本發(fā)明涉及車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

甲醇燃料由于氣化潛熱高，導(dǎo)致甲醇燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)中汽化困難。因此，甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)客觀上存在低溫啟動(dòng)困難、啟動(dòng)過(guò)程排放差的技術(shù)難題。為了解決該技術(shù)難題，甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)配置了汽油、甲醇兩套獨(dú)立的燃料供給系統(tǒng)。在啟動(dòng)階段，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒汽油以利于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)，同時(shí)可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱之后，再切換至甲醇工作模式，即燃燒甲醇。

在發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比較低的情況下，采用以上技術(shù)方案，可以有效解決甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)困難的問(wèn)題。然而，隨著現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比越來(lái)越高。壓縮比的提高，將會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的抗爆震、早燃能力。由于汽油的辛烷值較甲醇的辛烷值低，因此，汽油的抗爆震能力較甲醇差。當(dāng)壓縮比提高至一定值后，若采用現(xiàn)有技術(shù)方案，即在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段燃燒汽油，發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)出現(xiàn)明顯的爆震、早燃問(wèn)題，從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性差，排放污染物超標(biāo)，使用壽命極大降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)階段，由于采用汽油燃料所帶來(lái)的爆震、早燃等問(wèn)題。

本發(fā)明提供的一種甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)系統(tǒng)，用于對(duì)高壓縮比火花點(diǎn)燃式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)階段的燃料供給進(jìn)行控制，包括：

甲醇燃料儲(chǔ)罐，用于存儲(chǔ)甲醇燃料；

汽油燃料儲(chǔ)罐，用于存儲(chǔ)汽油燃料；

甲醇燃料供給裝置，用于從所述甲醇燃料儲(chǔ)罐向所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)供給甲醇燃料；

汽油燃料供給裝置，用于從所述汽油燃料儲(chǔ)罐向所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)供給汽油燃料；和

控制器，用于在所述冷啟動(dòng)階段控制所述甲醇燃料供給裝置和所述汽油燃料供給裝置同時(shí)向所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)供給所述甲醇燃料和所述汽油燃料。

進(jìn)一步地，所述控制器配置成根據(jù)所述冷啟動(dòng)階段時(shí)車(chē)輛的運(yùn)行工況信息對(duì)所述甲醇燃料和所述汽油燃料的質(zhì)量比進(jìn)行調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，所述甲醇燃料和所述汽油燃料的質(zhì)量比配置成保持在一特定值不變或者可連續(xù)變化。

進(jìn)一步地，還包括：

進(jìn)氣壓力溫度傳感器，用于獲取進(jìn)氣壓力和溫度；

冷卻液溫度傳感器，用于獲取冷卻液溫度；

其中，所述控制器配置成根據(jù)所述進(jìn)氣壓力、溫度和所述冷卻液溫度進(jìn)行計(jì)算，獲得所述甲醇燃料和所述汽油燃料的質(zhì)量比，并按照所述質(zhì)量比向所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)同時(shí)供給甲醇燃料和汽油燃料。

進(jìn)一步地，所述控制器配置成在所述冷卻液溫度不高于第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制所述甲醇燃料供給裝置和所述汽油燃料供給裝置同時(shí)向所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)供給甲醇燃料和汽油燃料，在所述冷卻液溫度升高至高于所述第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制所述甲醇燃料供給裝置向所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)供給甲醇燃料。

進(jìn)一步地，還包括：

溫度獲取模塊，用于獲取所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)處的溫度；

其中，所述控制器配置成在所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)處的溫度不高于第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制所述甲醇燃料供給裝置和所述汽油燃料供給裝置同時(shí)向所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)供給甲醇燃料和汽油燃料，在所述冷卻液溫度升高至高于所述第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制所述甲醇燃料供給裝置向所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)供給甲醇燃料。

進(jìn)一步地，在所述冷卻液溫度升高至高于所述第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述汽油燃料供給裝置被停用；或者

在所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)處的溫度至高于所述第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述汽油燃料供給裝置被停用。

進(jìn)一步地，所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)還包括進(jìn)氣歧管和進(jìn)氣道；

所述甲醇燃料供給裝置包括甲醇噴油器，所述甲醇噴油器用于向所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)噴射甲醇燃料；

所述汽油燃料供給裝置包括汽油噴油器，所述汽油噴油器用于向所述甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)噴射汽油燃料；

其中，所述甲醇噴油器和所述汽油噴油器設(shè)置在所述進(jìn)氣歧管或所述進(jìn)氣道處。

進(jìn)一步地，所述控制器配置成通過(guò)控制所述甲醇噴油器和所述汽油噴油器的開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)來(lái)控制相應(yīng)的所述甲醇燃料和所述汽油燃料的噴油量，以調(diào)節(jié)所述甲醇燃料和所述汽油燃料的質(zhì)量比。

