一种用于甲醇燃料的加热系统、方法以及发动机与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种用于甲醇燃料的加热系统、方法以及发动机。


背景技术：

2.甲醇作为一种清洁能源，可以作为发动机的燃料，相对于石油燃料而言能够有效减少污染物排放。但由于低温环境冷机情况下甲醇燃料不易蒸发气化，难以快速形成可燃混合气。
3.为解决甲醇燃料低温启动问题，目前普遍采用汽油作为启动燃料，也就是启动阶段先以汽油作为燃料，当发动机温度达到一定程度后，再切换为甲醇燃料工作，而这通常需要双喷系统实现，结构较为复杂，成本较高。


技术实现要素：

4.本发明解决的问题是如何实现甲醇燃料作为单一燃料供给发动机燃烧，以降低成本。
5.为解决上述问题，本发明提供一种用于甲醇燃料的加热系统、方法以及发动机。
6.第一方面，本发明提供一种用于甲醇燃料的加热系统，包括热处理装置，所述热处理装置用于安装在气道喉管内，所述热处理装置用于检测甲醇喷射落点区域温度，并根据所述甲醇喷射落点区域温度对喷射在所述热处理装置上的甲醇燃料加热。
7.可选地，所述热处理装置包括温度传感器和加热组件，所述温度传感器用于检测所述甲醇喷射落点区域温度，所述加热组件用于对喷射在所述热处理装置上的甲醇燃料加热。
8.可选地，所述热处理装置用于与所述气道喉管卡接。
9.可选地，所述用于甲醇燃料的加热系统还包括控制单元，所述控制单元用于当所述甲醇喷射落点区域温度小于预设启动温度时，控制所述热处理装置对喷射在所述热处理装置上的甲醇燃料加热。
10.可选地，所述用于甲醇燃料的加热系统还包括供电装置，所述控制单元通过吸合继电器连接所述热处理装置和所述供电装置，以为所述热处理装置供电。
11.可选地，所述控制单元还用于当所述甲醇喷射落点区域温度达到所述预设启动温度时，控制所述热处理装置维持所述甲醇喷射落点区域温度。
12.可选地，所述控制单元还用于当缸盖温度超过预设温度阈值时，控制所述热处理装置停止加热。
13.第二方面，本发明提供一种用于甲醇燃料的加热方法，基于上述用于甲醇燃料的加热系统，包括：
14.获取甲醇喷射落点区域温度；
15.根据所述甲醇喷射落点区域温度控制热处理装置对喷射在所述热处理装置上的
甲醇燃料加热。
16.第三方面，本发明提供一种发动机，包括上述用于甲醇燃料的加热系统。
17.可选地，所述发动机还包括甲醇喷射器，所述甲醇喷射器用于将甲醇燃料喷射在所述用于甲醇燃料的加热系统的热处理装置上。
18.本发明通过设置在气道喉管内的热处理装置，既可以有加热功能，也可以有热检测功能，可通过其检测甲醇喷射落点区域温度，例如，当甲醇喷射落点区域温度低于预设启动温度时，可通过热处理装置对喷射在其上的甲醇燃料进行加热，保证甲醇燃料能够在气道喉管处快速蒸发气化形成可燃混合气，再供给发动机做功燃烧，由于不需要汽油作为启动燃料，而是采用甲醇燃料作为启动燃料，从而能够实现甲醇燃料作为单一燃料供给发动机燃烧，相对于现有技术中将汽油作为启动燃料而言，本发明具有成本低且不受外界温度环境影响等优点。
附图说明
19.图1为本发明实施例的用于甲醇燃料的加热系统的示意图；
20.图2为本发明实施例的热处理装置和气门示意图；
21.图3为本发明实施例的发动机及相关部件示意图。
22.附图标记说明：
23.1-发动机；2-排气歧管；3-进气歧管；4-热处理装置；5-甲醇喷射器；6-供电装置；7-点火开关；8-控制单元；9-气道喉管。
具体实施方式
24.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
25.如图1所示，本发明实施例提供一种用于甲醇燃料的加热系统，包括热处理装置4，所述热处理装置4用于安装在气道喉管9内，所述热处理装置4用于检测甲醇喷射落点区域温度，并根据所述甲醇喷射落点区域温度对喷射在所述热处理装置4上的甲醇燃料加热。
