[發(fā)明專利]甲醇燃料汽車?yán)鋯?dòng)預(yù)熱裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210409594.2
• 申請(qǐng)日: 2012-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN102889159A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段學(xué)偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西鼎喬科技有限公司
• 主分類號(hào): F02N19/04
• 分類號(hào): F02N19/04;G05D23/19;F02M31/13;F02M31/135
• 代理公司: 太原華弈知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 14108
• 代理人: 李毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于甲醇燃料汽車啟動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于甲醇燃料汽車冬季冷啟動(dòng)的電控預(yù)熱裝置。

背景技術(shù)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，對(duì)能源的需求大幅增長(zhǎng)，礦物能源的不可再生性等因素嚴(yán)重影響著我國(guó)的能源戰(zhàn)略和能源安全。

隨著機(jī)動(dòng)車保有量的急驟增加，尾氣排放致使大氣污染，環(huán)境惡化，經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展及人們的身體健康受到極大影響。從可持續(xù)發(fā)展和國(guó)家能源戰(zhàn)略考慮，節(jié)能減排、低碳環(huán)保問題亟待解決，開發(fā)利用清潔、可再生能源勢(shì)在必行。

在諸多的汽油替代產(chǎn)品中，甲醇屬清潔可再生能源。甲醇的理化性質(zhì)、燃燒特性適合于車用燃料，且原料來源廣泛，生產(chǎn)成本低，是汽油的理想替代燃料。

但是，由于甲醇閃點(diǎn)低，汽化潛熱高，為1109kJ/kg，是汽油汽化潛熱(310kJ/kg)的3.7倍，蒸汽壓僅0.32bar，不到汽油蒸汽壓(0.66bar)的一半；所以在外界溫度較低的情況下，使用甲醇燃料，尤其是M85以上比例的甲醇燃料時(shí)，較難汽化，在汽缸內(nèi)不易被點(diǎn)火器點(diǎn)燃，造成車輛的冬季冷啟動(dòng)困難。

目前解決甲醇燃料汽車冬季冷啟動(dòng)的措施主要是加摻一定比例的可溶性助燃劑如二甲醚、異戊烷等，以改善可燃混合氣的著火特性，或者增加附油箱和冷啟動(dòng)噴油裝置，形成雙油、雙泵、雙噴系統(tǒng)。

增加附油箱和冷啟動(dòng)噴油裝置的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理是：在汽車行李箱加裝容量較小的汽油箱，增設(shè)汽油供油管道、汽油泵、汽油增壓泵、汽油噴油器，在汽油管道和甲醇燃料管道交匯處設(shè)置三通轉(zhuǎn)換器。冬季啟動(dòng)汽車時(shí)先啟動(dòng)汽油燃料噴射系統(tǒng)啟動(dòng)車輛，暖機(jī)、升溫后通過轉(zhuǎn)換器關(guān)閉汽油燃料噴射系統(tǒng)，切換成甲醇燃料噴射系統(tǒng)，工作進(jìn)入常態(tài)。該方法需要改變汽車結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，推廣應(yīng)用難度大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便的甲醇燃料汽車?yán)鋯?dòng)預(yù)熱裝置，以對(duì)進(jìn)氣主管內(nèi)的空氣及可燃混合氣進(jìn)行輔助加熱。

本發(fā)明的甲醇燃料汽車?yán)鋯?dòng)預(yù)熱裝置包括電控單元、開關(guān)啟動(dòng)信號(hào)器、電磁繼電器、正溫度效應(yīng)電熱器和水溫傳感器，所述正溫度效應(yīng)電熱器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門之后的進(jìn)氣總管上，與電磁繼電器電連接；所述水溫傳感器安裝在散熱器上，所述電磁繼電器、開關(guān)啟動(dòng)信號(hào)器和水溫傳感器分別與電控單元電連接。

優(yōu)選地，所述正溫度效應(yīng)電熱器選擇工作電壓12V，功率230W的PTC電熱器。

所述正溫度效應(yīng)電熱器被安裝在節(jié)氣門與進(jìn)氣總管之間，也可以根據(jù)車型安裝在分體進(jìn)氣歧管的連接處，或進(jìn)氣歧管與發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋連接處，根據(jù)設(shè)定溫度，對(duì)進(jìn)氣溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。為不影響進(jìn)氣的流量和壓力，所述正溫度效應(yīng)電熱器為蜂窩狀，直徑小于進(jìn)氣總管，兩側(cè)可使部分氣流通過。電源線則從加熱器剛性金屬外殼的一側(cè)接入，連接處加裝絕緣墊片，加熱器設(shè)置防短路接地線。

優(yōu)選地，所述的水溫傳感器被安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的進(jìn)水口位置。

所述開關(guān)啟動(dòng)信號(hào)器（STA）、電磁繼電器（執(zhí)行器）和電控單元（ECU）共同組成冷啟動(dòng)預(yù)熱裝置的電控系統(tǒng)。汽車電源接通后，開關(guān)啟動(dòng)信號(hào)器（STA）將通電信號(hào)傳遞給電控單元（ECU），ECU接收信號(hào)向電磁繼電器（執(zhí)行器）發(fā)出指令，接通正溫度效應(yīng)電熱器（PTC）電源，PTC在10s內(nèi)將溫度升至規(guī)定的溫度范圍，對(duì)進(jìn)入進(jìn)氣總管或進(jìn)氣歧管的空氣進(jìn)行加熱，改善燃油的霧化和氣化，形成加熱可燃混合氣。甲醇燃料蒸汽/空氣當(dāng)量比達(dá)到甲醇的最低著火極限值0.63以上，甲醇蒸汽摩爾分?jǐn)?shù)達(dá)到0.06以上，符合氣缸內(nèi)充量溫度的著火范圍，車輛實(shí)現(xiàn)冷啟動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)、冷卻水溫達(dá)到60℃時(shí)，ECU根據(jù)水溫傳感器反饋的水溫信息，向電磁繼電器（執(zhí)行器）發(fā)出關(guān)閉PTC電源指令，PTC斷電停止工作，冷啟動(dòng)預(yù)熱裝置完成啟動(dòng)預(yù)熱過程，車輛主控制系統(tǒng)以常態(tài)工作。

本發(fā)明的甲醇燃料汽車?yán)鋯?dòng)預(yù)熱裝置可使M85甲醇燃料汽車在-25℃環(huán)境溫度狀態(tài)下正常啟動(dòng)(甲醇燃料蒸汽/空氣當(dāng)量比值可達(dá)0.98以上)，而不采用本發(fā)明裝置的M85甲醇燃料汽車只能在-12℃環(huán)境溫度狀態(tài)下啟動(dòng)。

另外，本發(fā)明的甲醇燃料汽車?yán)鋯?dòng)預(yù)熱裝置可使M100甲醇燃料汽車在-22℃（PTC安裝在節(jié)氣門后進(jìn)氣總管上，甲醇燃料蒸汽/空氣當(dāng)量比值0.69～0.82之間）和-25℃（PTC安裝在進(jìn)氣歧管進(jìn)氣門附近，甲醇燃料蒸汽/空氣當(dāng)量比值0.89～0.96之間）的環(huán)境溫度狀態(tài)下正常啟動(dòng)。

本發(fā)明的甲醇燃料汽車?yán)鋯?dòng)預(yù)熱裝置提高了燃料的熱效率，改善了車輛啟動(dòng)、預(yù)熱暖機(jī)、低速工況的冷驅(qū)動(dòng)性能，降低了預(yù)熱暖機(jī)200S內(nèi)的高排放、高油耗。