[实用新型]甲醇/汽油灵活喷射控制系统及新型甲醇燃料汽车

说明书

技术领域

本实用新型涉及汽车动力控制领域，特别是一种甲醇/汽油灵活喷射控制系统及新型甲醇燃料汽车。

背景技术

能源缺乏和环境安全已经成为世界各国面临的共同难题，能耗大、污染重的汽车行业，寻求新的车用替代能源成为必然的发展趋势。现有技术中，一种新的车用替代能源为甲醇。甲醇生产原料广泛，产品的运输、储存、分装加注和使用，与目前市场上所供应的内燃机用汽油、柴油燃料特点相近；甲醇辛烷值高、自身含氧燃烧彻底、引火温度比汽油高，燃烧过程安全。因此，甲醇是后石油时代最现实、最理想的车用替代燃料。

汽车对于甲醇燃料的应用技术主要有两种方式：第一种是以一定的比例，将甲醇与汽油预先配制成混合燃料，汽车直接使用这种混合燃料，使发动机做功，驱动汽车前进。另一种方式是灵活燃料汽车，即可以向汽车的燃料箱内加注甲醇、加注汽油或加注甲醇-汽油的混合物，实现甲醇、汽油两种燃料在燃料箱内的任意混合，根据甲醇和汽油的不同特性(如密度、光的折射率)，通过燃料箱中的燃料识别传感器，来分辩不同的甲醇汽油比例，按热值量供给不同的燃料数量。

但是，甲醇汽车以上述方式使用甲醇燃料，存在以下问题：

(1)甲醇含羟基，具有较强的极性，可与水无限互溶而难溶于烃类燃料。汽油是由各种烃类化合物组成的非极性物质，它与甲醇的混合物是一个部分互溶系统，存在一个上部互溶温度。一旦环境温度低于上部互溶温度(或低于一定组成下的分相温度)，甲醇汽油将发生相分离而影响使用。另一方面，水的存在也会严重影响甲醇汽油的相溶性

甲醇-汽油混合燃料在储存和使用过程中，会自动从空气中吸收水分。当混合燃料中水的含量增加时，甲醇与汽油的互溶性就会下降；当混合燃料的水分含量达到一定程度时，就出现油水分离现象。水分会影响甲醇汽车中某些类型的综合传感器的调整，还会降低燃料的能量因而对车辆的经济性及动力性能产生不利影响。

显然，由于甲醇-汽油混合燃料互溶性、稳定性差，这种混合燃料极易导致燃料供给失控，从而引起发动机性能不稳定、车辆行驶失稳等问题。

(2)甲醇-汽油混合燃料对金属、非金属材料存在腐蚀、溶涨作用，而且这种影响存在不规律性，以混合燃料对橡胶材料的溶涨为例来分析。在甲醇汽油混合燃料中，橡胶材料发生体积溶胀是甲醇与汽油复合作用的结果。从分子间的相互作用力的角度看，甲醇分子首先浸入到橡胶分子链中，与链上的极性基因发生作用，从而削弱了高分子极性基团间的作用力，然后汽油分子再向其中扩散，使其膨胀。随着混合燃料中甲醇含量的增加，甲醇-汽油混合燃料油对橡胶材料的影响也会增加；甲醇-汽油混合油中选择不同的掺混剂，对橡胶材料耐油性能的影响也不同。因此，要改善甲醇-汽油混合燃料油对橡胶性能的影响，达到抵抗甲醇汽油复合侵蚀的目的，具体方法只能针对某一特定混合比例的甲醇-汽油混合燃料，开发新型的橡胶材料或对现有的胶种进行改性。而甲醇-汽油混合燃料的比例发生变化，需重新对材料进行研究。

此外，由于甲醇和汽油两种燃料的复合作用，混合燃料对车辆燃料系统金属、塑料部件的影响也存在不规律性。

(3)发动机冷启动时(特别是冬季)转速低，空气流速慢，加上外界气温低，因而燃料蒸发困难。甲醇的汽化潜热是汽油的2-3倍，故甲醇汽油蒸发时所吸收的热量多，会导致发动机进气歧管处的温度急剧下降，进一步恶化了进气蒸发条件。加上甲醇的饱和蒸汽压比汽油低1/2左右，故在冷启动时只有少量的燃料能蒸发，若蒸发形成的可燃混合气的浓度达不到着火浓度下限，则混合气不能着火燃烧，发动机启动困难。因此使用甲醇-汽油混合燃料(尤其高比例甲醇-汽油混合燃料)的汽车存在冷启动、低温启动困难问题。

(4)非常规排放问题。由于甲醇的汽化潜热高，甲醇汽车在从低温启动工况，经过暖机到怠速运转工况整个过程，发动机温度较低，混和气雾化差。因此，甲醇燃烧不完全。此时，甲醇燃烧的中间产物-甲醛，以及未燃的甲醇，将会在排气过程中，随着废气一起排出。甲醛和未燃甲醇这两种非常规排放，会引起催化剂中毒，加速其老化，同时对环境造成污染。

(5)甲醇燃料热值低，使用甲醇-汽油混合燃料的汽车，由于其电子控制单元未对燃料的喷射量、点火时间等参数进行调整、匹配、优化。因此，车辆动力性差、加速无力。

实用新型内容