本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)噴射，更具體地說，它涉及一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、氫氣壓燃內(nèi)燃機(jī)是一種使用氫氣作為燃料的發(fā)動機(jī)，它采用了壓燃點(diǎn)火的方式，而不是傳統(tǒng)的火花點(diǎn)火。在壓燃內(nèi)燃機(jī)中，氫燃料在高壓和高溫的條件下壓燃，而不是依賴火花塞產(chǎn)生的電火花來點(diǎn)燃燃料。

2、傳統(tǒng)缸內(nèi)直噴氫氣內(nèi)燃機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，因氫氣燃燒速度快，常導(dǎo)致早燃/爆震和回火的現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)性能受限，能源利用率低下，影響發(fā)動機(jī)的正常工作和壽命。造成此問題的原因多樣，包括噴射方式單一、混合氣形成不佳等。這些因素直接影響了氫氣的完全燃燒，進(jìn)而限制了氫氣發(fā)動機(jī)效能的進(jìn)一步提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，以解決因氫氣燃燒速度快，導(dǎo)致早燃/爆震和回火的現(xiàn)象。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)本體，還包括水箱、氫氣罐、氫氣水雙噴嘴，所述氫氣水雙噴嘴安裝在所述內(nèi)燃機(jī)本體的燃燒室內(nèi)，所述水箱通過水管連接所述氫氣水雙噴嘴的進(jìn)水孔，所述氫氣罐通過氫氣管連接所述氫氣水雙噴嘴的進(jìn)氫氣孔，所述氫氣水雙噴嘴的進(jìn)水孔與所述水管之間設(shè)有水管電磁閥，所述氫氣水雙噴嘴的進(jìn)氫氣孔與所述氫氣管之間設(shè)有氫氣管電磁閥，所述內(nèi)燃機(jī)本體的控制器根據(jù)氫氣與水混合量模型確定氫氣噴射量、水噴射量，并根據(jù)所述氫氣噴射量、水噴射量控制所述水管電磁閥、氫氣管電磁閥工作；

3、所述氫氣與水混合量模型包括：

4、氣缸壓力方程，

5、

6、其中，p0是大氣壓，bmep是制動平均有效壓力，k是一個取決于發(fā)動機(jī)幾何形狀和運(yùn)行條件的常數(shù)，l是發(fā)動機(jī)負(fù)荷因子，0≤l≤1；

7、燃?xì)鈬娚淞糠匠蹋?/p>

8、

9、其中，a是一個取決于發(fā)動機(jī)幾何形狀和運(yùn)行條件的常數(shù)；

10、水噴射量方程，

11、

12、作為進(jìn)一步地改進(jìn)，k＝0.5，a＝0.1，p0＝101325pa。

13、進(jìn)一步地，所述水管依次設(shè)有水過濾器、水泵、水流量計(jì)，所述控制器電性連接所述水泵、水流量計(jì)。

14、進(jìn)一步地，所述氫氣管依次設(shè)有減壓閥、氫氣流量計(jì)，所述控制器電性連接所述氫氣流量計(jì)。

15、進(jìn)一步地，還包括連接所述內(nèi)燃機(jī)本體的排氣管的冷凝水回收裝置，所述冷凝水回收裝置包括豎向布置的殼體，所述殼體的頂部設(shè)有出氣口，所述殼體的底部設(shè)有集水腔，所述集水腔的底部通過回收管連接所述水箱。

16、進(jìn)一步地，所述殼體內(nèi)的兩側(cè)內(nèi)壁分別設(shè)有上下交錯布置的擋流板，所述擋流板傾斜向下延伸，且上方的擋流板延伸至下方的擋流板的上方。

17、進(jìn)一步地，所述殼體的外壁設(shè)有散熱翅片。

18、進(jìn)一步地，所述進(jìn)氫氣孔位于所述氫氣水雙噴嘴的中部，所述進(jìn)水孔的數(shù)量≥2，所述進(jìn)水孔圍繞所述進(jìn)氫氣孔均勻布置。

19、進(jìn)一步地，所述進(jìn)水孔的數(shù)量＝4。

20、進(jìn)一步地，所述氫氣水雙噴嘴的底部設(shè)有混合腔，所述混合腔的頂部連通所述進(jìn)水孔、進(jìn)氫氣孔，所述混合腔的底部設(shè)有噴出孔。

21、有益效果

22、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點(diǎn)為：

23、1.稀釋效應(yīng)：水蒸氣的加入稀釋了氫氣濃度，使得混合氣體的燃點(diǎn)降低。這是因?yàn)闅錃獾娜紵磻?yīng)需要一定的濃度才能自燃，稀釋后，達(dá)到自燃的條件更容易。