26.具体地，用于甲醇燃料的加热系统包括热处理装置4，热处理装置4安装在气道喉管9内(每个气道喉管9均可安装)，由于在发动机启动前，需要进行辅助助燃，使得发动机能够顺利启动，因此当甲醇燃料喷射在气道喉管9上时，通过热处理装置4检测甲醇喷射落点区域温度，当甲醇喷射落点区域温度低于预设甲醇启动温度(预设甲醇启动温度可根据实际情况进行设定)时，代表甲醇并没有达到其完全燃烧条件，此时点燃甲醇会使甲醇不完全燃烧，导致甲醇利用率降低，造成能源浪费的同时，使发动机不能以正常功率进行工作，因此需要针对甲醇落点喷射区域温度进行检测，并在低于预设甲醇启动温度时，通过热处理装置4对甲醇燃料进行加热，保证甲醇燃料能够在气道喉管9处快速蒸发气化形成可燃混合气，并进入缸内点火燃烧。若甲醇喷射落点区域温度大于或等于预设甲醇启动温度，则热处理装置4不工作，发动机可以正常启动。
27.其中，为保证热处理装置4对甲醇燃料的加热效果，通常会直接将甲醇燃料喷射在热处理装置4上，即甲醇喷射落点区域位于热处理装置4上。
28.可选地，所述热处理装置4包括温度传感器和加热组件，所述温度传感器用于检测
所述甲醇喷射落点区域温度，所述加热组件用于对喷射在所述热处理装置4上的甲醇燃料加热。
29.具体地，热处理装置4包括温度传感器和加热组件(例如加热电阻丝)，通过温度传感器检测甲醇喷射落点区域温度，通过加热组件对喷射在热处理装置4上的甲醇燃料加热，保证甲醇燃料能够蒸发气化形成可燃混合气。
30.可选地，所述热处理装置4用于与所述气道喉管9卡接。
31.具体地，结合图2所示，热处理装置4可以采用以下两种方式与气道喉管9卡接组成完整气道喉管：(1)热处理装置4的一侧与进气道结构相吻合，另一侧与气道喉管9预留卡槽结构相对接，中间预埋加热电阻丝和温度传感器，将热处理装置4插入气道喉管9处对接卡槽之后，通过定位销或螺栓予以固定；热处理装置4通常覆盖气道型面的一半；(2)单独制造整个气道内型面，之后外围预埋加热电阻丝和温度传感器，再总体组装到气道喉管9内并通过定位销或螺栓固定。其中，缸盖外侧露出温度传感器和加热电阻丝的电器部件接头，以便与供电装置6等连接。
32.可选地，所述用于甲醇燃料的加热系统还包括控制单元8，所述控制单元8用于当所述甲醇喷射落点区域温度小于预设启动温度时，控制所述热处理装置4对喷射在所述热处理装置4上的甲醇燃料加热。
33.具体地，结合图3所示，用于甲醇燃料的加热系统还包括控制单元8，当驾驶员打开主驾驶员车门时，按下点火开关7接通电源，控制单元8通过热处理装置4的温度传感器对甲醇喷射落点区域温度进行初始温度识别，若甲醇喷射落点区域温度小于预设甲醇启动温度，则控制单元8控制热处理装置4对甲醇燃料加热，使得甲醇喷射落点区域温度快速升高，一般仅需1至3秒即能达到预设甲醇启动温度，能够实现发动机的快速启动。
34.其中，温度传感器能将甲醇喷射落点区域温度信号传递给控制单元8，控制单元8基于回馈的温度信息进行逻辑判断并发出电阻丝加热指令，温度传感器持续反馈温度信息给控制器进行逻辑判断处理，直至达到辅助甲醇燃烧的目标控制温度要求，形成实时闭环自动控制。
35.可选地，所述用于甲醇燃料的加热系统还包括供电装置6，所述控制单元8通过吸合继电器连接所述热处理装置4和所述供电装置6，以为所述热处理装置4供电。
36.具体地，结合图3所示，用于甲醇燃料的加热系统还包括供电装置6(例如电池)，控制单元8通过吸合继电器使得热处理装置4和供电装置6，从而通过热处理装置4对甲醇燃料加热。
37.可选地，所述控制单元8还用于当所述甲醇喷射落点区域温度达到所述预设启动温度时，控制所述热处理装置4维持所述甲醇喷射落点区域温度。
38.具体地，当甲醇喷射落点区域温度达到预设甲醇启动温度时，可以通过温度传感器将甲醇喷射落点区域温度的实时温度发送至控制单元8，由控制单元8吸合继电器同时控制加热电流，使得甲醇喷射落点区域温度稳定在目标温度内，实现温控精准闭环控制，且减少不必要的能源损耗，同时防止一直加热对进气歧管3和供油管路造成损坏。
39.可选地，所述控制单元8还用于当缸盖温度超过预设温度阈值时，控制所述热处理装置4停止加热。
40.具体地，在发动机点燃后，随着缸盖温度升高，甲醇喷射落点区域温度会逐渐超过
预设温度阈值，此时不再需要辅助加热(即甲醇燃烧进一步放热达到一定程度后就不必再辅助助燃)，因此控制单元8逐步降低加热电流，直至退出电控辅助加热状态。
41.本发明另一实施例提供一种用于甲醇燃料的加热方法，基于上述用于甲醇燃料的加热系统，包括：
42.获取甲醇喷射落点区域温度；
43.根据所述甲醇喷射落点区域温度控制热处理装置4对喷射在所述热处理装置4上的甲醇燃料加热。
