配合安装在空气滤清器的输出管道上的混合器，依次配合安装在所述燃烧室底部的活塞、气缸、曲轴和凸轮轴，以及靠近所述燃烧室设置、且分别与所述点火线圈、天然气低压燃料切断阀、天然气温度压力传感器、醇类燃料碳罐电磁阀、空气质量流量计、混合器和醇类燃料喷油器连接的电控单元(ECU)； 
所述醇类燃料喷油器与燃烧室配合安装，所述混合器与天然气进气导轨连接，所述点火线圈、分电器和火花塞依次连接，所述醇类燃料碳罐电磁阀连接至空气滤清器的输出管道。 
进一步地，所述多燃料控制系统，还包括安装在所述空气滤清器的输出管道上的 电子节气门，与所述电子节气门配合设置的节气门位置传感器；所述节气门位置传感器与电控单元(ECU)连接；所述汽油喷油器安装在电子节气门的后下方，采取汽油喷到进气总管的喷射方式。 
进一步地，所述多燃料控制系统，还包括安装在所述曲轴上的曲轴位置传感器，安装在所述凸轮轴上的凸轮轴位置传感器，以及安装在所述水箱外壁的水温传感器；所述曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和水温传感器，分别与所述电控单元(ECU)连接。 
进一步地，所述多燃料控制系统，还包括设置在所述燃烧室输出端的废气排出管道，以及安装在所述废气排出管道的排气口的氧传感器；所述氧传感器与电控单元(ECU)连接。 
本实用新型各实施例的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，由于包括天然气燃料喷射系统、醇类燃料喷射系统和汽油燃油喷射系统，以及分别与天然气燃料喷射系统、醇类燃料喷射系统和汽油燃油喷射系统连接的多燃料控制系统；可以简单地把限定只能使用天然气燃料的发动机，设置成为可以使用天然气、醇类、汽油三种燃料或任意切换醇类和天然气的以及任意切换醇类和汽油的天然气内燃机喷射系统；从而可以克服现有技术中环保性差、成本高、结构复杂和维护难度大等缺陷，以实现环保性好、成本低、结构简单和维护难度小的优点。 
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。 
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中： 
图1为本实用新型天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统的工作原理示意图。 
结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下： 
1-点火线圈；2-天然气气瓶；3-分电器；4-天然气汽化器；5-火花塞；6-天然气稳压器；7-天然气缓冲罐；8-天然气低压滤清器；9-天然气低压燃料切断阀；10-天然气进气导轨；11-天然气温度压力传感器；12-电子节气门；13-空气质量流量计；14-空气滤清器；15-醇类燃料碳罐；16-醇类燃料压力调节器；17-醇类燃料箱；18-醇类燃料动 力泵；19-醇类燃料导轨总成；20-醇类燃料滤清器；21-水温传感器；22-曲轴位置传感器；23-凸轮轴位置传感器；24-氧传感器；25-电控单元(ECU)；26-节气门位置传感器；27-混合器；28-醇类燃料喷油器；29醇类燃料碳罐电磁阀；30-汽油箱；31-汽油泵；32-汽油滤清器；33-汽油碳罐；34-汽油碳罐电磁阀；35-汽油导轨总成；36-汽油压力调节器；37-汽油喷油器。 
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 
根据本实用新型实施例，如图1所示，提供了天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，可以简单地把限定只能使用天然气燃料的发动机，设置成为可以使用天然气、醇类、汽油三种燃料或任意切换醇类和天然气的以及任意切换醇类和汽油的天然气内燃机喷射系统；可以灵活切换三种燃料，提供一种最具经济性的和动力性的燃料供给方式。 
使用基于该天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统的混合动力发动机的汽车，十分适合长途运输；因此采用该天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统的汽车，能更好的适应市场，符合用户的需要。 
