[發明專利]一種甲醇靈活燃料汽車的控制方法及其系統

有效

• 申請號: 200910051390.4
• 申請日: 2009-05-12
• 公開（公告）號: CN101655037A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 宋金環;金先揚
• 申請（專利權）人: 上海華普汽車有限公司
• 主分類號: F02D19/08
• 分類號: F02D19/08;F02D41/26;F02D41/30
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司
• 代理人: 尉偉敏;黃 娟

技術領域

本發明涉及一種混合燃料汽車，尤其涉及一種甲醇靈活燃料汽車的控制方法及其系統。

背景技術

隨著工業技術的發展，汽車成為人們重要的代步工具。目前汽車的主要燃料為汽油，為不可再生的燃料，而且對環境會造成污染。新型的燃料是人們所期待的，現在汽車發動機使用的燃料開始朝多元化發展。甲醇生產原料廣泛，產品的運輸、儲存、分裝加注和使用與目前市場上所供應的內燃機用汽油、柴油燃料特點相近；甲醇辛烷值高、自身含氧燃燒徹底、引火溫度比汽油高，燃燒過程安全，是一種理想的車用替代燃料。

但是，甲醇作為汽車燃料時也存在一定的問題：

(1)甲醇-汽油混合燃料分層問題

甲醇含羥基，具有較強的極性，可與水無限互溶而難溶于烴類燃料。在一定混合比例，一定溫度范圍之內，甲醇汽油混合燃料具有分層現象。在同一配比下，甲醇與汽油的互溶性隨溫度升高而改變，反之亦然。當甲醇含量較小時，隨著甲醇含量增加，甲醇與汽油的互溶性下降，分層區域擴大。當甲醇含量達到一定比例時，互溶性最差。繼續增大甲醇含量，互溶性回升，分層區域減小。

水分也極易引起體系分層，在儲存和使用摻醇汽油時會自動從空氣中吸收水分，水分含量達到一定程度時便出現油水分層現象。由于混合不均，導致燃料供給實際失控，發動機性能下降，運轉不穩。因此，互溶性和穩定性是車用甲醇燃料必須解決的問題。

現有的解決甲醇-汽油混合燃料分層的方法是加入助溶劑。針對甲醇燃料的特殊性，目前這種方法存在幾個難點：

1)助溶劑的研究難度大，一種助溶劑僅適用一種混合比例的甲醇-汽油混合燃料；混合比例發生變化，助溶劑的添加量、組成等相應需做出調整。

2)助溶劑的添加，增加了車用甲醇燃料的成本，甲醇燃料的經濟性替代優勢不明顯。最后，助溶劑的使用，對發動機的摩擦、磨損、腐蝕、排放等有一定的影響。

(2)冷啟動、低溫啟動困難問題

發動機冷啟動時(特別是冬季)轉速低，空氣流速慢，加上外界氣溫低，因而燃料蒸發困難。而甲醇的汽化潛熱是汽油的3倍多，故甲醇汽油蒸發時所吸收的熱量多，會導致發動機進氣歧管處的溫度急劇下降，進一步惡化了進氣蒸發條件。加上甲醇的飽和蒸汽壓比汽油低1/2左右，故在冷啟動時只有少量的醇類能蒸發，若蒸發形成的可燃混合氣的濃度達不到著火濃度下限，則混合氣不能著火燃燒，發動機啟動困難。因此使用甲醇汽油的汽車較使用普通汽油的汽車冷起動困難、暖機時間長。

(3)排放問題

甲醇的氣化潛熱高(1110kJ/kg，約是汽油的3.5倍)，閃點高(11℃)，汽車使用甲醇燃料直接啟動，不僅存在啟動困難問題，更重要的是冷機啟動過程以及啟動后暖機過程，甲醇燃燒不完全，將產生大量燃燒中間產物-未燃甲醇和甲醛；同時，在此過程，后處理系統-三效催化轉化器尚未到達最佳催化轉化溫度。所以，汽車使用甲醇直接啟動，其排放尤其是非常規排放物較多，排放惡劣，對環境污染較嚴重。

目前，對甲醇汽車非常規排放的控制及解決方法，重點是放在排氣系統上。即研究專門的催化劑，對甲醛和未燃甲醇進行催化轉化。

有專利申請也做了這方面的研究，如中國專利：“甲醇/汽油靈活噴射控制系統及新型甲醇燃料汽車(ZL200720077854.5)”其利用控制系統，根據車輛綜合性能以及運行工況信息，靈活控制甲醇、汽油兩種燃料向發動機燃燒室內噴射甲醇燃料或汽油燃料或同時噴射定量的甲醇燃料和汽油燃料。該系統雖然實現了甲醇和汽油靈活配比進行驅動的問題，但其是利用甲醇和汽油兩套系統，并沒有完全實現在同一油箱內甲醇和汽油的任意添加，以任意配比進行驅動的問題。

發明內容

本發明主要是提供一種可以向混合燃料箱內以任意比例添加甲醇或汽油或甲醇汽油的混合燃料，且不需要使用任何添加劑，燃料配比靈活，啟動性能好，動力性高，排放清潔的甲醇靈活燃料汽車的控制系統和方法；解決現有技術所存在的甲醇-汽油混合燃料的分層引起的燃料供給失控，車輛啟動性能下降，動力性能不好，排放污染的技術問題。