一种甲醇喷射装置、控制方法及甲醇燃料发动机与流程

本申请主要涉及发动机，尤其涉及一种甲醇喷射装置、控制方法及甲醇燃料发动机。

背景技术：

1、甲醇燃料在常温常压下为液体，化学组分单一，不含硫化物，抗暴性好，含氧量高，作为一种发动机未来的替代燃料，具有来源广泛、制备简单、燃烧性能优异等特点，同时具备降低碳烟和氮氧化物排放等优点，因此，在众多替代燃料中，甲醇燃料具有重要的研究价值和广泛的应用前景。

2、然而，在常温环境下甲醇燃料的蒸发量较低，且甲醇燃料的蒸发性能会随着温度降低而变差，同时，由于甲醇燃料具有较高的汽化潜热，高汽化潜热使得甲醇燃料在进气歧管蒸发过程中会吸收更多热量，极大降低了进气歧管及缸内的平均温度，产生的冷却效应会妨碍甲醇燃料的进一步完全汽化，造成甲醇燃料喷入进气歧管后雾化不良，无法正常形成可燃混合气，进而影响甲醇燃料发动机在低温环境下的起动性能。

技术实现思路

1、本申请提供了一种甲醇喷射装置、控制方法及甲醇燃料发动机，用以改善甲醇燃料喷入进气歧管后雾化不良的问题。

2、第一方面，本申请提供了一种甲醇喷射装置，应用于甲醇燃料发动机，所述甲醇喷射装置包括：

3、气助式喷射器，包括空气进气口、与甲醇燃料供应装置连接的燃料喷嘴、与所述甲醇燃料发动机的进气歧管连接的气体喷嘴、以及分别连接所述空气进气口、燃料喷嘴以及气体喷嘴的混合腔，用于对所述燃料喷嘴喷入的甲醇燃料以及所述空气进气口通入的高压空气进行混合，并将混合后的混合气体通过所述气体喷嘴喷出；

4、加热单元，设置于所述气助式喷射器的空气进气口处；

5、控制单元，与所述甲醇燃料供应装置以及所述加热单元分别电连接，用于：

6、获取所述甲醇燃料供应装置内甲醇燃料的燃料温度，以及所述甲醇燃料发动机的负荷信息；

7、确定所述燃料温度以及负荷信息满足预设条件时，控制所述加热单元对通入所述空气进气口的高压空气进行加热。

8、基于上述甲醇喷射装置，采用气助式喷射器来进行甲醇燃料的喷射，可有效降低甲醇燃料喷雾粒径大小，提高可燃混合气浓度，在气助式喷射器的空气进气口处设置加热单元，通过加热单元对进入混合腔的高压气体进行加热，抑制了混合腔内的甲醇燃料不蒸发、甲醇液体附壁现象，加速了气助式喷射器混合腔内的甲醇燃料蒸发，进一步发挥气助式喷射器的优势；基于甲醇燃料温度、发动机负荷自动调整气助式喷射器的空气进气口处的温度，通过向气助式喷射器的混合腔内部通入温度较高的压缩空气，实现混合腔内甲醇燃料更好的蒸发及混合，且高温的压缩空气可以提升气体喷嘴处的混合可燃气的温度，进而改善甲醇燃料喷入进气歧管后雾化不良的问题。

9、在一种可选的实施方式中，所述加热单元具体包括加热组件以及温度传感器；其中：

10、所述加热组件的出气口与所述空气进气口相连接，用于在所述控制单元的控制下，对通入所述空气进气口的高压空气进行加热；

11、所述温度传感器设置于所述加热组件的出气口处，用于检测所述出气口处的气体温度，并发送至所述控制单元。

12、在一种可选的实施方式中，所述甲醇喷射装置还包括与所述控制单元以及所述加热组件均连接的继电器，所述继电器用于控制所述加热组件的工作状态。

13、在一种可选的实施方式中，所述控制单元为所述甲醇燃料发动机的控制单元。

14、在一种可选的实施方式中，所述控制单元，具体用于：

15、将所述燃料温度与设定温度阈值进行比对；

16、若所述燃料温度大于设定温度阈值，则使所述加热单元保持未启动状态；

17、若所述燃料温度未大于设定温度阈值，则基于负荷信息确定所述加热单元对应的目标加热温度，并使所述加热单元开始加热，至高压空气的气体温度达到所述目标加热温度。

18、在一种可选的实施方式中，所述负荷信息为负荷率，所述控制单元，具体用于：

19、若所述燃料温度未大于设定温度阈值时，从预设的多个取值区间中确定所述负荷率的取值所处的目标区间，不同的取值区间对应于不同的参考加热温度；

20、将所述目标区间对应的参考加热温度确定为所述目标加热温度，并使所述加热单元开始加热，至高压空气的气体温度达到所述目标加热温度。

21、在一种可选的实施方式中，所述预设的多个取值区间包括未大于设定负荷阈值的第一区间、以及大于设定负荷阈值的第二区间，所述第一区间对应于第一加热温度，所述第二区间对应于第二加热温度。

