CN101718221A - 氢燃料的用途及实现该用途的转子发动机 - Google Patents
氢燃料的用途及实现该用途的转子发动机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101718221A CN101718221A CN200910260983A CN200910260983A CN101718221A CN 101718221 A CN101718221 A CN 101718221A CN 200910260983 A CN200910260983 A CN 200910260983A CN 200910260983 A CN200910260983 A CN 200910260983A CN 101718221 A CN101718221 A CN 101718221A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- rotary engine
- fuel
- cylinder
- inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 98
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 98
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 90
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
Abstract
本发明涉及一种氢燃料的用途及实现该用途的转子发动机，能够有效利用氢燃料，解决氢燃料发动机存在的回火、早燃、功率不足问题。技术方案：将氢燃料用于转子发动机，氢燃料转子发动机具有转子和壳体，壳体上开有进气口和排气口，其特征在于：壳体上还开有氢气进气口。
Description
技术领域
本发明涉及一种氢燃料的用途，以及实现该用途的转子发动机。
背景技术
据统计，在人为大气污染源中，约有80％的一氧化碳产生于内燃机的燃烧过程，95％的一氧化碳来自于所有类型内燃机燃料的燃烧，内燃机在使用过程中向发起释放出超过40％的挥发性有机物质。氢作为一种可再生清洁燃料，不仅解决了含碳排放物质带来的危害，而且氢燃料内燃机热效率很高，排放几乎接近零，生产及使用成本低，在使用性能、成本等方面较容易被广大用户所接受。
现有技术中，用氢做燃料的汽车发动机采用的往复式活塞发动机，采用外混式或内混式供氢，该发动机存在回火、早燃、功率不足等问题，目前为止也没有一个很好的解决方案。
转子发动机是由费利克斯·汪克尔博士发明的，与活塞式发动机一样，转子发动机也是利用空气、燃油混合气燃烧产生的压力。转子发动机的工作原理是，转子的顶点与壳体接触，从而形成三个独立的气室。转子不停地围绕燃烧室运动，三种体积的气体交替膨胀和收缩。正是这种膨胀和收缩将空气和燃料吸入发动机，然后对此混合气体进行压缩，并在气体膨胀时生成有用的动力，最后排出废气。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种氢燃料的用途及实现该用途的转子发动机，能够有效利用氢燃料，解决氢燃料发动机存在的回火、早燃、功率不足问题。
本发明基于同一发明构思，具有两个独立的技术方案：
1、一种氢燃料的用途，其特征在于：将氢燃料用于转子发动机的燃料。
2、一种实现前述氢燃料用途的转子发动机，具有转子和壳体，壳体上开有进气口和排气口，其特征在于：壳体上还开有氢气进气口。
氢气进气口位于壳体的顶部。
高压氢气定时由氢气进气口喷入到转子与壳体形成的缸室内。
空气由壳体进气口被吸入到缸室内。
氢气喷气装置通过管路接入氢气进气口。
喷气装置包括氢气瓶、氢气稳压气轨，氢气瓶和氢气稳压气轨通过管路连接；氢气稳压气轨上设有喷气阀，喷气阀经管路接转子发动机壳体的氢气进气口；氢气瓶设有电磁阀，该电磁阀由控制器进行控制。
发动机供氢方式可以采用外混式供氢方式。
本发明具有的有益效果：
本发明使氢燃料发动机的运用技术提高了一个新的阶段，将氢燃料用于转子发动机，解决了往复式活塞发动机使用氢燃料长期不能解决的回火、早燃、功率不足等关键性技术问题。由于本发明氢转子发动机进气和燃烧是分开进行的，所以避免了回火现象；氢转子发动机可采用直喷氢气的方式在燃烧室内，所以不宜发生早燃现象；氢转子发动机进气行程较长，有利于空气和氢气的混合。经实验证明，在定时喷氢状态下，采用8～10MPa的高压喷氢方式，发动机功率比现有往复式活塞氢发动机提高了近1.5～1.8倍，也没有出现回火和早燃现象。
本发明氢转子发动机的Nox排放问题，可以通过增加EGR来解决，由于没有其它的燃料排放，非常环保和适用于混合动力车/纯电动车上。本发明可作为纯电动、混合动力车的里程增压器，减少了驱动电池的能量消耗，有效增加行驶里程。
本发明氢转子发动机采用氢作为燃料比采用其它石化烃类燃料更能规避一些不足，如燃烧充分和排放问题。同时，本发明使氢燃料及其它生物燃料替代汽油等污染燃料的运用及产业化完全可行，节省能源，减少环境污染。
附图说明
图1为本发明氢燃料转子发动机处于进气冲程时的结构示意图；
图2为本发明氢燃料转子发动机处于压缩冲程时的结构示意图；
图3为本发明氢燃料转子发动机处于燃烧冲程时的结构示意图；
图4为本发明氢燃料转子发动机处于排气冲程时的结构示意图；
图5为本发明氢燃料转子发动机供氢装置结构原理图。
具体实施方式
如图1所示，氢燃料转子发动机包括转子1和壳体2，壳体上开有进气口3和排气口4，还设有两个火花塞5，此为现有技术。壳体上还开有氢气进气口6，氢气进气口位于壳体的顶部，高压氢气可定时由氢气进气口6喷入到转子与壳体形成的缸室内，空气由壳体进气口3被吸入到缸室内。
如图5所示，氢气喷气装置通过管路接入氢气进气口。喷气装置包括氢气瓶7、氢气稳压气轨9，氢气瓶7和氢气稳压气轨9通过管路连接；氢气稳压气轨上设有喷气阀10，喷气阀经管路接转子发动机壳体的氢气进气口；氢气瓶设有电磁阀8，该电磁阀由控制器11进行控制。
