一种甲醇、生物柴油、柴油多燃料发动机系统控制方法技术方案

本发明专利技术涉及汽车、农用机车发动机启动技术领域，特别是一种甲醇、生物柴油、柴油多燃料发动机系统控制方法，包括以下步骤：a.将甲醇装于甲醇油箱、生物柴油装于生物柴油油箱、柴油装于柴油油箱；b.甲醇油箱、生物柴油油箱、柴油油箱通过同一电子控单元ECU进行控制，并独立供给燃料，其模式分别为甲醇驱动模式、生物柴油驱动模式或柴油驱动模式；c.柴油发动机冷启动；d.电子控制单元ECU优先进行故障诊断；e.甲醇油箱、生物柴油油箱液位检测；f.冷却液温度检测；g.加速踏板匹配设定。本发明专利技术解决了甲醇、生物柴油和柴油多燃料发动机车型系统控制下冷启动后排放控制难、排放不良、油耗偏高、异常情况下发动机不能正常工作的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇、生物柴油、柴油多燃料发动机系统控制方法
本专利技术涉及汽车、农用机车发动机启动
，特别是一种甲醇、生物柴油、柴油多燃料发动机系统控制方法。
技术介绍
随着能源危机加剧和排放法规日益严格，开发新型燃料已成为发动机研究的重点之一。目前，在不改变直喷柴油机结构、供油参数的的基础上，从燃料品质方面去研究改善柴油发动机的燃烧特性和排放。在选取燃料上：桐油、菜籽油，配置纯生物柴油燃料，在ZS195柴油机上进行负荷特性试验，研究了生物柴油燃料、乙醇及其柴油燃料混合配比对柴油机燃烧放热规律和排放性能的影响。试验结果表明：不同油料和不同比例的混合燃料对柴油机的燃烧特性和排放性能有明显的影响。在小负荷工况点，生物柴油占大比例的燃料与0#柴油相比，燃烧放热明显滞后(1～4℃A)，滞燃期延长，缸内压力和瞬时放热率峰值均升高，压力升高达5％，放热率峰值升高达9％，生物柴油燃料掺入甲醇后表现更加突出。随着负荷增加，生物柴油燃料及其混合燃料的滞燃期逐渐缩短到与柴油基本相当，放热率峰值最大降幅为19％，压力曲线与柴油基本相当。生物柴油燃料占大比例的燃料的冷启动性能差，但均能满足动力性要求，经济性略微降低，燃油消耗率在标定工况比柴油高出12～18％。在排放方面：燃用生物柴油燃料时，NOx排放大约降低10％，生物柴油燃料占大比例的燃料中掺混了乙醇，混合燃料的NOx排放降低15％。在标定工况(8.8kW/2000rpm)，生物柴油燃料占大比例的燃料的碳烟排放都比柴油降低，降幅最大为89％。生物柴油燃料占小比例的燃料在标定工况点，NOx最大降幅为8.8％，碳烟排放最大降幅为76％。可见，生物柴油燃料、甲醇及其柴油燃料的混合燃料能满足柴油机动力性和经济性要求，且在中大负荷工况燃烧特性良好，发动机运行平稳，能有效降低柴油机的主要排放:NOx和碳烟，生物燃料占大比例的燃料整体效果最好。所以，对甲醇、生物柴油、柴油多燃料发动机系统控制方法研究突显其重要性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种甲醇、生物柴油、柴油多燃料发动机系统控制方法，目的是解决对目前现有技术下多混合燃料发动机燃料供给不易控制及装配多混合燃料发动机的车型冷启动后排放控制难、排放不良、油耗偏高、某种燃料供给出现异常情况下发动机不能正常工作的模式切换问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种甲醇、生物柴油、柴油多燃料发动机系统控制方法，包括以下步骤：a.将甲醇装于甲醇油箱101、生物柴油装于生物柴油油箱102、柴油装于柴油油箱103；b.甲醇油箱101、生物柴油油箱102、柴油油箱103通过同一电子控单元ECU进行控制，并独立供给燃料，其模式分别为甲醇驱动模式、生物柴油驱动模式或柴油驱动模式；d.柴油发动机冷启动；d.电子控制单元ECU优先进行故障诊断，当甲醇液位传感器107、生物柴油液位传感器108任一部件出现故障信号时，电子控制单元ECU都将切换到柴油模式驱动柴油发动机工作，同时发出故障诊断报警信号，通知驾驶人员及时修复故障；e.甲醇油箱、生物柴油油箱液位检测当检测到甲醇燃料液位低于预先设定值时，甲醇液位传感器110将液位信号发送至电子控制单元ECU，电子控制单元ECU根据该液位信号进行处理并发送处理结果指令至执行机构，此时柴油发动机104保持柴油驱动模式，同时发动报警，提示驾驶操作人员及时补充甲醇燃料；进一步地，当检测到生物柴油燃料液位低于预先设定值时，生物柴油液位传感器117将液位信号发送至电子控制单元ECU，电子控制单元ECU根据该液位信号进行处理并发送处理结果指令至执行机构，此时柴油发动机保持柴油驱动模式，同时发动报警，提示驾驶操作人员及时补充生物柴油燃料；f.