一种甲醇燃料发动机及其启动控制方法
阅读说明：本技术 一种甲醇燃料发动机及其启动控制方法 (Methanol fuel engine and starting control method thereof ) 是由 刘生全 李复活 曹丽娜 李维 于 2020-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种甲醇燃料发动机及其启动控制方法,甲醇燃料发动机包括进气总管、排气总管、多个气缸；每个气缸的一侧与进气总管之间通过一根进气歧管连通,每个气缸的另一侧与排气总管之间通过一根排气歧管连通；进气总管上设置有第一电控三通切换阀,第一电控三通切换阀包含入口A,出口B和出口C,入口A和出口B串接于进气总管上；排气总管上设置有第二电控三通切换阀,第二电控三通切换阀包含入口D,出口E和出口F,入口D和出口E串接于排气总管上；出口C与出口F之间连接有搭接管。本发明甲醇燃料发动机具有以下特点：1、不使用外加设备来实现甲醇燃料发动机良好的冷启动效果；2、自动判断冷启动模式并启动全封闭循环式的冷启动。(The invention discloses a methanol fuel engine and a starting control method thereof, wherein the methanol fuel engine comprises an air inlet main pipe, an air outlet main pipe and a plurality of air cylinders; one side of each cylinder is communicated with the intake manifold through an intake manifold, and the other side of each cylinder is communicated with the exhaust manifold through an exhaust manifold; the air inlet main pipe is provided with a first electric control three-way switching valve, the first electric control three-way switching valve comprises an inlet A, an outlet B and an outlet C, and the inlet A and the outlet B are connected in series with the air inlet main pipe; the exhaust main pipe is provided with a second electric control three-way switching valve, the second electric control three-way switching valve comprises an inlet D, an outlet E and an outlet F, and the inlet D and the outlet E are connected in series with the exhaust main pipe; a lapping pipe is connected between the outlet C and the outlet F. The methanol fuel engine of the invention has the following characteristics: 1. good cold start effect of the methanol fuel engine is realized without using additional equipment; 2. and automatically judging the cold start mode and starting the fully-closed circulating cold start.)
技术领域
本发明涉及发动机领域，具体涉及一种甲醇燃料发动机及其启动控制方法。
背景技术
甲醇燃料越来越多地应用于汽车上。甲醇发动机缸内的气体温度一旦低于15℃，甲醇就很难正常燃烧，影响了甲醇发动机在低温下良好的启动性能，严重影响了甲醇燃料发动机的使用工况。因此，在低温环境下，发动机难以启动，严重影响了甲醇燃料发动机的使用工况。
