一种甲醇发动机系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及发动机技术领域，具体公开了一种甲醇发动机系统，其气缸的进气道上设有至少两个甲醇喷射器，每个甲醇喷射器均包括喷嘴，至少两个喷嘴沿进气道的延伸方向依次排列。通过选用不同喷嘴的改变甲醇喷雾在进气道中的位置，并结合调节两个喷嘴的喷射压力、喷射时刻等参数，可以适应发动机运行状态的变化调整，从而形成更为均匀的甲醇与空气混合气进入到气缸内，并保证甲醇喷雾始终处于进气道流道的中部，减少甲醇喷射到进气道壁面形成液膜的情况，以获得良好的燃烧和排放效果。本发明专利技术还提供一种甲醇发动机系统的控制方法，其应用于上述的甲醇发动机系统。上述的甲醇发动机系统。上述的甲醇发动机系统。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇发动机系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及发动机
，尤其涉及一种甲醇发动机系统及控制方法。

技术介绍

[0002]现有的甲醇发动机系统(以下简称为发动机)的甲醇燃料喷射方式包括两种：一种是甲醇喷嘴在进气管内喷射；另一种是甲醇喷嘴在气缸内喷射。
[0003]针对甲醇喷嘴在进气管内喷射的方式，甲醇喷射装置由于其喷射压力低、喷嘴无需承受高温，因此成本低、可靠性高，应用更广。但该技术方案也存在喷射出的甲醇在进气中分布不均匀的问题，以及部分喷出的甲醇液滴碰撞进气道后在壁面处形成液膜的问题，造成发动机燃烧不稳定、尾气中逃逸甲醇增加，引起能效降低。
[0004]因此，亟需一种甲醇发动机系统及控制方法，来解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种甲醇发动机系统及控制方法，其甲醇喷射装置可以根据发动机转速、负荷的运行状态，自适应地调节甲醇的喷射方式，改善甲醇在进气中的均匀性，同时减少甲醇的附壁量以及逃逸量，提高能效。
[0006]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术提供一种甲醇发动机系统，该甲醇发动机系统包括：
[0008]气缸，所述气缸内部形成压缩空间，所述压缩空间通过气门与进气道连通，所述进气道还连通进气总管，所述进气总管能够向所述进气道内输送空气；
[0009]至少两个甲醇喷射器，与甲醇总管连通，每个所述甲醇喷射器均包括喷嘴，至少两个所述喷嘴均设置于所述进气道上，且沿所述进气道的延伸方向依次排列，依次排列的所述喷嘴距离所述气门的水平距离a依次减小，依次排列的所述喷嘴与所述进气道的内壁面之间的垂直距离d依次减小，所述喷嘴可向所述进气道内喷射甲醇。
[0010]可选地，所述气缸包括缸体和缸盖，所述缸体和所述缸盖围设形成所述压缩空间，所述甲醇喷射器固定于所述缸盖，所述喷嘴穿过所述缸盖后布置于所述进气道内。
[0011]可选地，所述气缸包括带缺齿的曲轴齿轮和与所述曲轴齿轮传动连接的曲轴，所述曲轴齿轮上设有第一位移传感器，所述第一位移传感器用于检测所述曲轴齿轮的高低电平信号及缺齿信号；
[0012]所述气缸还包括凸轮轴齿轮，所述凸轮轴齿轮上设有第二位移传感器，所述第二位移传感器用于检测所述气缸的活塞的位置信息，所述活塞与所述曲轴传动连接。
[0013]可选地，所述甲醇发动机系统还包括发动机控制系统，所述发动机控制系统与所述第一位移传感器和所述第二位移传感器通信连接。
[0014]可选地，所述气缸设置有多个，每个所述气缸均对应连通有一个进气道，每个所述进气道上布置有至少两个所述甲醇喷射器。
[0015]可选地，所述进气总管与多个所述进气道均连通，所述进气总管能够分别向各个
所述进气道内输送空气，所述进气总管上设有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述进气总管内的压力信息。
[0016]可选地，所述甲醇总管连通有多个甲醇支管，所述甲醇支管与所述甲醇喷射器一一对应连通，所述甲醇总管能够分别向各个所述进气道内输送甲醇。
[0017]可选地，所述甲醇总管通过输送管路连通甲醇罐，所述输送管路上设有甲醇泵和甲醇调压阀。
[0018]可选地，每个所述气缸均连通排气总管，所述排气总管用于排放甲醇燃烧后的废气。
[0019]另一方面，本专利技术提供一种甲醇发动机系统的控制方法，应用于上述任一方案中的甲醇发动机系统，具体步骤包括：
[0020]通过第一位移传感器检测曲轴齿轮的高低电平信号及缺齿信号，并将所述高低电平信号和所述缺齿信号传递给发动机控制系统，所述发动机控制系统根据所述高低电平信号及所述缺齿信号实时计算发动机曲轴转角和发动机转速，同时所述发动机控制系统驱动各气缸上的至少一个甲醇喷射器在特定曲轴转角开启或停止喷射，所述特定曲轴转角基于所述发动机转速和进气总管的增压压力确定；所述增压压力由压力传感器检测的压力信息计算得到；
[0021]通过第二位移传感器检测活塞的位置信息，并将所述位置信息传递给所述发动机控制系统，所述发动机控制系统根据所述位置信息判断气缸处于进排气冲程还是压缩做功冲程；
[0022]当气缸处于进排气冲程的特定时刻，至少一个甲醇喷射器的喷嘴向进气道内喷射甲醇，且在此过程中进气总管一直向所述进气道内输送空气；所述特定时刻由所述发动机控制系统根据所述发动机转速和发动机负荷计算确定；
