用于甲醇燃料发动机的燃烧方法、燃烧系统及加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种甲醇燃料发动机的燃烧方法、燃烧系统及加热装置。该方法包括：对输入所述甲醇燃料发动机的助燃空气进行加热；将加热后的助燃空气和喷醇器喷出的甲醇燃料混合成混合气，所述甲醇燃料加热汽化后的混合气温度在设定温度范围内，并且所述混合气在所述甲醇燃料发动机的气缸内燃烧做功。另外，加热装置安装在进气管，有自动调节功率或受控调节功率的功能。甲醇燃烧系统根据进气温度、喷出的甲醇量和温度，甲醇燃料发动机的温度，控制加热装置的功率，保证缸内甲醇混合气在设定的温度范围内。

Combustion method, combustion system and heating device for methanol fuel engine

The invention relates to a combustion method, a combustion system and a heating device for a methanol fuel engine. The method comprises: heating the combustion-supporting air input to the methanol fuel engine; mixing the heated combustion-supporting air and the methanol fuel ejected from the injector into a mixture, the temperature of the mixture after heating and vaporizing the methanol fuel is within a set temperature range, and the mixture gas in the methanol fuel engine. Combustion is done inside the cylinder. In addition, the heating device is installed on the intake pipe, and has the function of automatically adjusting the power or controlling the power. The methanol combustion system controls the power of the heating device according to the inlet temperature, the quantity and temperature of the methanol ejected from the engine, and the temperature of the methanol fuel engine to ensure that the methanol mixture in the cylinder is within the set temperature range.

【技术实现步骤摘要】
用于甲醇燃料发动机的燃烧方法、燃烧系统及加热装置
本专利技术涉及发动机燃烧
，尤其涉及用于甲醇燃料发动机的燃烧方法、甲醇燃烧系统及加热装置。
技术介绍
甲醇作为燃料可以得到较高的燃烧效率，并能够取得较低的一氧化碳CO，碳氢HC和氮氧化合物NOx污染物排放。特别是甲醇汽车产生的PM2.5尾气排放比同排量汽油车柴油车要低得多。大量试验和试点证明了甲醇汽车的安全性，动力性和环保性。甲醇作为燃料特性上有不足的地方：第一，甲醇的汽化热很高。是汽油的3.6倍，柴油的4.2倍。第二，甲醇的燃烧热值低，只有汽油柴油的一半不到，因而在相同热值需求下，需要加大发动机工作时的喷醇量。如果甲醇燃料的使用量是汽柴油的两倍，那么甲醇汽化时所需要的热量也要再多一倍。如果甲醇的使用量增加50%，汽化时所需的热量也要增加50%。在热能供应不足时，甲醇会汽化不好。没有汽化的甲醇还是液态，没有参与燃烧，造成动力和热效率下降。液态甲醇一部分顺着汽缸壁流入机油池，使机油乳化失去润滑作用。一部分随着尾气排出，造成燃料的浪费。在这个过程中有些甲醇会转化成甲酸和甲醛造成尾气污染。以上问题甲醇汽车不只是在冷启动时发生，行驶过程全都存在。只是问题的程度不同。