專利名稱：一種柴油和二甲醚在線混合供油系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于汽車、內(nèi)燃機等動力機械領(lǐng)域，尤其涉及一種柴油和二甲醚在線混合供油系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
壓燃式發(fā)動機一般使用柴油作為燃料，由于其熱效率高，一直受到人們的高度重視。但它排放的有害碳煙和氮氧化合物很高，人們采取很多技術(shù)措施來降低其排放，但很難同時將它們降低。二甲醚作為一種新興的清潔代用燃料，有很高的十六烷值，其分子結(jié)構(gòu)中無C-C鍵，霧化性能好，在壓燃式發(fā)動機上燃燒可以大幅降低碳煙排放，有效地降低氮氧化合物的排放和噪聲。由于柴油產(chǎn)量大，主導(dǎo)著柴油機的燃料消費，今后在相當(dāng)長的時間內(nèi)柴 油機主要使用柴油作為燃料。大量的實驗表明，在柴油機上使用柴油摻混二甲醚的混合燃料可以有效地降低碳煙和氮氧化合物排放。近年來，人們開始對柴油和二甲醚的混合燃料作為柴油機燃料進行研究。由于柴油機的噴射系統(tǒng)已發(fā)展得比較完善，國內(nèi)外關(guān)于柴油和二甲醚的混合燃料作為柴油機燃料的技術(shù)大都是在傳統(tǒng)柴油機上對噴射系統(tǒng)進行局部改造。已有技術(shù)中，文獻“柴油機燃用二甲醚/柴油混合燃料時的性能與排放研究”(《西安交通大學(xué)學(xué)報》，2006年第3期，作者宋清雙等)介紹了直噴式柴油機使用柴油和二甲醚混合燃料，采用原發(fā)動機的燃燒系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)，對燃油箱和低壓油路進行了改動，柴油和二甲醚混合燃料事先配制好，裝于密封容器內(nèi)，采用10個大氣壓左右的氮氣對燃油箱加壓，使二甲醚始終保持液態(tài)。這種方法需要預(yù)先配制混合燃料，并且需要將混合燃料油箱壓力保持在5個大氣壓以上以保證二甲醚處于液態(tài)，而且不能根據(jù)發(fā)動機工況變化調(diào)節(jié)柴油和二甲醚的混合比來實現(xiàn)高效率和低排放。文獻“柴油-二甲醚雙燃料發(fā)動機供給系統(tǒng)的實驗研究”(《武漢理工大學(xué)學(xué)報》，2002年第6期，作者向小軍等)介紹了一種柴油-二甲醚供油系統(tǒng)，在高壓油泵前增設(shè)燃料混合器，將柴油和二甲醚實時噴入燃料混合器中，燃料混合器內(nèi)壓力保持在5個大氣壓以上以保證二甲醚處于液態(tài)，根據(jù)發(fā)動機工況來調(diào)節(jié)柴油和二甲醚進入混合器中的流量來控制混合器中柴油和二甲醚的比例。這種方法需要增設(shè)燃料混合器，混合器內(nèi)壓力保持在5個大氣壓以上以保證二甲醚處于液態(tài)，而且柴油-二甲醚混合比的調(diào)節(jié)存在著一定的滯后性，不能滿足發(fā)動機工況的快速變化。文獻“燃用二甲醚柴油機氣道-氣缸噴射復(fù)合燃燒”(《上海交通大學(xué)學(xué)報》，2008年第3期，作者張俊軍等)介紹了二甲醚氣道-氣缸噴射復(fù)合燃燒方式，利用二甲醚進氣道噴射和柴油缸內(nèi)直噴，從燃燒的角度出發(fā)以期實現(xiàn)發(fā)動機在全負荷范圍內(nèi)的高效清潔燃燒。這種方式不能利用二甲醚改善柴油的霧化，并且需要配合其它方式來拓寬發(fā)動機工況和降低排放。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足和缺陷，本實用新型提供了一種柴油和二甲醚在線混合供油系統(tǒng)。