【關(guān)鍵詞】甲醇燃料汽車；雙燃料供給系統(tǒng)；能源安全；污染物排放 中圖分類號(hào)：U469.79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-8639(2025)06-0090-03 ABriefDiscussionontheDual-fuel Supply System ofMethanol Fuel Vehicles XiePuguang，Zheng Haishen，Mou Bo，Dong Yapei，Guo Zhengzi (Electronic and Electrical Architecture Development Department， GeelyAutomobile Research Institute（Ningbo）Co.，Ltd.，Ningbo ，China）

【Abstract】Methanol，as a renewable and green energy source，shows its advantages whenused as vehicle fuel. It cannot onlyreduce pollutant emisions，decrease relianceon petroleum，cutvehicle usage costs，but also ffectively promote sustainable development.However，toapply methanolto automobiles，the entirevehicle's fuel system needs to bemodified，andadopting a dual-fuel suppysystem isa common approach.Thearticle takes the dual-fuel supply system of Geely Automobileas an example.This system includes components such as ECMandcarbon canisters，and is equippedwithdualfueltanks.Underdiferent workingconditionssuchaspower-offorpower-onstart-upof theentire vehicle，normal water temperature signal，insuficient methanolbalance，andoil pump failure，theECMwill precisely control componentssuchasthefuel pumptoachieve stablefuelsuply.Methanol vehiclesareof great significancein addresing energyandenvironmental issues.Withthe continuous advancement of technologyand the vigorous promotion of policies，they are expected to become an important part of China's transportation system.

【Key words】 methanol fuel vehicles；dual-fuel supply system；energy security；polltant discharge

0 前言

甲醇作為一種可再生的綠色能源，其應(yīng)用于車用燃料的技術(shù)已較為成熟。由于甲醇生產(chǎn)成本較低，且能顯著緩解汽車尾氣污染與溫室氣體排放問(wèn)題，將其用作汽車燃料具有極高的創(chuàng)新價(jià)值，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）降低污染物排放。甲醇燃料汽車能夠減少汽車污染物的排放。例如，汽油燃燒會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔铩㈩w粒物、硫化物、鉛及其他重金屬，而甲醇燃燒的產(chǎn)物僅為二氧化碳和水。

通過(guò)生物質(zhì)發(fā)酵制取，有助于推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2）減少石油依賴。甲醇汽車可降低對(duì)石油的依賴程度，減少石油進(jìn)口，從而有力保障國(guó)家能源安全。

3）降低用車成本。甲醇的生產(chǎn)成本較低，可以降低用戶的用車成本。

4）促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。甲醇屬于可再生資源，可

盡管甲醇作為汽車燃料優(yōu)點(diǎn)眾多，但現(xiàn)階段甲醇汽車并非簡(jiǎn)單地將油箱中的汽油替換為甲醇，而是需依據(jù)甲醇的化學(xué)特性，對(duì)整車的燃料系統(tǒng)進(jìn)行適應(yīng)性改造。例如，采用雙燃料供給系統(tǒng)，該系統(tǒng)可同時(shí)使用兩種燃料，如汽油和甲醇。目前，吉利汽車公司在市場(chǎng)上銷售的甲醇燃料汽車，便采用了這種雙燃料供給系統(tǒng)，成功將甲醇用于汽車燃料的設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。下文介紹吉利汽車公司甲醇汽車雙燃料供給系統(tǒng)的工作原理。

1雙燃料供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1雙燃料供給系統(tǒng)涉及的零部件

雙燃料供給系統(tǒng)通常包含ECM（發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元）、碳罐、燃油泵、碳罐閥、發(fā)動(dòng)機(jī)、起動(dòng)機(jī)、水

溫傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器等零部件。雙燃料供給系統(tǒng)的原理如圖1所示。

