甲醇-柴油雙燃料發動機及軌道機車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種甲醇-柴油雙燃料發動機及軌道機車，屬于軌道車輛制造技術領域。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著能源問題和環境問題越來越突出，節能環保成為發動機研發的重點。因而能夠有效保護生態環境并且經濟性好的甲醇-柴油雙燃料發動機成為了發動機研發的關鍵。
[0003]現有技術中的甲醇-柴油雙燃料發動機使用的是現有的柴油發動機，通過在柴油中加入甲醇并加入助溶劑使甲醇與柴油互溶后，再將混合物通過柴油噴嘴噴入氣缸燃燒室中點燃。
[0004]但是這種甲醇-柴油雙燃料發動機的實現過程需要在柴油中加入大量的助溶劑，而這種助溶劑價格很高，這樣就使得通過這種方式實現的甲醇-柴油雙燃料發動機的使用成本很高。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種甲醇-柴油雙燃料發動機及軌道機車，以解決現有技術中甲醇-柴油雙燃料發動機的使用成本很高的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下:
[0007]本發明一方面提供一種甲醇-柴油雙燃料發動機，包括:柴油發動機、甲醇噴射系統和電子控制系統，該甲醇噴射系統包括:甲醇箱、一級甲醇栗以及甲醇噴嘴，此甲醇噴嘴設置在氣缸的燃燒室處;一級甲醇栗的輸入端連接甲醇箱，一級甲醇栗的輸出端連接所述甲醇噴嘴；電子控制系統包括:轉速傳感器，用于采集甲醇-柴油雙燃料發動機的轉速;油門傳感器，用于采集油門開度;水溫傳感器，用于采集水溫;控制器，該控制器與柴油發動機以及甲醇噴射系統連接，用于根據轉速、油門開度和水溫控制甲醇的噴射起始時間以及噴射量。
[0008]上述甲醇-柴油雙燃料發動機的進一步改進，轉速傳感器包括:曲軸傳感器和凸輪軸傳感器;該曲軸傳感器安裝在曲軸上，用于監測曲軸的轉速;凸輪軸傳感器安裝在凸輪軸上，用于監測凸輪軸的轉速。
[0009]上述甲醇-柴油雙燃料發動機的進一步改進，甲醇噴射系統還包括:醇耗儀，該醇耗儀設置在一級甲醇栗的輸入端與甲醇箱之間，醇耗儀與電子控制系統連接，該醇耗儀用于采集甲醇的消耗量。
[0010]上述甲醇-柴油雙燃料發動機的進一步改進，甲醇噴射系統還包括:濾清器，該濾清器設置在一級甲醇栗的輸出端與甲醇噴嘴之間。
[0011]上述甲醇-柴油雙燃料發動機的進一步改進，甲醇噴射系統還包括:限壓閥，該限壓閥設置在甲醇噴嘴與濾清器之間。
[0012]上述甲醇-柴油雙燃料發動機的進一步改進，甲醇噴射系統還包括:二級甲醇栗，該二級甲醇栗設置在濾清器與限壓閥之間。
[0013]上述甲醇-柴油雙燃料發動機的進一步改進，柴油發動機為六缸柴油發動機；甲醇噴嘴為六個，分別安裝在六缸柴油發動機的每一個氣缸的燃燒室處；電子控制系統控制每一個甲醇噴嘴噴射甲醇的起始時間以及噴射量。
[0014]上述甲醇-柴油雙燃料發動機的進一步改進，電子控制系統還包括顯示儀表，該顯示儀表用于顯示轉速、油門開度、水溫或者其組合。
[0015]上述甲醇-柴油雙燃料發動機的進一步改進，電子控制系統還包括顯示儀表，該顯示儀表用于顯示轉速、油門開度、水溫、甲醇存量或者其組合。
[0016]本發明另一方面還提供一種軌道機車，所述軌道機車安裝有如上所述的甲醇-柴油雙燃料發動機。
[0017]本發明提供的甲醇-柴油雙燃料發動機及軌道機車，通過設置甲醇噴射系統并根據傳感器采集到的發動機轉速、油門開度和水溫來控制柴油和甲醇的噴射順序以及各自的噴射量，從而無需將甲醇和柴油通過添加助溶劑的方式進行預混合，降低了甲醇-柴油雙燃料發動機的使用成本。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明【具體實施方式】所給出的甲醇-柴油雙燃料發動機的結構示意圖；
[0019]圖2為圖1中甲醇噴射系統的結構示意圖；
[0020]圖3是圖1中的甲醇-柴油雙燃料發動機中曲軸傳感器的位置示意圖；
[0021]圖4是圖1中的甲醇-柴油雙燃料發動機中凸輪軸傳感器的位置示意圖。
[0022]圖中:
[0023]1、甲醇-柴油雙燃料發動機； 10、甲醇噴射系統；
[0024]101、甲醇噴嘴；102、甲醇箱；
[0025]103、一級甲醇栗；104、醇耗儀；
[0026]105、濾清器；106、限壓閥；
