[发明专利]一种在线制氢、局部富氢的点燃式内燃机系统及控制方法

权利要求书

1.一种在线制氢、局部富氢的点燃式内燃机系统，其特征在于，该系统由冷态等离子氢气转换器(11)、燃料供给系、氢气供给系、进气系统、点燃式内燃机(5)及内燃机控制器(4)组成，燃料供给系由油箱(12)、燃油泵(34)、油管和喷油器(14)构成，在线制氢系由冷态等离子氢气转换器(11)、电池(9)和油管构成，氢气供给系由氢气存储器(10)、氢气管(17)和喷氢器(13)构成，点燃式内燃机(5)是安装了在线制氢系统、氢气供给系的传统点燃式内燃机上，在线制氢系与氢气供给系相连，氢气供给系与点燃式内燃机(5)相连，内燃机控制器(4)控制燃料供给系、在线制氢系、氢气供给系、进气系统和点燃式内燃机(5)的工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种在线制氢、局部富氢的点燃式内燃机系统，其特征在于，所述的点燃式内燃机(5)采用两种不同的燃料作为可燃混合气，在传统的燃料供给系上增加了在线制氢系和氢气供给系，冷态等离子转换器(11)从油箱(12)内获得燃料，然后将燃料转换成氢气，将氢气储存在氢气储存器(10)内，氢气泵(58)从氢气存储器(10)内泵出氢气，经过加压将其传送到喷氢器(13)上，喷氢器(13)安装在火花塞(56)附近，，内燃机控制器(4)依据控制方法要求在特定时刻将氢气喷入内燃机的火花塞(56)附近位置，形成局部富氢区域。

3.根据权利要求1所述的在线制氢、局部富氢的点燃式内燃机系统，其特征在于，所述的喷氢器(13)的一种构造方式：喷氢器(13)与火花塞(56)集成在一起，金属极(19)内有通孔(21)，通孔(21)末端与氢气管(17)相连，由绝缘材料制成的氢气管(17)通过接头(18)直接和通管(21)相连，接头(18)拧在金属极(19)上，氢气管(17)的另外一端连接氢气泵(58)，将氢气传递给通孔(21)，然后进入内燃机燃烧室，金属接头(20)采用螺丝连接在金属极(19)上，电极(16)连接在金属接头(20)上，电极(16)连接在电源正极，绝缘体(30)安装在金属极(19)上，筒形负极(29)装在绝缘体(30)上，筒形负极(29)的上端做成六角形螺母用来将其固定在内燃机缸体(28)上，筒形负极(29)的底端设计成侧电极(26)，点燃式内燃机缸体(28)连接在电源的负极，当高电压正加在电极(16)和缸体(28)之间时，就会形成正极(27)和负极(26)，当电压足够高时，就会产生电火花(25)，在氢气富集区(22)氢气通过喷嘴(23)喷入形成氢气束，火花(25)引燃该区域富集氢气(24)，该区域燃烧并且迅速传播到相邻区域进而引燃全室。

4.根据权利要求1所述的在线制氢、局部富氢的点燃式内燃机系统，其特征在于，点燃式内燃机(5)局部富氢燃烧的作用是提高内燃机压缩比和采用稀薄混合气燃烧，从而提高内燃机的效率和降低污染物的排放，即采用喷氢器(13)使氢气在燃烧室形成一个局部富氢的区域将混合气引燃，点燃宽范围燃空比的混合气。

5.根据权利要求1所述的在线制氢、局部富氢的点燃式内燃机系统，其特征在于，所述的在线制氢系包含冷态等离子氢气转换器(11)和电池(9)，冷态等离子转换器(11)采用电池(9)进行供电，然后将燃料供给系的部分燃料转化为氢气并将其存储在氢气存储器(10)，电池(9)由点燃式内燃机(5)拖动电机/发电机(8)进行供电，或由制动能量回收的能量，或采用普通墙上的插座充电进行供电。

6.一种用于权利要求1所述的在线制氢、局部富氢的点燃式内燃机系统的控制方法，其特征在于，按照以下步骤进行：内燃机控制器(4)从整车控制器接收到需求转矩、车速信号和点燃式内燃机(5)的参数信号，内燃机控制器(4)通过控制冷态等离子氢气转换器(11)来控制氢气的生产时刻和生产量，内燃机控制器(4)产生控制信号来控制喷油量、喷气量、喷气时刻、点火正时及节气门开度，控制的目标是点燃式内燃机(5)采用稀薄燃烧、提供需求转矩、不失火。