CN103321761A

CN103321761A - 一种乙醇-柴油双直喷发动机

Info

Publication number: CN103321761A
Application number: CN2013102646803A
Authority: CN
Inventors: 梁昱
Original assignee: Guiyang University
Current assignee: Guiyang University
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-09-25

Abstract

一种乙醇-柴油双直喷发动机，涉及发动机领域，其主要包括柴油供油***、乙醇供油***、曲轴位置和转速传感器、爆振传感器、发动机电脑、蓄电池、发电机、启动机。可以是单缸机也可以是多缸机，可采用风冷或者水冷，主体与柴油机相似，能够以柴油为单一燃料工作，也能以乙醇和柴油双燃料工作。乙醇经乙醇供油***，柴油经柴油供油***均直接喷入发动机气缸内，柴油经压燃后引燃乙醇，可改善乙醇在柴油机中的燃烧过程，完善乙醇在柴油机中的应用方式。

Description

一种乙醇-柴油双直喷发动机

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体的说是一种乙醇-柴油双直喷发动机。

背景技术

柴油机燃料经济性高、工作可靠、功率覆盖范围广，除车用外，还广泛应用于工程机械、农业机械、船舶动力、军用车辆和机车中。在当前的生物质能源中，最理想的柴油机代用燃料就是植物油（或生物柴油）和燃料乙醇。由于乙醇易挥发，容易形成可燃混合气，利于快速充分燃烧；乙醇含氧，燃烧更为充分，可抑制碳烟生成，加速碳烟氧化；乙醇汽化潜热大，有利于降低燃烧最高温度，降低NO_x排放量，因而，乙醇在柴油机中的应用吸引了研究者越来越多的关注。

当前乙醇在柴油机中的主要应用方式有掺混、缸外喷注、缸内直喷三种。乙醇掺混燃烧最大的优点就是不需要对柴油机供油***做任何改动，但需面对乙醇十六烷值低而不易着火，闪点低而安全性差，特别是与柴油难以互溶以致混合燃料低温稳定性差等难题。缸外预混，在进气管喷射乙醇，可随工况调节喷射量以改变替代率且预混充量燃烧迅速可提高有效热效率，但又面临进气道内雾化不良而出现燃料沉积，气门叠开扫气时少量乙醇排放，替代率增大时易产生爆振，燃烧过程循环变动增大，发动机充气效率下降等情况。

缸内直喷避免了使乙醇与柴油形成稳定掺混燃料的制备过程和附加成本；可精确控制进入气缸内的醇量，改变了只能以固定配比掺混燃料工作的模式；避免了因进气道内雾化不良而出现燃料沉积和气门叠开扫气时少量乙醇排放，动力性和热效率较高。

发明内容

本发明的目的提出一种乙醇-柴油双直喷发动机，乙醇和柴油分别经各自的供油***直接喷入缸内，柴油经压燃后引燃乙醇，改善乙醇在柴油机中的燃烧过程，完善乙醇在柴油机中的应用方式。

本发明的技术方案是：一种乙醇-柴油双直喷发动机，可以是单缸机也可以是多缸机，可采用风冷或者水冷，主体与柴油机相似，能够以柴油为单一燃料工作。乙醇和柴油两种燃料由各自的供油***直接喷入缸内，压缩过程中缸内产生的高温高压使得柴油自燃，着火后的柴油引燃乙醇混合气，释放热能，从而对活塞做功，实现以乙醇和柴油两种燃料工作。其主要部件包括：柴油供油***、乙醇供油***、曲轴位置和转速传感器、爆振传感器、发动机电脑、蓄电池、发电机、启动机。

所述柴油供油***主要包括柴油箱、柴油输油管、柴油滤清器、柴油输油泵、柴油喷油泵、电子调速器、高压油管、柴油喷油嘴、柴油回油管。

所述乙醇供油***主要包括乙醇油箱、乙醇输油管、乙醇滤清器、乙醇输油泵、乙醇高压泵、乙醇高压蓄油管、乙醇喷射器。

所述柴油输油泵、电子调速器、乙醇输油泵、乙醇高压泵、乙醇喷射器、曲轴位置和转速传感器、爆振传感器、发动机电脑、发电机、启动机与蓄电池采用电连接。

所述曲轴位置和转速传感器用于测定发动机曲轴转角位置和发动机转速，并将测试信号通过线路传递给发动机电脑。

所述爆振传感器通过测定发动机机身振动情况感知是否发生爆振，并将信号通过线路传递给发动机电脑。

所述发动机电脑通过曲轴位置和转速传感器获知实时发动机转速、各缸所处工作行程和曲轴转角，通过爆振传感器获知乙醇混合气的燃烧是否发生爆振，综合各信号后，向电子调速器发出柴油喷油量调节信号，向乙醇喷射器发出喷油时长控制信号。