进气冲程：如图1所示，当转子1转过进气口3时，缸室的体积增大，从而将空气和定时高压喷进的氢气两种气体的混合气分别通过进气口3和氢气进气口6吸入缸室。
压缩冲程：如图2所示，当转子继续在壳体内运动时，缸室的体积会变的更小，进而压缩空气与氢气的混合气，当转子面转到火花塞处时，缸体的体积再次接近最小，达到燃烧起点。
燃烧冲程：如图3所示，当火花塞点燃空气、氢气混合气时，会迅速产生压力，驱动转子运动。燃烧的压力会驱动转子沿着缸室体积增大的方向移动，燃烧气体继续膨胀，推动转子并产生动力，直至转子的顶点经过排气口。
排气冲程：如图4所示，当转子的顶点经过排气口时，缸室开始压缩，迫使剩余废气通过排气口排出。当缸室体积接近最小时，转子的顶点将经过进气口，整个循环再次开始。
本实施例中，喷气装置在控制器11的控制下，定时将氢气喷入到氢转子发动机12中，供氢方式采用的是内混式供氢方式，即在压缩冲程的后半期将氢喷入缸内，使空气和氢气混合。本发明氢燃料转子发动机还可以采用外混式供氢方式，即将混合后的空气和氢气直接喷入到发动机。
Claims (8)
1.一种氢燃料的用途，其特征在于：将氢燃料用于转子发动机的燃料。
2.一种实现权利要求1所述氢燃料用途的转子发动机，具有转子和壳体，壳体上开有进气口和排气口，其特征在于：壳体上还开有氢气进气口。
3.根据权利要求2所述的转子发动机，其特征在于：氢气进气口位于壳体的顶部。
4.根据权利要求3所述的转子发动机，其特征在于：高压氢气定时由氢气进气口喷入到转子与壳体形成的缸室内。
5.根据权利要求4所述的转子发动机，其特征在于：空气由壳体进气口被吸入到缸室内。
6.根据权利要求5所述的转子发动机，其特征在于：氢气喷气装置通过管路接入氢气进气口。
7.根据权利要求6所述的转子发动机，其特征在于：氢气喷气装置包括氢气瓶、氢气稳压气轨，氢气瓶和氢气稳压气轨通过管路连接；氢气稳压气轨上设有喷气阀，喷气阀经管路接转子发动机壳体的氢气进气口；氢气瓶设有电磁阀，该电磁阀由控制器进行控制。
8.根据权利要求7所述的转子发动机，其特征在于：发动机供氢方式可以采用外混式供氢方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910260983A CN101718221A (zh) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | 氢燃料的用途及实现该用途的转子发动机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910260983A CN101718221A (zh) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | 氢燃料的用途及实现该用途的转子发动机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101718221A true CN101718221A (zh) | 2010-06-02 |
Family
ID=42432845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910260983A Pending CN101718221A (zh) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | 氢燃料的用途及实现该用途的转子发动机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101718221A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106224087A (zh) * | 2016-07-30 | 2016-12-14 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种应用高压低燃值气体燃料的发动机 |
| CN109404123A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-01 | 北京工业大学 | 一种氢气缸内直喷转子机及其控制方法 |
| CN109944684A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-06-28 | 北京工业大学 | 一种氢氧转子发动机及控制方法 |
| CN110552783A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-12-10 | 北京工业大学 | 一种增压式汪克尔氢转子发动机控制方法 |
| CN110552781A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-12-10 | 北京工业大学 | 一种无节气门进气增压直喷氢转子机控制方法 |
| CN111997746A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-11-27 | 北京工业大学 | 一种进气道及直喷复合的掺氢汽油燃料转子机及其控制方法 |
| CN111997747A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-11-27 | 北京工业大学 | 一种可回收氧气的零排放压燃式二冲程转子机及其控制方法 |
| CN113374572A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-10 | 北京工业大学 | 一种结合egr的纯氢燃料转子机控制方法 |
-
2009
- 2009-12-18 CN CN200910260983A patent/CN101718221A/zh active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106224087A (zh) * | 2016-07-30 | 2016-12-14 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种应用高压低燃值气体燃料的发动机 |
