[发明专利]一种氢气发动机及其燃气喷射方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车构造的技术领域，涉及汽车发动机，更具体地说，本发明涉及一种氢气发动机。另外，本发明还涉及这种氢气发动机所采用的燃气喷射方法。

背景技术

目前市场上氢气发动机一般采用外部形成混合气的方式，通常采用化油器、进气歧管喷射和进气口喷射等方法形成混合气。对于氢气发动机，通过化油器输送燃料是最简单的燃料供给方法，但化油器发动机容易产生早燃和回火等不正常燃烧。燃气与空气在气道中混合后再进入气缸，导致氢气发动机的充气效率和热效率不高，输出功率不足。另外，还会造成排放的增加。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种氢气发动机，其目的是增加动力输出、改善燃烧状况、降低排放。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种氢气发动机，包括燃气供给系统、进气歧管、CNG专用火花塞和气缸，所述的燃气供给系统在进入发动机缸盖的端部不同位置设燃气喷射器，氢气通过所述的燃气喷射器直接喷入发动机的气缸内；或者氢气通过所述的燃气喷射器在进气道与进气混合后间接喷入发动机的气缸内。

为使本发明更加完善，还进一步提出了以下的更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳实用效果：

所述的燃气喷射器包括用于间接喷射的外部混合燃气喷射器和用于直接喷射的内部混合燃气喷射器。

所述的外部混合燃气喷射器通过进气歧管与气缸盖的连接口与所述的气缸相通。

所述的内部混合燃气喷射器直接通过缸盖与所述的气缸相通，且位于紧邻CNG专用火花塞的缸盖的中央位置。

所述的燃气供给系统按下面的氢气流动顺序设置：CNG钢瓶、电磁阀、压力调节装置、燃气喷轨，直至燃气喷射器。

所述的氢气发动机设燃气喷射电控单元，所述的燃气喷射电控单元通过信号线路分别与电磁阀、压力调节装置、外部混合燃气喷射器、内部混合燃气喷射器和CNG专用火花塞连接。

所述的与燃气喷射电控单元连接的信号线路，所述的信号线路包括工况信号向燃气喷射电控单元传送的信号反馈线路和燃气喷射电控单元发出控制指令的控制指令信号线路。

所述的氢气发动机，其配气系统采用可变气门相位及脉宽的正时机构。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的氢气发动机所采用的燃气喷射方法，该方法为：

通过燃气喷射电控单元根据发动机的运行工况进行控制，实现向气缸内直接喷射燃料和进气道间接喷射燃料的两种控制方式的转换；即在部分负荷时，在进气道间接喷射燃料；在全负荷时，在气缸内直接喷射燃料；

其中，气缸内直接喷射的控制方式为：在燃气喷射电控单元控制下，发动机在全负荷时采用进气终了后用缸内直接喷射器即内部混合燃气喷射器向缸内喷射氢气，点火正时适当推迟；进气道间接喷射的控制方式为：在燃气喷射电控单元控制下，发动机在部分负荷时采用外部的低压喷油器即外部混合燃气喷射器在进气道将氢气与进气混合后向缸内间接喷射氢气；

在直接喷射时，压力调节装置在燃气喷射电控单元控制下，将CNG钢瓶内的氢气的压力降低，直接向气缸内喷射。

本发明采用上述技术方案，使发动机在全负荷工况时直接在气缸内喷射氢气，通过对喷气相位正时及喷气脉宽正时的精确控制，从而精确控制喷气量；与普通氢气发动机相比，缸内直喷氢气发动机可采用更高的压缩比，获得更高的充气效率和热效率，增加了发动机的功率和扭矩，具有高动力输出、高响应速度等方面的优势，同时改善燃烧，降低了排放。本发明采用缸内直接喷射与进气道间接喷射相结合的控制方式来解决早燃和回火问题，同时发挥了氢气发动机的最大潜能和排放优势。

附图说明

下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图。

图中标记为：1、CNG钢瓶，2、电磁阀，3、压力调节装置，4、燃气喷轨，5、燃气喷射电控单元，6、进气歧管，7、外部混合燃气喷射器，8、缸盖，9、活塞，10、气缸，11、排气歧管，12、内部混合燃气喷射器，13、CNG专用火花塞。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。