基于单油轨和单套喷油器的汽车双燃料供给系统

摘要

本发明公开了一种基于单油轨和单套喷油器的汽车双燃料供给系统，涉及汽车燃料供给系统。本系统的结构是：汽油燃料箱、汽油泵、汽油调压器、汽油单向阀、三通阀、油轨、喷油器和发动机依次连接构成汽油燃料供给单元；甲醇燃料箱、甲醇泵、甲醇调压器、甲醇单向阀、三通阀、油轨、喷油器、发动机依次连接，构成甲醇燃料供给单元；电子控制单元分别与二个传感器和四个执行部件连接，实现汽油燃料供给单元向甲醇燃料供给单元的切换和控制。本发明可以获得良好的动力性、燃料的经济性、排放的环保性和控制的安全可靠性，适用于汽车双燃料供给系统。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车燃料供给系统，特别涉及一种基于单油轨和单套喷油器的汽 车双燃料供给系统。

背景技术

21世纪人类面临着能源短缺和环境污染日益恶化的危机。随着世界范围内 汽车数量的激增和石油资源的消耗，石油供需矛盾不断加剧。为了从根本上解决 问题，要进行综合的治理；采用代用燃料是一种有效的方法，应用甲醇作为汽车 代用燃料是目前研究的课题之一。

为了从根本上解决能源短缺和环境污染问题，提出了汽油、甲醇双燃料发动 机的燃油供给系统方案，实现了汽油燃料供给与甲醇燃料供给的并行使用。

目前，我国大部分双燃料的汽车燃料供给系统采用的是双油轨技术方案，一 套油轨提供汽油燃料，另一套油轨提供甲醇燃料。此方案具有下列缺陷：

1、因有两个油轨和两套喷油器，不仅占用空间大，而且生产成本高；

2、两套喷油器导致喷射方向设计困难，如果设计一个喷射方向最佳，必然 导致另一个喷射方向不能最佳，影响燃料供给系统的性能；

3、提供甲醇燃料的喷油器，由于甲醇的粘性必然导致其喷嘴经常性堵塞。

4、由于甲醇燃点高，低温时起动困难。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种基于单 油轨和单套喷油器的汽车双燃料供给系统。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

针对传统的汽车单燃料供给系统的局限性，在此基础上共用一套三通阀、油 轨、喷油器和发动机，有效提高了双燃料供给系统的控制效率，控制方便灵活， 而且节省系统成本。

具体地说，本系统由甲醇燃料箱、甲醇泵、甲醇调压器、电磁阀、油轨、喷 油器、甲醇单向阀、三通阀、汽油单向阀、汽油调压器、汽油泵、汽油燃料箱、 发动机和电子控制单元组成；

在汽油燃料箱内设置有汽油泵和汽油调压器；

汽油燃料箱、汽油泵、汽油调压器、汽油单向阀、三通阀、油轨、喷油器和 发动机依次连接构成汽油燃料供给单元；

在甲醇燃料箱内设置有甲醇泵和甲醇调压器；

甲醇燃料箱、甲醇泵、甲醇调压器、甲醇单向阀、三通阀、油轨、喷油器、 发动机依次连接，构成甲醇燃料供给单元；

油轨、电磁阀和甲醇燃料箱依次连接，燃料切换时将油轨中残余的甲醇或汽 油燃料回收到甲醇燃料箱中，便于汽油或甲醇燃料供给单元起动；

冷却液温度传感器置于发动机本体上，进气温度传感器置于发动机进气歧管 上；汽油泵继电器和汽油泵连接，电磁阀继电器和电磁阀连接，点火驱动模块和 发动机的点火线圈连接，甲醇泵继电器和甲醇泵连接；

电子控制单元分别与上述二个传感器和四个执行部件连接，实现控制。

本发明具有以下优点和积极效果：

①本发明包括汽油和甲醇两套燃料供给单元，但只共用一套油轨系统，进气 歧管无需重新设计，节省设计周期及费用，系统简单，成本低；

②本发明进气歧管不作任何更改，而现市场上的改装系统进气歧管设置两组 喷射装置，不可能保证两种原料的喷射角度都最佳；

③由于甲醇燃料使用中容易产生堵塞，双喷嘴方案喷射甲醇的一组喷嘴工作 一段时间就得进行清洗；而本发明在低温启动时采用汽油燃料工作，启动后系统 自动切换至甲醇燃料工作，每一工作循环汽油燃料对喷嘴内的甲醇残留物有清洗 作用，所以本发明使喷嘴不容易产生堵塞；

④本发明彻底解决了车用甲醇燃料冷起动困难的问题，实现汽油、甲醇自动 切换，并且在切换燃料时，可确保车辆运行平顺，杜绝抖动和熄火现象，保证排 放性能良好，且甲醇无需任何添加剂就可直接使用，甲醇替代率达100％。

