一种用于甲醇汽车燃料预热的方法

1.本发明涉及汽车发动机技术领域，尤其涉及一种用于甲醇汽车燃料预热的方法。


背景技术：

2.传统发动机使用的燃料主要为汽油和柴油，但伴随石油资源日益短缺和排放法规日益严格，发动机清洁代用燃料的开发与应用迫在眉睫。甲醇具有含氧量高、燃烧速度快等特点，能显著改善发动机缸内燃烧过程，提高燃烧效率，有效降低碳烟颗粒物的排放，同时，甲醇的分子量小，碳氢比小，相同质量的燃料燃烧后会生成更少的水和co2，是一种极具潜力的发动机替代燃料。
3.近年来，甲醇被广泛用作发动机代用燃料，但由于甲醇自身的汽化潜热远高于汽油和柴油，导致其在冷启动或环境温度较低时存在难以燃烧的问题。
4.当前针对甲醇汽车冷启动困难的问题，主流技术是采用汽油、甲醇双燃料技术解决。该技术要求车辆配备汽油和甲醇两种燃料，在汽车冷启动期间，以汽油作为燃料喷入缸内燃烧，当缸内燃烧温度大幅度提升后，改用甲醇为燃料喷入缸内，以实现甲醇的快速雾化及正常燃烧。但是汽油、甲醇双燃料的发动机需要兼顾汽油和甲醇两种燃料的燃烧，因此其压缩比主要参照汽油的特性进行设计，导致甲醇在燃烧过程中由于压缩比相对较小，进而导致动力性和热效率下降，不利于甲醇燃料的产业化推广应用。


技术实现要素：

5.本发明意在提供一种用于甲醇汽车燃料预热的方法，以解决现用汽油、甲醇双燃料的发动机需要兼顾汽油和甲醇两种燃料的燃烧，会导致动力性和热效率下降的问题。
6.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种用于甲醇汽车燃料预热的方法，包括以下步骤：
8.车辆冷启动过程中，通过预热系统利用电加热对进入喷油器的甲醇燃料进行预热；
9.车辆正常行驶过程中，通过预热系统利用发动机高温排气对进入喷油器的甲醇燃料进行预热。
10.进一步的，所述预热系统包括第一喷油泵、第二喷油泵、后处理载体、控制单元和蓄电池，所述后处理载体包括内管和外管，所述内管连接甲醇发动机的排气口，所述内管外壁间隔设置有翅片，所述内管和外套管之间形成有预热层，所述预热层的轴向一端封闭，所述预热层的轴向另一端设置有加热盘，所述预热层设置有燃料进口、燃料出口和温度传感器，所述燃料进口通过第一连接管路连接第一喷油泵，所述第一喷油泵通过第二连接管路连接甲醇燃料箱，所述燃料出口通过第三连接管路连接第二喷油泵，所述第二喷油泵通过第四连接管路连接喷油器，所述第一连接管路和第三连接管路均设置有电磁阀，所述第一喷油泵、第二喷油泵、电磁阀、温度传感器和蓄电池均与控制单元电连接。
11.本发明的有益效果是：
12.(1)将汽油-甲醇双燃料变为甲醇燃料，无需单独的汽油供给系统，减少了成本；
13.(2)由于汽油的辛烷值远低于甲醇，而双燃料发动机的压缩比主要参照汽油的特性进行设计，导致甲醇在燃烧过程中由于压缩比相对较小，动力性和热效率下降，本发明将汽油-甲醇双燃料变为甲醇燃料后，发动机的设计压缩比进一步增加，提高了发动机的动力性和热效率；
14.(3)在发动机冷启动后，采用发动机高温排气对甲醇燃料预热，起到了回收发动机排气能量、提高能量转化效率的作用。
附图说明
15.图1为本发明实施例提供的预热系统的结构示意图；
16.说明书附图中的附图标记包括：1、发动机；2、后处理载体；3、预热层；4、翅片；5、加热盘；6、燃料进口；7、第一连接管路；8、第一喷油泵；9、第二连接管路；10、甲醇燃料箱；11、控制单元；12、蓄电池；13、温度传感器；14、燃料出口；15、第二电磁阀；16、第三连接管；17、喷油器；18、第一电磁阀；19、第二喷油泵；20、第四连接管路。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
18.一种用于甲醇汽车燃料预热的方法，包括以下步骤：
19.车辆冷启动过程中，通过预热系统利用电加热对进入喷油器17的甲醇燃料进行预热；
20.车辆正常行驶过程中，通过预热系统利用发动机1高温排气对进入喷油器17的甲醇燃料进行预热。
21.如图1所示的，预热系统包括第一喷油泵8、第二喷油泵19、后处理载体2、控制单元11和蓄电池12，后处理载体2包括内管和外管，内管连接甲醇发动机1的排气口，内管外壁间隔设置有翅片4，内管和外套管之间形成有预热层3，预热层3的轴向一端封闭，预热层3的轴向另一端设置有加热盘5，预热层3设置有燃料进口6、燃料出口14和温度传感器13，燃料进口6通过第一连接管路7连接第一喷油泵8，第一喷油泵8通过第二连接管路9连接甲醇燃料箱10，燃料出口14通过第三连接管16路连接第二喷油泵19，第二喷油泵19通过第四连接管路20连接喷油器17，第一连接管路7和第三连接管16路设置有第一电磁阀18和第二电磁阀15，第一喷油泵8、第二喷油泵19、电磁阀、温度传感器13和蓄电池12均与控制单元11电连接。
22.工作过程如下：
23.在车辆冷启动过程中，由于发动机1缸内温度低，导致甲醇难以雾化、燃烧，因此需要对进入喷油器17的甲醇燃料进行预热。预热过程为：第一喷油泵8启动，第一电磁阀18开启，第二电磁阀15关闭，甲醇燃料箱10中的甲醇燃料在第一喷油泵8的作用下依次通过第二连接管路9、第一喷油泵8、第一连接管路7和第一电磁阀18，最终从燃料进口6处进入预热层3，随后第一电磁阀18关闭。此时，控制单元11启动蓄电池12，为加热盘5供电，预热层3中的燃料由加热盘5加热升温，并由温度传感器13实时测量其温度。当燃料温度升至设定温度后，加热盘5停止加热，第二电磁阀15开启，第二喷油泵19启动，在第二喷油泵19的作用下，
预热层3中的甲醇燃料依次通过燃料出口14、第二电磁阀15、第三连接管16路、第二喷油泵19和第四连接管路20进入喷油器17。
24.在车辆冷启动后的正常行驶过程中，发动机1缸内温度较高，导致甲醇燃料的预热需求降低，因此采用发动机1高温排气对甲醇燃料进行预热。预热过程为：第一喷油泵8启动，第一电磁阀18、第二电磁阀15均开启，甲醇燃料箱10中的甲醇燃料在喷油泵的作用下依次通过第二连接管路9、第一喷油泵8、第一连接管路7和第一电磁阀18，最终从燃料进口6处进入预热层3。在预热层3中，甲醇燃料通过内管外壁和翅片4从进入内管的发动机1高温排气中吸热，随后从燃料出口14流出预热层3。随后第二喷油泵19启动，在第二喷油泵19的作用下，流出预热层3的甲醇燃料依次通过第二电磁阀15、第三连接管16路、第二喷油泵19和第四连接管路20进入喷油器17。
25.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。


