專利名稱：一種m100甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)裝置及其冷啟動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)裝置及其方法，特別涉及一種用于MlOO甲醇發(fā)動(dòng) 機(jī)冷啟動(dòng)的裝置及其冷啟動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于石油資源匱乏的地區(qū)來(lái)說(shuō)，利用相對(duì)豐富的煤炭資源發(fā)展煤基甲醇車用替代 燃料是解決地區(qū)能源安全問(wèn)題的重要途徑。甲醇生產(chǎn)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，原料來(lái)源多樣，煤、石 油和天然氣均可制甲醇。甲醇具有良好的燃燒性能，且排放低、生產(chǎn)工藝成熟、成本低、運(yùn)輸 存儲(chǔ)方便，被人們視為是一種最有希望的車用替代燃料。但是，甲醇汽化潛熱大(IlOlkJ -kg-1)，為汽油(蒸發(fā)潛熱為297kJ-kg-1)的3. 7 倍。在相同溫度(20°C )下，甲醇燃料的蒸發(fā)量?jī)H為汽油的1/4。因此，在環(huán)境溫度較低(低 于16°C )的情況下，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的甲醇燃料蒸發(fā)量不夠，從而導(dǎo)致混合氣濃度達(dá)不到 著火界限，甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法冷啟動(dòng)，尤以MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)問(wèn)題較為嚴(yán)重，對(duì)此，發(fā) 明人針對(duì)MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)問(wèn)題做了一些工作，一起探討如下通常汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的冬季的冷啟動(dòng)也是比較困難的。但是，由于汽油是一種多種烴 的混合物，在低溫情況下，可以增加燃料供給加濃可燃混合氣，混合氣中輕餾分(沸點(diǎn)為 30-35°C)蒸發(fā)增加，使解決或至少緩解了冷啟動(dòng)的問(wèn)題。與汽油不同的是甲醇是一種沸點(diǎn) 為64. 7°C的純物質(zhì)。甲醇噴入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道進(jìn)入氣缸后，由于甲醇的汽化潛熱大，所以蒸發(fā) 時(shí)所吸收的熱量多，當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，甲醇蒸發(fā)需要的熱量發(fā)動(dòng)機(jī)未能提供，導(dǎo)致甲醇發(fā) 動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道及氣缸的溫度急劇下降，惡化了甲醇的蒸發(fā)條件，可燃混合氣中甲醇蒸發(fā)數(shù)量 不夠，甲醇濃度達(dá)不到著火界限，甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)將無(wú)法啟動(dòng)。由于甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)問(wèn)題限制了甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的推廣應(yīng)用，現(xiàn)有技術(shù)中解決甲 醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)的問(wèn)題主要是采用兩種燃料方式，冷啟動(dòng)時(shí)用汽油，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后再切換到 甲醇。這樣的方法雖說(shuō)可以解決冷啟動(dòng)問(wèn)題，但汽車必須具有兩個(gè)油箱，同時(shí)加兩種燃料， 給汽車的制造和用戶的使用帶來(lái)了不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)裝置及其冷啟動(dòng)方法。通過(guò)甲 醇蒸汽發(fā)生器對(duì)啟動(dòng)時(shí)噴入的甲醇燃料加熱產(chǎn)生甲醇蒸汽，提高進(jìn)入氣缸的甲醇蒸汽的濃 度，使可燃混合氣達(dá)到著火界限，解決環(huán)境溫度較低時(shí)MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)的問(wèn)題。本發(fā)明解決發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng) 裝置，包括控制器、甲醇蒸汽發(fā)生器、水溫傳感器、指示燈、直流接觸器以及甲醇蒸汽發(fā)生器溫 度傳感器；MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，控制器通過(guò)水溫傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度，當(dāng)水 溫傳感器反饋溫度小于16°C，控制器點(diǎn)亮指示燈，接通甲醇蒸汽發(fā)生器加熱電路中的直流接 觸器，甲醇蒸汽發(fā)生器開始工作，甲醇蒸汽發(fā)生器溫度傳感器檢測(cè)甲醇蒸汽發(fā)生器內(nèi)的溫度， 當(dāng)甲醇蒸汽發(fā)生器溫度傳感器反饋溫度大于，控制器熄滅指示燈，發(fā)動(dòng)機(jī)可以啟動(dòng)；待甲醇
