[发明专利]一种燃氢二冲程发动机及其动力系统

权利要求书

1.一种燃氢二冲程发动机，氢燃料发动机设有气缸（5）、缸盖（40）和曲轴箱（35），缸盖上设有火花塞（36）和排气孔（41），气缸内设有活塞（43），曲轴箱内设有曲轴（45），活塞通过连杆（44）与曲轴连接，其特征是：气缸壁设有氢气进口（37）和空气进口（38），氢气进口（37）通过一压气单元（12）连接氢气进气室，空气进口通过另一压气单元（12）连接空气进气室，氢气进气室与空气进气室彼此分隔独立设置并与气缸连通；

所述氢气进口（37）和空气进口（38）沿周向相对设置，氢气进气室与空气进气室通过沿轴向设置的分隔挡板分为两个彼此独立的半环形空腔，半环形空腔的内侧面设置若干与气缸连通的空气进孔（6）、氢气进孔（4）；

所述氢气进口（37）和空气进口（38）沿轴向错位上下设置，氢气进气室与空气进气室通过沿径向的环形分隔挡板分为两个上下彼此独立的环形空腔，环形空腔的内侧面设置若干与气缸连通的空气进孔（6）、氢气进孔（4）。

2.利用权利要求1所述的一种燃氢二冲程发动机动力系统，其特征是：所述动力系统设有氢气气源和空气气源，所述氢气进口（37）连接独立的氢气气源，空气进口（38）连接独立的空气气源，氢气和空气分隔进气缸内混合燃烧没有回火问题；或采用氢气含量低于爆炸极限的空气从空气进口（38）进入或/和氢气含量高于爆炸极限的氢气从氢气进口（37）进入。

3.根据权利要求2所述的一种燃氢二冲程发动机动力系统，其特征是：所述动力系统设有ECU、尾气余热利用单元（8）、三元催化器（7）、涡轮增压单元（58）、氢气提纯单元（86）、冷却水箱（30）、气液分离器（9）和低压氢气缓冲罐（56）；涡轮增压单元（58）包括涡轮机（64）、压气机（63）和尾气压气机（141），涡轮机（64）、压气机（63）和尾气压气机（141）同轴连接；气液分离器的气体出口设有气体过滤膜（10），氢气提纯单元出口设有氢气分离膜（100），冷却水箱（30）和气液分离器（9）设有排水口（129）；气液分离器的水出口设有单向阀（39），气液分离器（9）和冷却水箱（30）设有防冻剂补加口（32）；

氢气气源与低压氢气缓冲罐（56）连接，低压氢气缓冲罐出口经涡轮增压单元（58）的尾气压气机（141）连接到气缸的氢气进口（37）；空气气源经空气管路和涡轮增压单元（58）的压气机（63）连接到气缸的空气进口（38）；气缸的排气孔通过涡轮增压单元（58）的涡轮机（64）、三元催化器（7）和尾气余热利用单元（8）连接到气液分离器（9）；尾气余热利用单元设置与外部电力系统电路连接的发电机；气液分离器的气体出口通过氢气提纯单元（86）连接到氢气气源，氢气提纯单元的杂质气出口连接到外排管路；气液分离器的水出口通过单向阀（39）连接到冷却水箱（30），冷却水箱出口分为两路，一路通过循环冷却水管线（31）连接到气缸的夹套，气缸的夹套出口通过尾气余热利用单元（8）连接到冷却水箱（30）；一路通过尾气冷凝水循环管（19）连接到空气管路，连接处设有水过滤膜（33）；所述动力系统应用于固定场所或交通工具的做功和/或发电。

4.根据权利要求3所述的一种燃氢二冲程发动机动力系统，其特征是：所述氢气气源为金属氢化物储罐，金属氢化物储罐装有金属氢化物，包括罐体（135）、罐体外部的保温层（137），罐体的内部设有喷水管路（134）；所述罐体的上部设有压力传感器（71）、防爆阀（72）、氢气出口（73）、水气入口和温度传感器（70），所述罐体的下部设有添加抽出口（18），所述添加抽出口设有带密码锁的截止阀（110）；所述罐体（135）为金属材料、非金属材料或以上两者的组合材料；所述金属氢化物储罐设有导热介质入口（138），所述水气入口设有伴热管路（105），所述伴热管路入口设有水过滤膜（33），所述氢气出口（73）设有氢气过滤膜（2）。

5.根据权利要求4所述的一种燃氢二冲程发动机动力系统，其特征是：金属氢化物储罐（1）的氢气出口与低压氢气缓冲罐（56）连接，低压氢气缓冲罐出口分为两路，一路连接到氢燃料发动机的氢气进口（37）；一路连接到尾气余热利用单元，尾气余热利用单元通过换热氢气管路连接到金属氢化物储罐形成循环，将金属氢化物储罐中的热量传递给尾气余热利用单元，为尾气余热利用单元提供热源；气液分离器的气体出口通过氢气提纯单元（86）连接到金属氢化物储罐的水气入口，氢气提纯单元的杂质气出口连接到外排管路；气液分离器的水出口通过单向阀（39）连接到冷却水箱（30），冷却水箱出口分为三路，一路通过循环冷却水管线（31）连接到气缸的夹套，气缸的夹套出口通过尾气余热利用单元连接到冷却水箱（30）；一路通过水过滤膜（33）、伴热管线（105）连接到金属氢化物储罐的水气入口；一路通过尾气冷凝水循环管（19）连接到空气管路，连接处设有水过滤膜（33）；氢燃料发动机设置油底壳；尾气余热利用单元的动力装置与发动机同轴或不同轴连接，利用二冲程发动机和尾气余热利用单元弥补四冲程发动机的动力不足问题。