CN112664358A - 一种用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合***，包括气缸、氢气进气***、EGR废气再循环***和ECU控制***，所述氢气进气***包括分配氢气进气量的氢气气轨，所述氢气气轨连接有氢气喷气管，所述氢气喷气管与气缸进气口连接，所述氢气气轨上连接有氢气喷射阀，所述EGR废气再循环***包括废气循环管道、EGR冷却器以及EGR电控阀，所述EGR冷却器设于废气循环管道的中部，所述EGR电控阀设于废气循环管道进入气缸进气口处，所述EGR冷却器和EGR控制阀与ECU控制***连接。通过EGR废气循环***中的废气循环至气缸内，增加了气缸内的惰性气体，降低了氢气的燃烧速度，有效了避免了爆震现象，同时，也可去除尾气中的NOX及少量机油燃烧产生的CO。
Description
技术领域
本发明涉及氢气内燃机技术领域，特别涉及一种用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合***。
背景技术
随着经济和社会的高速发展,车辆的有害排放物给环境造成了严重的危害。氢气是可再生能源,作为车用发动机的替代燃料,排放的唯一有害气体是NO。但是,氢气的燃烧扩散速度太快,形成爆震燃烧的几率比汽油大得多,爆震问题是设计氢气燃料发动机要考虑的最重要的因素之一,正是因为氢的燃烧范围宽,扩散速度快,所以极易造成发动机的爆震燃烧,这是燃氢发动机开发过程中遇到的主要问题之一。1点燃式发动机的爆震及爆震模型发动机爆震是一种非正常燃烧现象,主要表现为缸内压力作高频大幅度波动,发动机震动加剧。如果爆燃速度较快,并且有足够多的焰前气体产生爆燃,产生的高压震动脉冲波能使发动机部分元件或整体发生震动。爆震积累或严重爆震可以造成发动机活塞、缸盖、气门和活塞环等损坏的严重事故。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，一种用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合***，包括气缸、氢气进气***、EGR废气再循环***和ECU控制***，所述氢气进气***和EGR废气再循环***与ECU控制***连接；
所述氢气进气***包括分配氢气进气量的氢气气轨，所述氢气气轨连接有氢气喷气管，所述氢气喷气管与气缸进气口连接，所述氢气气轨上连接有氢气喷射阀，所述氢气喷射阀与ECU控制***连接；
所述EGR废气再循环***包括废气循环管道、EGR冷却器以及EGR电控阀，所述EGR冷却器设于废气循环管道的中部，所述EGR电控阀设于废气循环管道进入气缸进气口处，所述EGR冷却器和EGR控制阀与ECU控制***连接；
所述气缸的进气口连接有空气进气管道，所述空气进气管道上设有空气进气控制阀，所述空气进气控制阀与ECU控制***连接；
所述ECU控制***还连接有点火控制器。
进一步地，所述废气循环管道包括与气缸排气口连接的第一管道，所述第一管道的部分废气通过第二管道进入EGR冷却器，剩余废气通过第一管道的排气口排出，进入EGR冷却器中冷却后的废气通过第三管道进入气缸进气口，所述EGR控制阀设于第三管道上。
进一步地，所述第一管道上设有氧传感器，所述氧传感器与ECU控制***连接。
进一步地，所述氢气喷气管的形状为弯折管，氢气喷气管的端部对准气缸气门喉口，氢气喷射阀开启后氢气由氢气喷管喷出直接喷入气缸内实现缸内直喷。
进一步地，所述EGR冷却器上设有排水管，所述排水管上设有排水阀。
进一步地，所述点火控制器包括火花塞和与火花塞连接的点火线包。
本发明的有益效果：
1.通过EGR废气循环***中的废气循环至气缸内，增加了气缸内的惰性气体，降低了氢气的燃烧速度，有效了避免了爆震现象，同时，也可去除尾气中的NOX及少量机油燃烧产生的CO；
2.通过ECU控制***采集废气中的含氧量，通过控制氢气喷射阀、空气进气控制阀、EGR控制阀的开度，自动控制氢气、空气、废气的流量；
3.通过设置氢气进气气轨，嵌入式的氢气喷气管，氢气喷射阀及实现氢气进气缸内直喷，自动控制氢气进气量；
4.根据氢气特性在EGR冷却器设置了排水管，避免了水蒸气回到气缸内，冷凝后的水可收集利用，提高了资源利用率
附图说明
图1是本发明一种用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合***的结构示意图；
图2是本发明图1中A的局部放大图；
图3是本发明中ECU控制***示意图。
