內燃機燃料供給系統的制作方法

專利名稱：內燃機燃料供給系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及內燃發動機的燃料供給系統，尤其是針對燃燒室內燃料噴射式氣缸活塞型內燃發動機燃用含水燃料時所采用的燃料供給系統。
為了節省能源和減少以內燃機驅動的機械——特別是汽車所排出的廢氣對大氣的污染，人們發明了各種新型燃料應用于內燃機，其中以含水燃料的應用成為最有潛力的發展方向之一。在內燃機上應用含水燃料，具有省油的特點，例如在柴油發動機上燃用乳化柴油，可比燃用柴油節油15％以上，并且在相當程度上減少了內燃機排氣中SOn、CHn、CO和NOn的含量，有利于減輕環境污染。但是以現有技術在內燃機中直接燃用含水燃料尚有三方面不足一、內燃機在停止運轉后與停放期間，噴油器和噴油泵等裝置內部的精密偶件與含水燃料中的水分相接觸，導致發生銹蝕，并且燃用含水燃料產生的潮汽在燃燒室內冷凝成水膜，也會使燃燒室的氣缸壁、氣門、氣門座和活塞等金屬部件發生銹蝕。二、當含水燃料中的含水量超過一定比例后，內燃發動機在冷機時難以起動，在怠速暖機的過程中容易發生低負荷失火以及隨之產生的轉速不穩定等現象。三、從活塞環和氣缸壁之間的空隙泄漏的含水燃料及其燃燒廢氣中的水分在曲軸箱內凝結并與潤滑機油混合以后，使潤滑油變稀、潤滑性能變壞，且該現象比燃用常規燃料時要嚴重得多。中國專利說明書91103560.5提供了一種內燃機含水燃料及其燃燒方法，是在燃燒室中設置產生氫的催化劑以分解水分子放出氫和氧，氫與含水燃料一起燃燒，于是采用含水量較高的含水燃料和較少的燃燒空氣就可以達到用常規燃料與大量燃燒空氣燃燒所輸出的功率，但是對于伴隨的銹蝕問題，只提出希望用防銹材料制成燃燒室以及燃料供應和貯存系統，但這勢必增加成本，而對于內燃機冷機起動和怠速暖機性能不良等問題也沒有提出解決方法。
本發明的目的是使所述內燃機安全地燃用含水燃料，即是使內燃機的燃燒室和燃料供給系統中的主要部件及精密偶件得到適當的保護，避免發生腐蝕或銹蝕引致的機件失效，同時改善內燃機冷機起動和怠速暖機的性能，減少含水燃料對潤滑機油的稀釋作用。
為了實現上述目的，在現時通用的氣缸內燃料直接噴射式活塞型內燃發動機的燃油供給系統——主供給系統的基礎上，添加一個燃料輔助供給系統——副供給系統；在主供給系統的主油箱內灌裝含水燃料，以向內燃機提供含水燃料供其運行；在副供給系統的副油箱內灌裝常規燃料，以向內燃機提供常規燃料供其運行，當然也可以選用由主供給系統供應常規燃料、由副供給系統提供含水燃料的燃料供給方式運行。但為保持本說明書的敘述簡潔，只認定主供給系統供應含水燃料，副供給系統供應常規燃料。主、副供給系統加上中央控制單元組成一個新的燃料供給系統，并在中央控制單元的控制和協調下，根據內燃機不同的運轉階段而處于以下幾種運行狀況在內燃機冷機起動和怠速暖機的過程中，將常規燃料噴射入內燃機的燃燒室內與進氣系統輸入的新鮮空氣混合及燃燒，以開動內燃發動機。
當暖機過程結束后，在內燃機正常運轉的一般情況下，無論是小負荷工況、中等負荷工況、大負荷或全負荷工況、內燃機加速、怠速或熱機起動等，新燃料供給系統既可以自動供給含水燃料，也可以按需要而供給常規燃料。