1.2 雙燃料供給系統(tǒng)的工作原理介紹

甲醇和汽油的化學(xué)特性存在差異，甲醇的閃點(diǎn)約為 12% ，而輕質(zhì)汽油（如車用汽油）的閃點(diǎn)大約在 $- 4 0 \\mathrm { \\sim } - 2 0 \\mathrm { \extC }$ 之間（備注：閃點(diǎn)指液體表面產(chǎn)生的蒸汽與空氣混合物能夠被點(diǎn)燃的最低溫度，該數(shù)值會(huì)因環(huán)境條件，如大氣壓力和濕度，而略有變化）。因此，以甲醇為燃料的汽車在低溫環(huán)境下可能出現(xiàn)啟動(dòng)困難的問(wèn)題。為解決這一難題，工程師們創(chuàng)新性地研發(fā)了雙燃料供給系統(tǒng)，該系統(tǒng)可同時(shí)使用甲醇和汽油兩種燃料。雙燃料供給系統(tǒng)的工作原理如圖2所示。

車身控制器 ECM 水溫傳感器 轉(zhuǎn)速傳感器 燃油泵1 燃油泵2 起動(dòng)繼電器開(kāi)始 1)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)否2動(dòng)開(kāi) 1)接收發(fā)動(dòng) 發(fā)動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 制油 控制器燃油檢，確認(rèn)是否滿 機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào) 水溫給到 制器足起動(dòng)條件 2)接收發(fā)動(dòng) ECM控制器 是 起動(dòng)繼電結(jié)束 是 機(jī)身 發(fā)動(dòng)機(jī)水溫700r/min? 是 是控制器燃油泵2不噴油 起動(dòng)繼電器斷開(kāi)

1）燃料箱與供給控制。雙燃料供給系統(tǒng)設(shè)有2個(gè)燃料箱，分別用于儲(chǔ)存甲醇和汽油，且2個(gè)燃料箱共用1個(gè)碳罐。ECM通過(guò)燃油泵1（甲醇泵)及燃油泵2(汽油泵），分別精準(zhǔn)控制甲醇和汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給量。

2）整車下電狀態(tài)啟動(dòng)流程。當(dāng)用戶在整車下電狀態(tài)下按下點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，車身控制器會(huì)檢測(cè)鑰匙是否在車內(nèi)、變速器擋位是否處于P擋或N擋、是否有制動(dòng)信號(hào)等，以判斷是否滿足發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)條件。若滿足，車身控制器會(huì)向ECM發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)(Engine_start）；若不滿足，車身控制器則會(huì)向儀表發(fā)出相應(yīng)的啟動(dòng)失敗信號(hào)，提示用戶，如“未檢測(cè)到鑰匙，請(qǐng)將擋位掛到P擋或N擋，請(qǐng)踩下制動(dòng)”等。ECM接收到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)（Engine_start）后，會(huì)發(fā)出低電位信號(hào)（如信號(hào)0），控制起動(dòng)繼電器閉合，驅(qū)動(dòng)起動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。同時(shí)，ECM控制燃油泵1及燃油泵2同時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料，并接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的轉(zhuǎn)速信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一標(biāo)定轉(zhuǎn)速（如 700r/min ）時(shí)，ECM默認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，ECM發(fā)出高電位信號(hào)（如信號(hào)1)，控制起動(dòng)繼電器斷開(kāi)，同時(shí)控制燃油泵

2停止工作，不再為發(fā)動(dòng)機(jī)提供汽油，并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)需求控制燃油泵1的噴射量。