44.具体地，当驾驶员按下点火开关7接通电源后，点火开关7发送相应的信号给控制单元8，控制单元8控制热处理装置4对甲醇喷射落点区域进行温度识别，当甲醇喷射落点区域的温度小于预设甲醇启动温度时，对甲醇喷射落点区域进行加热，以使该区域温度稳定在目标温度内，实现甲醇预加热以顺利启动发动机。
45.本发明另一实施例提供一种发动机，包括上述用于甲醇燃料的加热系统。
46.可选地，所述发动机还包括甲醇喷射器5，所述甲醇喷射器5用于将甲醇燃料喷射在所述用于甲醇燃料的加热系统的热处理装置4上。
47.具体地，结合图3所示，发动机1还包括甲醇喷射器5，甲醇喷射器5的喷射落点均位于热处理装置4上，从而能够实现充分助燃，有利于实现发动机快速启动。
48.其中，发动机1还包括排气歧管2和进气歧管3，进气歧管3与气道喉管9连接，在发动机进行燃烧后，排气歧管2排放通过燃烧所产生的气体。
49.虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于甲醇燃料的加热系统，其特征在于，包括热处理装置(4)，所述热处理装置(4)用于安装在气道喉管(9)内，所述热处理装置(4)用于检测甲醇喷射落点区域温度，并根据所述甲醇喷射落点区域温度对喷射在所述热处理装置(4)上的甲醇燃料加热。2.根据权利要求1所述的用于甲醇燃料的加热系统，其特征在于，所述热处理装置(4)包括温度传感器和加热组件，所述温度传感器用于检测所述甲醇喷射落点区域温度，所述加热组件用于对喷射在所述热处理装置(4)上的甲醇燃料加热。3.根据权利要求1所述的用于甲醇燃料的加热系统，其特征在于，所述热处理装置(4)用于与所述气道喉管(9)卡接。4.根据权利要求1所述的用于甲醇燃料的加热系统，其特征在于，还包括控制单元(8)，所述控制单元(8)用于当所述甲醇喷射落点区域温度小于预设启动温度时，控制所述热处理装置(4)对喷射在所述热处理装置(4)上的甲醇燃料加热。5.根据权利要求4所述的用于甲醇燃料的加热系统，其特征在于，还包括供电装置(6)，所述控制单元(8)通过吸合继电器连接所述热处理装置(4)和所述供电装置(6)，以为所述热处理装置(4)供电。6.根据权利要求4所述的用于甲醇燃料的加热系统，其特征在于，所述控制单元(8)还用于当所述甲醇喷射落点区域温度达到所述预设启动温度时，控制所述热处理装置(4)维持所述甲醇喷射落点区域温度。7.根据权利要求4所述的用于甲醇燃料的加热系统，其特征在于，所述控制单元(8)还用于当缸盖温度超过预设温度阈值时，控制所述热处理装置(4)停止加热。8.一种用于甲醇燃料的加热方法，基于如权利要求1至7任一项所述的用于甲醇燃料的加热系统，其特征在于，包括：获取甲醇喷射落点区域温度；根据所述甲醇喷射落点区域温度控制热处理装置(4)对喷射在所述热处理装置(4)上的甲醇燃料加热。9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的用于甲醇燃料的加热系统。10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，还包括甲醇喷射器(5)，所述甲醇喷射器(5)用于将甲醇燃料喷射在所述用于甲醇燃料的加热系统的热处理装置(4)上。

技术总结
本发明提供了一种用于甲醇燃料的加热系统、方法以及发动机，涉及车辆技术领域。本发明所述的用于甲醇燃料的加热系统，包括热处理装置，所述热处理装置用于安装在气道喉管内，所述热处理装置用于检测甲醇喷射落点区域温度，并根据所述甲醇喷射落点区域温度对喷射在所述热处理装置上的甲醇燃料加热。本发明通过热处理装置对喷射在其上的甲醇燃料进行加热，保证甲醇燃料能够在气道喉管处快速蒸发气化形成可燃混合气，再供给发动机做功燃烧，由于不需要汽油作为启动燃料，而是采用甲醇燃料作为启动燃料，从而能够实现甲醇燃料作为单一燃料供给发动机燃烧，相对于现有技术中将汽油作为启动燃料而言，本发明具有成本低且不受外界温度环境影响等优点。度环境影响等优点。度环境影响等优点。


技术研发人员：徐曼 洪兆刚 孙建军 田德辛 方会咏 李笑南 郭啸峰 柳启元 卢维伟 刘建财 吴海甫
受保护的技术使用者：宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司 极光湾科技有限公司
技术研发日：2023.01.06
技术公布日：2023/6/28