高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统及控制方法技术方案

本发明专利技术适用于发动机燃料预处理技术领域，提供了高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统及控制方法，系统包括油箱、燃料滤清器、三通阀一、气体滤清器、高压气源、恒增压油泵、高压油泵、增压气泵、发动机燃烧室、油轨压力传感器、高压油轨、喷油器、电子控制单元、三通阀二、单向电磁减压阀一、单向电磁减压阀二和单向电磁阀，以及高压环境文丘里式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐和高压环境多孔膜管式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐。本发明专利技术在高压环境下制备体相微纳米尺度泡状流预混合燃料，其微纳米尺度气泡粒径更为集中，稳定性得到大幅改善，实现了燃料与空气的预先混合并有效提升微纳米气泡的浓度和稳定性。合并有效提升微纳米气泡的浓度和稳定性。合并有效提升微纳米气泡的浓度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统及控制方法


[0001]本专利技术属于发动机燃料预处理
，尤其涉及高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统及控制方法。

技术介绍

[0002]自21世纪开始，随着界面、纳米科学等学科领域的发展，纳米尺度泡状流逐年受到来自愈来愈多的不同领域的关注及应用。体相微纳米尺度泡状流燃料即无数个包裹气体直径小于1μm的气泡并可稳定悬浮存在的烃类燃料。因体相微纳米尺度泡状流燃料具有高气相比表面积、高离散气相稳定性、自增压溶解性、高气相溶解率，以及羟基自由基激发等特性。使其对燃料改性的同时突破油气在燃烧室内单一的雾化混合方式，进而实现热效率的提升和排放污染物的下降。
[0003]由于预混合燃料中存在大量体相微纳米尺度气泡，在燃料喷入气缸后由于压力瞬变气泡析出破裂，发生微爆效应，致使燃料喷雾锥角增大，喷雾贯穿距减小，喷雾射流中段径向方向长度增加，缸内油气分布均匀，有效改善混合气均匀度，实现发动机的热效率的提高以及不完全燃烧排放物的降低。但目前体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备、供给系统仍处于实验室台架试验研究，且存在预混合燃料中气泡浓度低且不均匀、气泡粒径跨度大且不可控、气泡制备效率低以及供给系统不稳定等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统及控制方法，旨在解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统，包括：<br/>[0007]油箱、燃料滤清器、三通阀一、气体滤清器、高压气源、恒增压油泵、高压环境文丘里式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐、高压环境多孔膜管式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐、高压油泵、增压气泵、发动机燃烧室、油轨压力传感器、高压油轨、喷油器、电子控制单元、三通阀二、单向电磁减压阀一、单向电磁减压阀二和单向电磁阀，首先气体经过滤减压后送入高压环境文丘里式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐中初步制备泡状流燃料，其次送入高压环境多孔膜管式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐中进行再制备，以提高微纳米气泡气相密度，高压油泵将预混合燃料输送到高压油轨，最后喷油器根据电子控制单元信号，将燃料喷入发动机燃烧室内与空气混合进行燃烧。
[0008]进一步的，所述高压环境文丘里式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐包括固定螺栓一、进气管一、进油口一、文丘里式微纳米气泡发生器、压力传感器一、液面高度传感器一、进气口一、进气口二和出油口一；所述进油口一与恒增压油泵出油口连接；所述进气口一与气体滤清器出口连接；所述进气口二与增压气泵出口连接。
[0009]进一步的，所述高压环境多孔膜管式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐包
括固定螺栓二、进气管二、进气压力表、微纳米尺度多孔膜管、过滤膜、进油口二、压力传感器二、液面高度传感器二、泄气口和出油口二；所述进气管二与气体滤清器出气口连接；所述进油口二与出油口一连接；所述泄气口与增压气泵进口连接；所述出油口二与高压油泵进口连接。
[0010]进一步的，在油路连接方面，所述油箱出口与燃料滤清器入口连接；所述燃料滤清器出口与三通阀一入口连接；所述三通阀一出口与恒增压油泵入口连接；所述恒增压油泵出口与进油口一连接；所述出油口一与进油口二连接；所述出油口二与高压油泵入口连接；所述高压油泵出口与高压油轨入口阀连接；所述高压油轨出口与喷油器入口连接，所述高压油轨泄油口通过单向电磁限压阀与三通阀二入口连接；所述喷油器回油口与三通阀二入口连接；所述三通阀二出口与三通阀一入口连接；所述喷油器与发动机燃烧室连接；
[0011]在气路连接方面，所述高压气源出口与气体滤清器进口连接；所述气体滤清器出口通过单向电磁减压阀一与进气口一连接，所述气体滤清器出口通过单向电磁减压阀二与高压环境多孔膜管式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐的进气管二连接；所述高压环境多孔膜管式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐出气口与增压气泵进气口连接；所述增压气泵出气口与进气口二连接；
[0012]在信号连接方面，所述电子控制单元输入端分别与压力传感器一、液面高度传感器一、压力传感器二和液面高度传感器二连接，所述电子控制单元输出端分别与空气压缩机、恒增压油泵、高压油泵、喷油器、单向电磁限压阀、单向电磁减压阀一、单向电磁减压阀二和单向电磁阀连接。