3發(fā)動(dòng)機(jī)成功啟動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度高于16°C時(shí)，甲醇蒸汽發(fā)生器停止工作。本發(fā)明所述的甲醇蒸汽發(fā)生器采用鑄鋁合金制成，甲醇蒸汽發(fā)生器固定在發(fā)動(dòng)機(jī) 進(jìn)氣歧管與節(jié)氣門之間。甲醇蒸汽發(fā)生器的電極通過(guò)接線柱與蓄電池正極電源線連接，電 控噴醇器固定在噴醇器座上的噴嘴孔內(nèi)，噴醇器座固定在蒸發(fā)腔上，電控噴醇器經(jīng)信號(hào)線 與控制器相連；蒸汽腔內(nèi)產(chǎn)生的甲醇蒸汽經(jīng)連接板喉口與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管連通；MlOO甲醇 發(fā)動(dòng)機(jī)準(zhǔn)備冷啟動(dòng)時(shí)，控制器通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度，判斷發(fā)動(dòng)機(jī) 冷卻水溫度是否大于16°C，若是，則甲醇蒸汽發(fā)生器不工作，指示燈不亮提示操作者此時(shí)甲 醇發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；若發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度低于16°C，控制器點(diǎn)亮指示燈，接通直流接觸器，PTC 陶瓷熱敏電阻得電開始加熱，同時(shí)控制器通過(guò)甲醇蒸汽發(fā)生器溫度傳感器檢測(cè)蒸發(fā)腔內(nèi)溫 度，當(dāng)蒸發(fā)腔內(nèi)溫度大于180°C時(shí)，控制器熄滅指示燈。扭動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)鑰匙啟動(dòng)MlOO甲醇 發(fā)動(dòng)機(jī)，控制器控制電控噴醇器向蒸發(fā)腔內(nèi)噴入甲醇，甲醇噴射的環(huán)形蒸發(fā)柱上受熱蒸發(fā) 成為甲醇蒸汽，甲醇蒸汽通過(guò)甲醇蒸汽通道及聯(lián)接板上的喉口，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管。當(dāng)甲 醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度高于16°C時(shí)，甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)裝置停止工作。本發(fā)明的有益效果在于所使用的加熱元件為PTC陶瓷熱敏電阻，PTC陶瓷熱敏電 阻是一種非線性電阻材料，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)溫度時(shí)，電阻阻值急劇增大，通過(guò)的電流減小，從而 使溫度達(dá)到恒溫(PTC效應(yīng))。選用極限溫度為240°C的PTC，控制器將PTC對(duì)蒸發(fā)器的加 熱溫度設(shè)定在180°C，設(shè)置在蒸發(fā)腔壁面上的甲醇蒸汽發(fā)生器溫度傳感器反饋的溫度達(dá)到 180°C時(shí)，電控噴醇器噴入甲醇。甲醇的自燃溫度為465°C，PTC加熱的極限溫度為240°C， 當(dāng)達(dá)到此溫度時(shí)PTC的溫度不再上升，保證了噴入的甲醇只能蒸發(fā)而不能被點(diǎn)燃。當(dāng)甲醇 噴入后，蓄電池持續(xù)向PTC熱敏電阻供電，PTC熱敏電阻繼續(xù)加熱蒸發(fā)腔，保證噴入的甲醇 持續(xù)蒸發(fā)；在MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，向發(fā)動(dòng)機(jī)供給經(jīng)過(guò)本冷啟動(dòng)裝置加熱蒸發(fā)后的 甲醇蒸汽，增加進(jìn)入氣缸的甲醇蒸汽量，使進(jìn)入氣缸的可燃混合氣的濃度達(dá)到著火界限。 在-10°C的環(huán)境溫度下，對(duì)安裝了本甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)的MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了冷啟動(dòng) 試驗(yàn)，三次試驗(yàn)都一次啟動(dòng)成功，應(yīng)用本MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)的裝置很好的解決了甲醇 發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)問(wèn)題。并改善了冷啟動(dòng)時(shí)甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放。


圖1是本發(fā)明甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明甲醇蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明附圖2中甲醇蒸汽發(fā)生器沿A-A線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明附圖3中甲醇蒸汽發(fā)生器沿B-B線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明附圖4中甲醇蒸汽發(fā)生器沿C-C線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 控制器；2 甲醇蒸汽發(fā)生器；3 水溫傳感器；4 指示燈；5 直流接觸器； 6 :甲醇蒸汽發(fā)生器溫度傳感器；7 蓄電池正極；8 蓄電池負(fù)極；9 正極接線柱；10 電控 噴醇器；11 噴醇器座；12 負(fù)極電源線；13 負(fù)極接線柱；14 正極電源線；15 彈簧片；16 PTC陶瓷熱敏電阻；17 電極；18 外殼；19 電控噴醇器信號(hào)線；20 :絕緣塊；21 蒸發(fā)腔； 22 連接板；23 喉口 ；24 甲醇蒸汽通道；25 環(huán)形蒸發(fā)柱；26 :信號(hào)線；27 進(jìn)氣歧管；28 節(jié)氣門。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作出進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以使本專業(yè)的中 等技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為準(zhǔn)。