总之，本发明可以获得良好的动力性、燃料的经济性、排放的环保性和控制 的安全可靠性，适用于汽车双燃料供给系统。

附图说明

图1为本系统的结构示意图；

图2为电子控制单元的控制原理方框图；

图3为电子控制单元的工作流程图。

图中：

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

一、总体结构

如图1，本系统由甲醇燃料箱1、甲醇泵2、甲醇调压器3、电磁阀4、油轨 5、喷油器6、甲醇单向阀7、三通阀8、汽油单向阀9、汽油调压器10、汽油泵 11、汽油燃料箱12、发动机13和电子控制单元(ECU)14组成；

1、汽油燃料供给单元

在汽油燃料箱12内设置有汽油泵11和汽油调压器10；

汽油燃料箱12、汽油泵11、汽油调压器10、汽油单向阀9、三通阀8、油 轨5、喷油器6和发动机13依次连接构成汽油燃料供给单元，为发动机13独立 供给汽油燃料。

2、甲醇燃料供给单元

在甲醇燃料箱1内设置有甲醇泵2和甲醇调压器3；

甲醇燃料箱1、甲醇泵2、甲醇调压器3、甲醇单向阀7、三通阀8、油轨5、 喷油器6、发动机13依次连接，构成甲醇燃料供给单元，为发动机13独立供给 甲醇燃料；

油轨5、电磁阀4和甲醇燃料箱1依次连接，燃料切换时将油轨中残余的甲 醇或汽油燃料回收到甲醇燃料箱中，便于汽油或甲醇燃料供给单元起动。

3、两供给单元的共用部分

两种燃料供给单元的共用部分为油轨5、喷油器6、发动机13和三通阀8。

4、电子控制单元(ECU)14

冷却液温度传感器13.2置于发动机13本体上，进气温度传感器13.3置于 发动机进气歧管上；汽油泵继电器11.1和汽油泵11连接，电磁阀继电器4.1 和电磁阀4连接，点火驱动模块13.1和发动机13的点火线圈连接，甲醇泵继电 器2.1和甲醇泵连接；

电子控制单元(ECU)14分别与上述二个传感器和四个执行部件连接，实现 控制。

二、工作过程

①当汽油燃料供给单元单独工作时

汽油泵11从汽油燃料箱12内将汽油燃料吸起，经汽油调压器10进行调压， 并使过量的燃油返回汽油箱12，经燃油滤清器滤去杂质，然后经输油管配送到 汽油单向阀9，再经过三通阀8到油轨5和喷油器6，根据电子控制单元(ECU) 14发出的指令，将适量的燃油喷入各进气歧管，从而完成了汽油燃料喷油供给 过程。

②当甲醇燃料供给单元单独工作时

甲醇泵2从甲醇燃料箱1内将甲醇燃料吸起，经甲醇调压器3进行调压，并 使过量的甲醇返回甲醇燃料箱1，经甲醇滤清器滤去杂质，然后经输油管配送到 甲醇单向阀7，再经过三通阀8到油轨5和喷油器6；喷油器6根据电子控制单 元(ECU)14发出的指令，将适量的甲醇喷入各进气歧管，从而完成了甲醇燃料 喷油(指甲醇)供给过程。

③由汽油燃料供给单元向甲醇燃料供给单元切换时

当环境温度过低导致甲醇燃料不能点火时，需要由汽油燃料供给单元工作， 起动发动机。

在汽油燃料供给系统工作时，当发动机13工作时的充气温度(由冷却液温 度和进气温度计算而得的值)达到设定工作温度时，汽油燃料供给系统自动向甲 醇燃料供给系统切换。此时汽油泵11停止工作，甲醇泵2开始工作，甲醇泵2 从甲醇燃料箱1内将甲醇吸起，经甲醇调压器3进行调压，并使过量的甲醇返回 甲醇燃料箱1，经甲醇滤清器滤去杂质，然后经输油管配送到甲醇单向阀7，再 经过三通阀8到油轨5和喷油器6，电子控制单元(ECU)14控制喷油器6进行 工作。

在该切换的同时，电子控制单元(ECU)14控制电磁阀4开启，以便将油轨 5内的部分汽油压回到甲醇燃料箱1内，然后关闭电磁阀4，保证甲醇油路所提 供的正常工作油压。

④在汽油燃料供给单元和甲醇燃料供给单元单独工作时，电磁阀4都处于关 闭状态，保证系统内部的正常工作油压。发动机13在每次起动时都是由汽油燃 料供给单元首先工作，然后根据充气温度指标决定是否进行燃料切换。

三、功能部件

所有功能部件均为常用件，均有上市产品。

下面重点说明电子控制单元(ECU)14

1、硬件配置是：

电子控制单元ECU是发动机系统的控制和指挥中心，它包括16位单片机CPU (Flash为256K、主频为64Mhz)、与该单片机的输入端相连的传感器和与单片 机的输出端相连接的执行部件。

2、工作流程

如图3，本工作流程包括下列步骤：

①起动A；

②汽油泵11起动B；电磁阀4驱动，3秒排完油轨5内的甲醇到甲醇燃料 箱1中C；

③发动机13和点火线圈同时工作D；

④根据进气温度和冷却液温度决定燃料切换E；

⑤汽油泵11关闭F，同时甲醇泵2工作；电磁阀4驱动，排完油轨5内的 汽油到甲醇燃料箱1中G；

⑥发动机13以甲醇方式工作H。