在內燃機即將結束運轉前的一小段時間內，新供給系統自動地將常規燃料輸入到內燃機燃料主供給系統的包括管路、輸油泵、噴油泵和噴油器等燃料供給主通道之中，使燃料供給主通道內貯留的含水燃料的大部份被驅排回主供油系統的主油箱中去，其余小部份含水燃料在此過程中被燃燒耗盡。
由于內燃機在結束運轉之時，燃料供給主通道內已灌滿常規燃料，因此內燃機在停止運轉之后和停放的期間內，燃料主供給系統的噴油泵和噴油器等裝置內部的精密偶件不再與含水燃料中的水分接觸，故不會發生與水分子及其溶解氧有關的金屬化學腐蝕或電化學腐蝕；并且，由于內燃機在停止運轉前的短暫時刻內燃用的常規燃料所產生的干燥尾氣已將燃用含水燃料時產生的潮汽從燃燒室內驅除掉，故不會發生內燃機機體冷卻后潮汽在燃燒室內冷凝成水膜的現象，從而避免了內燃機燃燒室的氣門、氣缸壁和活塞等金屬部件的化學或電化學腐蝕所產生的銹蝕。至于在內燃機運轉期間，由于燃用的含水燃料在供給系統中處于流動狀態，其對燃料供給系統中精密偶件的化學反應的結果，在現有的文獻和專業書籍中均未提出其達到不可接受的程度。
當內燃機在運轉中燃用含水燃料，由于在內燃機即將停止運轉前，新供給系統自動地將常規燃料灌注入燃料供給主通道之中，并將貯留的含水燃料排回主油箱，故當內燃機再次投入運轉時的冷機起動和暖機的過程中，所燃用的是貯留在燃料供給主通道的常規燃料；若環境溫度太低，貯留的常規燃料不足以暖機，新供給系統還可以向內燃機繼續供給常規燃料作曖機用。因此內燃機的冷機起動性能比單純燃用含水燃料起動性能好，而與現時燃用常規燃料相比其性能保持不變。
在內燃機冷機起動時，由于潤滑機油尚未滲透到各機件的活動部位上去，活塞環與氣缸壁之間由于潤滑不良所造成的磨損效應要比內燃機正常運轉、得到良好潤滑時大許多。本發明中，內燃機在燃用含水燃料運轉即將結束時，新供給系統向燃燒室內噴入常規燃料燃燒所產生的干燥尾氣，除了將潮汽驅趕出燃燒室外，還使停機時滯留在燃燒室內的尾氣中含有比燃用含水燃料時產生得更多的不完全燃燒物質，如廢柴油、廢機油微粒和碳煙微粒等，凝結及粘附在活塞和氣缸壁上，由于較多的不完全燃燒物質微粒的存在，有利于減輕活塞環與汽缸壁之間的磨損，因而使內燃機燃用含水燃料后再次冷機起動時與單純燃用常規燃料的磨耗狀況比，相對保持不變。
此外，在內燃機冷機起動期間，由于熱脹冷縮的作用，活塞環與氣缸壁之間的間隙較大，活塞環的密封作用較內燃機熱機運轉時為差，有小部份燃料和燃燒廢氣經活塞環及其接口泄漏到曲軸箱內，其中的水份或在曲軸箱內凝結的水蒸汽與潤滑機油混合以后，會產生機油變稀、潤滑性能變壞、形成汽泡和破壞機油供給的后果。這種情況在內燃機燃用含水燃料時較為嚴重。現由于新供給系統是以常規燃料供給內燃機冷機起動燃用，所以在此期間內燃料泄漏入曲軸箱的后果不會比現時嚴重。
以上所述的常規燃料是指含碳的液態或氣態燃料，或是其混合物以及加氫或加氧形成的混合燃料。含碳燃料的優選品種為甲醇、乙醇、石腦油、汽油、煤油、柴油、植物油、天然氣或液化石油氣；所述的含水燃料是以所述的常規燃料為基礎，加入一定量的水和少量添加劑后，以化學方法、加熱、機械力、超聲振動力或激光注入等方式，或是這幾種方式的組合，使水和所述常規燃料相互溶化或均勻地穩定地乳化和混合而形成的液態含水燃料。所述含水燃料也包括將水和常規燃料先行分別汽化或氣化，再以氣態形式相混合而形成的含水燃料。所述含水燃料還包括將水和常規燃料兩者之中的任一者，以氣態或汽態形式吸入，另一者以液態形式噴入內燃機的燃燒室內混合而成的含水燃料。