技术特征：
1.一种用于甲醇汽车燃料预热的方法，其特征在于，包括以下步骤：车辆冷启动过程中，通过预热系统利用电加热对进入喷油器(17)的甲醇燃料进行预热；车辆正常行驶过程中，通过预热系统利用发动机(1)高温排气对进入喷油器(17)的甲醇燃料进行预热。2.根据权利要求1所述的用于甲醇汽车燃料预热的方法，其特征在于：所述预热系统包括第一喷油泵(8)、第二喷油泵(19)、后处理载体(2)、控制单元(11)和蓄电池(12)，所述后处理载体(2)包括内管和外管，所述内管连接甲醇发动机(1)的排气口，所述内管外壁间隔设置有翅片(4)，所述内管和外套管之间形成有预热层(3)，所述预热层(3)的轴向一端封闭，所述预热层(3)的轴向另一端设置有加热盘(5)，所述预热层(3)设置有燃料进口(6)、燃料出口(14)和温度传感器(13)，所述燃料进口(6)通过第一连接管路(7)连接第一喷油泵(8)，所述第一喷油泵(8)通过第二连接管路(9)连接甲醇燃料箱(10)，所述燃料出口(14)通过第三连接管(16)路连接第二喷油泵(19)，所述第二喷油泵(19)通过第四连接管路(20)连接喷油器(17)，所述第一连接管路(7)和第三连接管(16)路均设置有电磁阀，所述第一喷油泵(8)、第二喷油泵(19)、电磁阀、温度传感器(13)和蓄电池(12)均与控制单元(11)电连接。

技术总结
本发明公开了一种用于甲醇汽车燃料预热的方法，包括以下步骤：车辆冷启动过程中，通过预热系统利用电加热对进入喷油器17的甲醇燃料进行预热；车辆正常行驶过程中，通过预热系统利用发动机1高温排气对进入喷油器17的甲醇燃料进行预热。本发明将汽油-甲醇双燃料变为甲醇燃料，无需单独的汽油供给系统，减少了成本，发动机的设计压缩比进一步增加，提高了发动机的动力性和热效率；并且，在发动机冷启动后，采用发动机高温排气对甲醇燃料预热，起到了回收发动机排气能量、提高能量转化效率的作用。用。用。


技术研发人员：王崇尧 王欣 葛蕴珊 郝利君 谭建伟 张孟珠 李若楠
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/6/7