[0005]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種柴油和二甲醚在線混合供油系統(tǒng)，它包括柴油油箱、柴油過濾器、柴油油泵、高壓油管、混合腔、噴油器、噴油器回油管、電控單元、二甲醚高速電磁閥、二甲醚增壓泵、二甲醚過濾器和二甲醚罐等；其中，所述柴油油箱和柴油過濾器通過第一連接管相連，柴油過濾器和柴油油泵通過第二連接管相連，高壓油管與柴油油泵相連，柴油油箱、柴油過濾器、柴油油泵和柴油高壓油管組成柴油供油油路；柴油供油油路與混合腔相通；所述二甲醚罐和二甲醚過濾器通過第五連接管相連，二甲醚過濾器和二甲醚增壓泵通過第四連接管相連，二甲醚增壓泵和二甲醚高速電磁閥通過第三連接管相連；二甲醚罐、二甲醚過濾器、二甲醚增壓泵和二甲醚高速電磁閥組成二甲醚供油油路；二甲醚供油油路與混合腔相通；電控單元與二甲醚高速電磁閥連接；混合腔與噴油器連接；噴油器與噴油器回油管相通。本實用新型的有益效果是，本實用新型柴油和二甲醚在線混合供油系統(tǒng)，在噴油器前增設(shè)混合腔，二甲醚在柴油油泵兩次供油之間通過二甲醚高速電磁閥進入混合腔與柴油混合，形成混合燃料，并利用二甲醚高速電磁閥來控制二甲醚的流量，從而控制混合燃料的混合比。本實用新型不需改動柴油機原有供油系統(tǒng)，只需要增加二甲醚供油油路和電控單元就可以實現(xiàn)摻燒比例可調(diào)的柴油和二甲醚混合燃料，從而改善柴油機的性能和排放。

圖I是柴油和二甲醚在線混合原理的示意圖。圖2是柴油和二甲醚在線混合供油系統(tǒng)的示意圖。圖中，柴油油箱I、第一連接管2、柴油過濾器3、第二連接管4、柴油油泵5、高壓油管6、混合腔7、第一連接螺栓8、噴油器9、噴油器回油管10、第二連接螺栓11、電控單元12、連接線13、二甲醚高速電磁閥14、第三連接管15、二甲醚增壓泵16、第四連接管17、二甲醚過濾器18、第五連接管19、二甲醚罐20。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施作進一步描述。 本實用新型柴油和二甲醚在線混合供油系統(tǒng)是在柴油機傳統(tǒng)的泵-管-嘴噴射系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加二甲醚供油系統(tǒng)來實現(xiàn)的。泵-管-嘴噴射系統(tǒng)的柴油高壓油管內(nèi)壓力變化曲線如圖I所示，在噴油器噴油時，柴油高壓油管內(nèi)的壓力較高，而在噴油結(jié)束后，在下一噴油開始之前，柴油高壓油管內(nèi)壓力一般保持在7MPa左右，因此可以在噴油結(jié)束后、下一噴油開始之前的一段時間內(nèi)向噴油器前的柴油高壓油管內(nèi)噴入一定量的二甲醚，二甲醚進入柴油高壓油管內(nèi)與柴油混合。由于二甲醚沸點很低，混合燃料從噴油器噴入柴油機氣缸時產(chǎn)生閃急沸騰，改善柴油霧化。混合燃料中的二甲醚是含氧燃料，有助于柴油的燃燒。同時混合燃料從進入噴油器到噴出所需的時間較短，因此可以根據(jù)發(fā)動機工況變化，通過控制每循環(huán)進入噴油器內(nèi)的二甲醚量，可以實時調(diào)節(jié)噴入柴油機缸內(nèi)的柴油和二甲醚的混合t匕，以滿足發(fā)動機不同工況的要求，改善柴油機的熱效率和降低柴油機的排放。如圖2所示，本實用新型柴油和二甲醚在線混合供油系統(tǒng)主要包括柴油油箱I、柴油過濾器3、柴油油泵5、高壓油管6、混合腔7、噴油器9、噴油器回油管10、電控單元12、二甲醚高速電磁閥14、二甲醚增壓泵16、二甲醚過濾器18和二甲醚罐20。[0013]柴油油箱I和柴油過濾器3通過第一連接管2相連，柴油過濾器3和柴油油泵5通過第二連接管4相連，高壓油管6與柴油油泵5相連，柴油油箱I、柴油過濾器3、柴油油泵5和柴油高壓油管6組成柴油供油油路；柴油供油油路與混合腔7相通。二甲醚罐20和二甲醚過濾器18通過第五連接管19相連，二甲醚過濾器18和二甲醚增壓泵16通過第四連接管17相連，二甲醚增壓泵16和二甲醚高速電磁閥14通過第三連接管15相連；二甲醚罐20、二甲醚過濾器18、二甲醚增壓泵16和二甲醚高速電磁閥14組成二甲醚供油油路；二甲醚供油油路與混合腔7相通。