專利名稱：甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于甲醇燃料汽車啟動技術領域，具體涉及一種用于甲醇燃料汽車冬季冷啟動的電控預熱裝置。
背景技術：
我國經濟社會快速發展，對能源的需求大幅增長，礦物能源的不可再生性等因素嚴重影響著我國的能源戰略和能源安全。隨著機動車保有量的急驟增加，尾氣排放致使大氣污染，環境惡化，經濟的可持續發展及人們的身體健康受到極大影響。從可持續發展和國家能源戰略考慮，節能減排、低碳環保問題亟待解決，開發利用清潔、可再生能源勢在必行。·
在諸多的汽油替代產品中，甲醇屬清潔可再生能源。甲醇的理化性質、燃燒特性適合于車用燃料，且原料來源廣泛，生產成本低，是汽油的理想替代燃料。但是，由于甲醇閃點低，汽化潛熱高，為1109kJ/kg，是汽油汽化潛熱(310kJ/kg)的3. 7倍,蒸汽壓僅O. 32bar,不到汽油蒸汽壓(O. 66bar)的一半；所以在外界溫度較低的情況下，使用甲醇燃料，尤其是M85以上比例的甲醇燃料時，較難汽化，在汽缸內不易被點火器點燃，造成車輛的冬季冷啟動困難。目前解決甲醇燃料汽車冬季冷啟動的措施主要是加摻一定比例的可溶性助燃劑如二甲醚、異戊烷等，以改善可燃混合氣的著火特性，或者增加附油箱和冷啟動噴油裝置，形成雙油、雙泵、雙噴系統。增加附油箱和冷啟動噴油裝置的結構和工作機理是在汽車行李箱加裝容量較小的汽油箱，增設汽油供油管道、汽油泵、汽油增壓泵、汽油噴油器，在汽油管道和甲醇燃料管道交匯處設置三通轉換器。冬季啟動汽車時先啟動汽油燃料噴射系統啟動車輛，暖機、升溫后通過轉換器關閉汽油燃料噴射系統，切換成甲醇燃料噴射系統，工作進入常態。該方法需要改變汽車結構，系統結構復雜，推廣應用難度大。
發明內容
本發明的目的是提供一種結構簡單，使用方便的甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置，以對進氣主管內的空氣及可燃混合氣進行輔助加熱。本發明的甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置包括電控單元、開關啟動信號器、電磁繼電器、正溫度效應電熱器和水溫傳感器，所述正溫度效應電熱器安裝在發動機節氣門之后的進氣總管上，與電磁繼電器電連接；所述水溫傳感器安裝在散熱器上，所述電磁繼電器、開關啟動信號器和水溫傳感器分別與電控單元電連接。優選地，所述正溫度效應電熱器選擇工作電壓12V，功率230W的PTC電熱器。所述正溫度效應電熱器被安裝在節氣門與進氣總管之間，也可以根據車型安裝在分體進氣歧管的連接處，或進氣歧管與發動機缸蓋連接處，根據設定溫度，對進氣溫度進行自動調節。為不影響進氣的流量和壓力，所述正溫度效應電熱器為蜂窩狀，直徑小于進氣總管，兩側可使部分氣流通過。電源線則從加熱器剛性金屬外殼的一側接入，連接處加裝絕緣墊片，加熱器設置防短路接地線。優選地，所述的水溫傳感器被安裝在發動機散熱器的進水口位置。所述開關啟動信號器(STA)、電磁繼電器(執行器)和電控單元(ECU)共同組成冷啟動預熱裝置的電控系統。汽車電源接通后，開關啟動信號器(STA)將通電信號傳遞給電控單元(E⑶)，E⑶接收信號向電磁繼電器(執行器)發出指令，接通正溫度效應電熱器(PTC)電源，PTC在IOs內將溫度升至規定的溫度范圍，對進入進氣總管或進氣歧管的空氣進行加熱，改善燃油的霧化和氣化，形成加熱可燃混合氣。甲醇燃料蒸汽/空氣當量比達到甲醇的最低著火極限值O. 63以上，甲醇蒸汽摩爾分數達到O. 06以上，符合氣缸內充量溫度的著火范圍，車輛實現冷啟動。發動機暖機、冷卻水溫達到60°C時，ECU根據水溫傳感器反饋的水溫信息，向電磁繼電器(執行器)發出關閉PTC電源指令，PTC斷電停止工作，冷啟動預熱裝置完成啟動預熱過程，車輛主控制系統以常態工作。 本發明的甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置可使M85甲醇燃料汽車在-25°C環境溫度狀態下正常啟動(甲醇燃料蒸汽/空氣當量比值可達O. 98以上)，而不采用本發明裝置的M85甲醇燃料汽車只能在_12°C環境溫度狀態下啟動。另外，本發明的甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置可使MlOO甲醇燃料汽車在-22°C(PTC安裝在節氣門后進氣總管上，甲醇燃料蒸汽/空氣當量比值O. 