本發(fā)明的方案，由于在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)階段，通過(guò)控制甲醇燃料供給裝置以及汽油燃料供給裝置同時(shí)向發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)噴入甲醇和汽油兩種燃料，從而產(chǎn)生既含甲醇又含汽油的可燃混合氣。該可燃混合氣既具備汽油燃料冷啟動(dòng)性能好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具備甲醇燃料抗爆震能力好的優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的方案既可以解決甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)困難的問(wèn)題，也可以解決在冷啟動(dòng)階段采用汽油燃料進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震和早燃的問(wèn)題。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的方案可以控制甲醇燃料和汽油燃料的質(zhì)量比，這一方面可以緩解發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震和早燃問(wèn)題，另一方面是可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的排放。

此外，與現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)階段燃燒的是汽油-空氣可燃混合氣相比，本發(fā)明的方案是發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)階段燃燒不是汽油-空氣可燃混合氣，而是汽油-甲醇-空氣三者的可燃混合氣。由于汽油-空氣可燃混合氣的抗爆震性能相對(duì)較弱，當(dāng)壓縮比提高至一定值以后，發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)出現(xiàn)明顯的爆震和早燃問(wèn)題，從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性差，排放污染物超標(biāo)，使用壽命降低。然而，汽油-甲醇-空氣三者的可燃混合氣含有甲醇成分，將會(huì)明顯提高該混合氣的抗爆震能力，可以克服因壓縮比提高而帶來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震和早燃問(wèn)題，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)階段的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放性，同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性及使用壽命。

根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

附圖說(shuō)明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類(lèi)似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)系統(tǒng)100的示意性結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明的甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)系統(tǒng)100，用于甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)階段的燃料進(jìn)行控制。其可以包括甲醇燃料供給裝置和汽油燃料供給裝置。其中，甲醇燃料供給裝置用于向甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)供給甲醇燃料。甲醇燃料供給裝置包括甲醇儲(chǔ)罐、甲醇油泵20、甲醇管路、甲醇油軌和甲醇噴油器11。工作時(shí)，甲醇油泵20將甲醇燃料從甲醇儲(chǔ)罐中泵送至甲醇管路，并經(jīng)上述甲醇噴油器11噴射出霧化狀態(tài)的甲醇燃料至進(jìn)氣道16內(nèi)，再輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)。汽油燃料供給裝置用于向甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)供給汽油燃料。汽油燃料供給裝置包括汽油儲(chǔ)罐、汽油油泵19、汽油管路、汽油油軌和汽油噴油器12。工作時(shí)，汽油油泵19將汽油燃料從汽油儲(chǔ)罐中泵送至汽油管路，并經(jīng)上述汽油噴油器12噴射出霧化狀態(tài)的汽油燃料至進(jìn)氣道16內(nèi)，再輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)。

為了檢測(cè)車(chē)輛的各種運(yùn)行工況，如圖1所示，該系統(tǒng)100還可以包括多種傳感器和控制器15，例如：可以包括進(jìn)氣壓力溫度傳感器13、氧傳感器17、冷卻液溫度傳感器14和轉(zhuǎn)速傳感器18。進(jìn)氣壓力溫度傳感器13用于檢測(cè)進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力和進(jìn)氣的溫度，是向控制器15提供計(jì)算噴油持續(xù)時(shí)間的基準(zhǔn)信號(hào)以及作為計(jì)算空氣密度的依據(jù)。氧傳感器17用于檢測(cè)排氣中的氧濃度，提供給控制器15作為控制燃油/空氣比在最佳值(理論值)附近的基準(zhǔn)信號(hào)。冷卻液溫度傳感器14用于獲取冷卻液溫度，相當(dāng)于向控制器15提供發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的信號(hào)。轉(zhuǎn)速傳感器18用于檢測(cè)曲軸及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，提供給控制器15作為確定點(diǎn)火正時(shí)及工作順序的基準(zhǔn)信號(hào)。在另一實(shí)施例中，還可以包括溫度獲取模塊，用于專(zhuān)門(mén)獲取甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)殼處的溫度。由于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比提高至一定值后，采用現(xiàn)有技術(shù)方案，即在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)階段燃燒汽油，發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)出現(xiàn)明顯的爆震和早燃問(wèn)題。而甲醇燃料的抗爆震的性能明顯優(yōu)于汽油燃料，因此，本發(fā)明結(jié)合了兩種燃料的優(yōu)勢(shì)，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)階段同時(shí)使用汽油和甲醇兩種燃料。因此，控制器15用于在冷啟動(dòng)階段控制甲醇燃料供給裝置和汽油燃料供給裝置同時(shí)向甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)供給甲醇燃料和汽油燃料，并根據(jù)冷啟動(dòng)階段時(shí)車(chē)輛的運(yùn)行工況信息對(duì)甲醇燃料和汽油燃料的質(zhì)量比進(jìn)行調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的方案，由于在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)階段，通過(guò)控制甲醇燃料供給裝置以及汽油燃料供給裝置同時(shí)向發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)噴入甲醇和汽油兩種燃料，從而產(chǎn)生既含甲醇又含汽油的可燃混合氣。該可燃混合氣既具備汽油燃料冷啟動(dòng)性能好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具備甲醇燃料抗爆震能力好的優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的方案既可以解決甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)困難的問(wèn)題，也可以解決在冷啟動(dòng)階段采用汽油燃料進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震和早燃的問(wèn)題。

