一种智能喷射系统及方法 【技术领域】
本发明属于机电一体化机械设备领域，涉及的是在同一台发动机上完成不同燃料燃烧的智能燃料喷射系统。
背景技术
智能发动机(Smart Engine)是目前学术界提出的针对替代能源在发动机上的应用的一种构想，即在同一种发动机上使用不同燃料燃烧，以促进替代能源的发展。该构想只是极少数科学家在概念上提出的，对其所具备的功能还未形成具体、完善、统一的描述。智能燃料喷射系统是Smart Engine的核心功能部件之一，目前国内外对该方面的研究仍停留在不改变原有的发动机上喷射装置的前提下进行两种燃料的掺混。例如在汽油机上实现汽油和乙醇汽油混合燃料的使用，或者将传统汽油机改造为氢气/天然气(CNG)/液化石油气(LPG)和汽油的双燃料发动机，以及乙醚或生物柴油与柴油混合在柴油机上使用等等。陈昊等在“汽油-天然气双燃料发动机性能研究”(《上海汽车》，2008.1，)通过采用了调节进气压力信号传感器压力幅值比例来模拟双燃料发动机掺烧比例。在不同掺烧比例的情况下，研究了双燃料发动机的动力性能、经济性能和排放性能。只是简单的把汽油汽化后与天然气混合于进气道喷射，没有针对不同燃料不同的理化特性，设定相应的喷油压力和喷油时刻，导致不同燃料的混合使用效果不是最优化，并且不支持使用多种燃料的喷射。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种智能喷射系统及方法，其可以根据不同燃料的特性实现不同燃料喷射时采用不同的喷射时间、压力等各参数。
为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：
一种智能喷射系统，其根据不同燃料特性实现不同燃料喷射时采用不同的喷射参数。
其包括一个主燃料箱，至少一个辅燃料箱，主燃料箱与辅燃料箱的箱底设有压力传感器，主燃料箱与辅燃料箱之间连通通过阀门控制且通过辅燃料箱油泵向主燃料箱供燃料，主燃料箱依次连接主燃料箱油泵、高压油泵、喷油器进行燃料喷射，其还包括电子控制单元，电子控制单元接收压力传感器的信号进而对喷油器、高压油泵、主燃料箱油泵、辅燃料箱油泵、阀门控制启闭及设定相应参数进行燃料的喷射及加注。
所述喷射系统还包括无线通信系统，其在加油站加注燃料时，加油站同时将该加注的燃料的种类和等级信息通过无线方式发送给喷射系统。
其辅燃料箱的加注口盖内部安装有传感器，感应对辅燃料箱加注燃料进而控制无线通信系统开启。
所述电子控制单元包括信号接收模块、信号识别模块、信号处理模块、信号输出模块、信号存储模块，信号接收模块接收压力传感器的信号，信号识别模式将该信号与信息存储模块的存储信息进行对比确定相应信息，并由信号处理模块对此处理发出指令，由信号输出模块发送指令。
所述电子控制单元还可以存储辅燃料箱中燃料的相应信息，主燃料箱从辅燃料箱导入燃料并喷射时，电子控制单元调出该燃料相应信息控制高压油泵、喷射器的喷射设定参数。
所述电子控制单元中辅燃料箱中燃料的相应信息，通过对其加注燃料时由无线通信系统发送至电子控制单元。
一种智能喷射方法，加油站每种燃油加注控制电脑都存储有该燃料的种类和等级信息，在汽车加油过程中通过蓝牙通讯的方式获得加油站的加注燃油信息，同时在电子控制单元中已存入辅助油箱中燃油的类型和配比信息，当辅助油箱中的燃油进入主油箱后，电子控制单元调用该燃油类型和配比信息，并将与之相对应的控制策略发送给各个部件。
由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：本发明提供的智能燃料喷射系统，可以根据不同燃料类型、不同燃烧模式自动改变喷射压力和喷射规律等参数，实现发动机高效率低排放运行。其次，通过Smart Engine各系统的配合，智能喷射器能够满足目前多种节能环保型燃烧方式的要求，如均质预混合燃烧，HCCI，FSI等。
【附图说明】
图1是智能燃料喷射系统结构示意图。
图2是ECU结构示意图。
图3是加油站与智能燃料箱通讯信息流程图。
1为主燃料箱油泵、2为主燃料箱、3为主燃料箱压力传感器、4为辅燃料箱压力传感器、5为辅燃料箱、6为辅燃料箱油泵、7为控制电磁阀、8为ECU、9为高压油泵、10为喷油器、11为燃料加注口盖传感器、12为燃料加注口盖、13为ECU燃料信号识别模块、14为ECU信号接收模块、15为ECU信号输出模块、16为ECU信号处理模块、17ECU信息存储模块、18为车载蓝牙接收装置、19为蓝牙发射装置。
【具体实施方式】
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