3）整車在上電狀態(tài)下的啟動(dòng)流程（水溫信號(hào)正常）。當(dāng)整車處于上電狀態(tài)時(shí)，ECM接收發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器發(fā)出的水溫信號(hào)T。當(dāng)用戶接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，若滿足發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)條件（車身控制器檢測(cè)到鑰匙在車內(nèi)、變速器擋位處于P擋或N擋、有制動(dòng)信號(hào)等)，車身控制器會(huì)向ECM發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)（Engine_start）。ECM接收到該信號(hào)后，會(huì)根據(jù)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)水溫進(jìn)行相應(yīng)操作。若當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)水溫T低于設(shè)定溫度T1（T1為使用甲醇作為燃料可啟動(dòng)的溫度值，可根據(jù)實(shí)際情況標(biāo)定），ECM接收到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)(Engine_start)后，會(huì)發(fā)出低電位信號(hào)（如信號(hào)0），控制起動(dòng)繼電器閉合，控制起動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)控制燃油泵1及燃油泵2同時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料，并接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的轉(zhuǎn)速信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一標(biāo)定轉(zhuǎn)速（如 700r/min ）時(shí)，ECM默認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，ECM發(fā)出高電位信號(hào)（如信號(hào)1)，控制起動(dòng)繼電器斷開(kāi)，同時(shí)控制燃油泵2停止工作，不再為發(fā)動(dòng)機(jī)提供汽油，并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)需求控制燃油泵1的噴射量。若當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高于設(shè)定溫度T1（可標(biāo)定），ECM接收到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)（Engine_start）后，會(huì)發(fā)送低電位信號(hào)（如信號(hào)0），控制起動(dòng)繼電器閉合，控制起動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)控制燃油泵1為發(fā)動(dòng)機(jī)提供甲醇燃料，并接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的轉(zhuǎn)速信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一標(biāo)定轉(zhuǎn)速（如 700r/min ）時(shí)，ECM默認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，ECM發(fā)出高電位信號(hào)（如信號(hào)1)，控制起動(dòng)繼電器斷開(kāi)。

4）整車在上電狀態(tài)下的啟動(dòng)流程（水溫信號(hào)異常）。當(dāng)整車處于上電狀態(tài)時(shí)，若ECM無(wú)法接收到發(fā)動(dòng)機(jī)水溫的信號(hào)值，ECM接收到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)（Engine_start）后，會(huì)發(fā)出低電位信號(hào)（如信號(hào)0），控制起動(dòng)繼電器閉合，控制起動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)控制燃油泵1及燃油泵2同時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料，并接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的轉(zhuǎn)速信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一標(biāo)定轉(zhuǎn)速（如 700r/min ）時(shí)，ECM默認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，ECM發(fā)出高電位信號(hào)（如信號(hào)1），控制起動(dòng)繼電器斷開(kāi)，同時(shí)控制燃油泵2停止工作，不再為發(fā)動(dòng)機(jī)提供汽油，并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)需求控制燃油泵1的噴射量。

5）多次啟動(dòng)失敗后的啟動(dòng)流程。在滿足啟動(dòng)條件的情況下，同一個(gè)上電周期內(nèi)若發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)超過(guò)兩次啟動(dòng)失敗，當(dāng)ECM再次接收到發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)（Engine_start）時(shí)，ECM會(huì)發(fā)出低電位信號(hào)（如信號(hào)0)，控制起動(dòng)繼電器閉合，控制起動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。此時(shí)，ECM只控制燃油泵2為發(fā)動(dòng)機(jī)提供汽油燃料，并接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的轉(zhuǎn)速信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一標(biāo)定轉(zhuǎn)速（如 700r/min ）時(shí)，ECM默認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，ECM發(fā)出高電位信號(hào)（如信號(hào)1），控制起動(dòng)繼電器斷開(kāi)，同時(shí)控制燃油泵1和燃油泵2同時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃料。發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行 3min 后，ECM控制燃油泵2停止供油，僅使用燃油泵1為發(fā)動(dòng)機(jī)提供甲醇燃料。