具體實(shí)施方式
1如附圖1、附圖2、附圖3和附圖4所述，實(shí)施本發(fā)明自稱的一種MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī) 冷啟動(dòng)裝置，包括控制器1，甲醇蒸汽發(fā)生器2，水溫傳感器3，指示燈4，直流接觸器5，甲醇 蒸汽發(fā)生器溫度傳感器6，蓄電池正極7，蓄電池負(fù)極8，正極接線柱9，電控噴醇器10，噴醇 器座11，負(fù)極電源線12，負(fù)極接線柱13，正極電源線14，彈簧片15，PTC陶瓷熱敏電阻16， 電極17，外殼18，電控噴醇器信號(hào)線19，絕緣塊20，蒸發(fā)腔21，連接板22，喉口 23，甲醇蒸汽 通道24，環(huán)形蒸發(fā)柱25，信號(hào)線26，進(jìn)氣歧管27，節(jié)氣門28。甲醇蒸汽發(fā)生器2固定在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管27與節(jié)氣門28之間，甲醇蒸汽發(fā)生器 2的電極17通過(guò)正極接線柱9、正極電源線14與蓄電池正極7連接，負(fù)極接線柱13固結(jié)在 甲醇蒸汽發(fā)生器2外殼上，通過(guò)負(fù)極電源線12與蓄電池負(fù)極8連接；如附圖3所示，蒸發(fā)腔 21與PTC陶瓷熱敏電阻16連接，PTC陶瓷熱敏電阻16與彈簧片15的一端連接、彈簧片15 的另一端與電極17連接；如附圖4所示，電極17通過(guò)絕緣塊19固定在蒸發(fā)腔21上；如附 圖5所示，甲醇蒸汽發(fā)生器2采用鑄造鋁合金制作，在甲醇蒸汽發(fā)生器2的蒸發(fā)腔21內(nèi)設(shè) 有多個(gè)環(huán)形蒸發(fā)柱25布滿整個(gè)蒸發(fā)腔21，蒸發(fā)腔21內(nèi)空間通過(guò)蒸發(fā)腔21側(cè)面甲醇蒸汽通 道24與連接板22的喉口 23相通；電控噴醇器10固定在噴醇器座11上的噴嘴孔內(nèi)，噴醇 器座11固定在蒸發(fā)腔21上，電控噴醇器10經(jīng)電控噴醇器信號(hào)線19與控制器1相連；甲醇 蒸汽發(fā)生器溫度傳感器6固結(jié)在蒸發(fā)腔21上，通過(guò)信號(hào)線26與控制器1相連。本專業(yè)的技術(shù)人員在上述結(jié)構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)普通常識(shí)進(jìn)行各種修改和 變型而不會(huì)背離本發(fā)明的思想。在參考了這里所揭示的本發(fā)明的說(shuō)明和實(shí)踐之后，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
對(duì)于熟 悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。應(yīng)該認(rèn)為本說(shuō)明書和舉例只是示例性的，本發(fā)明 的實(shí)際范圍應(yīng)由所述權(quán)利要求及其等效內(nèi)容所限定。
具體實(shí)施方式
2如附圖1、附圖2、附圖3和附圖4所述，實(shí)施本發(fā)明上述的一種MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷 啟動(dòng)裝置的冷啟動(dòng)方法，該方法是在甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，控制器1通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器3 檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度，控制器1通過(guò)水溫傳感器3的溫度反饋信號(hào)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫 度是否大于設(shè)定值16°C，若發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫大于16°C，則甲醇蒸汽發(fā)生器2不工作；反之若 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫小于16°C，控制器1發(fā)出信號(hào)，直流接觸器5接通正極電源線14與蓄電池 正極的電路，電流從蓄電池正極經(jīng)正極電源線14、接線柱9、電極17、彈簧片15、PTC陶瓷熱 敏電阻16、蒸發(fā)腔21、外殼18、負(fù)極接線柱13，負(fù)極電源線12，流向蓄電池負(fù)極8，PTC陶瓷 熱敏電阻16加熱蒸發(fā)腔21，蒸發(fā)腔21內(nèi)溫度達(dá)到180°C 200°C時(shí)(60S左右的時(shí)間達(dá)到 此溫度)，指示燈4熄滅，電控噴醇器10將甲醇噴入蒸發(fā)腔21，經(jīng)過(guò)多個(gè)環(huán)形蒸發(fā)柱25后 蒸發(fā)成甲醇蒸汽，甲醇蒸汽經(jīng)甲醇蒸汽通道24，最終進(jìn)入聯(lián)接板22上的喉口 23，發(fā)動(dòng)機(jī)將 甲醇蒸汽吸入氣缸；甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)成功啟動(dòng)后，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度高于16°C時(shí)，控制器1斷開 直流接觸器5，甲醇蒸汽發(fā)生器停止工作。由此實(shí)施了本發(fā)明所設(shè)計(jì)的MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷 啟動(dòng)裝置以及實(shí)現(xiàn)了 MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)方法。
權(quán)利要求
