專利名稱：醇類燃油電動(dòng)泵的設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供應(yīng)方法與裝置，尤其是內(nèi)置式燃料泵的設(shè)置方法與
直O(jiān)
背景技術(shù)：
內(nèi)置式的燃油泵是電噴系統(tǒng)中提供車輛燃料供應(yīng)的動(dòng)力。2009年7月2日國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布公告稱，《車用甲醇汽油(M85)》標(biāo)準(zhǔn)正式批準(zhǔn)頒布并實(shí)施。據(jù)了解，該標(biāo)準(zhǔn)是甲醇汽油的首個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。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(jì)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(dòng)機(jī)上使用。即現(xiàn)有汽車完全可以使用單一甲醇燃料驅(qū)動(dòng)，而僅在冷車啟動(dòng)時(shí)使用少量汽油啟動(dòng)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(yīng)是與現(xiàn)有的汽車電噴和燃油供應(yīng)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(dòng)泵。此外，山西、武漢等地已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模采用單一燃料甲醇運(yùn)用于出租車，以緩解日益上升的汽油價(jià)格—— 出租車承包人已經(jīng)無(wú)法承受燃油成本。由于甲醇為弱導(dǎo)電的極性溶劑，其中又不可避免含水份，所以有理論認(rèn)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(yuǎn)多于在汽油內(nèi)，實(shí)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(shí)會(huì)產(chǎn)生粘稠狀物質(zhì)，極易堵塞濾網(wǎng)和噴油嘴。其機(jī)理眾說(shuō)紛紜。在實(shí)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(dǎo)致的問(wèn)題，徐春良公開(kāi)的“高比例甲醇汽油對(duì)電動(dòng)燃油泵的腐蝕性分析”中給出多種現(xiàn)象描述。參見(jiàn)http//www. docin. com/p-69691304. html ；發(fā)現(xiàn)了在甲醇中水和氧氣的存在對(duì)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?yàn)殂~(電解后) 氧化生成的二價(jià)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(shí)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(yáng)極電子噴射燃油泵，似乎揭示了甲醇內(nèi)存在著復(fù)雜的電化學(xué)腐蝕，故提出泵殼外面加第二陽(yáng)極，在第一陽(yáng)極與第二陽(yáng)極之間連接一個(gè)附加電源，用來(lái)減輕原車陽(yáng)極的電化學(xué)析出。同時(shí)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(jìn)行靜電噴涂，陽(yáng)極電路連接點(diǎn)用耐醇類燃料和耐汽油的抗腐蝕材料進(jìn)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(xué)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(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)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(lái)達(dá)到延緩甲醇燃料通電后產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而間接對(duì)甲醇泵帶來(lái)的嚴(yán)重腐蝕，同時(shí)提出醇類燃油電動(dòng)泵的設(shè)計(jì)理念。
本發(fā)明技術(shù)方案是醇類燃油電動(dòng)泵的設(shè)置方法，將醇類燃油電動(dòng)泵的工作電壓設(shè)置在6V-10. 4V的電壓范圍之間。9V-10. 4V的工作電壓相對(duì)電機(jī)而言是更具有小電流的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)電壓范圍內(nèi)，可以使甲醇泵的工作時(shí)間延長(zhǎng)到13. 7-14. 5V工作電壓的二倍以上或更長(zhǎng)時(shí)間。更低腐蝕的工作電壓設(shè)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(guò)大。采用靜態(tài)通電試驗(yàn)的方式，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了上述工作范圍， 而實(shí)車試驗(yàn)也證明了上述結(jié)果。汽車上的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為13. 7—14. 5V (此電壓為汽車直流電源系統(tǒng)實(shí)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(xué)反應(yīng)(電解態(tài))。后通過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要直流電壓低于9V以下，則甲醇的電化學(xué)反應(yīng)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(huì)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(xué)對(duì)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(dòng)機(jī)的使用要求，由于甲醇化學(xué)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(yàn)證明在同距離電極之間施加的直流電壓為6V 時(shí)，則甲醇的電化學(xué)腐蝕則基本停止。還有一點(diǎn)必須強(qiáng)調(diào)的是，汽車上正常的工作電壓實(shí)際上不會(huì)低于14V，蓄電池輸出14. 6V，發(fā)電機(jī)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(gè)可觀的數(shù)字。所以才能取得本發(fā)明的效果。
具體實(shí)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(yīng)用范圍尤其是M60以上，由于甲醇的電化學(xué)腐蝕超過(guò)乙醇，故本發(fā)明在應(yīng)用上完全適用于乙醇燃料(E65以上牌號(hào))，故亦可稱乙醇泵)的工作電源的應(yīng)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(shí)左右，就會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)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(lán)色(應(yīng)為二價(jià)銅離子)；由此機(jī)理可以認(rèn)為，這時(shí)甲醇已在13V以上的電壓下對(duì)泵銅線和電源接插件產(chǎn)生了極強(qiáng)的電化學(xué)腐蝕，并由此推理這些電化學(xué)反應(yīng)及產(chǎn)物產(chǎn)生了更強(qiáng)的腐蝕條件。包括甲醇中水和氧氣的存在可能對(duì)加電工作中的銅(包括銅導(dǎo)線和銅換向器)有更大的電化學(xué)腐蝕作用，時(shí)間長(zhǎng)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(shí)用時(shí)泵的壽命如果達(dá)到3000-5000小時(shí)以上就具有足夠的實(shí)用性(市場(chǎng)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(shí)施