[0027]107、二級甲醇栗；108、甲醇管道；
[0028]20、柴油發動機；30、電子控制系統；
[0029]301、轉速傳感器；302、油門傳感器；
[0030]303、水溫傳感器；3011、曲軸傳感器；
[0031]3012、凸輪軸傳感器；304、控制器。
【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明，應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，本發明不局限于下述的【具體實施方式】。
[0033]圖1是甲醇-柴油雙燃料發動機的結構示意圖；圖2為圖1中甲醇噴射系統的結構示意圖。
[0034]如圖1和圖2所示，該發動機包柴油發動機20、甲醇噴射系統10和電子控制系統30。其中，甲醇噴射系統10包括:甲醇噴嘴101、甲醇箱102和一級甲醇栗103，該一級甲醇栗103的一端連接甲醇噴嘴101，另一端連接甲醇箱102。柴油發動機20使用的是現有技術中的柴油發動機20，其主要區別在于柴油發動機20的燃燒室安裝有甲醇噴射系統10中的甲醇噴嘴101。柴油發動機中氣體的流向如圖1中箭頭所示，新鮮空氣經過增壓器和中冷器后進入氣缸的燃燒室;燃燒后的廢氣經增壓器后排出。電子控制系統30包括:采集發動機轉速的轉速傳感器301、采集油門開度的油門傳感器302、采集水溫的水溫傳感器303以及控制器304。這個控制器304根據采集到的轉速信息、油門開度信息和水溫信息來控制柴油噴嘴和甲醇噴嘴101的開閉和大小，從而控制甲醇噴射的起始時間以及噴射量。
[0035]本實施例的甲醇-柴油雙燃料發動機1，通過單獨設置甲醇噴射系統10來噴入甲醇，從而不再需要提前將甲醇和柴油混合，因而也就無需再添加助溶劑，這樣就節省了大量的使用成本。同時，通過設置轉速傳感器301、油門傳感器302和水溫傳感器303來分別采集甲醇-柴油雙燃料發動機1的轉速、油門開度和水溫，并根據上述三個信息來控制每個行程中甲醇和柴油的噴射順序以及各自的噴射量，從而使甲醇-柴油雙燃料發動機1能夠在保持柴油發動機20動力性能不變的情況下使甲醇對柴油的替代率能夠最高達到38%，而且在最大負載工況下甲醇對柴油的替代率也能達到15%。這樣每臺甲醇-柴油雙燃料發動機1每年可以節省柴油10多噸，從而節約了大量能源。同時，經發明人大量測試表明，本實施例的甲醇-柴油雙燃料發動機1的排氣溫度比普通的柴油發動機的排氣溫度低，而且排出的氣體中碳煙少，能夠很好的保護環境。
[0036]甲醇噴射系統10還可以在一級甲醇栗103和甲醇箱102之間連接一個醇耗儀104，用于采集甲醇的消耗量。該醇耗儀104還與電子控制系統30連接，從而電子控制系統30可以根據甲醇的含量來控制甲醇噴嘴101和柴油噴嘴的開閉，避免甲醇-柴油雙燃料發動機1發生安全事故。當然，還可以設置一個與醇耗儀104連接的報警器用于對甲醇存量(也即，甲醇的剩余量)進行報警，該報警器可以設置在電子控制系統30中，也可以單獨設置。
[0037]在上述實施例的基礎上還可以在一級甲醇栗103的輸出端與甲醇噴嘴101之間連接濾清器105，用于對甲醇的濾清。由于不同品牌的甲醇或者不同批次的甲醇的清潔度不一樣，當甲醇的清潔度不夠高時很容易堵塞甲醇噴嘴101，通過濾清器105可以對甲醇進行濾清，這樣就可以避免甲醇中所含有的雜質堵塞甲醇噴嘴101或者影響甲醇的燃燒過程。
[0038]在上述實施例的基礎上還可以在濾清器105和甲醇噴嘴101之間連接限壓閥106。通過限壓閥106的作用可以對甲醇噴嘴101的噴射壓力進行控制，避免噴射壓力過大。最好的，在該限壓閥106和甲醇噴嘴101之間再設置一個濾清器105，這樣在限壓之后可以進一步對甲醇進行濾清，使得噴入燃燒室的甲醇清潔度更高，更好的避免甲醇噴嘴101被堵塞。
[0039]在上述實施例的基礎上還可以在濾清器105和限壓閥106之間連接二級甲醇栗107。通過一級甲醇栗103、二級甲醇栗107和限壓閥106的作用可以使甲醇噴嘴101噴射甲醇的壓力更加符合要求，同時，通過對三個零件的調節控制，也能夠使甲醇噴射壓力的調控更加容易。
[0040]在上述實施例的基礎上，柴油發動機20可以使用六缸柴油發動機，相應的，在六缸柴油發動機的每一個氣缸的燃燒室處均安裝有一個甲醇噴嘴101，電子控制系統30根據溫度信息、油門開度信息和轉速信息控制每一個油門噴嘴的噴射起始時間和噴射量。具體的，可以將六個甲醇噴嘴