[发明专利]一种甲醇发动机冷启动进气管装置及其控制方法

说明书

本发明属于车用发动机控制技术领域，具体是一种甲醇发动机冷启动进气管装置及其控制方法。包括设置在甲醇发动机水套内的甲醇发动机水温传感器、设置在甲醇发动机进气管中的冷启动甲醇喷油器和甲醇喷油器，冷启动甲醇喷油器喷雾锥角的位置处设置有超声波雾化发生器，甲醇发动机水温传感器与甲醇发动机电子控制单元ECU信号连接，甲醇发动机电子控制单元ECU控制冷启动甲醇喷油器和甲醇喷油器。本发明可以实现甲醇发动机启动过程中燃烧和排放的控制，充分改善甲醇发动机冷启动过程中的性能。

技术领域

本发明属于车用发动机控制技术领域，具体是一种甲醇发动机冷启动进气管装置及其控制方法。

背景技术

随着节能减排要求日益严格，多种清洁燃料被应用于汽车，例如新配方汽油、乙醇、生物柴油、天然气甲醇、氢气等，其中甲醇是一种公认的清洁能源，具有燃烧速率快、抗爆性好、低污染和无排烟等特点，是汽车替代燃料的优选项，甲醇发动机的早在上世纪就展开了研究，甲醇发动机的相关技术均有一定发展，但依然存在许多问题，如甲醇的燃烧和低排放的机理、耐醇关键部件的寿命和可靠性以及甲醇发动机的冷启动问题等。

为了促进甲醇这种清洁能源在汽车上的应用步伐，需对发动机的进行技术改造，使其能够逐步适应甲醇这种燃料，其中很重要的一个问题就是甲醇发动机在低温环境中的冷启动问题，由于甲醇燃料的蒸发潜热比较大，因此甲醇发动机在低温环境中尤其在零下15℃以下，启动能力较弱。

目前甲醇发动机冷启动采用的措施有双燃料供给系统、甲醇发动机进气系统加热、采用高能火花塞点火、采用电热塞辅助点火等。其中双燃料供给系统是采用汽油或其他燃料辅助甲醇发动机冷启动，利用汽油燃料实现发动机启动，待到甲醇发动机的水温或油温达到预设温度时，切换为甲醇燃料工作，这种方式也是应用在实车上的一种解决甲醇发动机冷启动的技术路线。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种甲醇发动机冷启动进气管装置及其控制方法。

本发明采取以下技术方案：一种甲醇发动机冷启动进气管装置，包括设置在甲醇发动机水套内的甲醇发动机水温传感器、设置在甲醇发动机进气管中的冷启动甲醇喷油器和甲醇喷油器，冷启动甲醇喷油器喷雾锥角的位置处设置有超声波雾化发生器，甲醇发动机水温传感器与甲醇发动机电子控制单元ECU信号连接，甲醇发动机电子控制单元ECU控制冷启动甲醇喷油器和甲醇喷油器。

超声波雾化发生器嵌套在甲醇发动机进气管上，超声波雾化器与水平位置倾斜夹角为30°-60°，冷启动甲醇喷油器的喷油锥角覆盖超声波物化发生器布置位置，超声波雾化发生器工作表面处于甲醇喷油器伞形喷射区域，冷启动甲醇喷油器喷孔中心距离超声波雾化发生器中心位置距离为30-80mm。振荡片为耐甲醇材料，振荡频率处于1.7MHz-2.4MHz之间，雾化量达到300mL/h。

冷启动甲醇喷油器和甲醇喷油器采用两个高压共轨管分别连接，喷油器工作喷射压力分别为5-6bar、4-5bar，其中增设的冷启动甲醇喷油器和甲醇喷油器的喷雾锥角为20°。

一种甲醇发动机冷启动进气管装置的使用方法，甲醇发动机在低温环境中启动时，甲醇发动机控制单元ECU通过水温传感器检测发动机的水温，当甲醇发动机的环境温度低于第一预设温度或水温低于第二预设温度时，超声波雾化发生器开始工作，甲醇发动机进气管内的冷启动甲醇喷油器向超声波雾化器喷射甲醇时，超声波雾化发生器对冷启动喷油器喷射甲醇进行二次振荡雾化并对其温度进行提高，雾化后的甲醇雾气向进气管下部扩散，利用甲醇发动机进气管下部快速气流将甲醇混合气带入燃烧室，改善甲醇发动机混合气质量，实现甲醇发动机在低温环境中的启动过程；甲醇发动机启动正常工作后水温达到第三预设温度时，则关闭超声波雾化发生器，开始正常工作；若甲醇发动机水温高于第三预设温度，则不启动超声波雾化发生器。

其中，第一预设温度为-16℃，第二预设温度为10℃，第三预设温度为20℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：