CN218882389U - 一种甲醇发动机的进气***、甲醇发动机及车辆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及车辆技术领域，公开了一种甲醇发动机的进气***、甲醇发动机及车辆，该甲醇发动机的进气***包括进气歧管、阀组件和甲醇喷嘴组件，其中，进气歧管包括管体和设置于管体外壁的导热安装台，甲醇喷嘴组件为导热结构，且甲醇喷嘴组件固定于导热安装台，甲醇喷嘴组件的甲醇喷出口与管体的内腔连通；导热安装台设有加热通道；阀组件的进气口与甲醇发动机的废气出口连通，阀组件的出气口与加热通道连通，阀组件用于控制甲醇发动机的废气出口与加热通道之间的连通状态。该甲醇发动机的进气***、甲醇发动机及车辆改善了甲醇发动机冷启动困难、低温燃烧性能较差的问题。

Description

一种甲醇发动机的进气***、甲醇发动机及车辆
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种甲醇发动机的进气***、甲醇发动机及车辆。
背景技术
甲醇作为一种清洁能源，在排放法规日益严格以及化石燃料稀缺的背景下，已逐步成熟应用在商用车上。但甲醇燃料也有其局限性，例如：甲醇相对于柴油汽化潜热大，着火温度高。这就造成甲醇发动机冷启动困难、低温燃烧性能较差，在低温环境下冷启动时，低温燃烧生成大量无法被氧化的SOOT(碳烟)和HC(碳氢化合物)，缸内燃烧热效率低、后处理负荷大。
实用新型内容
本实用新型提供了一种甲醇发动机的进气***、甲醇发动机及车辆，能够改善甲醇发动机冷启动困难、低温燃烧性能较差的问题。
为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
一种甲醇发动机的进气***，包括进气歧管、阀组件和甲醇喷嘴组件，其中，所述进气歧管包括管体和设置于所述管体外壁的导热安装台，所述甲醇喷嘴组件为导热结构，且所述甲醇喷嘴组件固定于所述导热安装台，所述甲醇喷嘴组件的甲醇喷出口与所述管体的内腔连通；
所述导热安装台设有加热通道；所述阀组件的进气口与甲醇发动机的废气出口连通，所述阀组件的出气口与所述加热通道连通，所述阀组件用于控制所述甲醇发动机的废气出口与所述加热通道之间的连通状态。
该方案中，甲醇喷嘴组件和用于安装甲醇喷嘴组件的安装台均能够导热，同时，阀组件能够控制甲醇发动机的废气出口与加热通道之间的连通状态。因而，当甲醇发动机冷启动时，可通过阀组件使甲醇发动机的废气出口与上述加热通道连通，从而能够在管体外部通过甲醇发动机的高温废气对甲醇喷嘴组件进行加热，提高甲醇燃料雾化效果、使燃烧室内甲醇燃料充分燃烧、提高冷启动时缸内的燃烧热效率、大幅减少因甲醇低温燃烧导致的不可氧化的SOOT和HC的产生、减少后处理***的负担；同时，也能够减少甲醇发动机后处理***贵金属的含量、降低成本。
可选地，所述阀组件的开度能够调节。
可选地，所述阀组件包括电磁阀，所述电磁阀的进气口与所述甲醇发动机的废气出口连通，所述电磁阀的出气口与所述加热通道的进气口连通。
可选地，所述导热安装台为金属安装台。
可选地，所述甲醇喷嘴组件为金属制喷嘴组件。
本实用新型还提供一种甲醇发动机，包括发动机本体和上述技术方案中提供的任意一种甲醇发动机的进气***，所述发动机本体具有燃烧室和与所述燃烧室对应的进气通道，所述进气歧管与所述进气通道连通。该甲醇发动机能够提高甲醇燃料雾化效果、使燃烧室内甲醇燃料充分燃烧、提高冷启动时缸内的燃烧热效率、大幅减少因甲醇低温燃烧导致的不可氧化的SOOT和HC的产生、减少后处理***的负担；同时，也能够减少甲醇发动机后处理***贵金属的含量、降低成本。
