一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及點燃式發(fā)動機【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，包括發(fā)動機、甲醇罐、甲醇油泵、電子控制單元ECU及甲醇燃料噴射系統(tǒng)，電子控制單元ECU與發(fā)動機及甲醇燃料噴射系統(tǒng)連接，發(fā)動機接有進氣歧管，進氣歧管安裝有油軌，油軌上設(shè)有甲醇噴嘴座，甲醇噴嘴座連有甲醇噴嘴，油軌與甲醇油泵連接，甲醇油泵設(shè)于甲醇罐內(nèi)；發(fā)動機包括氣缸及活塞，氣缸頂部設(shè)有缸蓋，缸蓋設(shè)有火花塞孔，火花塞孔內(nèi)設(shè)有甲醇火花塞；活塞包括活塞頭部及活塞裙部，活塞頭部的頂端開設(shè)有圓形凹腔。本實用新型的優(yōu)點：1、降低了碳煙微粒的排放；2、稀薄燃燒，更好的燃料經(jīng)濟性；3、降低了氮氧化合物（NOX）的排放；4、節(jié)約大量的石油資源。
【專利說明】一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及點燃式發(fā)動機【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是富煤貧油的國家，甲醇又可以直接從煤提煉出來，面對石油資源緊缺的情況下，使用煤基的甲醇燃料作為替代燃料是有著長遠(yuǎn)的市場前景的?，F(xiàn)今，國內(nèi)外都已經(jīng)在對甲醇燃料應(yīng)用在發(fā)動機上作出了許多試驗研究，從目前應(yīng)用情況來看，甲醇多以應(yīng)用在汽油機為主，一般是將汽油機做一定的優(yōu)化改進來達(dá)到使用甲醇的目的，而甲醇在柴油機上的應(yīng)用技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:1、使用甲醇的發(fā)動機在甲醇燃料中加入助燃劑后采用壓燃方式，不改變?nèi)紵医Y(jié)構(gòu)；2、使用甲醇的發(fā)動機采用助燃方式；3、使用甲醇的發(fā)動機采用柴油和甲醇的混合燃燒方式；4、使用甲醇發(fā)動機的點燃方式。但目前的這些技術(shù)應(yīng)用多以試驗研究為主，轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品應(yīng)用還不成熟。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種在原柴油機基礎(chǔ)上改造成為適合燃燒甲醇燃料的點燃式發(fā)動機系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，包括發(fā)動機、甲醇罐、甲醇油泵、電子控制單元ECU及甲醇燃料噴射系統(tǒng)，所述電子控制單元ECU與發(fā)動機及甲醇燃料噴射系統(tǒng)連接，所述發(fā)動機連接有進氣歧管，所述進氣歧管安裝有油軌，所述油軌上設(shè)置有甲醇噴嘴座，所述甲醇噴嘴座連接有甲醇噴嘴，所述油軌通過供油管與甲醇油泵連接，甲醇油泵設(shè)置于甲醇罐內(nèi)；
[0005]所述發(fā)動機包括氣缸及與氣缸連接的活塞，所述氣缸的頂部設(shè)置有缸蓋，所述缸蓋設(shè)置有火花塞孔，所述火花塞孔內(nèi)設(shè)置有甲醇火花塞；
[0006]所述活塞包括活塞頭部及與活塞頭部連接的活塞裙部，所述活塞頭部的頂端開設(shè)有圓形凹腔。
[0007]其中，所述甲醇燃料噴射系統(tǒng)包括寬域氧傳感器、電子油門踏板、水溫傳感器、進氣溫度壓力傳感器、凸輪軸傳感器、曲軸位置傳感器、電子節(jié)氣門及點火線圈；
[0008]所述電子節(jié)氣門及進氣溫度壓力傳感器均與進氣歧管連接，所述寬域氧傳感器與汽車的排氣總管連接；
[0009]所述電子控制單元ECU的輸入端與所述寬域氧傳感器、電子油門踏板、水溫傳感器、進氣溫度壓力傳感器、凸輪軸傳感器及曲軸位置傳感器連接；電子控制單元ECU的輸出端與所述電子節(jié)氣門、點火線圈及甲醇噴嘴連接。
[0010]其中，所述圓形凹腔的直徑為101.45-101.55mm,圓形凹腔的深度為20.35—20.45mm。
[0011]其中，所述圓形凹腔的直徑為101.50mm，圓形凹腔的深度為20.40mm。[0012]其中，所述甲醇噴嘴伸入所述進氣歧管內(nèi)。
[0013]其中，所述火花塞孔內(nèi)設(shè)置有鋼套，所述甲醇火花塞設(shè)置于所述鋼套內(nèi)。
[0014]其中，所述油軌為不銹鋼油軌。
