车用纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统技术方案

本实用新型专利技术属于发动机燃料预处理技术领域，具体为车用纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统，包括油箱、燃油滤清器、可控四通阀、体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备系统、体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置、气液分离器二、高压油泵、高压油轨、喷油器、可控三通阀、电子控制单元、气泡浓度传感器一、液面高度传感器、气泡浓度传感器二、油轨压力传感器、电子控制单元和可控三通阀：所述油箱出口与所述燃油滤清器入口相连，实现液体燃料杂质的过滤，防止供油系统发生堵塞，其结构合理，能够实现对烃类燃料进行预处理，提升燃料与空气的混合均匀性，改善发动机燃料燃烧过程。程。程。

【技术实现步骤摘要】
车用纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统


[0001]本技术涉及发动机燃料预处理
，具体为车用纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统。

技术介绍

[0002]目前，提高燃料与空气的混合均匀性主要通过采用高压喷射技术、可变气门技术和进气协调控制等方式。上述技术的应用虽然可以改善燃料的雾化程度，提高混合均匀性，但若采用当前技术路线进一步改善混合均匀性，会极大的提高发动机系统及控制的复杂性、提高执行机构对材料强度的要求，极大的提高整车的制造成本。
[0003]通过燃料与空气在纳米尺度进行预混合，可以改善燃料的性质，有效提升燃料与空气的混合均匀性，提高发动机热效率并降低不完全燃烧产物的排放。但当前体相纳米尺度气泡流烃类燃料制备、供给系统还主要应用于实验研究，制备速率和供给的稳定性还不能达到实车应用的标准。
[0004]为了解决以上问题，本专利技术提出一种可以应用于现有汽车动力系统的体相纳米尺度气泡流烃类燃料制备、供给系统，该系统可以对烃类燃料进行预处理，提升燃料与空气的混合均匀性，改善发动机燃料燃烧过程。并提出了一种针对此系统的控制方法，本专利技术提出一种可以应用于现有汽车动力系统的体相纳米尺度气泡流烃类燃料制备、供给系统，该系统可以对烃类燃料进行预处理，提升燃料与空气的混合均匀性，改善发动机燃料燃烧过程。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本技术的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本技术的范围。
[0006]鉴于现有车用纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统中存在的问题，提出了本技术。
[0007]因此，本技术的目的是提供车用纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统，能够实现对烃类燃料进行预处理，提升燃料与空气的混合均匀性，改善发动机燃料燃烧过程。
[0008]为解决上述技术问题，根据本技术的一个方面，本技术提供了如下技术方案：
[0009]车用纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统，其包括油箱、燃油滤清器、可控四通阀、体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备系统、体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置、气液分离器二、高压油泵、高压油轨、喷油器、可控三通阀、电子控制单元、气泡浓度传感器一、液面高度传感器、气泡浓度传感器二、油轨压力传感器、电子控制单元和可控三通阀：
[0010]所述油箱出口与所述燃油滤清器入口相连，实现液体燃料杂质的过滤，防止供油系统发生堵塞；
[0011]所述燃油滤清器出口、体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置出口、可控三通阀出口阀3分别与可控四通阀的入口1、入口2、入口3相连，可控四通阀的入口阀1和阀2、可控三通阀的出口阀3和阀4可以通过电子控制单元进行控制，通过不同阀体的开关切换不同的工作模式以满足发动机对体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料气泡浓度的需求；
[0012]所述体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备系统包括低压油泵、纳米气泡发生器、空气滤清器、气泵；所述可控四通阀出口与低压油泵入口相连，所述低压油泵出口与纳米气泡发生器液体入口相连，所述空气滤清器出口与气泵入口相连，气泵出口与纳米气泡发生器气体入口相连，所述纳米气泡发生器出口与体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置入口相连；在纳米气泡发生器的机械作用下，烃类燃料与气体充分混合，气体在烃类燃料液相中受到剪切力的作用破碎成纳米尺度的气泡并长期稳定在烃类燃料中，形成体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料并供给到体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置进行细化并储存；
[0013]所述体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置中集成有气液分离器一、液面高度传感器、气泡浓度传感器；所述体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置气体出口与发动机进气歧管相连，所述体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置出油口与气液分离器二相连；所述体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置通过气浮作用使不同浓度的体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料分层，并将气泡尺度大的体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料通过回油出口吸出进行细化，以获得目标尺度的纳米气泡；所述气液分离器一安装在所述体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置顶部，将体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料中的宏观气泡与烃类燃料分离，并将混有烃类燃料蒸汽的气体通过进气歧管供给给发动机参与燃烧；所述液面高度传感器通过测量液面高度将液面高度信号传输给电子控制单元进行处理；所述气泡浓度传感器安装在所述体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置回油出口附近，将体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料的气泡浓度信号传输给电子控制单元进行处理；
