一种氢气发动机燃料供给与控制系统的制作方法

本发明涉及一种氢气发动机燃料供给与控制系统，属于发动机。

背景技术：

1、为了减少碳排放，世界各国都在进行着多种无碳能源研究，其中目前使用最多的无碳清洁能源是氢气，已经批量应用在燃料电池领域，但是氢气在内燃机领域的应用还处于探索阶段。国内外多家发动机制造企业都在尝试研究以氢气作为燃料的内燃机，技术路线大多是预混合或者进气歧管喷射，容易入手，但是存在回火现象，容易引起氢气在进气歧管内燃烧，甚至引起进气歧管炸裂。如何避免回火是氢气发动机凾待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为解决如何实现一种六缸氢气发动机燃料供给系统与控制方法，从而避免发动机回火。

2、为了达到上述目的，本发明的技术方案提供了一种氢气发动机燃料供给与控制系统，包括氢气发动机，与所述氢气发动机连接的氢气供给系统，与所述氢气发动机连接的空气供给系统，以及与所述氢气发动机、所述氢气供给系统和所述空气供给系统连接的电子控制系统；

3、所述氢气发动机设有氢气喷嘴和排气管；

4、所述氢气供给系统包括依次连接的高压氢气气瓶、高压氢气截止阀、氢气流量计、高压氢气减压器、低压氢气截止阀、以及氢气气轨，所述氢气气轨通过氢气管组与所述氢气喷嘴连接；

5、所述空气供给系统包括第一发动机进气接管和第二发动机进气接管，所述第一发动机进气接管与所述第二发动机进气接管之间设有电子节气门，所述第二发动机进气接管与所述氢气发动机连接；

6、所述电子控制系统包括电控单元，所述电控单元电连接所述高压氢气截止阀、所述氢气流量计、所述低压氢气截止阀、以及所述电子节气门。

7、优选的，所述排气管上设有与所述电控单元电连接的氧传感器。

8、优选的，所述第一发动机进气接管和所述第二发动机进气接管分别设有与所述电控单元电连接的第一进气温度压力传感器和第二进气温度压力传感器。

9、优选的，所述第一发动机进气接管上设有与所述电控单元电连接的空气流量传感器。

10、优选的，所述氢气发动机表面设有与所述电控单元电连接的爆震传感器。

11、优选的，所述氢气气轨上设有与所述电控单元电连接的氢气压力传感器和氢气温度传感器。

12、优选的，所述氢气压力传感器位于所述氢气气轨靠近所述低压氢气截止阀一端，所述氢气温度传感器位于所述氢气气轨远离所述低压氢气截止阀一端。

13、优选的，可通过所述空气流量传感器和/或进气温度压力传感器测量结果以及所述电子节气门开度测得进入所述氢气发动机的空气流量。

14、优选的，所述高压氢气气瓶与所述高压氢气截止阀之间连接有高压氢气过滤器，所述低压氢气截止阀与所述氢气气轨之间连接有低压氢气过滤器。

15、优选的，所述氢气发动机为多缸发动机。

16、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

17、当进气门和排气门均关闭后，氢气喷嘴才开启并将氢气直接喷射入气缸内，氢气与气缸内的空气混合后被发动机的点火系统点燃并燃烧，当发动机处于排气冲程末期，排气门还未关闭但进气门已打开，由于发动机进气歧管和气缸盖进气道内无氢气，即使部分未完全燃烧的氢气反向进入气缸盖进气道甚至发动机进气歧管也不会进一步燃烧，可避免回火现象。高压氢气气瓶内的氢气压力往往超过20mpa，而氢气喷嘴的喷射压力只需要2～5mpa，喷射压力低，高压氢气气瓶内的氢气利用率高。

技术特征：

1.一种氢气发动机燃料供给与控制系统，其特征在于：包括氢气发动机(24)，与所述氢气发动机(24)连接的氢气供给系统，与所述氢气发动机(24)连接的空气供给系统，以及与所述氢气发动机(24)、所述氢气供给系统和所述空气供给系统连接的电子控制系统；

2.根据权利要求1所述的一种氢气发动机燃料供给与控制系统，其特征在于：所述排气管(25)上设有与所述电控单元(30)电连接的氧传感器(26)。

3.根据权利要求2所述的一种氢气发动机燃料供给与控制系统，其特征在于：所述第一发动机进气接管(22)和所述第二发动机进气接管(23)分别设有与所述电控单元(30)电连接的第一进气温度压力传感器(12)和第二进气温度压力传感器(15)。

4.根据权利要求3所述的一种氢气发动机燃料供给与控制系统，其特征在于：所述第一发动机进气接管(22)上设有与所述电控单元(30)电连接的空气流量传感器(13)。

5.根据权利要求4所述的一种氢气发动机燃料供给与控制系统，其特征在于：所述氢气发动机(24)表面设有与所述电控单元(30)电连接的爆震传感器。

6.根据权利要求5所述的一种氢气发动机燃料供给与控制系统，其特征在于：所述氢气气轨(9)上设有与所述电控单元(30)电连接的氢气压力传感器(8)和氢气温度传感器(10)。

7.根据权利要求6所述的一种氢气发动机燃料供给与控制系统，其特征在于：所述氢气压力传感器(8)位于所述氢气气轨(9)靠近所述低压氢气截止阀(6)一端，所述氢气温度传感器(10)位于所述氢气气轨(9)远离所述低压氢气截止阀(6)一端。

8.根据权利要求7所述的一种氢气发动机燃料供给与控制系统，其特征在于：可通过所述空气流量传感器(13)和/或进气温度压力传感器测量结果以及所述电子节气门(14)开度测得进入所述氢气发动机(24)的空气流量。

9.根据权利要求1所述的一种氢气发动机燃料供给与控制系统，其特征在于：所述高压氢气气瓶(1)与所述高压氢气截止阀(3)之间连接有高压氢气过滤器(2)，所述低压氢气截止阀(6)与所述氢气气轨(9)之间连接有低压氢气过滤器(7)。

10.根据权利要求1所述的一种氢气发动机燃料供给与控制系统，其特征在于：同时设置了两种氢气流量计量/测量方式，靠近氢气气瓶端设置有氢气流量计(4)直接测量流出氢气气瓶的氢气流量，发动机端的氢气气轨上设置有氢气压力传感器(8)和氢气温度传感器(10)，可计算获得进入发动机的氢气流量，实现方法双向校验，并判断供氢管路是否存在氢气泄漏。

11.根据权利要求1所述的一种氢气发动机燃料供给与控制系统，其特征在于：所述氢气发动机(24)为多缸发动机。

技术总结
本发明涉及一种氢气发动机燃料供给与控制系统，属于发动机技术领域，其包括氢气发动机，氢气供给系统，空气供给系统，以及电子控制系统；氢气发动机设有氢气喷嘴和排气管；氢气供给系统包括高压氢气气瓶、高压氢气截止阀、氢气流量计、高压氢气减压器、低压氢气截止阀、以及氢气气轨；空气供给系统包括第一发动机进气接管和第二发动机进气接管，第一发动机进气接管与第二发动机进气接管之间设有电子节气门，第二发动机进气接管与氢气发动机连接；电子控制系统包括电控单元。本发明的燃料供给与控制系统能够实现发动机高效燃烧、氢气利用率高，有效避免发动机回火，整机运行稳定、可靠。

技术研发人员：吴宇波,魏小立,刘哲侃,简迎新,王兵,凌建群,庄健
受保护的技术使用者：上海新动力汽车科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15