可选地，甲醇发动机包括排气管和涡轮增压器，所述排气管的进气口与所述甲醇发动机的废气出口连通，所述排气管的出气口与所述涡轮增压器的涡端进气口连通；
所述阀组件的进气口与所述排气管连通，所述加热通道的出气口与所述涡轮增压器的废气出口连通。
可选地，当所述阀组件的开度能够调节时，所述甲醇发动机包括第一温度传感器和电子控制单元，所述第一温度传感器用于检测所述进气歧管中混合气体的温度，所述阀组件和所述第一温度传感器均与所述电子控制单元电连接。
可选地，甲醇发动机包括与所述电子控制单元电连接的第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述排气管的出气口的气体温度。
本实用新型还提供一种车辆，包括车身和上述技术方案中提供的任意一种甲醇发动机，所述甲醇发动机安装于所述车身。该车辆能够提高甲醇燃料雾化效果、使燃烧室内甲醇燃料充分燃烧、提高冷启动时缸内的燃烧热效率、大幅减少因甲醇低温燃烧导致的不可氧化的SOOT和HC的产生、减少后处理***的负担；同时，也能够减少甲醇发动机后处理***贵金属的含量、降低成本。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种甲醇发动机的结构示意图，图中，A型箭头表示空气和甲醇燃料的流动路径，B型箭头表示甲醇发动机废气的流动路径，C型箭头表示电信号的路径；
图2为本实用新型实施例提供的一种甲醇发动机的进气***的局部结构剖视图；
图3为本实用新型实施例提供的一种甲醇发动机的进气***的局部结构示意图。
图标：1-进气歧管；11-管体；12-导热安装台；121-加热通道；122-安装通孔；2-阀组件；3-甲醇喷嘴组件；4-排气管；5-涡轮增压器；6-第一温度传感器；7-电子控制单元；8-燃烧室。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
相关技术中，甲醇发动机低温燃烧时，有两种加热方式，一种是***式加热器，安装在进气总管中，而这会造成进气压力下降，从而导致缸内喷射的甲醇气化效果变差，一定程度上导致燃烧进一步恶化。另一种方式是在甲醇未进入缸内前对甲醇燃料直接进行预加热，但甲醇燃料存在溶蚀和胀大的特点，对其进行直接加热，会加剧溶蚀与胀大的发生，往往会造成发动机喷射***的堵塞。
图1为本实施例提供的一种甲醇发动机的结构示意图，图2为本实施例提供的一种甲醇发动机的进气***中部分结构的剖视图，图3为本实施例提供的一种甲醇发动机的进气***的局部结构示意图，如图1-图3所示，该甲醇发动机的进气***包括进气歧管1、阀组件2和甲醇喷嘴组件3，其中，进气歧管1包括管体11和设置于管体11外壁的导热安装台12，甲醇喷嘴组件3为导热结构，且甲醇喷嘴组件3固定于导热安装台12，甲醇喷嘴组件3的甲醇喷出口与管体11的内腔连通，以向管体11的内腔中喷入甲醇燃料。具体地，导热安装台12设有加热通道121；阀组件2的进气口与甲醇发动机的废气出口连通，阀组件2的出气口与加热通道121连通，阀组件2用于控制发动机的废气出口与加热通道121之间的连通状态。该方案中，甲醇喷嘴组件3和用于安装甲醇喷嘴组件3的安装台均能够导热，同时，阀组件2能够控制甲醇发动机的废气出口与加热通道121之间的连通状态。因而，当甲醇发动机冷启动时，可通过阀组件2使甲醇发动机的废气出口与上述加热通道121连通，从而能够在管体11外部通过甲醇发动机的高温废气对甲醇喷嘴组件3进行加热，提高甲醇燃料雾化效果、使燃烧室8内甲醇燃料充分燃烧、提高冷启动时缸内的燃烧热效率、大幅减少因甲醇低温燃烧导致的不可氧化的SOOT和HC的产生、减少后处理***的负担；同时，也能够减少甲醇发动机后处理***贵金属的含量、降低成本。