配制所述含水燃料時所用的水必須是不含固體雜質的酸堿值為中性的軟水；所用的液態常規燃料亦應事先經過沉淀和過濾；含水燃料若由水和油類配制而成，為使水和油均勻混合乳化時所添加的乳化劑，應選用非離子型乳化劑；所配制的含水燃料應為油包水型；含水燃料在燃用之前，其中的水和常規燃料不應發生明顯的分離現象，故在配制含水燃料時應加入穩定劑；若含水燃料發生明顯的油水分離，應重新乳化和混合之后才能使用。
以上所述含水燃料以液態總體積為基數計算的水的含量為10％～50％。在對現有的內燃機的燃燒室形狀和壓縮比率、點燃方式和進氣方式等均不作任何改變的情況下，實用的含水燃料的含水量優選為20％～30％；若對壓縮比率等重要參數進行改變，并配合其它的改進措施，則可燃用含水量更大的含水燃料。
內燃機在燃用含水燃料之前，應對其噴油提前角或電點火提前角作相應的調整。
本發明的有益效果在于保留了所述內燃機燃用含水燃料的省油特性；保留了所述內燃機燃用含水燃料時排出廢氣中SOn、CHn、CO和NOn含量較少、減輕環境污染程度的特性；在很大程度上減輕了所述內燃機單純燃用含水燃料所伴隨產生的內燃機供油系統主要部件如噴油泵、噴油器中的精密偶件以及內燃機氣缸的腐蝕和銹蝕問題；內燃機的冷機起動和暖機性能以及冷機起動期間的活塞環與氣缸壁之間的磨損問題均達到現時直接燃用常規燃料的水平，比單純燃用含水燃料時得到改善；減輕了單純燃用含水燃料時對潤滑機油的稀釋作用。此外，本發明無須對現有內燃機結構作重大的改變，系統結構簡單可行，容易布置和安裝；所需零部件的大部份可在市場上直接采購到，整個系統的改造費用遠比內燃機加裝渦輪增壓裝置的費用為低；適用面廣，對于現行的普通柴油發動機、已裝有渦輪增壓裝置的發動機和裝有各類電磁式省油器的發動機均有改善結果或效果疊加的作用；在未能取得含水燃料補給時，也可以將常規燃料加入到主油箱中去，使內燃機如常運行；并且在實施本發明時不增加汽車駕駛員或內燃機操作人員的操作難度。
下面結合附圖對本發明應用在汽車發動機上的具體實施方案作詳細的描述，對鐵路內燃機車頭、內燃發電機組、輪船內燃機和工程機械的實施方案可作類推。在這些實施方案中，含水燃料為乳化燃油，常規燃料為柴油；含水燃料由主供給系統供應，常規燃料由副供給系統供應。


圖1是對包括A型泵、B型泵、P型泵等的柱塞式噴油泵燃料供給系統第一實施方案結構原理圖。
圖2和圖4是圖1中的副供給系統部件(d)即直動式三通電磁閥與主供油管路和副供油管路的兩種聯接方式的示意圖，分別針對內燃機的工作環境位于熱帶和亞熱帶或是亞熱帶和溫帶地區。
圖3和圖5是用雙通電磁閥加上一個單通閥和一個三通接頭來分別取代圖2和圖4所示三通電磁閥的兩種聯接方式示意圖。
圖6是圖1實施方案的電氣控制原理圖。
圖7是圖1實施方案的中央控制單元的控制器面板圖。
圖8是圖1實施方案的中央控制單元的控制器背板圖。
圖9是柱塞式噴油泵燃料供給系統的第二實施方案結構原理圖。
圖10是軸向壓縮式分配泵——VE泵燃料供給系統第一實施方案結構原理圖。
圖11是軸向壓縮式分配泵——VE泵燃料供給系統第二實施方案結構原理圖。
圖12是噴油泵—噴油器即PT泵燃料供給系統第一實施方案結構原理圖。
圖13是噴油泵—噴油器即PT泵燃料供給系統第二實施方案結構原理圖。
下面首先對柱塞式噴油泵燃料供給系統的兩種實施方案進行說明。