本发明提出了一种智能燃料喷射系统，该系统包括燃料加注口盖12，燃料加注口盖传感器11，蓝牙发射装置18，蓝牙接收装置19，电子控制单元(ECU)8，主燃料箱2，主燃料箱油泵1，主燃料箱压力传感器3，辅燃料箱5、辅燃料箱压力传感器4，辅燃料箱油泵6，控制电磁阀7，高压油泵9以及喷油器10组成。燃料加注口盖传感器11安装于燃料箱加注口盖12内部，通过电连接方式连接到ECU8。主燃料箱2与辅燃料箱5从左到右并行放置，主燃料箱油泵1置于主燃料箱2上方，辅燃料箱油泵6置于辅燃料箱5上方。主燃料箱2与辅燃料箱5之间通过管路连接，在管路中间安置控制电磁阀7，控制辅燃料箱5与主燃料箱2之间管路是否畅通。主燃料箱压力传感器3安装于主燃料箱2内底部，辅燃料箱压力传感器4安装于辅燃料箱5内底部，分别检测主燃料箱2与辅燃料箱5内的燃料量。主燃料箱压力传感器3与辅燃料箱压力传感器4以电连接方式连接至ECU8。高压油泵9安装于主燃料箱2上方，入口端通过管路与主燃料箱2连接，出口端通过管路与位于高压油泵9前端的喷油器10相连。ECU8通过电连接方式分别与主燃料箱压力传感器3、辅燃料箱压力传感器4、主燃料箱油泵1、辅燃料箱油泵6、控制电磁阀7、高压油泵9、喷油器10通过导线相连接，以便ECU接收和发送控制信号，对以上各个部件进行控制。ECU8由ECU燃料信号识别模块13，ECU信号处理模块16，ECU信号接收模块14，ECU信号输出模块15，ECU信息存储模块17组成。本智能燃料箱通过在加油站安装蓝牙接收装置18，当汽车进入加油站进行燃料加注时，伴随燃料加注口盖12的开启，ECU8接收到来自燃料加注口盖上的传感器11信号，获知辅燃料箱5开启，向车载蓝牙发射装置19发送信号，自动开启车载蓝牙发射装置19，接收加油站蓝牙接收装置18发出的信号，信号由加油站控制器预先设定，可由8位代码组成，前四位确定燃料种类，如汽油0000，柴油0001，生物柴油0002等以此类推，后四位确定燃料等级，如90号汽油为0000，93号为0001，即若加注的是90号汽油则蓝牙接收装置18发送代码00000000。蓝牙发射装置19接收信号后，通过电信号传递给ECU8，ECU信息接收模块14将获得电信号，通过电路传入ECU燃料识别模块13，ECU燃料识别模块13将输入信号与ECU信息存储模块17中存储信息进行比较，确定燃料的种类和等级，再将不同种类和等级燃料对应的控制电信号输入ECU信号处理模块16中，ECU信号处理模块16将输入的信号转换为相应地控制模块信号通过电路连接传递到ECU信号输出模块15，ECU信号输出模块15将信号通过导线传递到各个控制机构。高压油泵9根据从导线输入的ECU8控制电信号，确定泵油压力；喷油器10根据ECU8发送的控制电信号确定喷油时刻，针阀升程等喷油参数。从而对不同的燃料理化特性采取不同的喷油方式和喷油策略，实现最佳的喷油效果。发动机运转时所需燃料由主燃料箱2供给；加油站加注的燃料先储存在辅燃料箱5中，当主燃料箱2中的燃料将要消耗完全时，主燃料箱压力传感器3通过导线发出信号给ECU8，ECU8先判断辅燃料箱压力传感器4所发出的油量信号是否为0，若为0，则表明此时辅燃料箱5中没有装载其他燃料，ECU8发送信号提示驾驶员燃料即将用完，需加注燃料。若不为0，则表明此时辅燃料箱5中装有另一种燃料，判断后ECU8通过电信号回馈给控制电磁阀7和辅燃料箱油泵6。当控制电磁阀7接收到ECU8传递过来的信号以后，通电打开阀门，使主燃料箱2与辅燃料箱5之间的管路畅通，辅燃料箱油泵6接收到ECU8输出的电信号以后启动泵油，将辅燃料箱5中的燃料抽取到主燃料箱2之中，当辅燃料箱5内的燃料抽空以后，辅燃料箱压力传感器4通过导线传递信号给ECU8，ECU8接到信号以后，分别反馈电信号给控制电磁阀7和辅燃料箱油泵6，关闭控制电磁阀7，切断主燃料箱2与辅燃料箱5之间的管路，并关闭辅燃料箱油泵6。同时ECU8根据在加油站获得的加注燃料的信息，发送控制信号到高压油泵9以及喷油器10，在更换发动机燃料的同时，改变喷油压力和喷油策略，以实现发动机根据不同的燃料类型保持最优的工作状态。
本发明的喷射方法是加油站每种燃油加注控制电脑都存储有该燃料的种类和等级等信息，在汽车加油过程中通过蓝牙通讯的方式获得加油站的加注燃油信息，同时在ECU中已存入辅助油箱中燃油的类型和配比信息，当辅助油箱中的燃油进入主油箱后，ECU调用该燃油类型和配比信息，并将与之相对应的控制策略发送给各个部件。
本发明提供的智能燃料喷射系统，可以根据不同燃料类型、不同燃烧模式自动改变喷射压力和喷射规律等参数，实现发动机高效率低排放运行。其次，通过Smart Engine各系统的配合，智能喷射器能够满足目前多种节能环保型燃烧方式的要求，如均质预混合燃烧，HCCI，FSI等。未来应用前景十分广阔。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。