69 O. 82之間)和-25°C (PTC安裝在進氣歧管進氣門附近，甲醇燃料蒸汽/空氣當量比值O. 89 O. 96之間)的環境溫度狀態下正常啟動。本發明的甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置提高了燃料的熱效率，改善了車輛啟動、預熱暖機、低速工況的冷驅動性能，降低了預熱暖機200S內的高排放、高油耗。本發明的甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置結構簡單、成本低廉，操作方便，安全可靠，能克服高比例甲醇燃料汽化潛熱大的缺點，顯著提高高比例甲醇燃料的冷啟動性能，可以有效解決M85 MlOO高比例甲醇燃料的冷啟動性能，完全能滿足高比例甲醇燃料使用的技術要求，以推進M85 MlOO高比例甲醇燃料的產業化推廣實施。
圖I是本發明甲醇燃料冷啟動預熱裝置的結構示意圖。
具體實施例方式甲醇燃料冷啟動預熱裝置的結構如圖I所示，為安裝在汽車發動機9上的輔助加熱系統，由電控系統、正溫度效應電熱器4和水溫傳感器5構成。其中的電控系統由開關啟動信號器12、電磁繼電器11和電控單兀10組成，由汽車電瓶提供電源。正溫度效應電熱器4安裝在發動機9節氣門2之后的進氣總管3內，直徑小于進氣總管3，與電磁繼電器11電連接，電磁繼電器11進而連接電控單元10。水溫傳感器5安裝在發動機9的散熱器6的進水口位置上，與電控單元10電連接。同時，開關啟動信號器12也與電控單元10電連接。接通汽車電源，開關啟動信號器12通過電控單元10控制電磁繼電器11接通正溫度效應電熱器4電源，對通過空氣濾清器I和節氣門2進入進氣總管2的空氣進行加熱，熱空氣進入進氣歧管7，與噴油器8噴出的燃油混合，改善燃油的霧化和氣化，形成加熱可燃 混合氣，車輛實現冷啟動。水溫傳感器5檢測發動機暖機、冷卻水溫達到60°C時，通過電控單元10控制電磁繼電器11將正溫度效應電熱器4斷電，完成啟動預熱過程，車輛主控制系統以常態工作。
權利要求
1.甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置，其特征是包括電控單元、開關啟動信號器、電磁繼電器、正溫度效應電熱器和水溫傳感器，所述正溫度效應電熱器安裝在發動機節氣門之后的進氣總管上，與電磁繼電器電連接；所述水溫傳感器安裝在散熱器上，所述電磁繼電器、開關啟動信號器和水溫傳感器分別與電控單元電連接。
2.根據權利要求I所述的甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置，其特征是所述正溫度效應電熱器的工作電壓12V，功率230W。
3.根據權利要求I所述的甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置，其特征是所述正溫度效應電熱器安裝在節氣門與進氣總管之間。
4.根據權利要求I所述的甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置，其特征是所述正溫度效應電熱器安裝在分體進氣歧管連接處。
5.根據權利要求I所述的甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置，其特征是所述正溫度效應電熱器安裝在進氣歧管與發動機缸蓋連接處。
6.根據權利要求I所述的甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置，其特征是所述水溫傳感器安裝在發動機散熱器的進水口處。
全文摘要
本發明公開了一種甲醇燃料汽車冷啟動預熱裝置，包括電控單元、開關啟動信號器、電磁繼電器、正溫度效應電熱器和水溫傳感器，所述正溫度效應電熱器安裝在發動機節氣門之后的進氣總管上，與電磁繼電器電連接；所述水溫傳感器安裝在散熱器上，所述電磁繼電器、開關啟動信號器和水溫傳感器分別與電控單元電連接。本發明裝置可以有效解決M85～M100高比例甲醇燃料的冷啟動性能，完全能滿足高比例甲醇燃料使用的技術要求，改善車輛啟動、預熱暖機、低速工況的冷驅動性能，降低預熱暖機200S內的高排放、高油耗。
文檔編號G05D23/19GK102889159SQ20121040959
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者段學偉 申請人:山西鼎喬科技有限公司