[发明专利]一种压升率可控的直喷氢氧转子机及其控制方法

说明书

本发明设计了一种压升率可控的直喷氢氧转子机及其控制方法。采用缸内直喷技术，以曲轴位置信号为控制依据，将氢气与氧气直接喷入燃烧室进行燃烧，取消了原有的进气道，消除进气过程中的泵气损失，提升转子机的燃烧效率，实现转子机的零排放。在排气管上安装换热器，利用液氢液氧汽化过程需要吸收热量的特性冷凝尾气中的水蒸气，根据缸内压升率信号为依据，采用直喷的方式将水喷入燃烧室，控制缸内的压升率，克服氢氧燃烧过于剧烈的问题。本发明实现了转子机的零排放，并利用喷水的方式有效控制了氢氧转子机缸内压升率。克服了氢氧燃烧过于剧烈的问题。

技术领域

本发明提供了一种压升率可控的直喷氢氧转子机及其控制方法。涉及转子发动机燃料供给及压升率的控制，属于内燃机领域。

背景技术

随着环境问题越来越受到广大人民的重视，各国对污染的监控也越来越严格。汽车尾气排放在这种环境下也被推到了前台，各国都相继推出了相关法规来限制汽车尾气的排放。因此，降低发动机油耗和排放已经成为了当前内燃机领域的主流研究方向。一种氢氧转子发动机及控制方法

与往复式活塞机相比，转子发动机具有体积小、重量轻、结构简单，功重比大等优点，世界各国已将转子机广泛应用于无人机、军用特种车辆、海军陆战队登陆艇、小型船舶和轻便式发电机等领域。然而，转子机也存在着燃油经济性差和排放高等问题，造成这些问题的主要原因是转子机狭长的燃烧室结构不利于燃料的快速、完全燃烧，较高的面容比增加了壁面淬息的问题，以及线密封形式导致较高的漏气率等。随着排放法规的日益严格，转子发动机也面临着节能减排的问题。

氢气在纯氧氛围下的生成产物只有水，不会产生对环境有害的排放产物。因此，本发明提出了一种压升率可控的直喷氢氧转子机及其控制方法，该发明在消除了进气道泵气损失、实现转子发动机的零排放，同时，采用缸内直喷高压水的方式控制燃烧室内的压升率。

发明内容

为了改善转子机排放较高的问题，本发明提供了一种压升率可控的直喷氢氧转子机及其控制方法，在消除了进气道泵气损失、实现转子发动机零排放的基础上利用水汽化吸热的特性，控制燃烧室内的压升率。

本发明采用如下技术方案：

一种压升率可控的直喷氢氧转子机及其控制方法，涉及的装置主要包括：液氢储存罐(1)、液氢泵(2)、与安装在排气道上的第一换热器(3)、氢气减压阀(4)、氢气流量计(7)、阻燃阀(11)、安装在转子壁面的氢气喷嘴(12)通过氢气输送管路串联连接；储水箱(20)、水泵(5)、流量计(6)与安装在转子壁面的高压水喷嘴(13)通过高压水输送管路串联连接；液氧储存罐(21)、液氧泵(17)与安装在排气道上的第二换热器(18)、氧气减压阀(19)、氧气流量计(8)、氧气喷嘴(9)通过氧气输送管路串联连接；氧气传感器(16)位于排气管上，将尾气中的氧浓度传至尾气分析仪(22)，燃烧分析仪(23)接收来自火花塞式缸压传感器(14)的信号m，对燃烧进行分析；电控单元(10)接收曲轴转角信号n，并控制高压水流量信号a，氢气流量信号b，氧气流量信号c，氧气喷嘴信号d，氢气喷嘴信号e，高压水喷嘴信号f，火花塞信号g控制个燃料的供给及火花塞的点火。

利用如上所述一种压升率可控的直喷氢氧转子机及其控制方法，其特征在于：