22、第二方面，本申请提供了一种控制方法，应用于上述甲醇喷射装置，所述控制方法包括：

23、获取甲醇燃料供应装置内甲醇燃料的燃料温度，以及甲醇燃料发动机的负荷信息；

24、确定所述燃料温度以及负荷信息满足预设条件时，控制所述甲醇喷射装置中的加热单元，对通入所述甲醇喷射装置中气助式喷射器的空气进气口的高压空气进行加热。

25、在一种可选的实施方式中，所述确定所述燃料温度以及负荷信息满足预设条件时，控制所述甲醇喷射装置中的加热单元，对通入所述甲醇喷射装置中气助式喷射器的空气进气口的高压空气进行加热，包括：

26、将所述燃料温度与设定温度阈值进行比对；

27、若所述燃料温度大于设定温度阈值，则使所述加热单元保持未启动状态；

28、若所述燃料温度未大于设定温度阈值，则基于负荷信息确定所述加热单元对应的目标加热温度，并使所述加热单元开始加热，至高压空气的气体温度达到所述目标加热温度。

29、在一种可选的实施方式中，所述负荷信息为负荷率，所述基于负荷信息确定所述加热单元对应的目标加热温度，包括：

30、从预设的多个取值区间中确定所述负荷率的取值所处的目标区间，不同的取值区间对应于不同的参考加热温度；

31、将所述目标区间对应的参考加热温度确定为所述目标加热温度。

32、在一种可选的实施方式中，所述预设的多个取值区间包括未大于设定负荷阈值的第一区间、以及大于设定负荷阈值的第二区间，所述第一区间对应于第一加热温度，所述第二区间对应于第二加热温度。

33、第三方面，本申请提供了一种甲醇燃料发动机，包括发动机主体、与所述发动机主体连接的空气压缩机、与所述空气压缩机连接的高压气瓶以及上述甲醇喷射装置；其中：

34、所述气助式喷射器的气体喷嘴与所述发动机主体的进气歧管相连接；

35、所述甲醇喷射装置中的加热单元的进气口与所述高压气瓶相连接。

36、上述第二方面、第三方面中可能达到的技术效果请参照上述针对第一方面及第一方面中的各种可能方案可以达到的技术效果说明，这里不再重复赘述。

技术特征：

1.一种甲醇喷射装置，其特征在于，应用于甲醇燃料发动机，所述甲醇喷射装置包括：

2.如权利要求1所述的甲醇喷射装置，其特征在于，所述加热单元具体包括加热组件以及温度传感器；其中：

3.如权利要求2所述的甲醇喷射装置，其特征在于，包括与所述控制单元以及所述加热组件均连接的继电器，所述继电器用于控制所述加热组件的工作状态。

4.如权利要求1所述的甲醇喷射装置，其特征在于，所述控制单元为所述甲醇燃料发动机的控制单元。

5.如权利要求1～4任一项所述的甲醇喷射装置，其特征在于，所述控制单元，具体用于：

6.如权利要求5所述的甲醇喷射装置，其特征在于，所述负荷信息为负荷率，所述控制单元，具体用于：

7.如权利要求6所述的甲醇喷射装置，其特征在于，所述预设的多个取值区间包括未大于设定负荷阈值的第一区间、以及大于设定负荷阈值的第二区间，所述第一区间对应于第一加热温度，所述第二区间对应于第二加热温度。

8.一种控制方法，其特征在于，应用于权利要求1～7任一项所述的甲醇喷射装置，所述控制方法包括：

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定所述燃料温度以及负荷信息满足预设条件时，控制所述甲醇喷射装置中的加热单元，对通入所述甲醇喷射装置中气助式喷射器的空气进气口的高压空气进行加热，包括：

10.一种甲醇燃料发动机，其特征在于，包括发动机主体、与所述发动机主体连接的空气压缩机、与所述空气压缩机连接的高压气瓶以及权利要求1～7任一项所述的甲醇喷射装置；其中：

技术总结本发明涉及发动机技术领域，公开了一种甲醇喷射装置、控制方法及甲醇燃料发动机，该甲醇喷射装置包括：气助式喷射器，用于对燃料喷嘴喷入的甲醇燃料以及空气进气口通入的高压空气进行混合，并将混合后的混合气体通过与甲醇燃料发动机的进气歧管连接的气体喷嘴喷出；加热单元，设置于气助式喷射器的空气进气口处；控制单元，与甲醇燃料供应装置以及加热单元分别电连接，用于：确定甲醇燃料供应装置内甲醇燃料的燃料温度，以及甲醇燃料发动机的负荷信息满足预设条件时，控制加热单元对通入空气进气口的高压空气进行加热。该甲醇喷射装置改善了甲醇燃料喷入进气歧管后雾化不良的问题。技术研发人员：陈月春,李萌,曾笑笑,史祥东,李素婷受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30