参见图1，本实施例的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，包括天然气燃料喷射系统、醇类燃料喷射系统和汽油燃油喷射系统，以及分别与天然气燃料喷射系统、醇类燃料喷射系统和汽油燃油喷射系统连接的多燃料控制系统。 
其中，上述醇类燃料喷射系统，包括醇类燃料供给系统，以及安装在醇类燃料供给系统与多燃料控制系统之间的醇类燃料喷油器(如醇类燃料喷油器28)；醇类燃料喷油器安装至原气体机的各个进气歧管。醇类燃料供给系统，包括醇类燃料箱(如醇类燃料箱17)，依次连接在醇类燃料箱的第一输出端与醇类燃料喷油器之间的醇类燃料动力泵(如醇类燃料动力泵18)、醇类燃料滤清器(如醇类燃料滤清器20)和醇类燃料导轨总成(如醇类燃料导轨总成19)，依次与醇类燃料箱的第二输出端连接的醇类燃料碳罐(如醇类燃料碳罐15)和醇类燃料碳罐电磁阀(如醇类燃料碳罐电磁阀29)，以及安装在醇类燃料导轨总成远离醇类燃料滤清器一侧、且与醇类燃料箱的压力调节端连接的醇类燃料压力调节器(如醇类燃料压力调节器16)；醇类燃料碳罐电磁阀与多燃料控制系统连接。在醇类燃料箱中，设有浮子。 
上述汽油燃油喷射系统，包括汽油燃油供给系统，以及安装在汽油燃油供给系统 与多燃料控制系统之间的汽油喷油器(如汽油喷油器37)。汽油燃油供给系统，包括汽油箱(如汽油箱30)，依次与汽油箱的第一输出端连接的汽油泵(如汽油泵31)、汽油滤清器(如汽油滤清器32)和汽油导轨总成(如汽油导轨总成35)，依次与汽油箱的第二输出端连接的汽油碳罐(如汽油碳罐33)和汽油碳罐电磁阀(如汽油碳罐电磁阀34)，以及配合安装在燃料导轨总成远离汽油滤清器的一侧、且与汽油箱的压力调节端连接的汽油压力调节器(如汽油压力调节器36)；汽油碳罐电磁阀连接至多燃料控制系统，汽油喷油器配合安装在汽油导轨总成与多燃料控制系统之间。 
上述天然气燃料喷射系统，包括依次连接的天然气气瓶(如天然气气瓶2)、天然气汽化器(如天然气汽化器4)、天然气稳压器(如天然气稳压器6)、天然气缓冲器(如天然气缓冲罐7)、天然气低压滤清器(如天然气低压滤清器8)、天然气低压燃料切断阀(如天然气低压燃料切断阀9)和天然气进气导轨(如天然气进气导轨10)，以及安装在天然气进气导轨远离天然气低压燃料切断阀一侧的天然气温度压力传感器(如天然气温度压力传感器11)；天然气低压燃料切断阀、天然气进气导轨和天然气温度压力传感器，分别连接至多燃料控制系统。 
上述多燃料控制系统，包括与新鲜空气连通的空气滤清器(如空气滤清器14)，通过空气滤清器的输出管道与空气滤清器连通的燃烧室，与燃烧室配合安装的点火线圈(如点火线圈1)、分电器(如分电器3)和火花塞(如火花塞5)，安装在空气滤清器输出端的空气质量流量计(如空气质量流量计13)，位于空气质量流量计和燃烧室之间、且配合安装在空气滤清器的输出管道上的混合器(如混合器27)，依次配合安装在燃烧室底部的活塞、气缸、曲轴和凸轮轴，安装在气缸两侧的散热水箱，以及靠近燃烧室设置、且分别与点火线圈、天然气低压燃料切断阀、天然气温度压力传感器、醇类燃料碳罐电磁阀、空气质量流量计、混合器和醇类燃料喷油器连接的电控单元(ECU，如电控单元25)；醇类燃料喷油器与燃烧室配合安装，混合器与天然气进气导轨连接，点火线圈、分电器和火花塞依次连接，醇类燃料碳罐电磁阀连接至空气滤清器的输出管道。 
在上述实施例中，多燃料控制系统，还包括安装在空气滤清器的输出管道上的电子节气门(如电子节气门12)，与电子节气门配合设置的节气门位置传感器(如节气门位置传感器26)；节气门位置传感器与电控单元(ECU)连接；汽油喷油器安装在电子节气门的后下方，采取汽油喷到进气总管的喷射方式。多燃料控制系统，还包括安装在曲轴上的曲轴位置传感器(如曲轴位置传感器22)，安装在凸轮轴上的凸轮轴 位置传感器(如凸轮轴位置传感器23)，以及安装在水箱外壁的水温传感器(如水温传感器21)；曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和水温传感器，分别与电控单元(ECU)连接。多燃料控制系统，还包括设置在燃烧室输出端的废气排出管道，以及安装在废气排出管道的排气口的氧传感器(如氧传感器24)；氧传感器与电控单元(ECU)连接。 
