一种发动机的燃料供给系统
技术领域
本实用新型涉及柴油机燃料技术领域，具体涉及一种发动机的燃料供给系统。
背景技术
“烃”是由碳、氢两种元素以不同的比例混合而成的一系列物质，对于碳原子较少的烃，因其分子量较小，重量较轻，故称之为轻烃。在轻烃中，因液化石油气、天然气等在常温常压(一个大气压，20℃)下呈现出气体状态，也称之为气态轻烃；柴油、煤油和汽油的主要成分是十六烷以下的烃，在常温常压下呈现出液体状态，故称之为液态轻烃；液态轻烃是从天然气凝析液中提取的，以戊烷和更重的烃类为主要成分的液态石油产品，也称为天然汽油。液态轻烃是一种清洁燃料，除了热值高、燃烧排放清洁外，它在常温下呈液态，运输和贮存方便安全；液态轻烃燃料作为双燃料发动机的一种清洁替代燃料可以使发动机燃烧排气中有害物质含量大幅度的降低，如CO、HC、NOX的含量可以下降80％以上；同时可以避免其他代用燃料所带来的缺陷和问题，而且在动力性、经济上更明显，更合理。但是由于轻烃燃料特殊的理化性质，其燃点较高，和少量的纯柴油比例混合后；其中的柴油作为引燃剂，最终两者在气缸中燃烧做功。
但液态轻烃在与柴油掺烧的过程中的分层现象，造成引燃效果不佳，且液态轻烃在与柴油不同混合比例所带来的动力性、经济性和排放性是不同的，同时在发动机实际应用轻烃柴油混合燃料过程中，发动机的工况随时可变，但是混合燃料的比例却不能根据工况的变化而及时发生变化，导致动力性、经济性和排放性恶劣的情况发生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种发动机的燃料供给系统，克服了液态轻烃在与柴油掺烧的过程中的分层现象，同时采用ECU控制单元根据发动机的不同工况进行动态掺烧，能在发动机工况产生变化时自动控制气体燃料的掺烧量，使其稳定在设计范围内，对发动机的动力性、经济性和排放性进行了综合优化。
基于此，本实用新型提供了一种发动机的燃料供给系统，包括ECU控制单元及连接至发动机进气歧管的燃料供给管路,所述燃料供给管路上设有喷射阀,所述ECU控制单元包括ECU模块、高压油泵油门齿条限位机构和若干个发动机工况传感器，所述ECU模块的输入端与所述若干个发动机工况传感器相连接，所述ECU模块的输出端分别与所述喷射阀、高压油泵油门齿条限位机构相连接。
优选的，所述若干个发动机工况传感器包括凸轮轴位置传感器、高压油泵油门齿条限位机构、油门位置传感器、转速传感器，所述凸轮轴位置传感器、油门位置传感器、转速传感器分别与所述ECU模块的输入端相连接。
优选的，所述高压油泵油门齿条限位机构安装在发动机的高压油泵上，所述高压油泵油门齿条限位机构对高压油泵的油门齿条进行控制；所述高压油泵油门齿条限位机构包括阀体、固定连接于所述阀体侧壁上的电磁线圈、套装在所述阀体内部的复位弹簧以及与油门齿条相接触的衔铁组件，所述复位弹簧一端与固定连接于所述阀体的底部的弹簧承座抵接，所述复位弹簧的另一端与所述衔铁组件抵接，所述电磁线圈与所述ECU模块电连接。油门齿条
优选的，所述凸轮轴位置传感器安装在发动机的凸轮轴上，所述油门位置传感器安装在所述油门齿条上，所述转速传感器安装在发动机的飞轮端。
优选的，所述ECU控制单元还包括安装在发动机的控制面板上的运行模式转换开关，所述运行模式转换开关与所述ECU模块的输入端电连接。
优选的，所述燃料供给管路包括供气管和依次连接在所述供气管上的惰性气体增压装置、轻烃燃料储罐、气化器、温度表、压力表、一级减压阀、缓冲罐、滤器、流量计、二级减压阀、喷射阀、阻火器和气体混合器。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