在某些特定的情况，尤其是在冬天汽车高速行驶的时候，甲醇汽化造成的混合气温度降低使甲醇燃料发动机燃烧不正常，汽车动力不足甚至熄火。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供可改善甲醇燃料发动机的燃烧稳定性的燃烧方法、甲醇燃烧系统及加热装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于甲醇燃料发动机的燃烧方法，包括：S1：对输入所述甲醇燃料发动机的助燃空气进行加热；S2：将加热后的所述助燃空气和喷出的甲醇燃料混合成混合气，所述甲醇燃料加热汽化后的混合气温度在设定温度范围内，并且所述混合气在所述甲醇燃料发动机的气缸内燃烧做功。优选的，在所述步骤S1中：通过加热装置对所述助燃空气进行加热；所述步骤S1包括：S1-1：所述加热装置通过自动改变加热功率来控制加热所述助燃空气的温度；或者S1-2：通过控制单元来控制所述加热装置的加热功率实现控制加热所述助燃空气的温度。优选的，所述混合气温度受所述助燃空气的温度、所述气缸的水温、甲醇燃料的温度以及喷醇量影响；在所述步骤S1-2中，所述控制单元根据输入的所述助燃空气的温度、所述水温、甲醇温度和喷醇量，控制所述加热装置的加热功率，来控制加热所述助燃空气的温度，进而控制所述混合气温度。优选的，所述方法还包括S3：通过控制油门踏板的位置来控制所述喷醇量；在所述步骤S1-2中，还包括：控制单元根据所述喷醇量是否会造成爆震的上限与所述加热装置的加热功率的对应关系来控制所述加热装置的加热功率，保证在所述助燃空气温度改变滞后的情况下，所述喷醇量具有一定的上升空间。本专利技术还提供一种甲醇燃烧系统，包括具有气缸的甲醇燃料发动机、以及与所述甲醇燃料发动机连接输入助燃空气的进气管；所述甲醇燃烧系统还包括对所述助燃空气进行加热的加热装置；将加热后的所述助燃空气和喷出的甲醇燃料混合成混合气，所述混合气加热汽化甲醇后的混合气温度在设定温度范围内，并且所述混合气在所述甲醇燃料发动机的气缸内燃烧做功。优选的，所述加热装置为PTC电加热器，通过自动改变加热功率来控制加热所述助燃空气的温度；或者，所述加热装置为MCH电加热器，所述甲醇燃烧系统还包括控制单元，通过控制MCH电加热器的加热功率，来控制加热所述助燃空气的温度。优选的，所述系统还包括：甲醇温度传感器，用于监测喷出雾化的温度；水温传感器，用于监测所述气缸缸体的水温温度；空气温度传感器，用于监测加热后的助燃空气的温度；以及踏板位置传感器，用于监测油门踏板位置得到对应的喷醇量；所述控制单元根据输入的所述助燃空气的温度、所述水温、甲醇温度和喷醇量，控制所述加热装置的加热功率，来控制加热所述助燃空气的温度，进而控制所述混合气温度。优选的，所述控制单元还用于根据喷醇量上限与所述加热装置的加热功率的对应关系，保证在所述助燃空气温度改变滞后的情况下，所述喷醇量具有一定的上升空间。本专利技术还提供一种用于上述任一项所述的燃烧方法的甲醇燃烧系统的加热装置，所述加热装置包括具有供助燃空气通过的流通通道的散热器、以及设置在所述散热器上的加热器件。优选的，所述散热器包括金属外圈；在所述金属外圈内设有三个第一导热基板，均匀分布在所述金属外圈的内侧圆周上；每一所述第一导热基板包括中间部，以及在所述中间部两侧设置、与所述金属外圈连接的连接部。优选的，所述加热装置为陶瓷PTC电加热器，包括金属内圈、以及设置在所述金属外圈和金属内圈之间的加热器件；所述内圈包括与所述第一导热基板相对的第二导热基板；所述加热器件被夹持在所述第一导热基板和第二导热基板之间，并且所述加热器件产生的热量通过所述第一导热基板和第二导热基板传递至所述金属内圈和金属外圈所形成的流通通道。优选的，所述加热器件为陶瓷PTC加热片，所述陶瓷PTC加热片夹紧在所述第一导热基板和第二导热基板之间，并且所述陶瓷PTC加热片的第一电极、第二电极分别直接与所述第一导热基板和第二导热基板压紧电连接。优选的，所述加热装置为陶瓷MCH电加热器，包括分别与所述第一导热基板相对设置的三个MCH陶瓷加热管、以及设置在所述金属外圈圆心位置的金属内管；所述MCH陶瓷加热管被所述金属内管压紧在第一导热基板上；所述MCH陶瓷加热管产生的热量通过所述第一导热基板、金属内管传导至所述金属内圈和金属外圈所形成的流通通道。优选的，所述MCH陶瓷加热管的一个电极分别与所述第一导热基板和金属内管压紧电连接，另一电极引线被套在绝缘管内，分别从所述金属外圈引出。