如何解决低温下甲醇燃料发动机难启动问题，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明的主要目的是提供一种甲醇燃料发动机，该甲醇燃料发动机不仅在常温天气可以正常启动，还可以在低温下正常启动；本发明还提供一种甲醇燃料发动机的启动控制方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。
(一)、一种甲醇燃料发动机，包括进气总管、排气总管、多个气缸；每个气缸的一侧与进气总管之间通过一根进气歧管连通，每个气缸的另一侧与排气总管之间通过一根排气歧管连通；进气总管上设置有第一电控三通切换阀，第一电控三通切换阀包含入口A，出口B和出口C，入口A和出口B串接于进气总管上；排气总管上设置有第二电控三通切换阀，第二电控三通切换阀包含入口D，出口E和出口F，入口D和出口E串接于排气总管上；出口C与出口F之间连接有搭接管。
进一步地，还包括ECU、进气温度传感器和缸壁冷却水套内的水温传感器，进气温度传感器、缸壁冷却水套内的水温传感器的信号输出端分别与ECU的信号输入端连接，ECU的信号输出端分别与第一电控三通切换阀、第二电控三通切换阀的控制端连接。
进一步地，还包括电控喷油器和喷油仿真器，电控喷油器内设置有喷油器线圈，喷油仿真器内设置有仿真器线圈；还包括单刀双掷开关；单刀双掷开关包含公共端H、常闭端I和常开端J，公共端H与ECU之间连接，常闭端I与喷油器线圈连接，常开端J与仿真器线圈连接；还包括设置在搭接管内的气体温度传感器，气体温度传感器与ECU连接。
(二)、一种甲醇燃料发动机的启动控制方法，基于以上的甲醇燃料发动机，启动控制方法包含以下步骤：
步骤一，ECU获取来自缸壁冷却水套内的水温传感器的缸壁冷却水套内的水温T1；
步骤，ECU根据缸壁冷却水套内的水温T1，判断甲醇燃料发动机采取冷启动模式或正常启动模式：
当T1＜15℃时，ECU控制甲醇燃料发动机采取冷启动模式，并执行步骤三，否则，ECU控制甲醇燃料发动机采取正常启动模式；
步骤三，甲醇燃料发动机处于冷启动模式下，电动马达带动飞轮旋转，飞轮带动曲轴旋转，各气缸内的活塞上下移动，对气缸内气体做功，气缸内气体温度升高，火花塞正常发火，ECU发出信号给喷油仿真器，喷油仿真器接受到信号后，并不引发喷油动作，之后喷油仿真器将信号再反馈给ECU，ECU接收到信号后默认该喷油过程完成。此外，ECU获取来自气体温度传感器的搭接管温度T2，再次判断甲醇燃料发动机采取冷启动模式或正常启动模式：
当T2≥15℃时，ECU控制甲醇燃料发动机采取正常启动模式；
当T2＜15℃时，ECU控制甲醇燃料发动机采取冷启动模式，并重复执行步骤三直至发动机采取正常启动模式。
进一步地，步骤二中，正常启动模式为：ECU控制第一电控三通切换阀的入口A与出口B接通，出口C封闭，ECU控制第二电控三通切换阀的入口D与出口E接通，出口F封闭；ECU控制单刀双掷开关的公共端H与常闭端I接通；冷启动模式为：ECU控制第一电控三通切换阀的出口B与出口C接通，入口A封闭，ECU控制第二电控三通切换阀的入口D与出口F接通，出口E封闭；ECU控制单刀双掷开关公共端H与常开端J接通。
本发明甲醇燃料发动机及其启动控制方法相对于现有技术而言，具有以下特点：1、不使用外加设备来实现甲醇燃料发动机良好的低温冷启动效果；2、自动判断并启动全封闭循环的冷启动模式；3、采用循环预热全封闭空间内的气体方式保证甲醇燃料发动机在低温环境下的良好冷启动功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明甲醇燃料发动机中第一电控三通切换阀的入口A与出口B接通、第二电控三通切换阀的入口D与出口E接通的示意图；
图2为本发明甲醇燃料发动机中第一电控三通切换阀的出口B与出口C接通、第二电控三通切换阀的入口D与出口F接通的示意图；
图3为甲醇燃料发动机启动控制流程示意图；
图4为单刀双掷开关的公共端H与常闭端I接通时的示意图；
图5为单刀双掷开关的公共端H与常开端J接通时的示意图；
在以上图中：
1进气总管；2排气总管；3气缸；4进气歧管；5排气歧管；6第一电控三通切换阀；7第二电控三通切换阀；8搭接管；9气体温度传感器；10缸壁冷却水套内的水温传感器；11单刀双掷开关；
T1缸壁冷却水套内的水温；T2搭接管温度。
具体实施方式
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