電控單元12與二甲醚高速電磁閥14連接；混合腔7與噴油器9連接。噴油器9與噴油器回油管10相通。本實用新型的工作過程如下二甲醚高速電磁閥14處于常閉狀態(tài)，經(jīng)過二甲醚增壓泵16增壓后的二甲醚壓力保持在20MPa左右，大于柴油機高壓油管6中的殘壓，但小于 噴油器9的啟噴壓力。在噴油器9噴油時，混合腔7內(nèi)的壓力較高，而在噴油結(jié)束后，在下一噴油開始之前，混合腔7內(nèi)壓力一般保持在7MPa左右。在此期間，電控單元12根據(jù)發(fā)動機工況控制二甲醚高速電磁閥14，二甲醚進入混合腔7內(nèi)與柴油混合，形成混合燃料，混合燃料經(jīng)過噴油器9噴入柴油機氣缸。噴油器9中的回油經(jīng)過噴油器回油管10與柴油機進氣道相通，回油最后進入柴油機氣缸燃燒。電控單元12在每個噴油循環(huán)中根據(jù)發(fā)動機工況計算出柴油和二甲醚的最佳混合比，控制二甲醚高速電磁閥14的開啟時長，然后在規(guī)定的時刻向二甲醚高速電磁閥14發(fā)送控制信號。由于二甲醚沸點很低，混合燃料從噴油器9噴入柴油機氣缸時產(chǎn)生閃急沸騰，改善柴油霧化；混合燃料中的二甲醚是含氧燃料，有助于柴油的燃燒；混合燃料從進入噴油器9到噴出所需的時間較短，因此可以根據(jù)發(fā)動機工況變化，通過控制每循環(huán)進入噴油器9內(nèi)的二甲醚量，實時調(diào)節(jié)噴入柴油機缸內(nèi)的柴油和二甲醚的混合比，以滿足發(fā)動機不同工況的要求，從而改善柴油機的熱效率和降低柴油機的排放。
權(quán)利要求1.一種柴油和二甲醚在線混合供油系統(tǒng)，其特征在于，它主要包括柴油油箱(I)、柴油過濾器(3)、柴油油泵(5)、高壓油管(6)、混合腔(7)、噴油器(9)、噴油器回油管(10)、電控單元(12)、二甲醚高速電磁閥(14)、二甲醚增壓泵(16)、二甲醚過濾器(18)和二甲醚罐(20);其中，所述柴油油箱(I)和柴油過濾器(3)通過第一連接管(2)相連，柴油過濾器(3)和柴油油泵(5)通過第二連接管(4)相連，高壓油管(6)與柴油油泵(5)相連，柴油油箱(I)、柴油過濾器(3)、柴油油泵(5)和柴油高壓油管(6)組成柴油供油油路；柴油供油油路與混合腔(7)相通；所述二甲醚罐(20)和二甲醚過濾器(18)通過第五連接管(19)相連，二甲醚過濾器(18)和二甲醚增壓泵(16)通過第四連接管(17)相連，二甲醚增壓泵(16)和二甲醚高速電磁閥(14)通過第三連接管(15)相連；二甲醚罐(20)、二甲醚過濾器(18)、二甲醚增壓泵(16)和二甲醚高速電磁閥(14)組成二甲醚供油油路；二甲醚供油油路與混合腔(7)相通；電控單元(12)與二甲醚高速電磁閥(14)連接；混合腔(7)與噴油器(9)連接；噴油器(9)與噴油器回油管(10)相通。
專利摘要本實用新型公開了一種柴油和二甲醚在線混合供油系統(tǒng)，它包括柴油油箱、柴油油泵、混合腔、噴油器、電控單元、二甲醚高速電磁閥、二甲醚增壓泵和二甲醚罐；柴油油箱和柴油油泵組成柴油供油油路，二甲醚罐、二甲醚增壓泵和二甲醚高速電磁閥組成二甲醚供油油路，柴油供油油路和二甲醚供油油路分別與混合腔連接，混合腔再與噴油器連接；二甲醚在柴油兩次噴油之間通過二甲醚高速電磁閥進入混合腔與柴油混合；本實用新型在柴油機原有的泵-管-嘴噴射系統(tǒng)上使柴油和二甲醚混合，可以根據(jù)發(fā)動機工況變化，實時調(diào)節(jié)柴油和二甲醚的混合比來改善柴油機的燃燒，從而提高柴油機的燃燒效率和降低排放。
文檔編號F02M43/00GK202545079SQ20122006794
公開日2012年11月21日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者李孝祿, 許滄粟 申請人:浙江大學(xué)