6）甲醇余量不足時(shí)的應(yīng)對(duì)策略。若發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，ECM通過(guò)甲醇?jí)毫鞲衅鳈z測(cè)到甲醇剩余量不足，為防止因甲醇耗盡導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，在甲醇剩余一定容量時(shí)，ECM會(huì)控制燃油泵2為發(fā)動(dòng)機(jī)提供燃油。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行 3min 后（該時(shí)間可標(biāo)定），ECM控制燃油泵1停止為發(fā)動(dòng)機(jī)提供甲醇，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)依靠汽油提供動(dòng)力，同時(shí)ECM向儀表發(fā)送缺少甲醇的信號(hào)（Methanol_lack），儀表接收到該信號(hào)后，會(huì)立即彈窗提示用戶“甲醇已消耗完，為了不影響您正常用車，請(qǐng)及時(shí)添加甲醇”。

7）燃油泵1故障時(shí)的應(yīng)對(duì)措施。若燃油泵1出現(xiàn)故障（如ECM收到燃油泵1的故障碼），發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，ECM會(huì)控制燃油泵2持續(xù)為發(fā)動(dòng)機(jī)供油，以防正發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)依靠汽油提供動(dòng)力。同時(shí)，ECM將燃油泵1的故障信號(hào)(Fuel_pump1_failure)發(fā)送給儀表，儀表接收到該信號(hào)后，會(huì)立即彈窗提示用戶“甲醇泵存在故障，為了不影響您正常用車，請(qǐng)及時(shí)進(jìn)行維修”。

8）燃油泵2故障時(shí)的應(yīng)對(duì)措施。若燃料泵2出現(xiàn)故障（如ECM收到燃油泵2的故障碼），當(dāng)整車處于上電狀態(tài)時(shí)，ECM將燃油泵2的故障信號(hào)(Fuel_pump2_failure)發(fā)送給儀表，儀表接收到該信號(hào)后，會(huì)立即彈窗提示用戶“燃油泵存在故障，可能無(wú)法正常啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，請(qǐng)及時(shí)進(jìn)行維修”。若此時(shí)用戶按下點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，車身控制器檢測(cè)到鑰匙在車內(nèi)、變速器擋位處于P擋或N擋、有制動(dòng)信號(hào)等滿足發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)條件，車身控制器會(huì)向ECM發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)信號(hào)（Engine_start）。ECM接收到該信號(hào)后，不再考慮當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)水溫是否高于T1（T1為使用甲醇作為燃料可啟動(dòng)的溫度值，可根據(jù)實(shí)際情況標(biāo)定），會(huì)發(fā)送低電位信號(hào)（如信號(hào)0），控制起動(dòng)繼電器閉合，控制起動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)控制燃油泵1為發(fā)動(dòng)機(jī)提供甲醇燃料，并接收發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的轉(zhuǎn)速信號(hào)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一標(biāo)定轉(zhuǎn)速（如 700r/min. ）時(shí)，ECM默認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，ECM發(fā)出高電位信號(hào)（如信號(hào)1)，控制起動(dòng)繼電器斷開(kāi)。若起動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)間達(dá)到10s（該時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況標(biāo)定）后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速仍達(dá)不到某一轉(zhuǎn)速（如 700r/min ），則ECM默認(rèn)此次啟動(dòng)失敗，ECM通過(guò)發(fā)送高電位信號(hào)（如信號(hào)1）控制起動(dòng)繼電器斷開(kāi)，起動(dòng)機(jī)停止拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

2結(jié)論

本文詳細(xì)介紹了甲醇汽車的雙燃料工作原理。甲醇汽車作為一種清潔、高效、可持續(xù)的交通解決方案，在減少污染物排放、提高空氣品質(zhì)、保障能源安全、降低國(guó)民用車成本以及實(shí)現(xiàn)汽車能源多樣化等方面具有重要意義。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的引導(dǎo)，甲醇汽車有望成為中國(guó)交通體系的重要組成部分。因此，發(fā)展甲醇汽車是一項(xiàng)利國(guó)利民的大事，應(yīng)積極推廣甲醇汽車的使用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊雪，鄭騰師，黃棟杰.我國(guó)甲醇汽車?yán)鋯?dòng)技術(shù)研究發(fā)展綜述[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2021，46（1)：194-196.

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