[发明专利]一种氢气发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种氢气发动机。

背景技术

汽车作为化石燃料消费家族中的重要成员，对于化石燃料的过度消费、全球气候变暖负有不可推卸的责任。传统汽油机已无法满足更高排放要求，目前各国的汽车企业都在积极开发各种形式的新产品，以满足日益严格的汽车排放法规。

参见图1，传统汽油机主要由发动机进气总3、进气歧管4、发动机本体1（含缸体、缸盖等）、气道喷射喷油器2、排气歧管5、排气总管6以及三元催化器7（Three Way Catalyst，TWC）组成。其中，进、排气总管分别与进、排气歧管连接，进、排气歧管安装在发动机本体的缸盖上，喷油器安装在进气歧管上，三元催化器安装在排气总管上。传统汽油机工作时，空气经进气总管进入进气歧管后，将进气道内的燃油蒸汽带入发动机气缸内，燃油空气混合气在气缸内燃烧做功后，燃烧废气经排气歧管进入排气总管，在三元催化器内进行催化转化，并最终将达到排放标准的废气排入大气中。

在这种传统汽油机的工作过程中，由于燃油品质的区别，喷油方式的不同以及三元催化器的催化能力的限制，使得传统发动机的油耗和排放不能得到进一步的优化提升，而随着全球原油储量不断减少，传统汽油机的发展将会举步维艰。

发明内容

本发明的目的在于针对传统汽油机油耗、排放高的问题，提供一种新型的氢气发动机，该发动机在不改变发动机本体，不增加发动机成本的基础上最大限度的降低CO₂排放，提高发动机排放水平。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明涉及的氢气发动机技术如下：

一种氢气发动机，其包括供氢系统、进气系统、发动机本体和排气系统；其特征在于：所述氢气供应系统包括一个高压氢气瓶、电磁阀、一、二级减压阀、阻火器和连接管路；所述高压氢气瓶的瓶口处安装电磁阀，电磁阀由ECU控制，电磁阀出口通过连接管路与一、二级减压阀相连，二级减压阀与阻火器相连接，阻火器布置在气轨前端，通过连接管路与氢气气轨相连，氢气气轨上安装氢气喷嘴，氢气喷嘴同时安装于进气系统的进气歧管上，所述氢气喷嘴由喷嘴驱动器驱动、多点顺序喷射电控系统控制。

同时，在所述氢气气轨安装有氢气压力温度传感器，在进气歧管的稳压腔前端布置有进气压力温度传感器，在排气系统的排气歧管上布置有宽域氧传感器；在进气歧管的前端安装有电子节气门，所述氢气压力温度传感器、进气压力温度传感器、宽域氧传感器将信号传输给ECU。

进一步，在所述排气系统的排气总管上设置有一个处理NOx的NSR催化转化器。

本发动机的供氢系统中，通过ECU控制电磁阀开启，氢气经一、二级减压阀后，由喷嘴驱动器驱动、多点顺序喷射电控系统控制的氢气喷嘴定时开启从而将氢气喷入发动机进气系统，与空气混合后进入气缸内燃烧做功，废气经排气系统进入到后处理系统，通过NSR催化转换器将废气中的NOx处理掉，从而极大的提高发动机排放水平。本氢气发动机将多点顺序喷射电控系统应用于该氢气发动机，将传统汽油机的气道喷射喷油器取消，在进气歧管上增加氢气喷嘴，同时增加一个氢气驱动器，取消传统汽油机的燃油系统，增加一套氢气发动机供氢系统。进一步还可以取消传统发动机的三元催化器，增加一个处理NOx的NSR催化转化器。

采用上述技术方案，用氢气取代汽油成为发动机燃料，减少化石燃料的使用，极大的延长了化石燃料的使用寿命；由于氢气的热值高，着火极限宽，加之火焰传播速度快，决定了氢气发动机燃烧等容度高，热效率较高，气耗降低；氢气燃烧产物只有水，不存在排放问题，只有在高温富氧的情况下会产生NOx，而NSR催化转化器有效的解决了这一问题，使得氢气发动机轻易达到欧Ⅳ排放标准，匹配后可实现欧Ⅵ标准。因此，本发明在不改变发动机本体，不增加发动机成本的基础上最大限度的降低CO₂排放，提高发动机排放水平。

附图说明

图1是背景技术中所描述的传统汽油机结构示意图；

图2是本新型氢气发动机结构示意图；

图3是本氢气发动机的氢气供应系统图。

图中1-发动机本体1、2-氢气喷嘴、3-进气压力温度传感器、4-电子节气门、5-进气歧管、6-排气歧管、7-宽域氧传感器、8-NSR催化转化器、9-高压氢气瓶、10-电磁阀、11-一级减压阀、12-氢气压力温度传感器、13-二级减压阀、14-氢气气轨、15-阻火器。

具体实施方式