[发明专利]一种压燃式发动机上燃用掺水乙醇的控制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及压燃式发动机上新的燃烧方法及装置，属于内燃机燃用掺水乙醇(掺水体积比10％-20％)燃料的燃烧方法方面的方法及装置。

背景技术

压燃式发动机具有热效率高，功率密度大，使用寿命长，工作可靠，操作方便，价格低廉等优点，而这些优点是其它动力装置短时间内无法超越的，因而压燃式发动机汽车也不会在较短时期内被使用其它动力装置的汽车所取代。但是大量压燃式发动机汽车的使用，造成了两大直接后果—大气环境污染严重和大量石油燃料的消耗。为此，迫切需要寻找一种资源广泛、燃烧清洁的压燃式发动机新型代用燃料。

乙醇含氧量高达35％、汽化潜热值比汽油和柴油高，含水后的含氧量、气化潜热比纯乙醇更高，而且不含硫，是清洁、可再生的燃料。高达20％的含水量可以减少生产过程中的脱水工艺，降低生产成本。全世界的燃料乙醇几乎全部都是以纯乙醇(纯度99％以上)，我国也如此。使用纯乙醇的缺点：(1)生产过程中需要提纯，导致生产成本高；(2)存贮运输过程中需要密封防止吸水导致使用成本高。同时，现阶段燃料乙醇的利用主要是以不同比例和汽油混合构成乙醇汽油。我国的乙醇汽油构成以E10(10％乙醇体积比)为主。这种方法的优点是内燃机基本不需要改动就可以燃用部分醇燃料。但它的缺点也非常明显：(1)汽油发动机的热效率不高，导致乙醇的能量利用率有限；(2)乙醇燃料的掺混比例很小，否则混合燃料容易分层，为了提高掺混比例，需要添加表面活性剂、助溶剂等物质，增加燃料成本；(3)在柴油机上燃用时，还需要添加十六烷值升高剂，这些添加剂多为硝基化合物，燃用时会增加NOx排放；(4)乙醇的汽化潜热高，燃料在低温下难以着火，发动机冷起动困难；(5)小负荷工作时，由于气缸内温度和排气温度都很低，因而未燃碳氢和醛类排放严重；(6)从我国当前的燃料结构看，市场上紧缺的是柴油而非汽油。因此如何用燃料乙醇高效清洁的替代柴油是现阶段需要解决的主要问题。鉴于上述情况，为实现利用可再生的能源醇替代部分石油，并且尽量做到无烟燃烧的零排放，改进内燃机燃用乙醇燃料的燃烧技术十分重要。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可以保证发动机冷起动及低负荷的排放性能，可以减少醛类、碳烟和NOx排放，可以用乙醇燃料替代较多的石油燃料的一种压燃式发动机上燃用掺水乙醇的控制方法及其装置。

本发明的一种压燃式发动机上燃用掺水乙醇的控制方法，它包括以下步骤：

(1)启动发动机、暖车；

(2)检测发动机出水管冷却水温度是否不低于设定的温度，若检测为否，则发动机靠燃油工作；

(3)若步骤(2)中检测结果为是，则检测发动机排气温度是否不小于设定的温度，若检测为否，则发动机靠燃油工作；

(4)若步骤(3)中检测结果为是，则检测发动机转速是否不小于设定的转速，若检测为否，则发动机靠燃油工作；

(5)若步骤(4)中检测结果为是，则检测发动机油门位置传感器的输出值是否不小于设定的值，若检测为否，则发动机靠燃油工作；

(6)若步骤(5)中检测结果为是，则电子控制单元向控制电动乙醇泵开闭的电磁阀发出开启信号从而开启电动乙醇泵，向供醇系统管路提供压力为0.30-0.35MPa的掺水乙醇，同时控制醇燃料喷嘴开启，发动机进行双燃料工作，所述的掺水乙醇的掺水体积比例为10-20％，水质为蒸馏水。

一种实现压燃式发动机上燃用掺水乙醇控制方法的控制装置，它包括一个电子控制单元，它还包括设置在发动机进气歧管上的低压轴针式喷嘴并且其通过控制信号线与所述的电子控制单元相连，放置在乙醇燃料箱中的电动乙醇泵并且其通过信号线依次与电磁阀、所述的电子控制单元相连，在飞轮壳上安装有转速传感器，与油门拉杆同轴安装有油门位置传感器，在发动机出水管上安装有冷却水温度传感器，所述的电子控制单元用于采集所述的每一传感器的输出信号并分别与设定的值比较判断，然后向所述的电动醇泵的电磁阀发出启动信号，同时电子控制单元根据传感器信号对存储在电子控制单元内部的脉谱表进行插值获得不同工况下合适的控制脉宽，并向醇燃料喷嘴发出脉宽控制信号从而获得适合不同工况的喷醇量。