[0013]进一步的，所述三通阀一有两个入口，一个出口，入口一与燃料滤清器出口连接，入口二与三通阀二出口连接，出口与恒增压油泵入口连接。
[0014]进一步的，所述三通阀二有两个入口，一个出口，入口一与喷油器回油口连接，入口二通过单向电磁限压阀与高压油轨泄压口连接，出口与三通阀一的入口二连接。
[0015]进一步的，所述高压油轨有一个进油口、一个出油口和一个泄油口，进油口与高压油泵出油口连接，出油口与喷油器进口连接，泄油口通过单向电磁限压阀与三通阀二的入口二连接。
[0016]进一步的，所述单向电磁减压阀一、单向电磁减压阀二、单向电磁阀和单向电磁限压阀保持常闭状态，仅接收电子控制单元信号时开启。
[0017]高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统的控制方法，包括如下步骤：
[0018]步骤一：电子控制单元接到供电信号后进行初始化；
[0019]步骤二：液面高度传感器一对罐内液面高度进行检测；若液面高度低于下限值，则恒增压油泵接收信号开始工作，单向电磁减压阀一接收信号开启；若液面高度高于上限值，则保持单向电磁减压阀一和恒增压油泵关闭；
[0020]步骤三：压力传感器一对罐内压力进行检测；若压力低于下限值，则单向电磁减压阀一接收信号开启；
[0021]步骤四：液面高度传感器二对罐内液面高度进行检测；若液面高度低于下限值，则单向电磁减压阀二、单向电磁阀接收信号开启；若液面高度高于上限值，则单向电磁减压阀二、单向电磁阀接收信号关闭；
[0022]步骤五：压力传感器二对罐内压力进行检测；若压力高于上限值，则单向电磁减压
阀一、单向电磁减压阀二和单向电磁阀接收信号关闭，增压气泵接收信号开始工作；
[0023]步骤六：油轨压力传感器对高压油轨中的微纳米尺度泡状流预混合燃料压力进行判定，若当前油轨压力小于预设值油轨压力，则增大高压油轨入口阀开度；若当前油轨压力大于预设油轨压力，则高压油轨泄油口开启，燃料通过单向电磁限压阀流入三通阀二；
[0024]步骤七：高压油轨向喷油器供油；
[0025]步骤八：燃料通过喷油器喷入发动机燃烧室内，未喷射燃料通过喷油器回油口流入三通阀二；
[0026]步骤九：重复以上步骤二至步骤八；
[0027]步骤十：收到电子控制单元停止信号，高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统停止工作。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0029]该高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统及控制方法，首先将加压燃料通入文丘里式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统，其特征在于，包括：油箱、燃料滤清器、三通阀一、气体滤清器、高压气源、恒增压油泵、高压环境文丘里式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐、高压环境多孔膜管式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐、高压油泵、增压气泵、发动机燃烧室、油轨压力传感器、高压油轨、喷油器、电子控制单元、三通阀二、单向电磁减压阀一、单向电磁减压阀二和单向电磁阀，首先气体经过滤减压后送入高压环境文丘里式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐中初步制备泡状流燃料，其次送入高压环境多孔膜管式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐中进行再制备，以提高微纳米气泡气相密度，高压油泵将预混合燃料输送到高压油轨，最后喷油器根据电子控制单元信号，将燃料喷入发动机燃烧室内与空气混合进行燃烧。2.根据权利要求1所述的高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统，其特征在于，所述高压环境文丘里式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐包括固定螺栓一、进气管一、进油口一、文丘里式微纳米气泡发生器、压力传感器一、液面高度传感器一、进气口一、进气口二和出油口一；所述进油口一与恒增压油泵出油口连接；所述进气口一与气体滤清器出口连接；所述进气口二与增压气泵出口连接。3.根据权利要求2所述的高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统，其特征在于，所述高压环境多孔膜管式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐包括固定螺栓二、进气管二、进气压力表、微纳米尺度多孔膜管、过滤膜、进油口二、压力传感器二、液面高度传感器二、泄气口和出油口二；所述进气管二与气体滤清器出气口连接；所述进油口二与出油口一连接；所述泄气口与增压气泵进口连接；所述出油口二与高压油泵进口连接。4.根据权利要求3所述的高浓度高稳定性预混合燃料制备供给系统，其特征在于：在油路连接方面，所述油箱出口与燃料滤清器入口连接；所述燃料滤清器出口与三通阀一入口连接；所述三通阀一出口与恒增压油泵入口连接；所述恒增压油泵出口与进油口一连接；所述出油口一与进油口二连接；所述出油口二与高压油泵入口连接；所述高压油泵出口与高压油轨入口阀连接；所述高压油轨出口与喷油器入口连接，所述高压油轨泄油口通过单向电磁限压阀与三通阀二入口连接；所述喷油器回油口与三通阀二入口连接；所述三通阀二出口与三通阀一入口连接；所述喷油器与发动机燃烧室连接；在气路连接方面，所述高压气源出口与气体滤清器进口连接；所述气体滤清器出口通过单向电磁减压阀一与进气口一连接，所述气体滤清器出口通过单向电磁减压阀二与高压环境多孔膜管式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐的进气管二连接；所述高压环境多孔膜管式体相微纳米尺度泡状流预混合燃料制备罐出气口与增压气泵进气口连接；所述增压气泵出气口与进气口二连接；在信号连接方面，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣熔，郭亮，于兴永，孙万臣，李德刚，王涵，张峻峰，陈艳玲，
申请(专利权)人：长沙汽车创新研究院，
类型：发明
国别省市：