在圖1表示的柱塞式噴油泵燃料供給系統的第一方案中，圖中的數字標記是所述內燃機原有的各個部件，即主油箱(1)、低壓輸油管(2)、回油管(3)、機械輸油泵(4)、手動輸油泵(5)、燃油濾清器(6)、溢油閥(7)、噴油泵(8)、限壓閥(9)、高壓輸油管(10)、噴油器(11)、排油管(12)、空氣濾清器(13)、進氣管(14)、排氣門(15)、排氣管(16)和燃燒室(17)，而字母標示的是為實施本發明所新增加的副供給系統部件和檢測部件，其中(a)是副油箱、(b)是電動輸油泵、(c)是燃油濾清器、(d)是直動式三通電磁閥、(e)是尾氣濕度傳感器、(f)是發動機溫度傳感器。
所述內燃機在熱帶和亞熱帶地區以及在不同燃料供給方式下運行時，燃料新供給系統各個部份在中央控制單元控制下的工作狀態，參見表1、表2、表3及其所附說明。
所述內燃機在亞熱帶和溫帶地區以及在不同燃料供給方式下運行時，燃料新供給系統各個部份在中央控制單元控制下的工作狀態，參見表4、表5、表6及其所附說明。該控制方式適用于發動機冷機起動過程中，燃料供給系統主通道之中貯留的常規燃料不足以供暖機用，需另外補充供給常規燃料燃用。
其余局部變動及其相應的邏輯控制表在此不再贅述。
副供給系統中的部件(b)是電動輸油泵，可選用柱塞式電磁輸油泵或帶有內限壓閥的永磁電機式電動輸油泵。基本要求戶外工作型、防燃防爆等級d2G3、泵油壓力0.3～0.6MPa，供油量按不同功率的內燃機來選擇。若將本方案應用于帶有空氣壓縮機的內燃機上，可將壓縮空氣導入到副油箱內，用壓縮空氣取代電動輸油泵以輸送燃料。
副供給系統中的部件(d)是直動式三通電磁閥。基本要求戶外工作型、防燃防爆等級d2G3、最大工作壓差≥0.7MPa。三通電磁閥的(COM)端作為出油口，其常開端(NO)和常閉端(NC)作為進油口，分別與副供油管路和主供油管路相連接，其接法應與中央控制單元的控制邏輯相對應，參見圖2和圖4。該三通電磁閥可用一個雙通電磁閥，加上一個單通閥和一個三通接頭來取代，參見圖3和圖5。在圖3和圖5之中，(1)是常開型雙通電磁閥，(2)是三通接頭，(3)是單通閥，(4)是常閉型雙通電磁閥。
為了使內燃機在正常運轉時，其噴油泵內可保持適當的供油壓力，而在進行含水燃料排清操作時其回油通道得以開通和迅速將含水燃料排回主油箱，避免浪費燃料和產生多余的尾氣，噴油泵體上原有的限壓閥即圖1的部位(9)的限壓值調整到0.3MPa左右為宜。若原裝置的是排氣螺拴，應改裝成附有排氣功能的回油限壓閥。
內燃機用含水燃料之后，需要在其即將停止運轉之前的短暫時刻內燃用常規燃料，以驅除和避免燃用含水燃料所產生的潮汽滯留在燃燒室內。為了準確地掌握含水燃料排清操作的時間，以及掌握內燃機燃燒室內燃用的燃料從含水燃料變為常規燃料的轉變時刻——即內燃機的燃料供給主要通道內已經充滿常規燃料，噴油泵和噴油器內的含水燃料已經完全排回主油箱之中的時刻，以使內燃機立即停止運轉和避免浪費燃料，故需要在內燃機的排氣管上安裝濕度傳感器，即圖1中所標示的(e)部件，當其檢測到內燃機排氣管中通過的是燃用常規燃料所產生的干燥尾氣時，立即將檢測信號反饋回中央控制單元，使中央控制單元據以發出內燃機停止運轉指令。該傳感器與內燃機和中央控制單元一起組成含水燃料排清操作閉環反饋控制系統，所安裝的濕度傳感器必須能承受內燃機尾氣的沖擊和腐蝕，必須能在500～700℃的環境溫度下可靠地正常工作。