[0014]所述气液分离器二入口与所述体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置出油口和可控三通阀出口阀4相连，所述气液分离器二出口与高压油泵入口相连；
[0015]所述高压油泵出口与所述高压油轨进油口相连，所述高压油轨出油口与所述喷油器相连，所述高压油轨压力调节阀与可控三通阀入口相连，通过电子控制单元控制压力调节阀开闭从而控制高压油轨轨压，为体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料建立高压环境，降低喷油时间并进一步促进喷油后的雾化质量；
[0016]所述电子控制单元入口与所述体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置中的气泡浓度传感器一和液面高度传感器、所述高压油轨的油轨压力传感器和气泡浓度传感器二相连；所述电子控制单元出口与所述可控四通阀、所述可控三通阀、所述高压油轨压力调节阀、所述体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备系统和高压油泵相连；通过电子控制单元对执行器的控制完成供油系统轨压控制及不同模式的切换。
[0017]作为本技术所述的车用纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统的一种优选方案，其中：所述高压油轨设置有气泡浓度传感器二，以获得高压油轨内体相纳米尺
度泡状流预混合烃类燃料的气泡浓度信号，用来进行供油循环的判定，也可用来进行故障诊断分析。
[0018]与现有技术相比，本技术的有益效果是：通过各装置方面的巧妙设置与连接，能够快速地制备出发动机所需的体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料，并能够在保障发动机平稳运行的同时，快速地将体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料供给发动机，从而利用体相纳米尺度泡状流的性质改善燃料在喷雾过程中的氧气浓度、预混合比例及混合均匀性，进而达到促进发动机高效清洁燃烧的目的。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本技术进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0020]图1为车用体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统的结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.车用纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统，其特征在于：包括油箱(1)、燃油滤清器(2)、可控四通阀(3)、体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备系统(4)、体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置(9)、气液分离器二(10)、高压油泵(11)、高压油轨(18)、喷油器(17)、可控三通阀(22)、电子控制单元(21)、气泡浓度传感器一(13)、液面高度传感器(14)、气泡浓度传感器二(19)、油轨压力传感器(20)、电子控制单元(21)和可控三通阀(22)，烃类燃料经过体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备系统(4)进行初步处理生成体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料，进入体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置(9)进行细化并储存，然后进入高压油轨(18)建立轨压，最后接收到发动机启动信号由喷油器喷入发动机中与空气混合燃烧。2.根据权利要求1所述的车用纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统，其特征在于：在油路连接方面，油箱(1)出口与燃油滤清器(2)入口相连；燃油滤清器(2)入口与可控四通阀(3)入口阀1相连；可控四通阀(3)出口与体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备系统(4)的低压油泵(5)入口相连；低压油泵(5)出口与纳米气泡发生器(7)液体入口相连；纳米气泡发生器(7)出口与体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置(9)入口相连，体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置(9)回油口与可控四通阀(3)入口阀2相连，体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置(9)出油口与气液分离器二(10)入口1相连；气液分离器二(10)出口与高压油泵(11)入口相连；高压油泵(11)出口与高压油轨(18)入口相连，高压油轨(18)出油口与喷油器(17)相连，高压油轨(18)压力调节阀与可控三通阀(22)入口相连；可控三通阀(22)出口阀3与可控四通阀(3)入口3相连，可控三通阀(22)出口阀4与气液分离器二(10)入口2相连；喷油器(17)喷油口与发动机燃烧室相连；在气路连接方面，空气滤清器(6)出口与气泵(8)入口相连，气泵(8)与纳米气泡发生器(7)气体入口相连；体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置(9)气体出口与发动机进气歧管(15)相连；在信号连接方面，气泡浓度传感器一(13)、液面高度传感器(14)、气泡浓度传感器二(19)、油轨压力传感器(20)与电子控制单元(21)入口相连，电子控制单元(21)出口与可控四通阀(3)、可控三通阀(22)、高压油轨(18)压力调节阀、体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备系统(4)和高压油泵(11)相连。3.根据权利要求1所述的车用纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备、供给系统，其特征在于：所述可控四通阀(3)有三个入口，一个出口，入口1、入口2、入口3分别与所述燃油滤清器(2)出口、体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料储存装置(9)回油口、可控三通阀(22)出口阀3相连，出口与体相纳米尺度泡状流预混合烃类燃料制备系统的高压油泵(11)入口相连，其中入口阀1和入口阀2的开启和关闭可以通过电子控制单元的开闭信号控制。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涵，郭亮，蔡宁宁，孙万臣，陈艳玲，李德刚，程鹏，高宇恒，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：