冷却液温度检测如果甲醇燃料液位和生物柴油燃料液位高于设定值，则电子控制单元ECU进行冷却液温度检测，冷却液温度根据加速踏板位置在发动机电子控制单元ECU做冷却液温度匹配标定时设定，并输入电子控制单元ECU，同时，匹配标定时设定生物柴油加速踏板位置，并输入电子控制单元ECU，由于冷机条件下，柴油发动机温度通常以柴油发动机冷却液温度表示，发动机冷却液温度由冷却液温度传感器105检测，并将冷却液温度信号114传送至电子控制单元ECU，当检测到的冷却液温度低于设定值时，电子控制单元ECU将处理结果指令发送至执行机构，发动机系统保持柴油驱动模式，当检测到的冷却液温度高于设定值时，电子控制单元ECU进一步判断发动机启动时间；g.加速踏板匹配设定电子控制单元ECU做匹配标定时，冷却液温度设定值分别设定为20℃、40℃、60℃，此时分别与加速踏板位置小于20％、40％至60％以及大于60％相对应；柴油发动机104柴油驱动模式冷启动后，当冷却液温度传感器105检测冷却液温度<20℃，相对应的加速踏板位置则是小于20％的低负荷系统时，切换到生物柴油驱动模式；当冷却液温度传感器检测温度>40℃时，相对应的加速踏板位置是40％至60％的中负荷系统时，切换到甲醇驱动模式；当冷却液温度传感器检测温度>60℃，相对应的加速踏板位置是大于60％的高负荷系统，此时切换到柴油驱动模式以驱动柴油发动机。在步骤e中，甲醇燃料液位设定值为高度H≥15mm，如果液位高度H<15mm，则甲醇燃料剩余量不足，此时电子控制单元ECU根据甲醇液位信号110判断并进行处理并将结果发送至指令执行机构，柴油发动机切换至柴油驱动模式，同时发出报警，警示驾驶员及时补充甲醇燃料，进一步地，生物柴油燃料液位设定值为高度H≥15mm,如果液位高度H<15mm，则生物柴油燃料剩余量不足，此时电子控制单元ECU根据生物柴油液位信号117判断并进行处理并将结果发送至指令执行机构，柴油发动机切换至柴油驱动模式，同时发出报警，警示驾驶员及时补充相应燃料。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的多燃料发动机系统控制方法是由同一电子控制单元ECU控制，发动机低温下用柴油进行冷启动，当冷却液温度和发动机运转时间达到设定值时，适时切换相应供油模式进行驱动；当发动机运行出现异常自动进行燃料模式切换并及时发出报警信号。目前现有的技术主要为混合燃料供油方式及双供给方式，而本专利技术采用多油箱独立供油方式，综合解决了混合燃料供油方式下形成微乳液混合燃料配比不易控制及多燃料发动机车型系统控制下冷启动后排放控制难、排放不良、油耗偏高、异常情况下发动机不能正常工作的问题。通过实验证明，两循环THC(排放的气体中含有碳氢化合物的总量)总排放量较原方案分别可以降低38％和47％，系统整体特性良好,其方法易于实现。附图说明图1：甲醇、生物柴油、柴油多燃料发动机系统供给装置结构图图2：电子控制单元ECU控制原理图图3：甲醇、生物柴油、柴油多燃料发动机系统控制方法流程图。附图标记：101甲醇油箱102生物柴油油箱103柴油油箱104柴油发动机105冷却液温度传感器106电子控制单元ECU107甲醇液位传感器108生物柴油液位传感器109柴油液位传感器110甲醇液位信号111甲醇油箱故障诊断信号112甲醇燃料输出控制信号113甲醇燃料输出114冷却液温度信号115生物柴油燃料输出控制信号116生物柴油燃料输出117生物柴油液位信号118生物柴油燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲醇、生物柴油、柴油多燃料发动机系统控制方法，其特征在于：包括以下步骤：a.将甲醇装于甲醇油箱(101)、生物柴油装于生物柴油油箱(102)、柴油装于柴油油箱(103)；b.甲醇油箱(101)、生物柴油油箱(102)、柴油油箱(103)通过同一电子控单元ECU进行控制，并独立供给燃料，其模式分别为甲醇驱动模式、生物柴油驱动模式或柴油驱动模式；c.柴油发动机冷启动；d.