一種M100甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)裝置，其含有控制器、甲醇蒸汽發(fā)生器、水溫傳感器、直流接觸器和甲醇蒸汽發(fā)生器溫度傳感器，其特征在于甲醇蒸汽發(fā)生器(2)是固結(jié)在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管(27)與節(jié)氣門(28)間，其電極(17)通過(guò)正極接線柱(9)，正極電源線(14)與蓄電池正極(7)連接，負(fù)極接線柱(13)固結(jié)在甲醇蒸汽發(fā)生器(2)的外殼上，通過(guò)負(fù)極電源線(12)與蓄電池負(fù)極(8)連接；電控噴醇器(10)固結(jié)在噴醇器座(11)上的噴嘴孔內(nèi)，噴醇器座(11)固結(jié)在蒸發(fā)腔(21)上，電控噴醇器(10)經(jīng)電控噴醇器信號(hào)線(26)與控制器(1)連接；蒸發(fā)腔(21)內(nèi)產(chǎn)生的甲醇蒸汽通過(guò)甲醇蒸汽通道(24)、連接板(22)上的喉口(23)與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管連通；M100甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，控制器(1)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器(3)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫＜16℃時(shí)，接通直流接觸器(5)，PTC陶瓷熱敏電阻(16)加熱；當(dāng)蒸發(fā)腔(21)內(nèi)的溫度＞180℃時(shí)，電控噴醇器(10)向蒸發(fā)腔(21)內(nèi)噴入甲醇，噴射到環(huán)形蒸發(fā)柱(25)上的甲醇受熱蒸發(fā)為甲醇蒸汽，并由甲醇蒸汽通道(24)及聯(lián)接板(22)上的喉口(23)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫＞16℃時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)裝置停止工作。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其甲醇蒸汽發(fā)生器(2)包括電控噴醇器(10)、蒸發(fā)腔 (21)、電極(17)和PTC陶瓷熱敏電阻(16)，其中，蒸發(fā)腔(21)內(nèi)設(shè)有多個(gè)環(huán)形蒸發(fā)柱(25)， 外設(shè)有PTC陶瓷熱敏電阻(16)，所述PTC陶瓷熱敏電阻(16)與彈簧片(15) —端連接、彈簧 片(15)另一端與電極(17)連接，電極(17)通過(guò)絕緣塊(20)固結(jié)在蒸發(fā)腔(21)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其甲醇蒸汽發(fā)生器(2)工作時(shí)的蒸發(fā)腔(21)內(nèi)的溫 度為 150°C 200°C。
4.一種用于MlOO甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)裝置的方法，其方法是發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，控制器 (1)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器(3)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫< 16°C時(shí)，接通直 流接觸器(5)，PTC陶瓷熱敏電阻(16)加熱；當(dāng)蒸發(fā)腔(21)內(nèi)的溫度> 180°C時(shí)，電控噴醇 器(10)向蒸發(fā)腔(21)內(nèi)噴入甲醇，噴射到環(huán)形蒸發(fā)柱(25)上的甲醇受熱蒸發(fā)為甲醇蒸 汽，并由甲醇蒸汽通道(24)及聯(lián)接板(22)上的喉口(23)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管，發(fā)動(dòng)機(jī)啟 動(dòng)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫> 16°C時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)裝置停止工作。
全文摘要
一種M100甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)裝置及其冷啟動(dòng)方法，裝置由控制器、甲醇蒸汽發(fā)生器、水溫傳感器、直流接觸器和甲醇蒸汽發(fā)生器溫度傳感器構(gòu)成；方法是控制器通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫，當(dāng)水溫＜16℃時(shí)，接通直流接觸器，PTC陶瓷熱敏電阻加熱；當(dāng)蒸發(fā)腔內(nèi)的溫度＞180℃時(shí)，電控噴醇器向蒸發(fā)腔內(nèi)噴入甲醇，噴射到環(huán)形蒸發(fā)柱上的甲醇受熱蒸發(fā)為甲醇蒸汽，并由甲醇蒸汽通道及聯(lián)接板上的喉口進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管，發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)后，其冷啟動(dòng)裝置停止工作。本發(fā)明在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，使進(jìn)入氣缸可燃混合氣濃度達(dá)到著火界限，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，解決了甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)問(wèn)題。
文檔編號(hào)F02B43/10GK101949347SQ201010285629
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者張翠平, 朱建軍, 王淑平, 王鐵 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)