[0015]其中，所述甲醇油泵為無刷油泵。
[0016]其中，還包括燃油壓力調(diào)節(jié)器，所述燃油壓力調(diào)節(jié)器的一端與油軌連接，燃油壓力調(diào)節(jié)器的另一端通過回油管與甲醇罐連接。
[0017]其中，所述供油管上連接有燃油濾清器。
[0018]本實用新型的有益效果:本實用新型的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，通過在氣缸的缸蓋設(shè)置火花塞孔，火花塞孔內(nèi)設(shè)置甲醇火花塞；在活塞頭部的頂端開設(shè)圓形凹腔形成適合甲醇燃料燃燒的燃燒室；在進氣歧管上安裝油軌，油軌上設(shè)置甲醇噴嘴座，甲醇噴嘴座連接有甲醇噴嘴，甲醇通過甲醇油泵輸入油軌，經(jīng)甲醇噴嘴器噴入發(fā)動機進氣道，發(fā)動機燃燒甲醇燃料進行工作。本實用新型的優(yōu)點:1、降低了碳煙微粒的排放；2、稀薄燃燒，更好的燃料經(jīng)濟性；3、降低了氮氧化合物(NOx)的排放；4、節(jié)約大量的石油資源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實用新型活塞的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為本實用新型活塞的主視圖。
[0022]圖4為沿圖3中A-A線的剖切視圖。
`[0023]附圖標(biāo)記包括:
[0024]I 一發(fā)動機 2—甲醇罐3—甲醇油泵
[0025]4一電子控制單元E⑶ 5—寬域氧傳感器6 —電子油門踏板
[0026]7—水溫傳感器8—進氣溫度壓力傳感器 9 一凸輪軸傳感器
[0027]10—甲醇噴嘴 11一進氣歧管12—油軌
[0028]13—甲醇噴嘴座 14 一活塞15—缸蓋
[0029]16—曲軸位置傳感器 17—電子節(jié)氣門18—點火線圈
[0030]19 一燃油壓力調(diào)節(jié)器 21—回油管31—供油管
[0031]32—燃油濾清器 141 一活塞頭部142—活塞裙部
[0032]143—圓形凹腔 151—火花塞孔152 —甲醇火花塞。
【具體實施方式】
[0033]以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細(xì)的描述。
[0034]如圖1至圖4所示，本實用新型的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，包括發(fā)動機1、甲醇罐2、甲醇油泵3、電子控制單元ECU4及甲醇燃料噴射系統(tǒng)，所述電子控制單元ECU4與發(fā)動機I及甲醇燃料噴射系統(tǒng)連接，所述發(fā)動機I連接有進氣歧管11，所述進氣歧管11安裝有油軌12，所述油軌12上設(shè)置有甲醇噴嘴座13，所述甲醇噴嘴座13連接有甲醇噴嘴10，所述油軌12通過供油管31與甲醇油泵3連接，甲醇油泵3設(shè)置于甲醇罐2內(nèi)；所述發(fā)動機I包括氣缸及與氣缸連接的活塞14，所述氣缸的頂部設(shè)置有缸蓋15，所述缸蓋15設(shè)置有火花塞孔151，所述火花塞孔151內(nèi)設(shè)置有甲醇火花塞152 ;所述活塞14包括活塞頭部141及與活塞頭部141連接的活塞裙部142，所述活塞頭部141的頂端開設(shè)有圓形凹腔143。
[0035]本實用新型通過在氣缸的缸蓋15設(shè)置火花塞孔151，火花塞孔151內(nèi)設(shè)置甲醇火花塞152 ;在活塞頭部141的頂端開設(shè)圓形凹腔143形成適合甲醇燃料燃燒的燃燒室；在進氣歧管11上安裝油軌12，油軌12上設(shè)置甲醇噴嘴座13，甲醇噴嘴座13連接有甲醇噴嘴10，甲醇通過甲醇油泵3輸入油軌12，經(jīng)甲醇噴嘴10器噴入發(fā)動機I進氣道，發(fā)動機I燃燒甲醇燃料進行工作，其中圓形凹腔143的設(shè)置，即為使得活塞14與發(fā)動機I配合使用時，即相當(dāng)于擴大了燃燒室的容積，從而降低了發(fā)動機I的壓縮比，以滿足發(fā)動機I燃燒甲醇燃料，同時，相比于傳統(tǒng)的活塞的“ ω ”形凹腔，本實用新型的圓形凹腔143與發(fā)動機I形成的燃燒室可以增強活塞14的擠流(即在壓縮過程后期，活塞14是圓形凹腔143與缸蓋15靠近時產(chǎn)生的徑向或者橫向的氣流運動)效果，提高火焰的傳播速度，使得甲醇燃料的燃燒更加充分，從而滿足發(fā)動機I燃燒甲醇燃料，設(shè)計合理。本實用新型的優(yōu)點:1、降低了碳煙微粒的排放；2、稀薄燃燒，更好的燃料經(jīng)濟性；3、降低了氮氧化合物(NOx)的排放；4、節(jié)約大量的石油資源。
