一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备的制作方法

1.本发明涉及试验设备领域，具体是指一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备。


背景技术：

2.我国内燃机工业解放后从无到有，从小到大得到快速发展。从2010年开始，中国已成为世界内燃机制造大国，产量占世界生产总量的1/4，向制造强国迈进。
3.内燃机是移动机械的核心部件，它配套的设备包括汽车、工程机械、农业机械、航空动力，是我国机械工业的重要组成部分。
4.这些移动机械为国民经济和人民生活带来发展与便利的同时，由于内燃机使用石油产品作为燃料，除排放有害气体外，co2排放量为3.02吨/1吨石油。co2产生温室效应，危害大气环境。因此，移动机械为国民经济发展和人们生活便利的同时，也给环境带来危害。
5.近年来，我国与世界各国一道提高排放标准，从国ⅱ起到目前推行的国ⅵ排放标准，其中有害物如一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等排放量大幅度减少，但二氧化碳是无法减少的。而我国已提出了2030 年碳达峰、2060年碳中和的目标。
6.氢作为内燃机的一种新能源，它可以实现零碳排放。氢气在燃烧时，与氧结合，变成水排入大气。内燃机测试设备是内燃机研发、生产不可或缺的重要设施，作为内燃机测试设备的专业生产企业，能提供新能源内燃机试验台又能在试验中能源循环利用，这是我们当前迫切的研究任务。
7.因此，一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备成为整个社会亟待解决的问题。