通过喷射阀将气态轻烃燃料输送进入发动机进气歧管，克服了液态轻烃在与柴油掺烧的过程中的分层现象；进一步地，ECU模块的输入端与若干个发动机工况传感器相连接，ECU模块的输出端分别与喷射阀、高压油泵油门齿条限位机构相连接。采用ECU控制单元根据发动机的不同工况对轻烃进行动态掺烧，在发动机工况产生变化时自动控制气体燃料的掺烧量，使其始终稳定在设计范围内，对发动机的动力性、经济性和排放性进行了综合优化。
附图说明
图1为本实用新型的发动机的燃料供给系统的结构示意图。
图2为本实用新型的控制系统原理示意图。
图3为本实用新型的高压油泵油门齿条限位机构供送的燃料为轻烃时的结构示意图。
图4为本实用新型的高压油泵油门齿条限位机构供送的燃料为柴油时的结构示意图。
图中：1、惰性气体增压装置，2、轻烃燃料储罐，3、气化器，4、温度表，5、一级减压阀，6、缓冲罐，7、滤器，8、流量计，9、二级减压阀，10、压力表，11、喷射阀，12、阻火器，13、气体混合器，14、ECU模块，15、运行模式转换开关，16、凸轮轴位置传感器，17、高压油泵油门齿条限位机构，18、油门位置传感器，19、转速传感器；171、电磁线圈，172、阀体，173、复位弹簧，174、调位螺钉，175、弹簧承座，176、衔铁组件，177、极靴，178、油门齿条。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应当理解的是，本实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
如图1至图3所示，本实用新型提供一种发动机的燃料供给系统，包括ECU控制单元(即电子控制单元)及连接至发动机进气歧管的燃料供给管路,燃料供给管路上设有喷射阀11,ECU控制单元包括ECU模块4、高压油泵油门齿条限位机构17和若干个发动机工况传感器，ECU模块4的输入端与若干个发动机工况传感器相连接，ECU模块4的输出端分别与喷射阀11、高压油泵油门齿条限位机构17相连接。ECU控制单元处理各传感器反馈的信号并对气态轻烃燃料的掺烧量进行动态控制。
基于以上技术方案，通过喷射阀11将气态轻烃燃料输送进入发动机进气歧管，克服了液态轻烃在与柴油掺烧的过程中的分层现象；进一步地，ECU模块4的输入端与若干个发动机工况传感器相连接，ECU模块4的输出端分别与喷射阀11、高压油泵油门齿条限位机构17相连接。采用ECU控制单元根据发动机的不同工况对轻烃进行动态掺烧，在发动机工况产生变化时自动控制气体燃料的掺烧量，使其始终稳定在设计范围内，对发动机的动力性、经济性和排放性进行了综合优化。
进一步地，若干个发动机工况传感器包括凸轮轴位置传感器16、高压油泵油门齿条限位机构17、油门位置传感器18、转速传感器19，凸轮轴位置传感器16、油门位置传感器18、转速传感器19分别与ECU模块的输入端相连接。ECU模块14可以在处理各传感器反馈的发动机运行参数信号的同时并对喷射阀11和高压油泵油门齿条限位机构17进行相应的控制。
具体的，所述高压油泵油门齿条限位机构17安装在发动机的高压油泵上，高压油泵油门齿条限位机构17对高压油泵的油门齿条进行控制；高压油泵油门齿条限位机构17包括阀体172、固定连接于阀体172侧壁上的电磁线圈171、套装在阀体172内部的复位弹簧173以及与油门齿条178相接触的衔铁组件176，复位弹簧173一端与固定连接于阀体172的底部的弹簧承座175抵接，复位弹簧173的另一端与衔铁组件176抵接，电磁线圈171与ECU模块4电连接。油门齿条
优选的，凸轮轴位置传感器16安装在发动机的凸轮轴上，油门位置传感器18安装在油门齿条上，转速传感器19安装在发动机的飞轮端，由此便于对工作参数的采集及反馈。
在本实施例中，ECU控制单元还包括安装在发动机的控制面板上的运行模式转换开关15，运行模式转换开关15与ECU模块的输入端电连接，用于手动对发动机的纯柴油模式和双燃料模式进行切换。通过上述连接方式，ECU模块可以在处理各传感器反馈的发动机运行参数信号的同时并对喷射阀11和高压油泵油门齿条限位机构17进行相应的控制。
