[发明专利]发动机多燃料混合乳化供给系统

说明书

技术领域

本发明属于内燃机结构技术，具体涉及一种用于发动机多燃料混合乳化供给的系统装置。

背景技术

随着汽车温室气体排放量的不断增加和石化能源的日益匮乏，世界各国对代用燃料的研究日渐深入。其中对于甲、乙醇、二甲醚(DME)、生物柴油等代用燃料与柴油、汽油的混合燃烧进行了广泛的研究。研究表明柴油可以与生物柴油(生物甲酯)，二甲醚直接混合，供柴油机直接燃用。而甲醇、乙醇则可以与汽油混合，醇化汽油可直接供汽油发动机使用。但是由于不同的燃料具有不同的理化属性，有的代用燃料表现出良好的亲油性，能够与石化燃油较好的混合；而有的代用燃料则表现出亲水性，需要通过乳化剂改性才能够与柴油混合，并且随着时间的推移混合燃料还是会表现出相分离、破乳分层等现象。另一方面由于不同型号的发动机，其主燃料内可添加的代用燃料种类和比率各不相同，需要根据具体型号加以确定及优化。需要在一套供油设备上实现各种燃料的混合量可调、混合及乳化的强度可调、以及乳化燃料与主燃料的切换可调。同时能根据发动机的实际工作状况，乳化燃料的不同配比，而改变不同的供油策略。因此，设计一套发动机多燃料混合乳化供给系统，应用于发动机多燃料掺烧意义重大，特别是如果对原汽车发动机的结构不做较大的改动，而能够适应多燃料混合掺烧，则是本行业之所求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机多燃料混合乳化供给系统，可实现对发动机燃用多燃料及多燃料的混合乳化与供给进行控制，使各种燃料能够根据不同的发动机工况采用不同的混合乳化策略，并配合ECU(发动机电控)的供油策略，保证发动机在燃用混合燃料时的高效率和低排放。

以下结合附图对本发明的技术原理及结构进行说明。本发明通过以下技术方案实现：

发动机多燃料混合乳化供给系统，包括主燃料箱、子燃料箱、燃料泵、电磁节流阀、流量计、高速液体剪切混合机、混合乳化槽以及超声波乳化仪等。其中由子燃料箱、燃料泵、电磁节流阀、流量计、高速液体剪切混合机、混合乳化槽以及超声波乳化仪构成多燃料混合及乳化子系统。技术方案是：在发动机燃料供给主管路中与主燃料箱并连多个子燃料箱，主燃料箱和每个子燃料箱的出口依次串接燃料泵、电磁节流阀以及流量计。流量计接至混合乳化槽，混合乳化槽内设有高速液体剪切混合机和超声波乳化仪。主燃料纯质经第一转换阀、混合燃料经第二转换阀混合后进入发动机主油泵。驱动燃料泵、电磁节流阀、流量计、搅拌机以及超声波乳化仪的信号线均接至燃料管理及控制单片机，发动机电控单元的信号线束亦接至燃料管理及控制单片机，由该单片机进行发动机工况、运行参数通讯的控制。

为了清楚表明本发明的系统组成，从功能上可以分为：多燃料管理及控制系统(Multi-Fuel Manage&Control System简称MFMC)、多燃料混合及乳化系统(Multi-Fuel Blending&Emulsion System简称MFBE)、发动机工况及运行参数通讯与对话系统(MFMC&ECU Data Bus简称MEDB)等三个子系统。其中燃料管理及控制子系统，包括MFMC单片机及其附属供电电路、各燃料泵的开关电路、电磁节流阀开度控制电路、流量计数据传输电路、高速液体剪切机开关及工作模式转换控制电路、超声波乳化仪开关及工作模式转换控制电路、主燃料与混合燃料切换控制电路、与MEDB连接的相关线路。

多燃料管理及控制系统(MFMC)通过发动机工况及运行参数通讯与对话系统(MEDB)传输发动机电控单元(ECU)的各个传感器参数，并根据相应的发动机工况制定相应的燃料混合及乳化策略，并将相应的控制策略通过与多燃料混合及乳化系统(MFBE)相连接的控制及感知电路进行发布，由MFBE来准确完成多种液体燃料的定量搀兑，高速混合，超声波微乳化，并将混合燃料参数传送给ECU，ECU根据不同混合燃料采取不同的供油策略，由此来完成混合燃料的从供给到燃烧的整个链条。其中各个燃料泵、节流阀均是分立单独可控的；超声波乳化仪(其中的超声波发生器)的功率可调。随着发动机负荷的增加，油耗变大，此时需要加大功率使更多的混合燃料迅速混合乳化；如果发动机处于低负荷运行，则要降低乳化仪的功率，以完成多种不同要求混合乳液，最大限度的在不使用乳化剂的情况下实现多燃料的微乳化。