具体实现甲醇喷嘴组件3在导热安装台12的固定时，一种可选的实现方式中，导热安装台12设有安装通孔122，甲醇喷嘴组件3固设于安装通孔122中。
阀组件2实现甲醇发动机的废气出口与加热通道121之间的连通状态的控制时，一种可选的实现方式中，阀组件2控制甲醇发动机的废气出口与加热通道121之间的连通与否。
另一种可选的实现方式中，阀组件2控制甲醇发动机的废气出口与加热通道121之间的连通程度，即，阀组件2的开度能够调节。显然，阀组件2的开度最大时，甲醇发动机的废气出口与加热通道121之间完全连通；阀组件2的开度最小时，甲醇发动机的废气出口与加热通道121之间不连通；阀组件2的开度越大，则同一时间段内由甲醇发动机废气出口到加热通道121的废气越多。此时，可以根据实际需要调节阀组件2的开度，以使甲醇雾化效果更好。
示例性地，阀组件2可以包括电磁阀，电磁阀的进气口与甲醇发动机的废气出口连通，电磁阀的出气口与加热通道121连通。
具体设置上述导热安装台12时，导热安装台12可以为金属安装台，以在保证结构强度的同时，起到良好的导向效果。当然，导热安装台12的材质不限于金属，也可以为其他满足强度要求的导热材料。
具体设置上述甲醇喷嘴组件3时，一种可选的实现方式中，甲醇喷嘴组件3为金属制喷嘴组件，以在保证结构强度的同时，起到良好的导向效果。当然，甲醇喷嘴组件3的材质不限于金属，也可以为其他满足强度要求的导热材料。
本实施例提供的一种甲醇发动机包括发动机本体和上述甲醇发动机的进气***，该发动机本体具有燃烧室8和与燃烧室8对应的进气通道，该进气通道用于向燃烧室8中通入空气和甲醇燃料。上述进气歧管1与该进气通道连通。该方案中，甲醇喷嘴组件3和用于安装甲醇喷嘴组件3的安装台均能够导热，同时，阀组件2能够控制甲醇发动机的废气出口与加热通道121之间的连通状态。因而，当甲醇发动机冷启动时，可通过阀组件2使甲醇发动机的废气出口与上述加热通道121连通，从而能够在管体11外部通过甲醇发动机的高温废气对甲醇喷嘴组件3进行加热，提高甲醇燃料雾化效果、使燃烧室8内甲醇燃料充分燃烧、提高冷启动时缸内的燃烧热效率、大幅减少因甲醇低温燃烧导致的不可氧化的SOOT和HC的产生、减少后处理***的负担；同时，也能够减少甲醇发动机后处理***贵金属的含量、降低成本。
一种具体实现方式中，甲醇发动机包括排气管4和涡轮增压器5，排气管4的进气口与甲醇发动机的废气出口连通，排气管4的出气口与涡轮增压器5的涡端进气口连通。阀组件2的进气口与排气管4连通，加热通道121的出气口与涡轮增压器5的废气出口连通。
当甲醇发动机的进气***中阀组件2的开度能够调节时，一种可选的实现方式中，甲醇发动机包括第一温度传感器6和电子控制单元7ECU，该第一温度传感器6用于检测进气歧管1中混合气体的温度，阀组件2和第一温度传感器6均与电子控制单元7电连接。第一温度传感器6的设置位置可以根据实际需要设置，只要能够实现进气歧管1中混合气体温度的检测即可。
另一种实现方式中，甲醇发动机包括与电子控制单元7电连接的第二温度传感器，第二温度传感器用于检测排气管4的出气口的气体温度。具体地，可以事先通过虚拟标定获得涡前废气温度(亦即，排气管4的出气口的气体温度)和进气歧管1管体11中混合气体温度这两者与阀组件2开度的对应关系图，并存储于电子控制单元7ECU中，从而能够通过同一时刻涡前废气温度和进气歧管1管体11中混合气体温度这两者确定当下阀组件2的开度。
下面对本实施例提供的甲醇发动机的工作原理进行简要说明。
甲醇发动机启动时，第一温度传感器6检测进气歧管1管体11内的温度(为了便于描述，将该温度记为第一温度)，并将该温度数据传递至ECU，ECU判断该第一温度是否低于第一预设温度值；若第一温度低于第一预设温度值，则阀组件2开起，高温涡前废气通过阀组件2进入进气歧管1导热安装台12的加热通道121，以通过热传导对甲醇喷嘴组件3进行加热。