[0036]本實施例中，所述甲醇燃料噴射系統(tǒng)包括寬域氧傳感器5、電子油門踏板6、水溫傳感器7、進氣溫度壓力傳感器8、凸輪軸傳感器9、曲軸位置傳感器16、電子節(jié)氣門17、甲醇噴嘴10、甲醇火花塞152、及點火線圈18 ;所述電子節(jié)氣門17及進氣溫度壓力傳感器8均與進氣歧管11連接，所述寬域氧傳感器5與汽車的排氣總管連接；所述電子控制單元ECU4的輸入端與所述寬域氧傳感器5、電子油門踏板6、水溫傳感器7、進氣溫度壓力傳感器8、凸輪軸傳感器9及曲軸位置傳感器16連接；電子控制單元ECU4的輸出端與所述電子節(jié)氣門17、點火線圈18及甲醇噴嘴10連接。
[0037]通過上述連接方式可以實現(xiàn)以下功能:
[0038]1、順序點火、順序噴射，電子控制單元E⑶4通過采集曲軸轉(zhuǎn)速信號和凸輪軸位置信號判斷氣缸壓縮的上止點，以實現(xiàn)順序點火和噴射，控制更加精確；
[0039]2、電子節(jié)氣門17控制，電子控制單元E⑶4通過采集電子油門踏板6等請求信號，電子節(jié)氣門17則用來控制進入氣缸的空氣來調(diào)節(jié)發(fā)動機I工況，其中，使用電子節(jié)氣門17避免了復(fù)雜的機械式節(jié)氣門傳動機構(gòu)，可以提高節(jié)氣門響應(yīng)速度和靈敏度，適合在大型重卡和客車上使用；
[0040]3、單缸高能點火，每個氣缸使用一個獨立的點火線圈18來提高點火所需的能量，保證甲醇燃料燃燒所需的高能火花，同時對于稀薄燃燒的甲醇發(fā)動機I來說，高能點火提高了點火的成功率；
[0041]4、寬域氧傳感器5閉環(huán)控制，線性的氧傳感器使閉環(huán)控制更加精確，使甲醇發(fā)動機I全工況段處于稀薄燃燒閉環(huán)控制，降低排氣溫度，保持發(fā)動機I的熱負(fù)荷，提高發(fā)動機I的可靠性能。
[0042]詳見圖4，所述圓形凹腔143的直徑d為101.45-101.55mm,圓形凹腔143的深度L為20.35-20.45mm，優(yōu)選的，所述圓形凹腔143的直徑d為101.50mm,圓形凹腔143的深度L為20.40mm。通過此種結(jié)構(gòu)設(shè)計，增大了圓形凹腔143的容積，與發(fā)動機I配合使用時，即相當(dāng)于擴大了燃燒室的容積，從而降低了發(fā)動機I的壓縮比，確保發(fā)動機I的壓縮比在10:I至11:1之間，以滿足發(fā)動機I燃燒甲醇燃料，同時，相比于傳統(tǒng)的活塞的“ ω ”形凹腔，本實用新型的圓形凹腔143與發(fā)動機I形成的燃燒室可以增強活塞14的擠流(即在壓縮過程后期，活塞14是圓形凹腔143與缸蓋15靠近時產(chǎn)生的徑向或者橫向的氣流運動)效果，提高火焰的傳播速度，使得甲醇燃料的燃燒更加充分，從而滿足發(fā)動機I燃燒甲醇燃料，設(shè)計合理。當(dāng)然，本技術(shù)方案的圓形凹腔143的直徑d可以為101.45 mm或者為101.55mm,圓形凹腔143的深度L為20.35 mm或者為20.45mm，其均可以實現(xiàn)擴大了燃燒室的容積，從而降低了發(fā)動機I的壓縮比，以滿足發(fā)動機I燃燒甲醇燃料。
[0043]本實施例中，所述甲醇噴嘴10伸入所述進氣歧管11內(nèi)，使得甲醇可以順著氣流流動方向噴去進氣歧管11內(nèi)，以使得甲醇和空氣進行更好的混合霧化，從而使得甲醇燃料的燃燒效果更佳。
[0044]本實施例中，所述火花塞孔151內(nèi)設(shè)置有鋼套，所述甲醇火花塞152設(shè)置于所述鋼套內(nèi)，鋼套設(shè)計相比傳統(tǒng)的銅套設(shè)計具有更高的強度，以保證火花塞的正常穩(wěn)定工作。
[0045]具體的，所述油軌12為不銹鋼油軌，本實用新型使用不銹鋼油軌能夠更加耐甲醇燃料的腐蝕，在甲醇噴嘴10噴出更多的甲醇燃料時，可以確保油軌12具有更好的穩(wěn)定性。
[0046]更具體的，所述甲醇油泵3為無刷油泵，無刷油泵工作時無電刷、低干擾，且噪音低、運轉(zhuǎn)順暢，同時，使用維護成本較低，壽命更長。
[0047]本實施例中，還包括燃油壓力調(diào)節(jié)器19，所述燃油壓力調(diào)節(jié)器19的一端與油軌12連接，燃油壓力調(diào)節(jié)器19的另一端通過回油管21與甲醇罐2連接。工作時，油壓的大小由燃油壓力調(diào)節(jié)器19內(nèi)的彈簧和氣室真空度二者協(xié)調(diào)，當(dāng)油壓高過標(biāo)準(zhǔn)值時，高壓燃油會頂動膜片上移，球閥打開，多余的燃油會經(jīng)回油管21反流油箱；當(dāng)壓力低過標(biāo)準(zhǔn)值時，彈簧會下壓膜片將球閥關(guān)閉，停止回油，起作用就是使得油路內(nèi)的壓力保持恒定。
