一种柴油-丁醇-PODE复合燃料供给系统及燃料供给方法

专利检索2025-08-07  6


本发明涉及内燃机控制及燃料供给领域,具体涉及到一种柴油-丁醇-pode复合燃料供给系统及燃料供给方法。


背景技术:

1、煤基代用燃料的发展和新型燃烧技术的开发已成为近年来的研究热点。高辛烷值的丁醇与高十六烷值的聚甲氧基二甲醚(polyoxymethylene dimethyl ethers,pode)都属于高含氧量的煤基燃料,两者与柴油在不同工况下进行不同的组合可以实现不同的燃烧模式,对内燃机节能减排具有重要现实意义。

2、申请公布号为cn101078376的中国专利公开了一种《汽车汽油与醇类混合使用方法及燃料供给系统和控制器》,公开了一种发动机在怠速负荷变化时喷油量按主控制器设定的工况进行调整的思路。当发动机脱离怠速后,汽油喷嘴的喷油量就锁定在怠速时的喷油量,醇类喷嘴就按照主控制器内部设定的喷油量进行工作,保留加速加浓、减速断油的功能。但其并未涉及pode类煤基燃料及柴油、醇类之间共同作业时的相关控制,为此,提出了一种柴油-丁醇-pode复合燃料供给系统及燃料供给方法。


技术实现思路

1、本发明解决的技术问题在于,现有技术中并无同时涉及pode类煤基燃料与醇类、柴油之间相互作用时的内燃机燃料供给方法,导致燃料燃烧不彻底、燃料利用效率不高的问题。

2、为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:一种柴油-丁醇-pode复合燃料供给系统,包括柴油供给回路、pode供给回路及丁醇供给回路;

3、所述柴油供给回路包括:依次连接的柴油油箱、柴油滤芯、低压油泵、油水分离器、高压油泵及高压共轨,并通过柴油电磁阀将高压共轨连接到混合器;

4、所述pode供给回路包括:依次连接的pode油箱、pode滤芯、pode低压泵、pode油水分离器、pode高压泵及pode高压共轨,并通过pode电磁阀将pode高压共轨连接到混合器;

5、所述混合器与直喷喷油器连接后通向发动机缸内;

6、所述丁醇供给回路包括:依次连接的丁醇油箱、丁醇滤芯、及丁醇泵,并通过丁醇喷油器通向发动机缸内;

7、还包括电控系统,所述电控系统包括设置于发动机上的水温传感器、曲轴传感器及氧传感器;所述水温传感器、曲轴传感器及氧传感器将冷却水水温信号、曲轴位置/转速信号及排气管氧气浓度信号传递至控制系统,控制系统反馈信号控制柴油供给回路、pode供给回路及丁醇供给回路中的柴油、pode燃料及丁醇的参与供给情况。

8、本发明还提供了一种柴油-丁醇-pode复合燃料供给系统的燃料供给方法,发动机上电后,根据冷却水温度判断启动工况,根据不同的启动工况控制供给系统进行燃料供给,完成发动机启动工作;

9、判断方式为:

10、当冷却水温度<低温阈值tl时,判定发动机为低温启动;

11、当低温阈值tl<冷却水温度<高温阈值th时,判定发动机为常温启动;

12、当冷却水温度>高温阈值th时,判定发动机温度为高温启动;

13、供给系统的控制方法为:

14、当发动机低温启动时,启动柴油供给回路及pode供给回路,并通过控制混合器工作,搅拌混合器中的柴油-pode混合燃料,由直喷喷油器喷入缸内参与燃烧;

15、当发动机处于常温启动时,启动柴油供给回路,在压缩冲程末期通过直喷喷油器将柴油喷入缸内参与燃烧;

16、当发动机处于高温启动时,启动pode供给回路及丁醇供给回路,在压缩冲程过程中开启丁醇喷油器,将丁醇喷入缸内,在压缩冲程末期通过直喷喷油器将pode燃料喷入缸内压燃。

17、特别的,发动机启动完成后,根据冷却水温度判定是否需要暖机怠速,并控制供给系统进行燃料供给,完成发动机怠速运行;

18、判断方式为:

19、当冷却水温度<怠速水温ti时,判定发动机需要进行怠速暖机:

20、当冷却水温度>=怠速水温ti时,判定发动机不需要暖机,直接进入怠速状态;

21、供给系统的控制方法为:

22、当需要进行怠速暖机时,启动柴油供给回路及pode供给回路;