| CN106224087B (zh) * | 2016-07-30 | 2019-11-26 | 石家庄新华能源环保科技股份有限公司 | 一种应用高压低燃值气体燃料的发动机 |
| CN109404123A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-01 | 北京工业大学 | 一种氢气缸内直喷转子机及其控制方法 |
| CN109404123B (zh) * | 2018-12-30 | 2021-08-13 | 北京工业大学 | 一种氢气缸内直喷转子机及其控制方法 |
| CN109944684A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-06-28 | 北京工业大学 | 一种氢氧转子发动机及控制方法 |
| CN109944684B (zh) * | 2019-03-07 | 2020-11-06 | 北京工业大学 | 一种氢氧转子发动机及控制方法 |
| CN110552781B (zh) * | 2019-08-19 | 2020-11-03 | 北京工业大学 | 一种无节气门进气增压直喷氢转子机控制方法 |
| CN110552783B (zh) * | 2019-08-19 | 2020-11-03 | 北京工业大学 | 一种增压式汪克尔氢转子发动机控制方法 |
| CN110552781A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-12-10 | 北京工业大学 | 一种无节气门进气增压直喷氢转子机控制方法 |
| CN110552783A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-12-10 | 北京工业大学 | 一种增压式汪克尔氢转子发动机控制方法 |
| CN111997746A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-11-27 | 北京工业大学 | 一种进气道及直喷复合的掺氢汽油燃料转子机及其控制方法 |
| CN111997747A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-11-27 | 北京工业大学 | 一种可回收氧气的零排放压燃式二冲程转子机及其控制方法 |
| CN111997746B (zh) * | 2020-07-20 | 2022-11-15 | 北京工业大学 | 一种进气道及直喷复合的掺氢汽油燃料转子机及其控制方法 |
| CN113374572A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-09-10 | 北京工业大学 | 一种结合egr的纯氢燃料转子机控制方法 |
| CN113374572B (zh) * | 2021-06-29 | 2022-08-09 | 北京工业大学 | 一种结合egr的纯氢燃料转子机控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101718221A (zh) | 氢燃料的用途及实现该用途的转子发动机 | |
| CN101368527B (zh) | 一种氢气燃料内燃机及其氢气喷射***和燃烧方法 | |
| CN109098892B (zh) | 一种基于替代燃料的发动机混合动力*** | |
| CN114183262B (zh) | 一种预燃室射流点火缸内直喷氢内燃机及控制方法 | |
| CN203783737U (zh) | 一种柴油内燃机的柴油与醇类燃料喷射及控制*** | |
| CN109944685B (zh) | 一种压升率可控的直喷氢氧转子机及其控制方法 | |
| CN111156078A (zh) | 一种二冲程氢氧燃料转子机及其控制策略 | |
| US20240191665A1 (en) | Internal combustion engine | |
| CN109944684B (zh) | 一种氢氧转子发动机及控制方法 | |
| CN105114219A (zh) | 一种氢氧混合助燃节油式内燃装置 | |
| CN105201694A (zh) | 一种氢氧混合助燃节油式温控内燃装置 | |
| CN201401251Y (zh) | 高压电等离子陶瓷内燃机 | |
| CN105201695A (zh) | 一种氢氧混合助燃节油压力报警式内燃装置 | |
| CN205047324U (zh) | 一种氢氧混合助燃节油式温控内燃装置 | |
| CN114017178A (zh) | 一种稀薄燃烧控制方法、控制装置及氢气发动机*** | |
| CN205047325U (zh) | 一种氢氧混合助燃节油式内燃装置 | |
| CN204984652U (zh) | 一种氢氧混合助燃节油压力报警式内燃装置 | |
| CN105201696A (zh) | 一种节油压力报警式内燃装置的氢氧混合助燃点火方法 | |
| CN106351741B (zh) | 一种氢气助燃发动机*** | |
| CN205036451U (zh) | 一种车用多燃料发动机 | |
| CN115111089B (zh) | 一种预燃室式氨燃料发动机*** | |
| CN220815827U (zh) | 一种压燃式发动机 | |
| CN203271950U (zh) | 活塞冲压自燃脉冲喷气发动机 | |
| RU2453715C1 (ru) | Двигатель внутреннего сгорания | |
| CN202510210U (zh) | 柴油机高压电燃气喷射单陶瓷燃烧室 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20100602 |