上述实施例的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，在原有的天然气燃料喷射系统的基础上，分别增加了一套醇类燃料供给系统和汽油燃油供给系统，其中醇类燃料供给系统包括醇类燃料箱(包括浮子)，醇类燃料碳罐，醇类燃料碳罐电磁阀，醇类燃料动力泵，醇类燃料滤清器，醇类燃料导轨总成和醇类燃料导轨压力调节器，并且增加了醇类燃料喷油器并将其安装在原气体机各个进气歧管上。汽油燃油供给系统包括汽油箱，汽油泵，汽油滤清器，汽油导轨总成，汽油导轨压力调节器和汽油喷油器。并且，将汽油喷油器安装在电子节气门的后下方，采取汽油喷到进气总管的喷射方式。在原车电控单元(ECU)的基础上升级，增加醇类燃油喷射正时控制以及喷油量控制模块以及汽油喷射正时控制以及喷油量控制模块。 
上述实施例的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，工作过程为：醇类燃料动力泵将醇类燃料从醇类燃料箱中吸出，流到醇类燃料导轨总成后至各个醇类燃料喷油器，醇类燃料喷油器将燃料喷到各个进气歧管，醇类燃料与空气形成可燃混合气，最后在气缸中燃烧，燃烧后的废气经过排气系统进入大气中；醇类燃料碳罐和醇类燃料碳罐电磁阀可以将醇类燃油箱内挥发蒸汽有效的吸收，起到节约能源和保护环境的作用。 
在上述实施例的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统中，醇类燃料供给系统的燃料供给设备中与燃料直接接触的地方均采用防腐蚀的材料制成。该醇类燃料喷射系统可以和天然气燃料喷射系统协同工作，在电控单元(ECU)的控制下，实现醇类和天然气混合燃料的任意比例切换。 
汽油燃油供给系统的工作过程为：汽油泵将汽油从汽油箱中吸出，流到汽油导轨总成后至各个汽油喷油器，汽油喷油器将汽油喷到节气门后的进气总管(在混合器之前)，汽油与空气形成可燃混合气，最后在气缸中燃烧，燃烧后的废气经过排气系统进入大气中。该汽油燃料喷射系统可以和醇类燃料喷射系统协同工作，在电控单元(ECU)的控制下，实现汽油和醇类混合燃料的任意比例切换。 
上述实施例的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，可以在 天然气、醇类、汽油三种单独燃料或任意切换醇类和天然气的混合燃料以及任意切换醇类和汽油的混合燃料的五种模式下运行。汽车启动时、低温暖车和熄火再次启动时用汽油，当温度升至30°时电控单元(ECU)自动切换使用其他模式。使用天然气、醇类、汽油三种燃料或任意切换醇类和天然气的以及任意切换醇类和汽油的天然气内燃机喷射系统的汽车，动力无明显变化，其他指标一切正常，可以提供更多的续航里程，十分适合运输汽车的长途运营。 
综上所述，本实用新型上述各实施例的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，至少可以达到的有益效果是：能方便地使用天然气、醇类、汽油三种燃料或任意切换醇类和天然气的混合燃料以及任意切换醇类和汽油的混合燃料，可以较高比例的使用这种来源广泛，产能充足，价格便宜的醇类燃料，燃烧后减少了NOx、SO2和PM等有害气体排放，净化尾气，保护环境；醇类燃料高的汽化潜热使进气温度和排气温度均降低，有效提高了原发动机的燃烧效率；发动机的动力性提高，功率和扭矩相应增大；加速性能超过原机。该天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，结构比较简单，可以实现对所有的天然气发动机的更改，装调使用、维修比较方便。 
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，其特征在于，包括天然气燃料喷射系统、醇类燃料喷射系统和汽油燃油喷射系统，以及分别与所述天然气燃料喷射系统、醇类燃料喷射系统和汽油燃油喷射系统连接的多燃料控制系统。 
2.根据权利要求1所述的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，其特征在于，所述醇类燃料喷射系统，包括醇类燃料供给系统，以及安装在所述醇类燃料供给系统与多燃料控制系统之间的醇类燃料喷油器；所述醇类燃料喷油器安装至原气体机的各个进气歧管。 
