專利名稱：醇類燃油電動泵的設置方法
技術領域：
本發(fā)明涉及甲醇發(fā)動機燃料供應方法與裝置，尤其是內(nèi)置式燃料泵的設置方法與
直O(jiān)
背景技術：
內(nèi)置式的燃油泵是電噴系統(tǒng)中提供車輛燃料供應的動力。2009年7月2日國家標準化管理委員會發(fā)布公告稱，《車用甲醇汽油(M85)》標準正式批準頒布并實施。據(jù)了解，該標準是甲醇汽油的首個產(chǎn)品標準。甲醇汽油(如M85、M60以上)或單一的純甲醇(MlOO)是代替汽油的經(jīng)濟燃料，甲醇汽油或單一的純甲醇與另一種醇類燃料(乙醇汽油)完全可在現(xiàn)有汽車發(fā)動機上使用。即現(xiàn)有汽車完全可以使用單一甲醇燃料驅(qū)動，而僅在冷車啟動時使用少量汽油啟動助燃；使用甲醇汽油或另一種醇類燃料乙醇汽油的燃油供應是與現(xiàn)有的汽車電噴和燃油供應系統(tǒng)相通的，即均采用結(jié)構(gòu)完全相同的內(nèi)置式燃油電動泵。此外，山西、武漢等地已經(jīng)開始大規(guī)模采用單一燃料甲醇運用于出租車，以緩解日益上升的汽油價格—— 出租車承包人已經(jīng)無法承受燃油成本。由于甲醇為弱導電的極性溶劑，其中又不可避免含水份，所以有理論認為甲醇易受氧化脫氫而成甲醛，故內(nèi)置式燃油泵在甲醇內(nèi)受到的腐蝕遠多于在汽油內(nèi)，實用中的甲醇泵離理想的要求還具有很大的差距；其主要表現(xiàn)在加電工作時會產(chǎn)生粘稠狀物質(zhì)，極易堵塞濾網(wǎng)和噴油嘴。其機理眾說紛紜。在實用中還發(fā)現(xiàn)甲醇通電后很容易變色，這都是電解腐蝕而導致的問題，徐春良公開的“高比例甲醇汽油對電動燃油泵的腐蝕性分析”中給出多種現(xiàn)象描述。參見http//www. docin. com/p-69691304. html ；發(fā)現(xiàn)了在甲醇中水和氧氣的存在對工作中的銅(包括銅線和銅換向器)有腐蝕作用，甲醇的變色是因為銅(電解后) 氧化生成的二價銅離子，還發(fā)現(xiàn)甲醇泵工作電流和工作電壓以及甲醇工作流量與汽油燃油時工作的一些比較，但仍不足以解釋并提出一種比較理想的解決甲醇泵的工作方案。方林焱的CN200720306381.提出耐醇類腐蝕的雙陽極電子噴射燃油泵，似乎揭示了甲醇內(nèi)存在著復雜的電化學腐蝕，故提出泵殼外面加第二陽極，在第一陽極與第二陽極之間連接一個附加電源，用來減輕原車陽極的電化學析出。同時出油單向閥選用耐醇類燃料溶漲的橡膠件，碳刷架總成的碳刷線的表面用聚四氟乙烯進行靜電噴涂，陽極電路連接點用耐醇類燃料和耐汽油的抗腐蝕材料進行封閉，以滿足醇類燃料中電器的使用。但其串聯(lián)后的電壓恰恰加劇了油箱內(nèi)的電化學腐蝕，其析出的粘性膠質(zhì)液體，不可避免的容易堵塞燃料濾清器和原車的噴油嘴。目前汽油車燃油泵的工作壽命在SOOOh以上，但甲醇泵則遠遠達不到使用的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是降低汽車上的使用電壓來達到延緩甲醇燃料通電后產(chǎn)生的電化學反應，進而間接對甲醇泵帶來的嚴重腐蝕，同時提出醇類燃油電動泵的設計理念。
本發(fā)明技術方案是醇類燃油電動泵的設置方法，將醇類燃油電動泵的工作電壓設置在6V-10. 4V的電壓范圍之間。9V-10. 4V的工作電壓相對電機而言是更具有小電流的優(yōu)點，實踐中發(fā)現(xiàn)，在這個電壓范圍內(nèi)，可以使甲醇泵的工作時間延長到13. 7-14. 5V工作電壓的二倍以上或更長時間。更低腐蝕的工作電壓設置是在7V以上而小于9V。這樣既可以保證泵的出力范圍又能保證泵的工作電流不至于過大。采用靜態(tài)通電試驗的方式，進而發(fā)現(xiàn)了上述工作范圍， 而實車試驗也證明了上述結(jié)果。汽車上的標準工作電壓為13. 7—14. 5V (此電壓為汽車直流電源系統(tǒng)實際提供的電壓)，這種電壓就足以使得甲醇在通電后，凡是暴露的電極之間連續(xù)的產(chǎn)生顯著的電化學反應(電解態(tài))。