24、2.冷卻效應(yīng)：水蒸氣在燃燒過程中吸熱蒸發(fā)，可以降低燃燒區(qū)域的溫度，從而降低了混合氣體的燃點(diǎn)。

25、3.化學(xué)效應(yīng)：水蒸氣在高溫下可以分解成氫和氧，這些分解產(chǎn)物可以參與燃燒反應(yīng)，從而降低整體的燃點(diǎn)。

26、4.雙噴射系統(tǒng)將水噴入發(fā)動機(jī)的缸內(nèi)，避免了過早點(diǎn)火的可能性，并且水汽加入可以實(shí)現(xiàn)控制燃燒溫度、降低排放、改善燃燒產(chǎn)物、減少爆震、提高熱效率并減少噪音的效果。

技術(shù)特征：

1.一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)本體(1)，其特征在于，還包括水箱(2)、氫氣罐(3)、氫氣水雙噴嘴(4)，所述氫氣水雙噴嘴(4)安裝在所述內(nèi)燃機(jī)本體(1)的燃燒室內(nèi)，所述水箱(2)通過水管(5)連接所述氫氣水雙噴嘴(4)的進(jìn)水孔(6)，所述氫氣罐(3)通過氫氣管(7)連接所述氫氣水雙噴嘴(4)的進(jìn)氫氣孔(8)，所述氫氣水雙噴嘴(4)的進(jìn)水孔(6)與所述水管(5)之間設(shè)有水管電磁閥(9)，所述氫氣水雙噴嘴(4)的進(jìn)氫氣孔(8)與所述氫氣管(7)之間設(shè)有氫氣管電磁閥(10)，所述內(nèi)燃機(jī)本體(1)的控制器根據(jù)氫氣與水混合量模型確定氫氣噴射量、水噴射量，并根據(jù)所述氫氣噴射量、水噴射量控制所述水管電磁閥(9)、氫氣管電磁閥(10)工作；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，其特征在于，k＝0.5，a＝0.1，p0＝101325pa。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述水管(5)依次設(shè)有水過濾器(11)、水泵(12)、水流量計(jì)(13)，所述控制器電性連接所述水泵(12)、水流量計(jì)(13)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣管(7)依次設(shè)有減壓閥(14)、氫氣流量計(jì)(15)，所述控制器電性連接所述氫氣流量計(jì)(15)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接所述內(nèi)燃機(jī)本體(1)的排氣管(16)的冷凝水回收裝置(17)，所述冷凝水回收裝置(17)包括豎向布置的殼體(18)，所述殼體(18)的頂部設(shè)有出氣口(19)，所述殼體(18)的底部設(shè)有集水腔(20)，所述集水腔(20)的底部通過回收管(21)連接所述水箱(2)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體(18)內(nèi)的兩側(cè)內(nèi)壁分別設(shè)有上下交錯布置的擋流板(22)，所述擋流板(22)傾斜向下延伸，且上方的擋流板(22)延伸至下方的擋流板(22)的上方。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體(18)的外壁設(shè)有散熱翅片(23)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)氫氣孔(8)位于所述氫氣水雙噴嘴(4)的中部，所述進(jìn)水孔(6)的數(shù)量≥2，所述進(jìn)水孔(6)圍繞所述進(jìn)氫氣孔(8)均勻布置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)水孔(6)的數(shù)量＝4。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣水雙噴嘴(4)的底部設(shè)有混合腔(24)，所述混合腔(24)的頂部連通所述進(jìn)水孔(6)、進(jìn)氫氣孔(8)，所述混合腔(24)的底部設(shè)有噴出孔(25)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種新型氫氣內(nèi)燃機(jī)用的雙噴射系統(tǒng)，屬于內(nèi)燃機(jī)噴射技術(shù)領(lǐng)域，解決氫氣燃燒速度快，常導(dǎo)致早燃、爆震或回火現(xiàn)象的技術(shù)問題。本發(fā)明包括內(nèi)燃機(jī)本體、水箱、氫氣罐、氫氣水雙噴嘴，氫氣水雙噴嘴安裝在內(nèi)燃機(jī)本體的燃燒室內(nèi)，水箱通過水管連接氫氣水雙噴嘴的進(jìn)水孔，氫氣罐通過氫氣管連接氫氣水雙噴嘴的進(jìn)氫氣孔，水管設(shè)有水管電磁閥，氫氣管設(shè)有氫氣管電磁閥，內(nèi)燃機(jī)本體的控制器根據(jù)氫氣與水混合量模型確定氫氣噴射量、水噴射量，并根據(jù)氫氣噴射量、水噴射量控制水管電磁閥、氫氣管電磁閥工作。本發(fā)明通過氫與水蒸氣混合可以降低氫氣的燃點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)控制燃燒溫度、降低排放、改善燃燒產(chǎn)物、減少爆震、提高熱效率并減少噪音的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：李林亮,林鐵堅(jiān),覃玉峰,黎殿鍍,鄧欽鈺
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西玉柴機(jī)器股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14