优选的，燃料供给管路包括供气管和依次连接在所述供气管上的惰性气体增压装置1、轻烃燃料储罐2、气化器3、温度表4、压力表、一级减压阀5、缓冲罐6、滤器7、流量计8、二级减压阀9、喷射阀11、阻火器12和气体混合器13。
在本实施例中，惰性气体增压装置1用于对液态轻烃燃料进行施压，使其具有一定的压力流动，同时使用惰性气体可以防止轻烃燃料发生爆炸等意外；气化器3用于将液态轻烃气化，使其以气态的方式进行掺烧；混合器13用于将气态轻烃与空气混合均匀使燃烧更充分；一级减压阀5、二级减压阀9、缓冲罐6、压力表用于对轻烃燃料供气管路的压力进行控制与检测；喷射阀11对轻烃气体进行喷射同时控制喷射量；阻火器12用于防止气态轻烃发生回火而爆炸。上述各器件之间通过铜管连接并进行可靠密封，由此确保燃料供给管路在输送燃料时不会发生泄漏。
具体的，在本实施例中惰性气体增压装置1为惰性气体增压泵，在惰性气体增压泵的作用下，液态轻烃燃料从轻烃燃料储罐2中进入气化器3被气化，气化后的轻烃气体经一级减压阀5进入缓冲罐6。温度表4用于检测气化后的轻烃气的温度。缓冲罐6中的轻烃气经滤器7过滤掉杂质后经流量计8和二级减压阀9后到达喷射阀11，喷射阀11前的压力表10用于检测轻烃气的阀前压力。喷射阀11喷出的轻烃气经阻火器12进入混合器13与空气充分混合后进入发动机进气歧管。
由于发动机在使用轻烃燃料与燃用纯柴油两种燃料所对应的油门齿条的最大极限位置不同，所以高压油泵油门齿条的极限位置必须在燃用不同的燃料时对应所需要的位置。因此，高压油泵油门齿条限位机构17用于对高压油泵的油门齿条178的极限位置进行控制；如图4所示，当供送的燃料为柴油时，ECU模块4控制电磁线圈171产生磁力，衔铁组件176受电磁力作用，按照图3的箭头方向向左运动至通电极限位置，此时油门齿条178所处的位置即为燃用柴油时油门齿条最大油量的极限位置，复位弹簧173处于拉伸状态，衔铁组件176限制油门齿条178继续运动增大油门，以此防止柴油机转速过高，保护柴油机不会出现“飞车”现象；如图3所示，当供送的燃料为轻烃燃料时，ECU模块4控制电磁线圈171断电，衔铁组件176失去电磁力作用，复位弹簧173的拉力将衔铁组件176沿箭头方向向右移动到零位，此时油门齿条178所处的位置即为燃用轻烃燃料时油门齿条最大油量的极限位置。在本实施例中，为了便于调整复位弹簧173的位置，在弹簧承座175与阀体172上设有调位螺钉174，从而便于对弹簧承座175的位置进行调节，从而调整复位弹簧173的位置。
凸轮轴位置传感器16安装在发动机的凸轮轴上，油门位置传感器18安装在油门齿条上，转速传感器19安装在发动机的飞轮端。ECU模块14输入端与凸轮轴位置传感器16、油门位置传感器18、转速传感器19相连接，ECU模块输出端与高压油泵油门齿条限位机构17、喷射阀连接11。ECU模块14通过处理各传感器的信息判断发动机工况，读取ECU存储器中的轻烃气燃料喷射阀占空比，再根据凸轮轴位置传感器18和转速传感器19按照发动机的发火顺序将适量的轻烃气喷射到各缸的进气歧管进行掺烧。运行模式转换开关15位于发动机控制面板上，运用该转换开关可以将发动机在纯柴油模式和双燃料模式之间自由转换。
采用本实用新型实施例的发动机的燃料供给系统，通过喷射阀11将气态轻烃燃料输送进入发动机进气歧管，克服了液态轻烃在与柴油掺烧的过程中的分层现象；进一步地，ECU模块4的输入端与若干个发动机工况传感器相连接，ECU模块4的输出端分别与喷射阀11、高压油泵油门齿条限位机构17相连接。采用ECU控制单元根据发动机的不同工况对轻烃进行动态掺烧，在发动机工况产生变化时自动控制气体燃料的掺烧量，使其始终稳定在设计范围内，对发动机的动力性、经济性和排放性进行了综合优化。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