后通過長期試驗發(fā)現(xiàn)，只要直流電壓低于9V以下，則甲醇的電化學反應就極為減輕，考慮到油箱內(nèi)甲醇泵的功率較大，一味的降低電壓到6V以下也不一定可取(工作電流會太大)，因此本發(fā)明給出甲醇泵工作的合適電壓為8-9V之間為好。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明可大大降低電化學對泵的腐蝕，如采用8-8. 9V電壓工作的燃油泵其工作壽命完全能滿足發(fā)動機的使用要求，由于甲醇化學析出物的減少、堵塞濾清器及噴油嘴的弊病基本可以消除。試驗證明在同距離電極之間施加的直流電壓為6V 時，則甲醇的電化學腐蝕則基本停止。還有一點必須強調(diào)的是，汽車上正常的工作電壓實際上不會低于14V，蓄電池輸出14. 6V，發(fā)電機輸出電壓更高，如果本發(fā)明采用8V左右的工作電壓的話，這降低了的6V多電壓就是一個可觀的數(shù)字。所以才能取得本發(fā)明的效果。
具體實施例方式本發(fā)明是一種甲醇泵(M60以上含量完全參照本發(fā)明，M85的燃料的結(jié)果幾乎與本發(fā)明相同，因此本發(fā)明的應用范圍尤其是M60以上，由于甲醇的電化學腐蝕超過乙醇，故本發(fā)明在應用上完全適用于乙醇燃料(E65以上牌號)，故亦可稱乙醇泵)的工作電源的應用， 基于發(fā)現(xiàn)在甲醇中通以13V以上直流電壓后，甲醇在十小時左右，就會產(chǎn)生極強的分解，顏色由水狀透明變成濃茶水的顏色，單極出現(xiàn)明顯藍色(應為二價銅離子)；由此機理可以認為，這時甲醇已在13V以上的電壓下對泵銅線和電源接插件產(chǎn)生了極強的電化學腐蝕，并由此推理這些電化學反應及產(chǎn)物產(chǎn)生了更強的腐蝕條件。包括甲醇中水和氧氣的存在可能對加電工作中的銅(包括銅導線和銅換向器)有更大的電化學腐蝕作用，時間長了可以將多股銅線完全爛斷為止。而在低電壓工作條件下就可以大大改善上述狀況，考慮到實用時泵的壽命如果達到3000-5000小時以上就具有足夠的實用性(市場的很多汽油泵也只有此壽命)。因此，本發(fā)明可以采用下述方式實施
1、通過DC/DC降壓器(直流變換器，一般采用開關電源變換模塊)將車上14V左右或以上的電壓降至8-9V左右輸送至燃油箱供給燃油泵作為工作電源。當然，考慮到現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎，泵的工作電壓為9V-10. 4V亦完全可行，在此電壓條件下，雖然耐電化學腐蝕稍差，但使泵達到額定功率的工作電流可以增加得較少，這亦屬于本發(fā)明的范圍。參見柏軒科技公司的類似直流變換器。2、采用一大功率額定值電阻串聯(lián)入現(xiàn)有的油箱驅(qū)動燃油泵的電路中，利用電流通過電阻時產(chǎn)生的壓降，使得進入油箱的電源為7-10V，理想的工作電壓應設置在7V以上而小于9V，如8V左右或8-9V均是比較理想的。當然，也不排除當泵工作效率更高時，當工作電流小于10A，甚至只有5-6A時，可以采用低至6V左右的電源。3、DC/DC變換塊可以采用開關電源模塊，也可以通過汽車的發(fā)電機設計專用低電壓電源，即使大車使用MV電源，也通過24V轉(zhuǎn)一7-9V電源變換器來采用本發(fā)明方案。4、值得指出的是，本發(fā)明可用于無刷電機的燃油泵(不采用電流換向器)，壽命也有明顯提高。主要亦是甲醇的電化學腐蝕會明顯減輕。5、采用甲醇靜態(tài)通電試驗的方式，發(fā)現(xiàn)了上述工作范圍，此外，實車試驗也表明上述結(jié)果。本發(fā)明的試驗是在MlOO甲醇(純甲醇)中試驗的。實際汽車試用表明，8. 4V、8V、7.5V正常工作數(shù)百小時均無明顯腐蝕痕跡，濾網(wǎng)無膠質(zhì)。而14V泵工作數(shù)天后拆解就可見明顯的銅線和換向器的腐蝕?？梢婋妷旱兔黠@可以減少電化學腐蝕。