在本發明方案中，為了控制和協調所述內燃機燃料主供給系統和副供給系統的運作，以適應內燃機的各種工況和不同燃料的補給狀況，故需要加裝中央控制單元。中央控制單元與各個檢測裝置部件和受控運行部件的電氣控制原理圖參見圖6。中央控制單元裝置的外形和控制按鍵參見圖7和圖8。中央控制單元的核心部份優選由4位或8位單片微型計算機構成，將控制邏輯或程序存入其PROM或EPROM之中；單元的執行部份可由繼電器或功率半導體器件構成，選用后者可減少中央控制單元的體積。如圖7所示，中央控制單元面板左側有三個互為鎖定的帶內藏指示燈的控制按鍵，任一鍵按下時該燈亮，其余兩鍵斷開。各鍵內的燈光顏色不同，用以標示內燃機各種燃料供給運行狀況。按下各鍵后所進行的操作內容如下(Auto-Revers)—自動切換狀態運行；(Main System)—主系統供油運行；(Sub-System)—副系統供油運行；面板的中部是副油箱油量指示表，采用常規油量指示表即可；面板右側上部是中央控制單元的主電源開關按鍵(Power Switch)，按鍵內裝指示燈，按鍵后燈亮以表示電源接通，中央控制單元進入備用狀態，再按一次則鍵彈起，電源斷開；右側中部是蜂鳴器(Audio Alarm)，當內燃機燃用含水燃料運轉結束、車鑰匙轉到電源關斷位置以進行含水燃料排清操作期間就發出鳴響聲，用以提醒駕駛員注意，避免停車時的發動機非正常停轉(死火)造成的排清操作不能正常進行。面板右側下部是時間顯示屏(TimeIndicator)，用以顯示排清時間。
在圖8所示的背板上有時間設定按鈕(Set)和(Min)，用以對排清操作的時限進行設定。因為濕度傳感器安裝在尾氣管上，其工作條件較為惡劣，為了避免該傳感器可能失靈造成的發動機非正常運轉，也為了避免在雨天空氣濕度很大時可能造成的誤測信號使發動機不能停車，故在中央控制單元內加入含水燃料排清操作時間限制功能，并將排清操作時限設定為比濕度傳感器在晴天時的感應動作時間稍長一分鐘左右，從而保證使發動機得以在排清操作進行完畢后可靠地停轉。該功能為開環控制功能。當一時找不到合適的濕度傳感器用以構成閉環反饋控制系統時，該功能仍可使本發明方案得以實施。
對于在所述內燃機開機或停機時，需操作手動撥桿或拉桿使油路開通或斷開的老式內燃機燃料供給系統，在實施本方案時最好將其改裝成電磁閥式油路通斷器，否則在汽車運行于自動切換狀態(Auto Revers)燃用含水燃料后停車時，駕駛員關閉汽車主電源開關后，需等待含水燃料排清操作進行完畢后再操作撥桿或拉桿使發動機停車，這造成一定的不便。
當所述內燃機經常在環境溫度較低的地區或季節中運行，其燃料供給系統輸油主通道中貯留的常規燃料不足以供內燃機冷機起動時的暖機過程用，需要在此過程中額外補給常規燃料，為此需加裝發動機溫度傳感器，見圖1中的部件(f)。發動機溫度傳感器插裝在內燃機燃燒室外側的冷卻水套之中，溫度傳感器的中間裝有負溫度系數電阻(NTC)，當水溫低于給定的溫度時，例如40℃，信號傳給中央控制單元，控制單元發出指令由副供給系統向內燃機輸送常規燃料；當水溫上升至等于或高于給定溫度時，自動轉為由主供給系統向內燃機供給含水燃料。