[0048]本實施例中，所述供油管31上連接有燃油濾清器32，燃油濾清器32的作用，是把含在甲醇燃料中的氧化鐵、粉塵等固體雜物除去，以防止甲醇噴嘴10噴油時堵塞，減少機械磨損，確保發(fā)動機I的穩(wěn)定運行，提高工作可靠性。
[0049]以上內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，包括發(fā)動機(I)、甲醇罐(2)、甲醇油泵(3)、電子控制單元E⑶(4)及甲醇燃料噴射系統(tǒng)，所述電子控制單元E⑶(4)與發(fā)動機(I)及甲醇燃料噴射系統(tǒng)連接，所述發(fā)動機(I)連接有進氣歧管(11 )，其特征在于:所述進氣歧管(11)安裝有油軌(12)，所述油軌(12)上設(shè)置有甲醇噴嘴座(13)，所述甲醇噴嘴座(13)連接有甲醇噴嘴(10)，所述油軌(12)通過供油管(31)與甲醇油泵(3)連接，甲醇油泵(3)設(shè)置于甲醇罐(2)內(nèi)； 所述發(fā)動機(I)包括氣缸及與氣缸連接的活塞(14)，所述氣缸的頂部設(shè)置有缸蓋(15)，所述缸蓋(15)設(shè)置有火花塞孔(151)，所述火花塞孔(151)內(nèi)設(shè)置有甲醇火花塞(152)； 所述活塞(14)包括活塞頭部(141)及與活塞頭部(141)連接的活塞裙部(142)，所述活塞頭部(141)的頂端開設(shè)有圓形凹腔(143)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于:所述甲醇燃料噴射系統(tǒng)包括寬域氧傳感器(5)、電子油門踏板(6)、水溫傳感器(7)、進氣溫度壓力傳感器(8)、凸輪軸傳感器(9)、曲軸位置傳感器(16)、電子節(jié)氣門(17)及點火線圈(18); 所述電子節(jié)氣門(17)及進氣溫度壓力傳感器(8)均與進氣歧管(11)連接，所述寬域氧傳感器(5)與汽車的排氣總管連接； 所述電子控制單元ECU (4)的輸入端與所述寬域氧傳感器(5)、電子油門踏板(6)、水溫傳感器(7)、進氣溫度壓力傳感器(8)、凸輪軸傳感器(9)及曲軸位置傳感器(16)連接；電子控制單元E⑶(4)的輸出端與所述電子節(jié)氣門(17)、點火線圈(18)及甲醇噴嘴(10)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于:所述圓形凹腔(143)的直徑為 101.45-101.55mm,圓形凹腔(143)的深度為 20.35-20.45mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于:所述圓形凹腔(143)的直徑為101.50mm,圓形凹腔(143)的深度為20.40mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于:所述甲醇噴嘴(10)伸入所述進氣歧管(11)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于:所述火花塞孔(151)內(nèi)設(shè)置有鋼套，所述甲醇火花塞(152)設(shè)置于所述鋼套內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于:所述油軌(12)為不銹鋼油軌。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于:所述甲醇油泵(3)為無刷油泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于:還包括燃油壓力調(diào)節(jié)器(19)，所述燃油壓力調(diào)節(jié)器(19)的一端與油軌(12)連接，燃油壓力調(diào)節(jié)器(19)的另一端通過回油管(21)與甲醇罐(2)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇燃料點燃式發(fā)動機系統(tǒng)，其特征在于:所述供油管(31)上連接有燃油濾清器(32)。
【文檔編號】F02B69/02GK203430628SQ201320450236
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】古金培, 杰瑞明, 馬洪俊 申請人:東莞傳動電噴科技有限公司