专利名称：涡轮增压的活塞式燃氢发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种以氢为燃料的发动机，特别是一种以废气推动的涡轮增压的活塞式燃氢发动机，属于动力机械技术领域。
背景技术：
目前使用的内燃机多以常规能源为燃料。为消除环境污染，克服常规能源短缺的困难，可代之以氢气这一清洁能源为燃料，驱动内燃机。已有技术中专利号为01229147.1的“甲醇——氢燃料发动机”和专利号为01229269.9的“加热甲醇——氢燃料发动机”，都是采用甲醇和氢两种燃料，系统复杂。专利号为99216837.6的“一种装有燃氢发动机的双体气垫船”中的燃氢发动机，是简单地将常规内燃机改装为燃氢发动机，安全性差和输出功率低下。
发明内容
为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提供一种涡轮增压的活塞式燃氢发动机，主要包括增压器，点火式活塞发动机，涡轮机，电磁三通阀，加热夹层，储氢筒，控制器，压力传感器，针阀和阻火器。储氢筒内装有可释放氢气的金属氢化物，阻火器采用碳钢体不锈钢丝网阻火器。增压器的进口与大气相通，出口与点火式活塞发动机的进气道相连，点火式活塞发动机的排气道与涡轮机的进口相通，涡轮机的出口与电磁三通阀的进口相连，电磁三通阀的一个出口与大气直接相通，另一出口与加热夹层相通，加热夹层的出口与大气相通。电磁三通阀的控制端与控制器电连接。储氢筒的出口与阻火器相通，阻火器的出口通过针阀与点火式活塞发动机的燃料进口相通。储氢筒中放出的氢气经过阻火器后，再经过针阀调节其压力，进入点火式活塞发动机气缸内燃烧。燃烧产生的废气首先进入涡轮机，推动涡轮机转动，由涡轮机流出后经过三通阀进入储氢筒的加热夹层，对储氢筒加热，以促进储氢筒内的氢气释放。然后废气再流入大气。储氢筒外侧面装有一压力传感器，当筒内压力达到某一限度时，控制器根据接收到的压力传感器信号，发出指令控制三通阀切换，使涡轮机排出的废气直接排入大气，而不再进入储氢筒加热夹层产生加热作用，以降低氢气的释放速度。由大气吸入的空气，经过涡轮增压器增压，再进入点火式活塞发动机的气缸与氢一起燃烧。增压器与涡轮机同轴转动。由废气推动的涡轮来带动叶轮式增压器工作。
本发明的燃氢发动机，不仅可以杜绝氢燃料的回火点燃储氢筒内氢气发生爆炸的危险，又可以利用废气涡轮增压明显提高发动机气缸的功率，克服氢燃料单位容积发热量较低的缺陷；利用废气的余热加热储氢筒，使释放氢的速度加快。
图1是本发明的燃氢发动机结构原理图。
图中，1是增压器，2是点火式活塞发动机，3是涡轮机，4是电磁三通阀，5是加热夹层，6是储氢筒，7是控制器，8是压力传感器，9是针阀，10是阻火器。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。如图1所示，本发明主要包括增压器1，点火式活塞发动机2，涡轮机3，电磁三通阀4，加热夹层5，储氢筒6，控制器7，压力传感器8，针阀9和阻火器10。储氢筒6内装有可释放氢气的金属氢化物，阻火器10采用碳钢体不锈钢丝网阻火器。增压器1和涡轮机3同轴安装，并以涡轮机3来带动增压器1。增压器1的进口与大气相通，出口与点火式活塞发动机2的进气道相连。点火式活塞发动机2的排气道连接涡轮机3的进口。涡轮机3的出口与电磁三通阀4的进口相连。电磁三通阀4的一个出口与大气直接相通，另一出口与加热夹层5的进口相通。加热夹层5的出口与大气相通。电磁三通阀4的控制端与控制器7电连接。