3.根据权利要求2所述的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，其特征在于，所述醇类燃料供给系统，包括醇类燃料箱，依次连接在所述醇类燃料箱的第一输出端与醇类燃料喷油器之间的醇类燃料动力泵、醇类燃料滤清器和醇类燃料导轨总成，依次与所述醇类燃料箱的第二输出端连接的醇类燃料碳罐和醇类燃料碳罐电磁阀，以及安装在所述醇类燃料导轨总成远离醇类燃料滤清器一侧、且与醇类燃料箱的压力调节端连接的醇类燃料压力调节器；所述醇类燃料碳罐电磁阀与多燃料控制系统连接。 
4.根据权利要求1所述的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，其特征在于，所述汽油燃油喷射系统，包括汽油燃油供给系统，以及安装在所述汽油燃油供给系统与多燃料控制系统之间的汽油喷油器。 
5.根据权利要求4所述的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，其特征在于，所述汽油燃油供给系统，包括汽油箱，依次与所述汽油箱的第一输出端连接的汽油泵、汽油滤清器和汽油导轨总成，依次与所述汽油箱的第二输出端连接的汽油碳罐和汽油碳罐电磁阀，以及配合安装在所述燃料导轨总成远离汽油滤清器的一侧、且与汽油箱的压力调节端连接的汽油压力调节器；所述汽油碳罐电磁阀连接至多燃料控制系统，所述汽油喷油器配合安装在汽油导轨总成与多燃料控制系统之间。 
6.根据权利要求1所述的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，其特征在于，所述天然气燃料喷射系统，包括依次连接的天然气气瓶、天然气汽化器、天然气稳压器、天然气缓冲器、天然气低压滤清器、天然气低压燃料切断阀和天然气进气导轨，以及安装在所述天然气进气导轨远离天然气低压燃料切断阀一侧的天然气温度压力传感器；所述天然气低压燃料切断阀、天然气进气导轨和天然气温 度压力传感器，分别连接至多燃料控制系统。 
7.根据权利要求2-6中任一项所述的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，其特征在于，所述多燃料控制系统，包括与新鲜空气连通的空气滤清器，通过所述空气滤清器的输出管道与空气滤清器连通的燃烧室，与所述燃烧室配合安装的点火线圈、分电器和火花塞，安装在所述空气滤清器输出端的空气质量流量计，位于所述空气质量流量计和燃烧室之间、且配合安装在空气滤清器的输出管道上的混合器，依次配合安装在所述燃烧室底部的活塞、气缸、曲轴和凸轮轴，安装在气缸两侧的散热水箱，以及靠近所述燃烧室设置、且分别与所述点火线圈、天然气低压燃料切断阀、天然气温度压力传感器、醇类燃料碳罐电磁阀、空气质量流量计、混合器和醇类燃料喷油器连接的电控单元ECU； 
所述醇类燃料喷油器与燃烧室配合安装，所述混合器与天然气进气导轨连接，所述点火线圈、分电器和火花塞依次连接，所述醇类燃料碳罐电磁阀连接至空气滤清器的输出管道。 
8.根据权利要求7所述的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，其特征在于，所述多燃料控制系统，还包括安装在所述空气滤清器的输出管道上的电子节气门，与所述电子节气门配合设置的节气门位置传感器；所述节气门位置传感器与电控单元ECU连接；所述汽油喷油器安装在电子节气门的后下方，采取汽油喷到进气总管的喷射方式。 
9.根据权利要求7所述的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，其特征在于，所述多燃料控制系统，还包括安装在所述曲轴上的曲轴位置传感器，安装在所述凸轮轴上的凸轮轴位置传感器，以及安装在所述水箱外壁的水温传感器；所述曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和水温传感器，分别与所述电控单元ECU连接。 
10.根据权利要求7所述的天然气、醇类、汽油三种燃料及其切换用喷射及控制系统，其特征在于，所述多燃料控制系统，还包括设置在所述燃烧室输出端的废气排出管道，以及安装在所述废气排出管道的排气口的氧传感器；所述氧传感器与电控单元ECU连接。 
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