23、当不需要进行怠速暖机时,启动柴油供给回路、pode供给回路及丁醇供给回路,在压缩冲程过程中开启丁醇喷油器,将丁醇喷入缸内,在压缩冲程末期开启直喷喷油器,将柴油-pode混合物喷入缸内压燃。

24、特别的,根据加速踏板信号判断动力输出工况,并控制供给系统进行燃料供给;

25、供给系统的控制方法为:

26、当发动机处于加速工况时,三个供给回路全部调整至开启状态,并在压缩冲程过程中开启丁醇喷油器,将丁醇喷入缸内,在压缩冲程末期,将柴油-pode混合燃料喷入缸内压燃;

27、当发动机未处于加速工况时,根据行驶加速度判定是否为低负荷工况,若为低负荷工况,启动丁醇供给回路及pode供给回路,在压缩冲程过程中开启丁醇喷油器将丁醇喷入缸内,在压缩冲程末期通过直喷喷油器将pode燃料喷入缸内压燃;

28、当发动机未处于加速工况时,根据行驶加速度判定是否为低负荷工况,若非低负荷工况,启动丁醇供给回路及柴油供给回路,在压缩冲程过程中开启丁醇喷油器,将丁醇喷入缸内;在压缩冲程末期开启直喷喷油器,将柴油喷入缸内压燃。

29、特别的,所述控制系统通过电控系统反馈信号控制直喷喷油器的开度和喷射时刻,或控制丁醇喷油器的开度和喷射时刻,控制发动机工作状态和缸内燃烧状态及燃烧模式。

30、本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:本发明可以将柴油、丁醇、pode三种燃料分别存放、添加,避免分层、劣化等不利影响;可以根据发动机使用区域、工况的不同,使用不同配比、不同种类的燃料/燃料组合,避免固定比例条件下的不合理的使用;三种燃料的柔性供给,可以实现不同的燃烧模式和控制策略,实现节能减排的目的;含氧燃料和pode的添加,可以提高发动机的启动、工作稳定性等性能,降低高压共轨压力和后处理设备的复杂程度。



技术特征:

1.一种柴油-丁醇-pode复合燃料供给系统,其特征在于,包括柴油供给回路、pode供给回路及丁醇供给回路;

2.如权利要求1所述的一种柴油-丁醇-pode复合燃料供给系统的燃料供给方法,其特征在于,发动机上电后,根据冷却水温度判断启动工况,根据不同的启动工况控制供给系统进行燃料供给,完成发动机启动工作;

3.如权利要求1所述的一种柴油-丁醇-pode复合燃料供给系统的燃料供给方法,其特征在于,发动机启动完成后,根据冷却水温度判定是否需要暖机怠速,并控制供给系统进行燃料供给,完成发动机怠速运行;

4.如权利要求1所述的一种柴油-丁醇-pode复合燃料供给系统的燃料供给方法,其特征在于,根据加速踏板信号判断动力输出工况,并控制供给系统进行燃料供给;

5.如权利要求1所述的一种柴油-丁醇-pode复合燃料供给系统的燃料供给方法,其特征在于,所述控制系统通过电控系统反馈信号控制直喷喷油器的开度和喷射时刻,或控制丁醇喷油器的开度和喷射时刻,控制发动机工作状态和缸内燃烧状态及燃烧模式。


技术总结
本发明公开了一种柴油‑丁醇‑PODE复合燃料供给系统及燃料供给方法,包括柴油供给回路、PODE供给回路及丁醇供给回路;还包括电控系统;所述控制方法包括:根据冷却水温度判断启动温度,根据启动温度控制供给系统的工作情况;发动机启动完成后根据冷却水温度判定是否需要暖机;根据加速踏板信号判断是否需要动力输出,满足不同工况下对于燃料的不同需求;本发明可以根据发动机使用区域、工况的不同,使用不同配比、不同种类的燃料/燃料组合,避免固定比例条件下的不合理的使用;三种燃料的柔性供给,可以实现不同的燃烧模式和控制策略,实现节能减排的目的,可以提高发动机的启动、工作稳定性等性能,降低高压共轨压力和后处理设备的复杂程度。

技术研发人员:段旭东,文英杰,李鑫,敬博家,袁印,袁慧彬,李飞飞,蔡自强,赵焦,赵璇,邓倩,易天友,潘亭
受保护的技术使用者:四川职业技术学院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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