在工作時(shí)，當(dāng)冷卻液溫度傳感器14檢測(cè)到冷卻液溫度不高于第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，或者在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)溫度獲取模塊檢測(cè)到甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)處的溫度不高于第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，其中，第一預(yù)設(shè)溫度和第二預(yù)設(shè)溫度均為甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷啟動(dòng)狀態(tài)的最高溫度，第一預(yù)設(shè)溫度和第二預(yù)設(shè)溫度可以相等，也可以不相等?？刂破?5控制汽油油泵19和甲醇油泵20同時(shí)啟動(dòng)，根據(jù)進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓力、進(jìn)氣的溫度和當(dāng)前冷卻液溫度信息，計(jì)算得出需要噴射的汽油量和甲醇量，根據(jù)該質(zhì)量比通過(guò)控制甲醇噴油器11和汽油噴油器12的開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)來(lái)控制相應(yīng)的甲醇燃料和汽油燃料的噴油量，以調(diào)節(jié)甲醇燃料和汽油燃料的質(zhì)量比。該質(zhì)量比可以在0-99％之間的任意范圍。由于當(dāng)質(zhì)量比為0％時(shí)，相當(dāng)于只有汽油燃料，這種情況也只適用于在發(fā)動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生爆震和早燃現(xiàn)象的情況下使用。一般情況下，甲醇和汽油燃料之間的質(zhì)量比是要大于0％的，即要求需要含有一定量的甲醇燃料。此外，甲醇燃料和汽油燃料的質(zhì)量比可以保持在一特定值不變，也可以連續(xù)變化。同時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器18獲取到當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制點(diǎn)火線圈21在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火提前角放電點(diǎn)火。進(jìn)入怠速工況和運(yùn)行工況后，控制器15根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷計(jì)算噴油量，并根據(jù)氧傳感器17反饋的信號(hào)，調(diào)整空氣閥22或點(diǎn)火提前角，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的順利啟動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，甲醇噴油器11和汽油噴油器12可以被安裝在進(jìn)氣歧管或者進(jìn)氣道16處，且兩者在進(jìn)氣歧管或者進(jìn)氣道16處的前后位置關(guān)系可以互換。在冷啟動(dòng)階段中，本發(fā)明的方案的工作原理為：從甲醇噴油器11和汽油噴油器12噴射出的甲醇和汽油燃料為霧化狀態(tài)，該兩種燃料與進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣在進(jìn)氣歧管或者進(jìn)氣道16內(nèi)進(jìn)行預(yù)混合，形成初步的混合氣體，隨后被帶入至發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)，在活塞運(yùn)動(dòng)的作用下，形成紊流，混合器在燃燒室內(nèi)進(jìn)一步充分混合，形成最終的可燃混合氣。通過(guò)該種方式形成的混合器更加均勻，從而使得混合氣燃燒更加充分，進(jìn)一步使得發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行更加穩(wěn)定，排放污染物更少。

與現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)階段燃燒的是汽油-空氣可燃混合氣相比，本發(fā)明的方案是發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)階段燃燒不是汽油-空氣可燃混合氣，而是汽油-甲醇-空氣三者的可燃混合氣。由于汽油-空氣可燃混合氣的抗爆震性能相對(duì)較弱，當(dāng)壓縮比提高至一定值以后，發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)出現(xiàn)明顯的爆震和早燃問(wèn)題，從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性差，排放污染物超標(biāo)，使用壽命降低。然而，汽油-甲醇-空氣三者的可燃混合氣含有甲醇成分，將會(huì)明顯提高該混合氣的抗爆震能力，可以克服因壓縮比提高而帶來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震和早燃問(wèn)題，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)在冷啟動(dòng)階段的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放性，同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性及使用壽命。

隨著汽油燃料和甲醇燃料的燃燒，甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度逐漸升高。因此，當(dāng)冷卻液溫度傳感器14檢測(cè)到冷卻液溫度高于第一預(yù)設(shè)溫度時(shí)，或者在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)溫度獲取模塊檢測(cè)到甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)處的溫度高于第二預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制甲醇燃料供給裝置向甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)供給甲醇燃料，同時(shí)停用汽油燃料供給裝置，即切換至純甲醇工作模式，至此，發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)階段結(jié)束。切換為純甲醇工作模式的工作過(guò)程為：控制器15控制汽油噴油器12關(guān)閉，同時(shí)增加甲醇噴油器11的噴油量。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。