本發(fā)明公開一種內(nèi)燃機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油甲醇雙燃料系統(tǒng)及方法，雙燃料系統(tǒng)包括柴油機(jī)，還包括甲醇供給系統(tǒng)、噴醇器總成和甲醇噴射控制系統(tǒng)；甲醇供給系統(tǒng)包括甲醇箱、甲醇濾清器、甲醇泵、甲醇流量計(jì)、分配箱和甲醇限壓閥，甲醇箱通過(guò)管路依次與甲醇泵、甲醇流量計(jì)和分配箱連接；分配箱包括一個(gè)輸入端和多個(gè)輸出端，每個(gè)輸出端通過(guò)管路依次與甲醇限壓閥、噴醇器總成連接；噴醇器總成包括醇軌、醇軌壓板、甲醇噴嘴和進(jìn)氣彎管；甲醇噴射控制系統(tǒng)包括甲醇電子控制單元、控制線束、上位機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器、冷卻液溫度傳感器、油門位置傳感器、甲醇液位計(jì)和故障報(bào)警裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及大缸徑大功率的內(nèi)燃機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油甲醇雙燃料系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)電力機(jī)車發(fā)展迅猛，但電氣化軌道建造和維護(hù)成本高昂，使得電力機(jī)車運(yùn)行成本居高不下，并且電力機(jī)車對(duì)實(shí)際運(yùn)行的環(huán)境條件要求苛刻，而內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行不受電力限制，在某些使用場(chǎng)合內(nèi)燃機(jī)車有著不可替代的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)行內(nèi)燃機(jī)車仍然以柴油作為主要燃料，柴油在缸內(nèi)以擴(kuò)散燃燒的方式進(jìn)行燃燒，這就不可避免導(dǎo)致其碳煙和NOx排放高。為滿足日趨嚴(yán)格的排放法規(guī)，除改善缸內(nèi)燃燒外需給內(nèi)燃機(jī)車配備復(fù)雜的后處理系統(tǒng)，這不僅增加了使用成本，而且對(duì)空間限制很嚴(yán)的內(nèi)燃機(jī)車設(shè)計(jì)也提出了挑戰(zhàn)。為滿足排放法規(guī)同時(shí)降低內(nèi)燃機(jī)車的燃料使用成本，替代燃料得到了越來(lái)越廣泛地應(yīng)用，其中天然氣和甲醇最受關(guān)注。天然氣常溫常壓下是氣態(tài)，如果將其應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)車需額外增加一節(jié)拖車運(yùn)輸高壓儲(chǔ)氣罐，這不僅增加了成本而且在實(shí)際應(yīng)用中存在安全隱患，而且天然氣價(jià)格相對(duì)于柴油并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。而甲醇常溫常壓下是液態(tài)，生產(chǎn)原料來(lái)源廣泛、儲(chǔ)存和運(yùn)輸便捷、成本低廉，并且甲醇是單碳醇，含氧量高達(dá)50％，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)煙燃燒。因此相對(duì)于天然氣，將甲醇應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)車在改善經(jīng)濟(jì)性和排放性方面優(yōu)勢(shì)更顯著。

柴油與甲醇互溶性很低，如果采取直接摻混的方法，需添加助溶劑，這就增加了使用成本，而且即使添加助溶劑也無(wú)法實(shí)現(xiàn)大比例摻混，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)依然會(huì)出現(xiàn)分層，在實(shí)際使用中還會(huì)面臨冷啟動(dòng)困難。中國(guó)專利CN1470752A公開了柴油/甲醇組合燃燒技術(shù)(Diesel Methanol Compound Combustion，DMCC)，該技術(shù)提出在柴油機(jī)進(jìn)氣道噴射甲醇，與空氣形成均質(zhì)混合氣進(jìn)入氣缸，再在缸內(nèi)直噴柴油引燃甲醇和空氣的混合氣，這種方式在實(shí)際應(yīng)用中靈活方便，無(wú)需對(duì)原機(jī)做大的改動(dòng)，而且可以實(shí)現(xiàn)較高的替代率，但是該專利是基于中小功率的車用柴油機(jī)提出的，而普通車用柴油機(jī)功率決定了對(duì)甲醇供給沒有大流量的需求，同時(shí)普通車用柴油機(jī)進(jìn)氣增壓壓力相對(duì)于機(jī)車要低，低噴射壓力的甲醇噴嘴無(wú)法滿足機(jī)車使用要求。目前已經(jīng)公開關(guān)于將甲醇應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)車的專利文獻(xiàn)有CN105443241A，但該項(xiàng)發(fā)明有以下不足：第一，其供醇管路采用一分二、二分四多級(jí)結(jié)構(gòu)，配備兩級(jí)甲醇泵，相應(yīng)地甲醇濾清器和限壓閥使用數(shù)量也翻倍，使得整個(gè)供醇系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低且成本很高，實(shí)用性低；第二，甲醇流量不可調(diào)節(jié)，無(wú)法兼顧小流量和超大流量應(yīng)用場(chǎng)合；第三，控制方式單一，該系統(tǒng)必須通過(guò)安裝傳感器采集原機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫和油門信號(hào)來(lái)控制甲醇噴射，在不便或無(wú)法采集上述信號(hào)的場(chǎng)合無(wú)法使用雙燃料模式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，在保證大功率機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)甲醇流量需求的同時(shí)簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)尤其是供醇系統(tǒng)，降低系統(tǒng)成本同時(shí)增強(qiáng)其穩(wěn)定性；其次，能夠使用更靈活的甲醇噴射控制方式，從而使雙燃料模式適用于更多場(chǎng)合。本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油甲醇雙燃料系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種內(nèi)燃機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)柴油甲醇雙燃料系統(tǒng)，包括柴油機(jī)、柴油供給和噴射系統(tǒng)、柴油電子控制單元，所述柴油供給和噴射系統(tǒng)包括柴油箱、柴油濾清器、柴油泵、柴油噴油器，柴油從柴油箱經(jīng)過(guò)柴油濾清器過(guò)濾和柴油泵加壓，最后通過(guò)柴油噴油器噴入氣缸，柴油泵中多余的燃油通過(guò)回油管路流回柴油箱；所述柴油電子控制單元控制柴油噴油器噴油時(shí)刻和噴油量；所述柴油甲醇雙燃料系統(tǒng)還包括甲醇供給系統(tǒng)、噴醇器總成和甲醇噴射控制系統(tǒng)；