一种甲醇燃料发动机，包括进气总管1、排气总管2、多个气缸3；每个气缸3的一侧与进气总管1之间通过一根进气歧管4连通，每个气缸3的另一侧与排气总管2之间通过一根排气歧管5连通；所述进气总管1上设置有第一电控三通切换阀6，所述第一电控三通切换阀6包含入口A，出口B和出口C，所述入口A和出口B串接于进气总管1上；所述排气总管2上设置有第二电控三通切换阀7，所述第二电控三通切换阀7包含入口D，出口E和出口F，所述入口D和出口E串接于排气总管2上；所述出口C与出口F之间连接有搭接管8。还包括ECU、缸壁冷却水套内的水温传感器10，所述缸壁冷却水套内的水温传感器10的信号输出端与所述ECU的信号输入端连接，所述ECU的信号输出端分别与所述第一电控三通切换阀6、第二电控三通切换阀7的控制端连接。ECU(Electronic Control Unit)电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器，也叫汽车专用单片机。它和普通的单片机一样,由微处理器(CPU)、存储器(ROM、、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。
以上实施例中，在甲醇燃料发动机的进气总管1上设置第一电控三通切换阀6，入口A和出口B串接于进气总管1上，在排气总管2上设置第二电控三通切换阀7，入口D和出口E串接于排气总管2上，出口C与出口F之间连接搭接管8。常态下，第一电控三通切换阀6的入口A和出口B接通、出口C封闭，第二电控三通切换阀7的入口D和出口E接通，出口F封闭，甲醇燃料发动机实现外循环。
当第一电控三通切换阀6的入口A封闭、出口B和出口C接通，将第二电控三通切换阀7的出口E封闭，入口D和出口F接通，甲醇燃料发动机实现内循环。
进一步的，参考图4和图5，还包括电控喷油器和喷油仿真器，所述电控喷油器内设置有喷油器线圈，所述喷油仿真器内设置有仿真器线圈；电控喷油器接收来自ECU的信号，控制喷油器喷油，并发送信号给ECU表示喷油完毕；喷油仿真器接收来自ECU的信号，不控制喷油器喷油，但仍需发送信号给ECU，使ECU不报障。参考图4和图5，还包括单刀双掷开关11；所述单刀双掷开关11包含公共端H、常闭端I和常开端J，所述公共端H与ECU之间连接，所述常闭端I与喷油器线圈连接，所述常开端J与仿真器线圈连接；还包括设置在搭接管内的气体温度传感器9，气体温度传感器9与ECU连接。当公共端H与常闭端I接通时，ECU控制喷油器喷油，并发送信号给ECU表示喷油完毕。当公共端H切换至与常开端J接通时，喷油仿真器只发送信号给ECU，确保ECU不报障。
一种甲醇燃料发动机的启动控制方法，基于以上甲醇燃料发动机，所述启动控制方法包含以下步骤：
步骤一，ECU获取来自缸壁冷却水套内的水温传感器10的缸壁冷却水套内的水温T1；
步骤二，ECU根据缸壁冷却水套内的水温T1，判断甲醇燃料发动机采取冷启动模式或正常启动模式：
当T1＜15℃时，ECU控制甲醇燃料发动机采取冷启动模式，并执行步骤三，否则，ECU控制甲醇燃料发动机采取正常启动模式；
步骤三，甲醇燃料发动机处于冷启动模式下，进气通道和排气通道被关闭，气缸3和搭接管8形成封闭环境，电动马达带动飞轮旋转，飞轮带动曲轴旋转，各气缸内的活塞上下移动，对气缸内气体做功，气缸内气体温度升高，火花塞正常发火，同时，ECU获取来自气体温度传感器9的搭接管温度T2，再次判断甲醇燃料发动机采取冷启动模式或正常启动模式：
当T2≥15℃时，ECU控制甲醇燃料发动机采取正常启动模式；
当T2＜15℃时，ECU控制甲醇燃料发动机采取冷启动模式，并重复执行步骤三直至发动机采取正常启动模式。
具体的，步骤二中，所述正常启动模式为：ECU控制第一电控三通切换阀6的入口A与出口B接通，出口C封闭，ECU控制第二电控三通切换阀7的入口D与出口E接通，出口F封闭；ECU控制单刀双掷开关11的公共端H与常闭端I接通，ECU控制喷油器喷油，并发送信号给ECU表示喷油完毕。冷启动模式为：ECU控制第一电控三通切换阀6的出口B与出口C接通，入口A封闭，ECU控制第二电控三通切换阀7的入口D与出口F接通，出口E封闭；ECU控制单刀双掷开关11公共端H与常开端J接通，喷油仿真器只发送信号给ECU，确保ECU不报障。
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员是显而易见的。因此，在不偏离本发明的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
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