第一温度传感器6实时监测进气歧管1管体11内混合气体的温度，并将该温度数据传递至ECU，当ECU判断进气歧管1管体11内混合气体的温度达到预设的上限值时，ECU控制阀组件2关闭，从而避免因进气温度过高引起的发动机爆震。示例性地，当ECU判断进气歧管1管体11内的温度达到预设的上限值时，ECU向阀组件2传递低电平信号以使阀组件2关闭。
本实施例提供的一种车辆包括车身和上述甲醇发动机，甲醇发动机安装于车身。该方案中，甲醇喷嘴组件3和用于安装甲醇喷嘴组件3的安装台均能够导热，同时，阀组件2能够控制甲醇发动机的废气出口与加热通道121之间的连通状态。因而，当甲醇发动机冷启动时，可通过阀组件2使甲醇发动机的废气出口与上述加热通道121连通，从而能够在管体11外部通过甲醇发动机的高温废气对甲醇喷嘴组件3进行加热，提高甲醇燃料雾化效果、使燃烧室8内甲醇燃料充分燃烧、提高冷启动时缸内的燃烧热效率、大幅减少因甲醇低温燃烧导致的不可氧化的SOOT和HC的产生、减少后处理***的负担；同时，也能够减少甲醇发动机后处理***贵金属的含量、降低成本。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种甲醇发动机的进气***，其特征在于，包括进气歧管、阀组件和甲醇喷嘴组件，其中，所述进气歧管包括管体和设置于所述管体外壁的导热安装台，所述甲醇喷嘴组件为导热结构，且所述甲醇喷嘴组件固定于所述导热安装台，所述甲醇喷嘴组件的甲醇喷出口与所述管体的内腔连通；
所述导热安装台设有加热通道；所述阀组件的进气口与甲醇发动机的废气出口连通，所述阀组件的出气口与所述加热通道连通，所述阀组件用于控制所述甲醇发动机的废气出口与所述加热通道之间的连通状态。
2.根据权利要求1所述的甲醇发动机的进气***，其特征在于，所述阀组件的开度能够调节。
3.根据权利要求2所述的甲醇发动机的进气***，其特征在于，所述阀组件包括电磁阀，所述电磁阀的进气口与所述甲醇发动机的废气出口连通，所述电磁阀的出气口与所述加热通道的进气口连通。
4.根据权利要求1所述的甲醇发动机的进气***，其特征在于，所述导热安装台为金属安装台。
5.根据权利要求1所述的甲醇发动机的进气***，其特征在于，所述甲醇喷嘴组件为金属制喷嘴组件。
6.一种甲醇发动机，其特征在于，包括发动机本体和权利要求1-5任一项所述的甲醇发动机的进气***，所述发动机本体具有燃烧室和与所述燃烧室对应的进气通道，所述进气歧管与所述进气通道连通。
7.根据权利要求6所述的甲醇发动机，其特征在于，包括排气管和涡轮增压器，所述排气管的进气口与所述甲醇发动机的废气出口连通，所述排气管的出气口与所述涡轮增压器的涡端进气口连通；
所述阀组件的进气口与所述排气管连通，所述加热通道的出气口与所述涡轮增压器的废气出口连通。
8.根据权利要求7所述的甲醇发动机，其特征在于，当所述甲醇发动机的进气***为权利要求2或3所述的甲醇发动机的进气***时，所述甲醇发动机包括第一温度传感器和电子控制单元，所述第一温度传感器用于检测所述进气歧管中混合气体的温度，所述阀组件和所述第一温度传感器均与所述电子控制单元电连接。
9.根据权利要求8所述的甲醇发动机，其特征在于，包括与所述电子控制单元电连接的第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述排气管的出气口的气体温度。
10.一种车辆，其特征在于，包括车身和权利要求6-9任一项所述的甲醇发动机，所述甲醇发动机安装于所述车身。
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