用通電時間48h為觀察周期，1級現(xiàn)象甲醇為清液、完全不出現(xiàn)粘稠狀物質(zhì)；2級現(xiàn)象甲醇為清液中略有變白、不出現(xiàn)粘稠狀物質(zhì)；3級現(xiàn)象甲醇為有變色、基本不出現(xiàn)粘稠狀物質(zhì)；結(jié)果為小于9V以內(nèi)(8. 9V、8. 4V、8V、7. 5V、7V)均為1-2級現(xiàn)象，而9-10. 4V的觀察周期均為2-3級現(xiàn)象，而大于13V的觀察周期則變色現(xiàn)象較為嚴重。總之，本發(fā)明的主要技術方案是將電動燃油泵的工作電壓設置在較低的值，從而使甲醇燃油泵對電化學腐蝕具有了明顯的耐受性，從而使泵的工作壽命大大延長。而泵的額定工作電壓工作電流并不是本發(fā)明的重點。6、如需要制備滿足原來的輸出功率的醇類燃油電動泵，包括泵體與泵的驅(qū)動電機構(gòu)成電動泵總成，應該使電動泵驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子線圈降低15-50%。因為泵在設計上最容易改動的是將電動燃油泵降低轉(zhuǎn)子線圈的匝數(shù)，以典型的HC38型號泵為例，將原來的轉(zhuǎn)子線圈16-19匝降低為11-12匝。降低5-8圈。如不降低圈數(shù)，泵的工作電壓設計為12V及以上工作電壓的，就不適于本發(fā)明使用的醇類燃油電動泵。也可以同時在磁路上作出改進如增加永磁磁瓦的磁場強度，可采用稀土磁瓦等。其工作電流會有增加，因此可用于在甲醇中提供正常壓力和流量的電噴動力的電動泵。當然泵的其它防腐蝕也是需要的，如有刷電機的換向器采用碳換向器，涂復耐蝕材料等均是可行的。本發(fā)明不加細述。電動泵驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子線圈為了適應本發(fā)明的，在低電壓的(車載)電源工作，延緩甲醇的電化學腐蝕，而刻意將泵的轉(zhuǎn)子匝數(shù)降低。7、本發(fā)明的實施例還包括用于輸出直流工作電壓為7V- 9V或大于9V小于 10. 4V的醇類燃油機動車。因此制造直流工作電壓為7V- 9V或大于9V小于10. 4V的車輛。
權利要求
1.醇類燃油電動泵的設置方法，用于醇類燃油的電動泵，其特征是將汽車上提供給電動泵的工作電壓設置在6-10. 4V。
2.根據(jù)權利要求1所述的醇類燃油電動泵的設置方法，其特征是工作電壓設置在 9-10. 4V。
3.根據(jù)權利要求1所述的醇類燃油電動泵的設置方法，其特征是工作電壓設置在7V以上而小于9V。
4.根據(jù)權利要求1所述的醇類燃油電動泵的設置方法，其特征是工作電壓設置在8V以上而小于9V。
5.根據(jù)權利要求1至3之一所述的醇類燃油電動泵的設置方法，其特征是用于輸出直流工作電壓為7V以上而小于9V或大于9V小于10. 4V的醇類燃油機動車。
6.醇類燃油電動泵，其特征是電動泵驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子線圈降低15-50%。
全文摘要
醇類燃油電動泵的設置方法，用于醇類燃油的電動泵，將電動泵的工作電壓設置在6-10.4V。尤其是輸出直流工作電壓為7V-9V或大于9V小于10.4V的醇類燃油機動車。醇類燃油電動泵，其驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子線圈匝數(shù)刻意降低15-50%。本發(fā)明可大大降低工作時電化學反應對泵的腐蝕，如采用8-8.9V電壓工作的燃油泵其工作壽命完全能滿足發(fā)動機的使用要求，堵塞濾清器及噴油嘴的弊病基本可以消除。
文檔編號F02M37/08GK102383985SQ20111019531
公開日2012年3月21日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權日2011年7月13日
發(fā)明者孫立生, 陳國慶 申請人:孫立生, 蘇州兩江科技有限公司