储氢筒6与加热夹层5连为一体，使加热夹层中流过的废气可以直接将热量传给储氢筒6中的金属氢化物。储氢筒6的出口与阻火器10的进口相通。阻火器10的出口与针阀9的一端相通。针阀9的另一端与点火式活塞发动机2的燃料进口相通。储氢筒6外侧面安装了一个压力传感器8，压力传感器8输出端与控制器7电连接。
工作时，储氢筒6中放出的氢气经过阻火器10后，再经过针阀9调节其压力，进入火花点火式活塞发动机2的气缸燃烧。燃烧产生的废气首先进入涡轮机3，推动涡轮机3转动，由涡轮机3排气道流出后，经过电磁三通阀4进入储氢筒6的加热夹层5，对储氢筒6加热，以促进储氢筒6内的金属氢化物释放出氢气，对储氢筒6加热后的废气再流入大气。当储氢筒6内压力达到某一限度时，控制器7接收到此时压力传感器8发出的信号后，发出指令控制电磁三通阀4切换，使涡轮机3排出的废气直接流入大气，而不再进入储氢筒6的加热夹层5产生加热作用，以降低氢气的释放速度。由大气吸入的空气，经过增压器1增压，再进入火花点火式活塞发动机2的气缸与氢一起燃烧。增压器1与涡轮机3同轴转动，废气推动的涡轮机3带动增压器1工作。
权利要求
1.一种涡轮增压的活塞式燃氢发动机，主要包括增压器(1)，点火式活塞发动机(2)，涡轮机(3)，电磁三通阀(4)，控制器(7)，压力传感器(8)，针阀(9)，其特征在于还包括加热夹层(5)，储氢筒(6)和阻火器(10)，增压器(1)和涡轮机(3)同轴安装，增压器(1)的进口与大气相通，出口与点火式活塞发动机(2)的进气道相连，点火式活塞发动机(2)的排气道连接涡轮机(3)的进口，涡轮机(3)的出口与电磁三通阀(4)的进口相连，电磁三通阀(4)的一个出口与大气直接相通，另一出口与加热夹层(5)的进口相通，加热夹层(5)的出口与大气相通。电磁三通阀(4)的控制端与控制器(7)电连接，储氢筒(6)与加热夹层(5)连为一体，储氢筒(6)的出口与阻火器(10)的进口相通，阻火器(10)的出口与针阀(9)的一端相通，针阀(9)的另一端与点火式活塞发动机(2)的燃料进口相通，储氢筒(6)外侧面安装了一个压力传感器(8)，压力传感器(8)输出端与控制器(7)电连接。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压的活塞式燃氢发动机，其特征还在于储氢筒(6)内装有可释放氢气的金属氢化物，阻火器(10)采用碳钢体不锈钢丝网阻火器。
全文摘要
涡轮增压的活塞式燃氢发动机，主要包括增压器，点火式活塞发动机，涡轮机，电磁三通阀，加热夹层，储氢筒，控制器，压力传感器，针阀和阻火器。储氢筒中放出的氢气经过阻火器后，再经过针阀调节其压力，进入发动机气缸内燃烧，产生的废气进入涡轮机推动涡轮机做功，然后经三通阀进入储氢筒的加热夹层，对储氢筒加热，再流入大气。储氢筒侧面装有压力传感器，当筒内压力达到某一限度时，控制器根据接收到的压力传感器信号，发出指令控制电磁三通阀切换，使涡轮机排出的废气直接排入大气，不对储氢筒进行加热，以降低氢气的释放速度。空气经过涡轮增压器增压，进入发动机的气缸与氢一起燃烧。增压器与涡轮机同轴转动，由废气推动的涡轮来带动增压器工作。
文档编号F02C6/12GK1556309SQ20031012161
公开日2004年12月22日 申请日期2003年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者马捷, 郝振良, 马 捷 申请人:上海交通大学