车用天然气甲醇混燃系统、发动机系统及车辆技术领域
本发明涉及车辆发动机领域,特别是涉及商用车天然气发动机系统。
背景技术
甲醇作为一种较有前景的替代燃料,在天然气发动机上的应用对缓解资源短缺,
减少排放方面具有重要意义。普通天然气发动机无法在高海拔上使用,主要是吸入
空气量减少,使参与燃烧的氧气减少。因为甲醇中氧元素占50%,在天然气发动机
上增加甲醇混燃系统可以有效缓解发动机高海拔缺氧的情况,主要原理是增加一套
控制系统和甲醇供给系统来实现天然气和甲醇的混合燃烧,天然气发动机会出现水
温过热情况,甲醇的汽化潜热比较大,可以降低缸内温度,从而有效缓解发动机水
温过热情况,总体来说天然气发动机增加甲醇喷射可以有效缓解两大问题1、高海
拔空气稀薄功率下降较大2、可以缓解发动机水温过热。
针对以上两个问题和为用户节省燃料费用的原则,是一种具有填补国内车用天
然气甲醇混燃领域空白的设计方案。
发明内容
提供一种车用天然气甲醇混燃系统、发动机系统及车辆,可缓解天然气发动机
高海拔吸入空气不足的情况,甲醇从进气道喷射随天然气和空气一块进入气缸,共
同参与燃烧做功,甲醇汽化潜热很大,还可以缓解天然气发动机水温过热情况,甲
醇部分替代天然气,减少天然气消耗,甲醇价格较低,可以达到节省燃料的目的。
一种车用天然气甲醇混燃系统,包括甲醇供给系统、控制系统,甲醇供给系统
连接发动机进气道,甲醇供给系统包括甲醇箱、甲醇泵、喷嘴,喷嘴喷射甲醇,甲
醇从进气道喷射随天然气和空气一块进入气缸,共同参与燃烧做功;甲醇箱,用于
储存甲醇;甲醇泵,甲醇泵连接甲醇箱,用于泵出甲醇,再通过管路从喷嘴中喷出;
控制系统连接天然气发动机,控制系统连接甲醇供给系统的喷嘴或泵,控制系统获
得天然气发动机的水温信号,发出指令给甲醇供给系统,控制甲醇的供给量。
进一步地,甲醇供给系统还包括滤清器、甲醇轨,所述甲醇轨为连接甲醇泵与
喷嘴的连接件,甲醇箱连接滤清器,滤清器连接甲醇泵,甲醇泵连接甲醇轨,甲醇
轨连接喷嘴。
进一步地,在天然气发动机进气管上连通设置喷醇器,喷醇器再连接喷嘴出口
以喷射甲醇。
进一步地,甲醇轨为管件,管件上开口以连接喷嘴进口,甲醇轨连接甲醇泵;
喷醇器为管件,喷醇器两端接入进气道,喷醇器上开孔与喷嘴的喷射口连接。
进一步地,控制系统包括ECU及线束。
进一步地,ECU读取天然气发动机的水温信号,根据设定控制喷嘴的喷射量。
进一步地,ECU读取天然气发动机的转速或负荷信号或转速和负荷信号,根据
设定控制喷嘴的喷射量。
一种车用天然气发动机系统,采用上述车用天然气甲醇混燃系统。
进一步地,多缸发动机在每个进气歧管上安装一个喷嘴或者在进气总管上安装
喷醇器,再在喷醇器上安装多个喷嘴,确保发动机运转时甲醇喷射均匀,车架上安
装甲醇箱、滤清器、甲醇泵、甲醇轨;喷醇器上设有支撑件支撑喷嘴。
一种车辆,采用上述车用天然气发动机系统。
本发明在原天然气发动机上增加甲醇供给系统和控制系统,最终完成混烧,醇
路系统如图包括:甲醇箱、滤清器、甲醇泵、甲醇轨、喷嘴等部件,控制系统包括
ECU、线束等部件,ECU读取原发动机的水温、转速、负荷等信号,来控制喷嘴的
开闭,从而完成整个发动机的混合燃烧过程。多缸发动机,比如6缸发动机在每个
进气歧管上安装一个喷嘴,确保发动机运转时每个缸内喷入的甲醇量相同;或者在
进气总管上连通安装喷醇器,喷醇器上连接喷嘴出口,喷醇器上可安装多个喷嘴。
附图说明
图1本发明车用天然气甲醇混燃系统原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明:
车用天然气甲醇混燃系统,包括甲醇供给系统、控制系统,甲醇供给系统连接
发动机进气道,甲醇供给系统包括甲醇箱、甲醇泵、喷嘴、滤清器、甲醇轨,喷嘴
喷射甲醇,甲醇从进气道喷射随天然气和空气一块进入气缸,共同参与燃烧做功;
控制系统连接天然气发动机,控制系统连接甲醇供给系统的喷嘴或泵,控制系统获
得天然气发动机的水温信号,发出指令给甲醇供给系统,控制甲醇的供给量;甲醇
箱连接滤清器,滤清器连接甲醇泵,甲醇泵连接甲醇轨,甲醇轨连接喷嘴;在天然
气发动机进气管上设置喷醇器,喷醇器连接喷嘴出口以喷射甲醇;甲醇轨为管件,
管件上开口以连接喷嘴进口,甲醇轨连接甲醇泵;喷醇器为管件,喷醇器两端接入
进气道,喷醇器上开孔与喷嘴的喷射口连接;控制系统包括ECU及线束;ECU读
取天然气发动机的水温信号,根据设定控制喷嘴的喷射量;ECU读取天然气发动机
的转速或负荷信号或转速和负荷信号,根据设定控制喷嘴的喷射量。
车用天然气发动机系统,采用上述车用天然气甲醇混燃系统。多缸发动机,比
如6缸发动机,在每个进气歧管上安装一个喷嘴,确保发动机运转时每个缸内喷入
的甲醇量相同;或者在进气总管上连通安装喷醇器,喷醇器上连接喷嘴出口,喷醇
器上可安装多个喷嘴,组合喷射。
车架上安装甲醇箱、滤清器、甲醇泵、甲醇轨;喷醇器上设有支撑件支撑喷嘴。
在原天然气发动机进气管上增加喷醇器,在车架上加装甲醇箱、滤清器、甲醇
泵、甲醇轨及喷醇器,用甲醇管路把前面几路连接起来,多余的甲醇流回甲醇箱,
加装ECU及线束等部件,ECU读取原发动机的信号,根据发动机的水温、转速、
符合运行情况,控制喷嘴,或者控制泵,以决定喷射甲醇的量,甲醇随天然气及空
气的混合气进入气缸,火花塞点火后,天然气和甲醇共同参与燃烧做功。
在另外的实施例中,甲醇轨可为筒形等其他类型的连接件,甲醇轨实质上用于
连接泵与喷嘴,可参考燃气喷轨。
在另外的实施例中,甲醇箱可为甲醇桶、甲醇容器等承装甲醇的装置。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明技术方案而非对其限制;尽管参照
较佳实施例进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对具
体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离方案的精神,其
均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。