所述蓄电池存储电能，并向启动机、柴油输油泵、乙醇输油泵、电子调速器、乙醇高压泵、发动机电脑、各传感器及发动机附属用电设备提供电能。

所述发电机与发动机机械连接，由发动机驱动，用于向蓄电池充电。

所述启动机用于启动发动机，动力由蓄电池提供。

本发明的有益效果是，能够以柴油作为单一燃料工作，也能够以乙醇-柴油双燃料工作。乙醇-柴油双直喷工作时，能够减少柴油的消耗，抑制碳烟生成、降低NO_x排放。相对于乙醇掺混来说，避免了使乙醇与柴油形成稳定掺混燃料的制备过程和附加成本；可精确控制进入气缸内的醇量，改变了只能以固定配比掺混燃料工作的模式；相对于缸外喷注来说，避免了因进气道内雾化不良而出现燃料沉积和气门叠开扫气时少量乙醇排放。

附图说明

图1是本发明的乙醇-柴油双直喷发动机示意图。

图中1.乙醇油箱，2.乙醇滤清器，3.乙醇输油泵，4.乙醇输油管，5. 乙醇高压泵，6.发动机电脑，7.发电机，8.曲轴位置和转速传感器，9.爆振传感器，10.启动机，11.蓄电池，12.柴油滤清器，13.柴油输油泵，14.柴油输油管，15.电子调速器，16.柴油喷油泵，17.柴油油箱，18.柴油回油管，19.高压油管，20.柴油喷油嘴，21.乙醇喷射器，22.乙醇高压蓄油管。

具体实施方式

一种乙醇-柴油双直喷发动机（图1所示），包括乙醇油箱（1），乙醇滤清器（2），乙醇输油泵（3），乙醇输油管（4），乙醇高压泵（5），乙醇高压蓄油管（22），乙醇喷射器（21），柴油油箱（17），柴油滤清器（12），柴油输油泵（13），柴油输油管（14），柴油喷油泵（16），电子调速器（15），高压油管（19），柴油喷油嘴（20），柴油回油管（18），发动机电脑（6），发电机（7），曲轴位置和转速传感器（8），爆振传感器（9），启动机（10），蓄电池（11）。

由启动机（10）依靠蓄电池（11）提供的电能，启动发动机。储存于柴油油箱（17）中的柴油经柴油滤清器（12）滤清后，在柴油输油泵（13）的作用下经柴油输油管（14）供给柴油喷油泵（16），柴油喷油泵（16）在发动机驱动下使柴油压力升高，泵入高压油管（19），并经柴油喷油嘴（20）直接喷入缸内，在缸内高温高压的作用下，柴油自行着火燃烧。储存于乙醇油箱（1）中的乙醇，经乙醇滤清器（2）滤清后，在乙醇输油泵（3）的作用下经乙醇输油管（4）供给乙醇高压泵（5），乙醇高压泵（5）在电力驱动下使乙醇压力升高，泵入乙醇高压蓄油管（22），经乙醇喷射器（21）直接喷入缸内，由着火后的柴油引燃。

曲轴位置和转速传感器（8）、爆振传感器（9）将测试信号传送至发动机电脑（6），发动机电脑（6）将信号处理后向电子调速器（15）和乙醇喷射器（21）给出控制指令，通过电子调速器（15）改变每循环柴油喷油量，通过乙醇喷射器（21）的喷射时长调整每循环乙醇喷射量。

发电机（7）由发动机驱动，用于向蓄电池（11）充电。

Claims

1.一种乙醇-柴油双直喷发动机，包括：柴油供油***、乙醇供油***、曲轴位置和转速传感器（8）、爆振传感器（9）、发动机电脑（6）、蓄电池（11）、发电机（7）、启动机（10），其特征是：乙醇经乙醇供油***，柴油经柴油供油***均直接喷入发动机气缸内，柴油经压燃后引燃乙醇。

2.根据权利要求1所述的一种乙醇-柴油双直喷发动机，其特征是：所述乙醇供油***包括乙醇油箱（1）、乙醇滤清器（2），乙醇输油泵（3），乙醇输油管（4），乙醇高压泵（5），乙醇高压蓄油管（22），乙醇喷射器（21）。

3.根据权利要求1所述的一种乙醇-柴油双直喷发动机，其特征是：所述柴油输油泵（13）、电子调速器（15）、乙醇输油泵（3）、乙醇高压泵（5）、乙醇喷射器（21）、曲轴位置和转速传感器（8）、爆振传感器（9）、发动机电脑（6）、发电机（7）、启动机（10）与蓄电池（11）采用电连接。