电子控制单元ECU优先进行故障诊断，当甲醇液位传感器(107)、生物柴油液位传感器(108)任一部件出现故障信号时，电子控制单元ECU都将切换到柴油模式驱动柴油发动机工作，同时发出故障诊断报警信号，通知驾驶人员及时修复故障；e.甲醇油箱、生物柴油油箱液位检测当检测到甲醇燃料液位低于预先设定值时，甲醇液位传感器(110)将液位信号发送至电子控制单元ECU，电子控制单元ECU根据该液位信号进行处理并发送处理结果指令至执行机构，此时柴油发动机(104)保持柴油驱动模式，同时发动报警，提示驾驶操作人员及时补充甲醇燃料；进一步地，当检测到生物柴油燃料液位低于预先设定值时，生物柴油液位传感器(117)将液位信号发送至电子控制单元ECU，电子控制单元ECU根据该液位信号进行处理并发送处理结果指令至执行机构，此时柴油发动机保持柴油驱动模式，同时发动报警，提示驾驶操作人员及时补充生物柴油燃料；f.冷却液温度检测如果甲醇燃料液位和生物柴油燃料液位高于设定值，则电子控制单元ECU进行冷却液温度检测，冷却液温度根据加速踏板位置在发动机电子控制单元ECU做冷却液温度匹配标定时设定，并输入电子控制单元ECU，同时，匹配标定时设定生物柴油加速踏板位置，并输入电子控制单元ECU，由于冷机条件下，柴油发动机温度通常以柴油发动机冷却液温度表示，发动机冷却液温度由冷却液温度传感器(105)检测，并将冷却液温度信号(114)传送至电子控制单元ECU，当检测到的冷却液温度低于设定值时，电子控制单元ECU将处理结果指令发送至执行机构，发动机系统保持柴油驱动模式，当检测到的冷却液温度高于设定值时，电子控制单元ECU进一步判断发动机启动时间；g.加速踏板匹配设定电子控制单元ECU做匹配标定时，冷却液温度设定值分别设定为20℃、40℃、60℃，此时分别与加速踏板位置小于20％、40％至60％以及大于60％相对应；柴油发动机104柴油驱动模式冷启动后，当冷却液温度传感器(105)检测冷却液温度<20℃，相对应的加速踏板位置则是小于20％的低负荷系统时，切换到生物柴油驱动模式；当冷却液温度传感器检测温度>40℃时，相对应的加速踏板位置是40％至60％的中负荷系统时，切换到甲醇驱动模式；当冷却液温度传感器检测温度>60℃，相对应的加速踏板位置是大于60％的高负荷系统，此时切换到柴油驱动模式以驱动柴油发动机。...

【技术特征摘要】
1.一种甲醇、生物柴油、柴油多燃料发动机系统控制方法，其特征在于：包括以下步骤：a.将甲醇装于甲醇油箱(101)、生物柴油装于生物柴油油箱(102)、柴油装于柴油油箱(103)；b.甲醇油箱(101)、生物柴油油箱(102)、柴油油箱(103)通过同一电子控单元ECU进行控制，并独立供给燃料，其模式分别为甲醇驱动模式、生物柴油驱动模式或柴油驱动模式；c.柴油发动机冷启动；d.电子控制单元ECU优先进行故障诊断，当甲醇液位传感器(107)、生物柴油液位传感器(108)任一部件出现故障信号时，电子控制单元ECU都将切换到柴油模式驱动柴油发动机工作，同时发出故障诊断报警信号，通知驾驶人员及时修复故障；e.甲醇油箱、生物柴油油箱液位检测当检测到甲醇燃料液位低于预先设定值时，甲醇液位传感器(110)将液位信号发送至电子控制单元ECU，电子控制单元ECU根据该液位信号进行处理并发送处理结果指令至执行机构，此时柴油发动机(104)保持柴油驱动模式，同时发动报警，提示驾驶操作人员及时补充甲醇燃料；进一步地，当检测到生物柴油燃料液位低于预先设定值时，生物柴油液位传感器(117)将液位信号发送至电子控制单元ECU，电子控制单元ECU根据该液位信号进行处理并发送处理结果指令至执行机构，此时柴油发动机保持柴油驱动模式，同时发动报警，提示驾驶操作人员及时补充生物柴油燃料；f.冷却液温度检测如果甲醇燃料液位和生物柴油燃料液位高于设定值，则电子控制单元ECU进行冷却液温度检测，冷却液温度根据加速踏板位置在发动机电子控制单元ECU做冷却液温度匹配标定时设定，并输入电子控制单元ECU，同时，匹配标定时设定生物柴油加速踏板位置，并输入电子控制单元ECU，由于冷机条件下，柴油发动机温度通常以柴油发动机冷却液温度表示，发动机冷却液温度由冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯书林，黄杰，周庆辉，王学雷，李刚，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11