1、通過(guò)DC/DC降壓器(直流變換器，一般采用開(kāi)關(guān)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(dāng)然，考慮到現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，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(xué)腐蝕稍差，但使泵達(dá)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(jiàn)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(dòng)燃油泵的電路中，利用電流通過(guò)電阻時(shí)產(chǎn)生的壓降，使得進(jìn)入油箱的電源為7-10V，理想的工作電壓應(yīng)設(shè)置在7V以上而小于9V，如8V左右或8-9V均是比較理想的。當(dāng)然，也不排除當(dāng)泵工作效率更高時(shí)，當(dāng)工作電流小于10A，甚至只有5-6A時(shí)，可以采用低至6V左右的電源。3、DC/DC變換塊可以采用開(kāi)關(guān)電源模塊，也可以通過(guò)汽車的發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)專用低電壓電源，即使大車使用MV電源，也通過(guò)24V轉(zhuǎn)一7-9V電源變換器來(lái)采用本發(fā)明方案。4、值得指出的是，本發(fā)明可用于無(wú)刷電機(jī)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(xué)腐蝕會(huì)明顯減輕。5、采用甲醇靜態(tài)通電試驗(yàn)的方式，發(fā)現(xiàn)了上述工作范圍，此外，實(shí)車試驗(yàn)也表明上述結(jié)果。本發(fā)明的試驗(yàn)是在MlOO甲醇(純甲醇)中試驗(yàn)的。實(shí)際汽車試用表明，8. 4V、8V、7.5V正常工作數(shù)百小時(shí)均無(wú)明顯腐蝕痕跡，濾網(wǎng)無(wú)膠質(zhì)。而14V泵工作數(shù)天后拆解就可見(jiàn)明顯的銅線和換向器的腐蝕?？梢?jiàn)電壓低明顯可以減少電化學(xué)腐蝕。用通電時(shí)間48h為觀察周期，1級(jí)現(xiàn)象甲醇為清液、完全不出現(xiàn)粘稠狀物質(zhì)；2級(jí)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(jí)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(jí)現(xiàn)象，而9-10. 4V的觀察周期均為2-3級(jí)現(xiàn)象，而大于13V的觀察周期則變色現(xiàn)象較為嚴(yán)重?？傊景l(fā)明的主要技術(shù)方案是將電動(dòng)燃油泵的工作電壓設(shè)置在較低的值，從而使甲醇燃油泵對(duì)電化學(xué)腐蝕具有了明顯的耐受性，從而使泵的工作壽命大大延長(zhǎng)。而泵的額定工作電壓工作電流并不是本發(fā)明的重點(diǎn)。6、如需要制備滿足原來(lái)的輸出功率的醇類燃油電動(dòng)泵，包括泵體與泵的驅(qū)動(dòng)電機(jī)構(gòu)成電動(dòng)泵總成，應(yīng)該使電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈降低15-50%。因?yàn)楸迷谠O(shè)計(jì)上最容易改動(dòng)的是將電動(dòng)燃油泵降低轉(zhuǎn)子線圈的匝數(shù)，以典型的HC38型號(hào)泵為例，將原來(lái)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(shè)計(jì)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(dòng)泵。也可以同時(shí)在磁路上作出改進(jìn)如增加永磁磁瓦的磁場(chǎng)強(qiáng)度，可采用稀土磁瓦等。其工作電流會(huì)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(dòng)力的電動(dòng)泵。當(dāng)然泵的其它防腐蝕也是需要的，如有刷電機(jī)的換向器采用碳換向器，涂復(fù)耐蝕材料等均是可行的。本發(fā)明不加細(xì)述。電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈為了適應(yīng)本發(fā)明的，在低電壓的(車載)電源工作，延緩甲醇的電化學(xué)腐蝕，而刻意將泵的轉(zhuǎn)子匝數(shù)降低。7、本發(fā)明的實(shí)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(jī)動(dòng)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(quán)利要求
1.醇類燃油電動(dòng)泵的設(shè)置方法，用于醇類燃油的電動(dòng)泵，其特征是將汽車上提供給電動(dòng)泵的工作電壓設(shè)置在6-10. 4V。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醇類燃油電動(dòng)泵的設(shè)置方法，其特征是工作電壓設(shè)置在 9-10. 4V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醇類燃油電動(dòng)泵的設(shè)置方法，其特征是工作電壓設(shè)置在7V以上而小于9V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醇類燃油電動(dòng)泵的設(shè)置方法，其特征是工作電壓設(shè)置在8V以上而小于9V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的醇類燃油電動(dòng)泵的設(shè)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(jī)動(dòng)車。
6.醇類燃油電動(dòng)泵，其特征是電動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈降低15-50%。
全文摘要
醇類燃油電動(dòng)泵的設(shè)置方法，用于醇類燃油的電動(dòng)泵，將電動(dòng)泵的工作電壓設(shè)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(jī)動(dòng)車。醇類燃油電動(dòng)泵，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(shí)電化學(xué)反應(yīng)對(duì)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(dòng)機(jī)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(hào)F02M37/08GK102383985SQ20111019531
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者孫立生, 陳國(guó)慶 申請(qǐng)人:孫立生, 蘇州兩江科技有限公司