[0023]所述喷嘴的喷射速率通过调节甲醇泵和甲醇调压阀进行调整，所述喷嘴喷射出的甲醇始终保持位于所述进气道的中间位置。
[0024]本专利技术的有益效果为：
[0025]本专利技术提供一种甲醇发动机系统，包括气缸和至少两个甲醇喷射器，至少两个甲醇喷射器设置于气缸上，至少两个甲醇喷射器均可向气缸的进气道内喷射甲醇。每个甲醇喷射器均包括喷嘴，至少两个喷嘴沿进气道的延伸方向依次排列，依次排列的喷嘴距离气门的水平距离a依次减小，依次排列的喷嘴与进气道的内壁面之间的垂直距离d也依次减小。通过选用不同甲醇喷射器的喷嘴向进气道内喷射甲醇，来优化喷嘴的在进气道中喷射甲醇的水平位置和垂直位置，并结合调节两个喷嘴的喷射压力、喷射时刻等参数，可以适应发动机运行状态的变化调整，从而形成更为均匀的甲醇与空气混合气进入到气缸内，并保证甲醇喷雾始终处于进气道流道的中部，减少甲醇喷射到进气道壁面形成液膜的情况，以获得良好的燃烧和排放效果，结构改进位置较少，成本较低，应用范围较广。
[0026]本专利技术还提供一种甲醇发动机系统的控制方法，其应用于上述的甲醇发动机系统，通过发动机控制系统判断发动机的各缸正时，然后将甲醇于各缸正时喷射入进气道，从而保证在空气流速较高的时段向进气道内喷射甲醇，通过准确计算各缸正时使得甲醇喷射时刻可与进气流速的变化规律形成良好的配合，从而保证甲醇获得良好的混合和雾化，达到最佳效果；同时发动机控制系统根据发动机转速和发动机负荷调整甲醇的喷射速率和喷
射位置，以使甲醇喷雾始终处于进气道的中部，减少其与进气道的壁面接触。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例中提供的甲醇发动机系统的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例中提供的气缸的局部结构示意图。
[0029]图中：
[0030]100、气缸；101、气门；102、进气道；103、缸盖；104、曲轴齿轮；105、第一位移传感器；106、凸轮轴齿轮；107、第二位移传感器；
[0031]200、甲醇喷射器；201、喷嘴；
[0032]300、进气总管；301、进气端；302、中冷器；
[0033]400、甲醇总管；401、甲醇支管；402、输送管路；403、甲醇罐；404、甲醇泵；405、甲醇调压阀；
[0034]500、排气总管；501、排气端；
[0035]600、涡轮增压器。
具体实施方式
[0036]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醇发动机系统，其特征在于，包括：气缸(100)，所述气缸(100)内部形成压缩空间，所述压缩空间通过气门(101)与进气道(102)连通，所述进气道(102)还连通进气总管(300)，所述进气总管(300)能够向所述进气道(102)内输送空气；至少两个甲醇喷射器(200)，与甲醇总管(400)连通，每个所述甲醇喷射器(200)均包括喷嘴(201)，至少两个所述喷嘴(201)均设置于所述进气道(102)上，且沿所述进气道(102)的延伸方向依次排列，依次排列的所述喷嘴(201)距离所述气门(101)的水平距离a依次减小，依次排列的所述喷嘴(201)与所述进气道(102)的内壁面之间的垂直距离d依次减小，所述喷嘴(201)可向所述进气道(102)内喷射甲醇。2.根据权利要求1所述的甲醇发动机系统，其特征在于，所述气缸(100)包括缸体和缸盖(103)，所述缸体和所述缸盖(103)围设形成所述压缩空间，所述甲醇喷射器(200)固定于所述缸盖(103)，所述喷嘴(201)穿过所述缸盖(103)后布置于所述进气道(102)内。3.根据权利要求1所述的甲醇发动机系统，其特征在于，所述气缸(100)包括带缺齿的曲轴齿轮(104)和与所述曲轴齿轮(104)传动连接的曲轴，所述曲轴齿轮(104)上设有第一位移传感器(105)，所述第一位移传感器(105)用于检测所述曲轴齿轮(104)的高低电平信号及缺齿信号；所述气缸(100)还包括凸轮轴齿轮(106)，所述凸轮轴齿轮(106)上设有第二位移传感器(107)，所述第二位移传感器(107)用于检测所述气缸(100)的活塞的位置信息，所述活塞与所述曲轴传动连接。4.根据权利要求3所述的甲醇发动机系统，其特征在于，所述甲醇发动机系统还包括发动机控制系统，所述发动机控制系统与所述第一位移传感器(105)和所述第二位移传感器(107)通信连接。5.根据权利要求1所述的甲醇发动机系统，其特征在于，所述气缸(100)设置有多个，每个所述气缸(100)均对应连通有一个进气道(102)，每个所述进气道(102)上布置有至少两个所述甲醇喷射器(200)。6.根据权利要求5所述的甲醇发动机系统，其特征在于，所述进气总管(300)与多个所述进气道(102)均连通，所述进气...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱跃华，刘博，夏倩，
申请(专利权)人：中船动力研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：