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：通过将输入到甲醇燃料发动机的助燃空气进行加热，保证了甲醇的充分汽化，使得进入甲醇燃料发动机的甲醇混合气的温度可以在设定的温度范围内，使甲醇燃料发动机具有燃烧稳定、不会失火和爆震的优点。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术的用于甲醇燃烧系统的燃烧方法的流程示意图。图2是本专利技术的加热装置一个实施例的示意图。图3是本专利技术的加热装置又一个实施例的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域其他技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例公开了一种用于甲醇燃料发动机的燃烧方法，包括以下步骤：S101：对输入甲醇燃料发动机的助燃空气进行加热。如前所述，在使用甲醇燃料时，由于甲醇的热值比汽油低，需要使用更多的甲醇燃料；而甲醇燃料汽化时需要大量吸热，使得甲醇燃料发动机的气缸内温度会下降很多，导致甲醇燃料不能正常燃烧。另外，由于甲醇燃料发动机工作时，甲醇燃料与助燃空气的质量比差一个数量级，因此，加热助燃空气，能更有效地提升甲醇燃料与助燃空气的混合气的温度。尤其是在冷启动时，水温较低，而水温的提升需要很长时间，因此，直接加热助燃空气来提升混合气的温度具有更高的效率和可行性。对助燃空气的加热，可以利用加热装置进行加热，该加热装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于甲醇燃料发动机的燃烧方法，其特征在于，包括：S1：对输入所述甲醇燃料发动机的助燃空气进行加热；S2：将加热后的所述助燃空气和喷出的甲醇燃料混合成混合气，所述甲醇燃料加热汽化后的混合气温度在设定温度范围内，并且所述混合气在所述甲醇燃料发动机的气缸内燃烧做功。

【技术特征摘要】
1.一种用于甲醇燃料发动机的燃烧方法，其特征在于，包括：S1：对输入所述甲醇燃料发动机的助燃空气进行加热；S2：将加热后的所述助燃空气和喷出的甲醇燃料混合成混合气，所述甲醇燃料加热汽化后的混合气温度在设定温度范围内，并且所述混合气在所述甲醇燃料发动机的气缸内燃烧做功。2.根据权利要求1所述的燃烧方法，其特征在于，在所述步骤S1中：通过加热装置对所述助燃空气进行加热；所述步骤S1包括：S1-1：所述加热装置通过自动改变加热功率来控制加热所述助燃空气的温度；或者S1-2：通过控制单元来控制所述加热装置的加热功率实现控制加热所述助燃空气的温度。3.根据权利要求2所述的燃烧方法，其特征在于，所述混合气温度受所述助燃空气的温度、所述气缸的水温、甲醇燃料的温度以及喷醇量影响；在所述步骤S1-2中，所述控制单元根据输入的所述助燃空气的温度、所述水温、甲醇温度和喷醇量，控制所述加热装置的加热功率，来控制加热所述助燃空气的温度，进而控制所述混合气温度。4.根据权利要求3所述的燃烧方法，其特征在于，所述方法还包括S3：通过控制油门踏板的位置来控制所述喷醇量；在所述步骤S1-2中，还包括：控制单元根据所述喷醇量是否会造成爆震的上限与所述加热装置的加热功率的对应关系来控制所述加热装置的加热功率，保证在所述助燃空气温度改变滞后的情况下，所述喷醇量具有一定的上升空间。5.一种甲醇燃烧系统，包括具有气缸的甲醇燃料发动机、以及与所述甲醇燃料发动机连接输入助燃空气的进气管；其特征在于，所述甲醇燃烧系统还包括对所述助燃空气进行加热的加热装置；将加热后的所述助燃空气和喷出的甲醇燃料混合成混合气，所述混合气加热汽化甲醇后的混合气温度在设定温度范围内，并且所述混合气在所述甲醇燃料发动机的气缸内燃烧做功。6.根据权利要求5所述的甲醇燃烧系统，其特征在于，所述加热装置为PTC电加热器，通过自动改变加热功率来控制加热所述助燃空气的温度；或者，所述加热装置为MCH电加热器，所述甲醇燃烧系统还包括控制单元，通过控制MCH电加热器的加热功率，来控制加热所述助燃空气的温度。7.根据权利要求5所述的甲醇燃烧系统，其特征在于，所述系统还包括：甲醇温度传感器，用于监测喷出雾化的温度；水温传感器，用于监测所述气缸缸体的水温温度；空气温度传感器，用于监测加热后的助燃空气的温度；以及踏板位置传感器，用于监测油门...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海平，
申请(专利权)人：刘海平，
类型：发明
国别省市：北京,11