在圖9表示的柱塞式噴油泵燃料供給系統第二實施方案中，主供給系統的各部件與圖1相同，且以相同的數字作標記。副供給系統由副油箱(a)、三通電磁閥(b)和雙通電磁閥(c)構成，另加上檢測部件濕度傳感器(d)和溫度傳感器(e)。與圖1所表示的方案相比，本方案可少用一個燃油濾清器和無需安裝電動輸油泵，也不需要對所述內燃機的噴油泵上原有的排氣螺栓或限壓閥的限壓值作任何變更，但要在原燃油濾清器的溢油閥(7)出口處加裝一個雙通電磁閥(c)，該電磁閥在主供油系統運行時開通，在副供油系統運行時關斷，以避免來自副油箱的常規燃料因旁路而直接流入主油箱。
實施上述方案二時，可使燃料供給系統中低壓油路的機動式輸油泵和高壓油路的噴油泵和噴油器均得到保護，而方案一則僅使高壓油路得到保護。
但在實施方案二時，含水燃料的排清操作時間較長，并且由于兩種燃料共用同一個燃油濾清器，不同比重的兩種燃料在燃油濾清器中的混合，可能造成含水燃料不容易完全排清。
方案二所對應的控制邏輯因與表1和表4大同小異，故在此不再贅列。
兩種方案的取舍，須經進行對比實驗后，視其結果作最后決定。
對于短途運輸車輛、內燃機需頻繁起動運轉和停轉的車輛或工程機械，為了避免頻繁地進行含水燃料的排清操作，所述內燃機的主油箱內以灌注常規燃料供內燃機燃用為妥。
對于有時需內燃機較長時間運轉，有時又需要短時運轉的車輛或工程機械，在采用方案一時，除非裝備了具有雙速可輸出高壓和常壓燃油的電動輸油泵，否則以采用方案二較好。
對于一般情況下運轉時間較長的船用、鐵路內燃機車或發電用的所述內燃機而言，采用方案一或方案二均無太大的差別。
在實施本發明方案時，由于在停機關斷原主電源開關之后，內燃機需要自動地持續運轉一小段時間以進行含水燃料排清操作，故當車輛是停放在周邊均為墻體的室內停車場或地下停車場時，需加強停車場的強制通風能力，避免廢氣在密閉空間積累所造成的后果。
以下再對軸向壓縮式分配泵——VE泵燃料供給系統的兩種實施方案進行說明。
在圖10表示的軸向壓縮式分配泵燃料供給系統的實施方案一之中，主供給系統各部件用數字標示，即主油箱(1)、低壓輸油管(2)、回油管(3)、機動膜片式輸油泵(4)、燃油精濾器(5)、溢油閥(6)、葉片式輸油泵(7)、溢流喉管(8)、高壓輸油管(9)和噴油器(10)，副供給系統各部件用字母標示，即副油箱(a)、電動輸油泵(b)、燃油精濾器(c)、直動式三通電磁閥(d)、改裝的溢流喉管(e)，以及未在圖中標示的溫度傳感器(f)。
VE泵新供給系統各個部份的工作狀態和相應的控制邏輯與前述的柱塞泵式燃料供給系統的實施方案大同小異，在此不作贅述。電動輸油泵(b)的供油壓力與內燃機原供給系統中的機動膜片式輸油泵(4)的泵油壓力相同即可。
內燃機正常運轉時，VE泵除了向各個噴油器分配供給高壓燃油外，多余的部份燃油經VE泵上部的溢流喉管(8)流回主油箱。鑒于常規燃料的比重一般小于含水燃料，為了在排清操作過程中盡可能完全地以常規燃料將含水燃料驅排回主油箱，在可能的情況下，應將溢流喉管(8)改裝到VE泵體的下部，如圖10所標示的(e)處。
其余部件的功能和注意事項參見前述的柱塞式噴油泵燃料供給系統施方案。
在圖11表示的軸向壓縮式分配泵燃料供給系統的實施方案二之中，主供給系統各部件與圖10中實施方案一相同，并以相同數字作標示，副供給系統有副油箱(a)、三通電磁閥(b)、雙通電磁閥(c)和改裝的溢流喉管(d)，以及圖中未有標示的濕度傳感器(e)和溫度傳感器(f)。
最后對噴油泵—噴油器即PT泵燃料供給系統的兩種實施方案作說明。
