[发明专利]一种汽车用联合热力循环系统及基于流量计算的控制方法

说明书

本发明公开了一种汽车用联合热力循环系统及基于流量计算的控制方法，系统包括发动机和甲醇裂解系统，甲醇裂解系统包括甲醇燃料箱、甲醇泵、开关阀、甲醇裂解器、散热器、气液分离器、储气罐、进气道，发动机包括至少两个对称布置的燃烧缸和至少两个对称布置的膨胀缸，甲醇燃料箱、甲醇泵、开关阀、甲醇裂解器、膨胀缸、散热器、气液分离器依次连通，气液分离器的气体出口依次通过储气罐、进气道和燃烧缸连通，气液分离器的液体出口和甲醇燃料箱连通，燃烧缸的排气管和甲醇裂解器连接，通过控制甲醇泵、开关阀、第一流量调节阀和第二流量调节阀，进行四缸和双缸模式的切换。本发明能够改善发动机的振动与噪音情况，并且对燃料供给进行精确控制。

技术领域

本发明涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种汽车用联合热力循环系统及基于流量计算的控制方法。

背景技术

目前常见的余热回收技术，主要是余热回收联合朗肯循环，温差发电等等。

朗肯循环通过回收余热，实现液体在气体、液体两相之间的形态转化，并在膨胀、压缩的过程中实现热能向机械能的转变。

温差发电则是通过不同区域的高温尾气制造温差，通过发电介质的化学反应产生电能，实现热能向化学能的转变，此后再借由化学能实现向机械能的转化。

但是现有的技术方案存在着一定缺陷。不论是朗肯循环或者温差发电装置，均需要一套较为复杂的管路系统与控制系统，在布置要求越来越紧凑的机舱里，这两种技术并不友好。

此外，朗肯循环将热能转化为机械能的过程，通常需要借助一套机械结构与发动机曲轴连接，共同对外输出功，在振动、噪音方面会遇到挑战。而温差发电装置中间包含热能到化学能，化学能再到机械能的过程，转化效率较低。

专利CN105863764A公开了一种联合热力循环系统，利用内燃机的排气余热催化裂解甲醇，通过利用发动机的一个气缸用来回收高温高压甲醇裂解气的压力能膨胀作功，利用气液分离器回收未裂解的液态甲醇，并把膨胀完毕后的甲醇裂解气引入内燃机进行燃烧，实现了余热回收、燃料裂解、膨胀、改性燃烧这一系列过程，但是甲醇裂解系统一般仅为发动机1缸提供动力来源，其他三缸仍由常规的混合气进行能量供给，在传统四缸机当中，这种设定容易引起扭矩波动，动力不均，从而导致振动和噪声问题。

此外，目前一些厂商针对多气缸大排量的汽油发动机提出了可变气缸技术，在整车低功率需求时，只用少数气缸进行工作，而在高负荷时使用全部气缸进行工作。如何针对余热回收系统来调整可用气缸，以进行主动灭缸，实现节油，是值得思考的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种汽车用联合热力循环系统及基于流量计算的控制方法，设计了双膨胀缸和双燃烧缸的方案，能够较大幅度改善发动机的振动与噪音情况，并且能够实现膨胀缸灭缸，同时对燃烧缸的燃料供给进行精确控制。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种汽车用联合热力循环系统，包括发动机和甲醇裂解系统，所述甲醇裂解系统包括甲醇燃料箱、甲醇泵、开关阀、甲醇裂解器、散热器、气液分离器、储气罐、进气道，所述发动机包括至少两个对称布置的燃烧缸和至少两个对称布置的膨胀缸，所述甲醇燃料箱、甲醇泵、开关阀、甲醇裂解器、膨胀缸、散热器、气液分离器依次连通，所述气液分离器的气体出口依次通过储气罐、进气道和燃烧缸连通，所述气液分离器的液体出口和甲醇燃料箱连通，所述燃烧缸的排气管和甲醇裂解器连接。

进一步的，还包括ECU单元，所述甲醇裂解系统还包括用于监控燃料供给的温度传感器和压差传感器，所述甲醇裂解器、膨胀缸之间设有用于供给甲醇燃料的第一流量调节阀，所述温度传感器设置于第一流量调节阀的输入端，所述压差传感器和第一流量调节阀并接，所述ECU单元分别和甲醇泵的控制端、开关阀的控制端、第一流量调节阀的控制端、温度传感器的输出端、压差传感器的输出端连接。