图中：1-气缸；201-氢气气轨；202-氢气喷气管；203-氢气喷射阀；301-EGR冷却器；302-EGR电控阀；303-第一管道；304-第二管道管道；305-第三管道；306-氧传感器；307-排水管；308-排水阀；4-ECU控制***；5-空气进气管道；6-空气进气控制阀；7-火花塞；8-点火线包。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，实现上述目的本发明的技术方案为，一种用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合***，包括气缸1、氢气进气***、EGR废气再循环***和ECU控制***4，氢气进气***和EGR废气再循环***与ECU控制***连接；
氢气进气***包括分配氢气进气量的氢气气轨201，氢气气轨201连接有氢气喷气管202，氢气喷气管202与气缸进气口连接，氢气气轨201上连接有氢气喷射阀203，所述氢气喷射阀与ECU控制***连接，控制氢气的进气量，氢气喷气管202的形状为弯折管，氢气喷气管202的端部对准气缸气门喉口，氢气喷射阀203开启后氢气由氢气喷管202喷出直接喷入气缸1内实现缸内直喷；
EGR废气再循环***包括废气循环管道、EGR冷却器301以及EGR电控阀302，废气循环管道包括与气缸排气口连接的第一管道303，第一管道303上设有氧传感器306，第一管道303的部分废气通过第二管道304进入EGR冷却器301，剩余废气通过第一管道303的排气口排出，进入EGR冷却器301中冷却后的废气通过第三管道305进入气缸进气口，EGR控制阀302设于第三管道305靠近气缸进气口处，EGR冷却器301上设有排水管307，排水管307上设有排水阀308，EGR冷却器301、EGR控制阀302和氧传感器306与ECU控制***4连接；
气缸1的进气口连接有空气进气管道5，空气进气管道5上设有空气进气控制阀6，空气进气控制阀6与ECU控制***4连接；
ECU控制***4还连接有点火控制器，点火控制器包括火花塞7和与火花塞连接的点火线包8。
当氢气内燃机工作时，活塞上行，对空气进行压缩到一定程度，氢气喷射阀及实现氢气进气缸内直喷，ECU控制器控制火花塞点火，氢气与空气燃烧生成水、NOx等废气气缸排气口进入第一管道内，第一管道上氧传感器采集氧含量的数据传输给ECU控制***，ECU控制***通过控制氢气喷射阀、空气进气控制阀、EGR控制阀的开度，自动控制氢气、空气、废气的流量，第一管道内的部分废气进入到EGR冷却器中，对水蒸气进行冷却回收后通过第三管道进入气缸内，加了气缸内的惰性气体，降低了氢气的燃烧速度，从而有效的避免了爆震现象的发生。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合***，其特征在于，包括气缸、氢气进气***、EGR废气再循环***和ECU控制***，所述氢气进气***和EGR废气再循环***与ECU控制***连接；
所述氢气进气***包括分配氢气进气量的氢气气轨，所述氢气气轨连接有氢气喷气管，所述氢气喷气管与气缸进气口连接，所述氢气气轨上连接有氢气喷射阀，所述氢气喷射阀与ECU控制***连接；
所述EGR废气再循环***包括废气循环管道、EGR冷却器以及EGR电控阀，所述EGR冷却器设于废气循环管道的中部，所述EGR电控阀设于废气循环管道进入气缸进气口处，所述EGR冷却器和EGR控制阀与ECU控制***连接；
所述气缸的进气口连接有空气进气管道，所述空气进气管道上设有空气进气控制阀，所述空气进气控制阀与ECU控制***连接；
所述ECU控制***还连接有点火控制器。
2.根据权利要求1所述的一种用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合***，其特征在于，所述废气循环管道包括与气缸排气口连接的第一管道，所述第一管道的部分废气通过第二管道进入EGR冷却器，剩余废气通过第一管道的排气口排出，进入EGR冷却器中冷却后的废气通过第三管道进入气缸进气口，所述EGR控制阀设于第三管道上。
3.根据权利要求1所述的一种用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合***，其特征在于，所述第一管道上设有氧传感器，所述氧传感器与ECU控制***连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合***，其特征在于，所述氢气喷气管的形状为弯折管，氢气喷气管的端部对准气缸气门喉口，氢气喷射阀开启后氢气由氢气喷管喷出直接喷入气缸内实现缸内直喷。
5.根据权利要求1所述的一种用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合***，其特征在于，所述EGR冷却器上设有排水管，所述排水管上设有排水阀。
6.根据权利要求1所述的用于防止氢气内燃机爆震的燃料混合***，其特征在于，所述点火控制器包括火花塞和与火花塞连接的点火线包。
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