參見圖12和圖13，PT泵燃料供給系統有主油箱(1)、低壓輸油管(2)、燃油精濾器(3)、PT燃油泵(4)、高壓輸油管(5)、噴油器(6)和回油管(7)。在圖12所示的實施方案一的副供給系統有副油箱(a)、三通電磁閥(b)以及圖中未標示的濕度傳感器(c)。圖13所示的實施方案二的副供給系統有副油箱(a)、燃油濾清器(b)、三通電磁閥(c)及圖中未有標示的濕度傳感器(d)和溫度傳感器(e)。
噴油泵—噴油器燃料供給系統實施方案的基本原理與前述柱塞式噴油泵燃料供給系統和軸向壓縮式分配泵燃料供給系統基本相同。但其基本特點是PT泵泵出燃油的約20％由噴油器噴入到內燃機的燃燒室內進行燃燒，其余約80％的燃料經噴油器的回油通道回流入主油箱，該特點使所加裝的副供給系統結構大為簡化。
熱帶、亞熱帶環境下的系統設計(真值表)一.自動切換運行表1
控制邏輯說明1. X1-被檢測參數；F1-受控參數2. X3-計時器，其計時起始條件為X3＝X1；當計時至其預設定的時限后，自動復位歸0。
3. F1＝F3＝F4＝X1·X2·X3，F2＝X1＋X2·X3，F5＝X1附注1.應使電動輸油泵的出油壓力大于主供油系統輸油泵的壓力，并大于噴油泵限壓閥的開啟壓力，以便在自動切換控制狀態下停車時，盡快使柴油充滿全部供油管路和噴油器、泵，并將貯留在燃油供應系統中乳化油的絕大部份排入主油箱。
2.為滿足主供油系統燃油耗盡后，換用副供油系統供油運行的需要，應采用雙速永磁電機式電動輸油泵。當運行于自動切換狀態下停車時電動泵高速運行，輸出高壓柴油以排盡乳化油。當運行于副供油系統供油行車時電動泵低速運行，輸出正常壓力的柴油以行車。
3.亦可采用僅輸出高壓柴油的單速電動輸油泵。當副供油系統運行時，泵出的柴油的小部份供發動機運行，大部份柴油則被泵往主油箱；則油箱內的柴油將被泵盡時，切換回主供油系統對發動機供油運行。該項切換功能可用中央控制單元內存的一段子程序使之自動進行。
4.本系統適用于環境溫度不低于攝氏零度的情況下運行。
5.本系統的控制邏輯真值表是按采用圖2所示的三通電磁閥而列出，亦可采用常開型雙通電磁閥加上單向閥和三通接頭構成同樣功能，參見圖3。圖3中的標記(1)是常開型雙通電磁閥，(2)是三通接頭，(3)是單向閥。該常開型雙通電磁閥的控制邏輯與三通電磁閥的控制邏輯相閥。
二.主系統供油運行表2
三.副系統供油運行表3
亞熱帶、溫帶環境下的系統設計(真使表)一.自動切換運行表4<
控制邏輯說明1. X1-被檢測參數；F1—受控參數。
2. X3-計時器，其計時起始條件為X3＝X1當計時至其預設定的時限后，自動復位歸0。
3. F1＝X1·X2·X3，F3L＝X1·X4， F4＝X1·X4，F2＝X1＋X2·X3，F3H＝X1·X2·X3， F5＝X1附注1.應使電動輸油泵的出油壓力大于主供油系統輸油泵的壓力，并大于噴油泵限壓閥的開啟壓力，以便在自動切換控制狀態下停車時，盡快使柴油充滿全部供油管路和噴油器、泵，并將貯留在燃油供應系統中乳化燃油的絕大部份排入主油箱。
2.為滿足主供油系統燃油耗盡后，可換用副供油系統供油運行的需要，應采用雙速永磁電機式電動輸油泵。
A.自動切換狀態下停車時 電動泵高速(H)運行，輸出高壓柴油以排盡乳化油。
B.自動切換狀態下冷機起動和暖機時電動泵低速(L)運行， 輸出正常壓力的柴油。
