[发明专利]一种点燃式甲醇发动机燃烧系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种点燃式甲醇发动机燃烧系统，包括甲醇发动机和甲醇存储器，还包括为混合器提供气化的甲醇燃料的燃料供给系统、为所述混合器提供的二甲醚引燃剂的引燃剂供给系统和将气化的甲醇燃料、二甲醚引燃剂以及进气管输入的空气按照比例混合成混合气体，再将混合气体通过进气歧管输入甲醇发动机气缸内。本发明所提供的点燃式甲醇发动机燃烧系统，该引燃剂供给系统能够在甲醇发动机启动时立刻为混合器提供二甲醚引燃剂，通过火花塞提供电火花将混合气体中的二甲醚引燃剂点燃形成引燃火焰，再利用引燃火焰点燃剩余的混合气体，能够有效解决甲醇发动机冷启动困难的问题。本发明还提供了一种上述的点燃式甲醇发动机燃烧系统的控制方法。

技术领域

本发明涉及甲醇发动机技术领域，尤其是涉及一种点燃式甲醇发动机燃烧系统及控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，环保意识也在逐渐增加。随着地球上石油资源的日益短缺，各种新能源的汽车也随之产生并随着科技发展不断的日趋成熟。甲醇就是一种由煤、天然气、木材和垃圾等原料合成的物质，被认为是替代石油燃料的首选清洁燃料。甲醇因其在中国具有广泛的甲醇供应链，具有价格低和在发动机上燃烧产生的排污量低的优点，受到了人们的普遍关注。但是甲醇发动机在低温状态下启动困难，这个是甲醇发动机目前无法大规模广泛普及的主要原因之一，也是目前所急需攻克的难题之一。

研究人员在双燃料燃烧，如柴油或者汽油添加甲醇和由引燃剂引燃甲醇等方面做了大量的研究，大都由于甲醇发动机燃烧系统复杂、成本过高、控制困难，可靠性差以及容易引起一些系列的副作用等原因，使得甲醇发动机在汽车行业上的应用受到了很大的限制。例如公开号为CN110273790A中所提供的一种甲醇制氢作为引燃剂的甲醇发动机系统中，在系统内增设了氢气存储容器用以解决甲醇发动机的冷启动问题。但是由于氢气是一种极易燃烧和爆炸的物品，与空气混合形成爆炸性混合物，遇热或者明火会发生爆炸。该专利当中以氢气作为甲醇发动机的引燃剂不具有实用性，安全隐患非常大，因此也无法在汽车行业中大规模生产和应用。

现有的甲醇发动机中，必须通过喷嘴将甲醇燃料细化成小颗粒状态进入气缸中，才能被气缸内的引燃火焰点燃，因此存在甲醇燃料燃烧不充分的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有点燃式甲醇发动机燃烧系统在低温状态下启动困难，而添加其他燃料作为引燃剂的甲醇发动机燃烧系统复杂，成本过高、可靠性差以及安全隐患非常大以及甲醇燃料必须通过喷嘴进入气缸中，并且甲醇燃料燃烧不充分的缺点，提供一种点燃式甲醇发动机燃烧系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种点燃式甲醇发动机燃烧系统，包括甲醇发动机和甲醇存储器，所述甲醇发动机包括壳体、设置于所述壳体上的进气歧管、排气歧管和设置于所述壳体内的至少一个气缸组件，所述气缸组件包括气缸本体和设置于所述气缸本体上的火花塞，还包括：

燃料供给系统，与所述甲醇存储器连通并为混合器提供气化的甲醇燃料，包括与所述甲醇存储器连通的第一管道，将所述第一管道内的甲醇燃料气化的蒸发器和将所述蒸发器与所述混合器连通的燃料管道；

引燃剂供给系统，与所述甲醇存储器连通并为所述混合器提供二甲醚引燃剂，包括与所述甲醇存储器连通的第二管道，将所述第二管道内的甲醇燃料转化为二甲醚引燃剂的甲醇裂解器，与所述甲醇裂解器连通的预存有二甲醚引燃剂的二甲醚存储器以及将所述二甲醚存储器与所述混合器连通的引燃剂管道；

所述混合器，将所述气化的甲醇燃料、所述二甲醚引燃剂以及进气管输入的空气按照比例混合成混合气体，再将所述混合气体通过所述进气歧管输入所述甲醇发动机气缸内，所述混合器包括混合室、设置于所述混合室上的与所述燃料管道连通的第一进气口，与所述引燃剂管道连通的第二进气口、与所述进气管连通的第三进气口以及与所述进气歧管连通的排气口。

进一步地，所述混合器的混合气体中所述二甲醚引燃剂的体积占所述混合气体的体积的2%-40%。