技术实现要素：

8.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备，包括氢内燃机、交流电测功机、整流逆变系统、制氢机制氢、甲醇制氢单元和储氢罐，所述氢内燃机、交流电测功机、整流逆变系统、制氢机制氢和储氢罐依次首尾连接形成闭合回路，所述制氢机制氢、氢压缩机上连接设置有供电装置，所述甲醇制氢单元用于补充氢内燃机所需氢气。
9.进一步地，所述交流电测功机包括测功电机台架、整流逆变系统两部分组成。
10.进一步地，所述制氢机制氢制出的氢气经氢压缩机压缩后，合成物存储在储氢罐中。
11.进一步地，所述燃料补充部为甲醇制氢单元。
12.进一步地，所述供电装置包括太阳能发电或市电供电。
13.进一步地，所述整流逆变系统包括两部分，一部分用于与电网相连的整流回馈系统，一部分与交流电测功电机相连的逆变系统。
14.发明与现有技术相比的优点在于：本发明采用上述结构，可以解决氢发动机长时间持续台架试验需求，提高了试验安全性。利用上述清洁能源，改善了大气气候，有利于人类生存健康；且本发明的设备制作成本经济合理，实用性较强，建议推广使用。
附图说明
15.图1是本发明一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备的结构示意图。
16.如图所示：1、氢内燃机，2、交流电测功机，3、整流逆变系统，4、制氢机制氢，5、氢压缩机，6、储氢罐，7、甲醇制氢单元。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
18.结合附图，对本发明进行详细介绍。
19.本发明在具体实施时提供了一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备，包括氢内燃机1、交流电测功机2、整流逆变系统3、制氢机制氢4、氢压缩机5和储氢罐6，甲醇制氢单元7。所述氢内燃机1、交流电测功机2、整流逆变系统3、制氢机制氢4、氢压缩机5和储氢罐6依次首尾连接形成闭合回路，所述制氢机制氢4、氢压缩机5上连接设置有供电装置，所述甲醇制氢单元7作为氢燃料补充部分的来源。
20.所述交流电测功机2包括测功电机、整流回馈变频系统和扭矩传感器三部分组成。所述制氢机制氢4 制出的氢气压缩后存储在储氢罐6中。所述燃料补充部为甲醇制氢单元7所制氢气。
21.所述供电装置包括太阳能发电或市电供电。所述整流逆变系统包括两部分，一部分用于与电网相连的整流回馈系统，一部分与交流电测功电机2相连的逆变系统。
22.本发明的具体实施方式如下，
23.能源循环利用，交流电测功机2包括测功电机、整流回馈变频系统和扭矩传感器三部分组成。对氢发动机进行测试。由于交流测功器在测功过程中吸收发动机功率可以发电，发电效率可达92％以上。因此可以将交流测功电机发出的电用于电解水制氢，配合小型甲醇制氢装置，可以方便地制出氢气，之后用压缩机压缩到储氢罐，再提供给氢内燃机1使用。由于成套设备运行过程中，会损失一部分能量，因此，测功发电不能满足制氢需求的部分，使用光伏发电(或部分采用市电)来补充。
24.电解产出氢气供内燃机使用。同时，可以通过外部注入甲醇，制氢后实现对封闭循环系统的燃料补充。氢内燃机1与交流电力测功机的配置，是根据发动机的功率配置的，一般电机功率略大于发动机功率其中，制氢系统也根据发动机的功率大小配置
25.为节省投入成本，一套设备可供多台发动机使用。如电机与电网相连的整流回馈逆变系统，它由两部分组成，一部分与电网相连的整流回馈系统(afe)，还有一部分与测功电机相连的逆变系统，。对于中小发动机，可用一台较大功率afe带动多台电机，对多台发动机测功，可节省占地和成本。制氢系统也可以用一套满足多台发动机测试。
26.作为本发明的进一步阐述，上述结构采用电气数字管理系统，通过多路温度、压力、传感器、测控多路温度、压力等多项参数，处理运算绘制发动机的各种特性曲线。
27.通过控制电气控制柜，控制整流逆变单元。
28.通过上述实现闭环自动控制及安全保护。
29.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相
似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备，其特征在于：包括氢内燃机(1)、交流电测功机(2)、整流逆变系统(3)、制氢机制氢(4)、氢压缩机(5)和储氢罐(6)，所述氢内燃机(1)、交流电测功机(2)、整流逆变系统(3)、制氢机制氢(4)、氢压缩机(5)和储氢罐(6)依次首尾连接形成闭合回路，所述制氢机制氢(4)、氢压缩机(5)上连接设置有供电装置，所述甲醇制氢单元(7)作为氢燃料补充部分的来源。2.根据权利要求1所述的一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备，其特征在于：所述交流电测功机(2)包括测功电机、整流回馈变频系统和扭矩传感器三部分组成。3.根据权利要求1所述的一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备，其特征在于：所述交流电测功机发出的电力能量用于供制氢机制氢(4)制出氢气，经氢压缩机(5)压缩后存于储氢罐(6)中。4.根据权利要求1所述的一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备，其特征在于：所述用于氢内燃机燃料补充部分采用甲醇制氢单元(7)制备氢气，经氢压缩机(5)压缩后存于储氢罐(6)中。5.根据权利要求1所述的一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备，其特征在于：所述供电装置包括太阳能发电或市电供电。6.根据权利要求2所述的一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备，其特征在于：所述整流逆变系统包括两部分，一部分用于与电网相连的整流回馈系统，一部分与交流电测功电机(2)相连的逆变系统。

技术总结
本发明公开了一种氢气内燃机能源循环利用的试验设备，包括氢内燃机、交流电测功机、整流逆变系统、制氢机制氢、氢压缩机、储氢罐和甲醇制氢单元，氢内燃机、交流电测功机、整流逆变系统、制氢机制氢、氢压缩机和储氢罐依次首尾连接形成闭合回路，制氢机制氢、氢压缩机上连接设置有供电装置，甲醇制氢单元作为氢燃料补充部分的来源。本发明采用上述结构，可以解决氢发动机长时间持续台架试验需求，提高了试验安全性。利用上述清洁能源，改善了大气气候，有利于人类生存健康；且本发明的设备制作成本经济合理，实用性较强，建议推广使用。建议推广使用。建议推广使用。


技术研发人员：史文祥 曹东华 夏玉曲
受保护的技术使用者：史文祥
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2022/6/17