c.則供油系統供油行車時 電動泵低速(L)運行，輸出正常壓力的柴油以行車。
3.亦可采用僅輸出高壓柴油的單速電動輸油泵。當副供油系統運行時，泵出的柴油的小部份供發動機運行，大部份柴油則被泵往主油箱。待副油箱內的柴油將被泵盡時，切換回主供油系統對發動機供油運行即可。
該切換功能可以采用中央控制單元內存的一段子程序使之自動進行。
4.本系統適用于環境溫度較低的條件下運行。但當汽車在環境溫度低于攝氏零度的地區或季節運行或停放時，應使用在該環境溫度下不發生冷凝的燃料。
5.本系統的邏輯控制真值表是按采用圖4所示的三通電磁閥而列出。亦可采用常閉型雙通電磁閥加上單向閥和三通接頭構成同樣功能，參見圖5。圖5中標記(3)是單通閥，(2)是三通接頭，(4)是常閉型雙通電磁閥，該常閉型雙通電磁閥的控制邏輯與三通電磁閥的控制邏輯相同。
二.主系統供油運行表5
三.副系統供油運行表權利要求
1.一種內燃機燃料供給系統，其特征在于在現時通用的燃燒室內燃料直接噴射式活塞型內燃發動機燃料供給系統——主供給系統的基礎上，添加燃料輔助供給系統——副供給系統和中央控制單元，中央控制單元控制主、副供給系統處于如下運行狀況在內燃機即將停止運轉的一小段時間內，以及在內燃機冷機起動和怠速暖機的過程中，將常規燃料輸入到內燃機的燃燒室內燃燒；在內燃機冷機起動及暖機過程結束后，將含水燃料入到內燃機的燃燒室內燃燒，也可根據需要將常規燃料輸送給內燃機燃用。
2.按照權利要求1所述的內燃機燃料供給系統，其特征在于所述的常規燃料是指含碳的液態或氣態燃料，或是其混合物以及加氫或加氧形成的混合燃料，優選品種為甲醇、乙醇、石腦油、汽油、煤油、柴油、植物油、天然氣或液化石油氣。
3.按照權利要求1所述的內燃機燃料供給系統，其特征在于所述的含水燃料是以所述的常規燃料為基礎，加入一定量的水和少量的添加劑后，以化學方法、加熱、機械力、超聲振動力或激光注入等方式，或是這幾種方式的組合，使水和所述常規燃料相互溶化或均勻地穩定地乳化和混合而形成；或將水和常規燃料先行分別汽化或氣化，再以氣態形式相混合而形成；或將水和常規燃料兩者之中的任一者，以氣態或汽態的形式吸入，另一者以液態形式噴射入內燃機的燃燒室內混合而形成。
4.按照權利要求1所述的內燃機燃料供給系統，其特征在于配制所述含水燃料所用的水必須是不含固體雜質的酸堿值為中性的軟水；若所用的是液態常規燃料，亦應事先經過沉淀和過濾。
5.按照權利要求1所述的內燃機燃料供給系統，其特征在于所述含水燃料若由水和油類配制而成，為使水和油均勻混合乳化時所添加的乳化劑，應選用非離子型乳化劑。
6.按照權利要求1所述的內燃機燃料供給系統，其特征在于以含水燃料的液態總體積為基數計算的水的含量為10％～50％，優選為20％～30％。
全文摘要
一種內燃機燃料供給系統，在內燃機停轉前及內燃機冷機起動和怠速暖機過程中，將常規燃料輸入到燃燒室燃用；在內燃機暖機結束后的正常運轉期間，將含水燃料輸入到燃燒室燃用。使內燃機省油、減少排氣中的污染物質、防止機件銹蝕、減少磨損、起動性能和潤滑性能得到改善，并且其結構簡單，改造費用低，容易布置和安排，適應面廣，不增加操作難度。
文檔編號F02B43/10GK1127328SQ9511564
公開日1996年7月24日 申請日期1995年9月26日 優先權日1995年9月26日
發明者王沖 申請人:王沖