[发明专利]液态氨相变冷却式混合动力热管理系统

说明书

本发明的目的在于提供液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，包括喷射器、液氨氢气供给系统、液氨共轨管、燃油共轨管、油箱，液氨氢气供给系统包括液氨储存箱、泵氨系统、分流系统、进出氨系统，燃油共轨管分别连接油箱和喷射器的单向进油口，液氨共轨管分别连接进出氨系统和喷射器的单向进氨口，进出氨系统里布置进氨管和回氨管，泵氨系统包括液氨储存分流器、低压泵、高压泵，分流系统包括储存罐、进氨控制阀、安全阀、出氨控制阀。本发明一是可有效解决寒冷条件下发动机冷启动问题，二是减小了压缩机的功耗，实现余热利用，提高能量利用率。同时本发明提出了切实可行的氨燃料应用路径，实现一氨三用。

技术领域

本发明涉及的是一种发动机，具体地说是混合动力发动机。

背景技术

在船舶绿色低碳的大背景下，船舶发展进入到了一个关键的转型升级期，未来船舶要求动力具有高度灵活性，动力灵活性包含动力装置的灵活配置，燃料供给、喷射系统灵活性及燃料存储、驳运、加注灵活性。动力多样性，燃料多样性将是船舶发展的必然趋势，因此开展船用低碳清洁燃料供给与喷射系统研制研究，是满足当前及未来技术发展需求，提高技术创新性、产品竞争性和企业影响力的关键举措。氨作为典型的低碳燃料之一，与氢燃料相比，储能更高，便于储存和运输，有成熟的供应链，是主要的低碳替代能源之一。

氨燃料等新型替代燃料具备共性的低粘度、低闪点(液体燃料)、低碳、低排放特性，使得现有的设备，尤其是燃料供给及喷射系统，需要进行非常大的技术升级、改造，以满足新型燃料的使用需求。同时值得注意的是，虽然从发动机燃烧排放角度，新型替代燃料具有非常大的减排潜力，但从燃料的全寿命周期看，现有替代燃料需解决能源绿色再生，带动了整个能源产业链的变革。目前国际上尚无成熟的氨燃料动力装置，由柴油机改进的氨燃料发动机存在体积效率低、燃烧效果差，热效率以及能量利用率低等问题，限制了推广应用。

对此本发明采取了柴油引燃的燃烧模式，设计了氨燃料喷射系统，使氨燃料在高压下以液态形式喷入气缸，提高发动机运行压缩比，有效改善热效率。与现有的发明专利相比，本发明基于液氨相变原理创新设计了双作用热泵模块，一是可有效解决寒冷条件下发动机冷启动问题，二是减小了压缩机的功耗，实现余热利用，提高能量利用率。同时本发明提出了切实可行的氨燃料应用路径，实现一氨三用：动力装置燃料、散热系统冷媒、排放后处理模块还原剂。提高发动机排放性能，在保证动力性和经济性的同时，逐步朝最大限度的降低碳排放迈进。

发明内容

本发明的目的在于提供可有效解决寒冷条件下发动机冷启动问题，减小压缩机功耗，实现余热利用，提高能量利用率的液态氨相变冷却式混合动力热管理系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，其特征是：包括喷射器、液氨氢气供给系统、液氨共轨管、燃油共轨管、油箱，液氨氢气供给系统包括液氨储存箱、泵氨系统、分流系统、进出氨系统，燃油共轨管分别连接油箱和喷射器的单向进油口，液氨共轨管分别连接进出氨系统和喷射器的单向进氨口，进出氨系统里布置进氨管和回氨管，泵氨系统包括液氨储存分流器、低压泵、高压泵，分流系统包括储存罐、进氨控制阀、安全阀、出氨控制阀，液氨储存罐的出口依次连接低压泵、高压泵、液氨储存分流器、储存罐、进氨控制阀，进氨控制阀通过进氨管连接液氨共轨管，液氨储存罐的进口依次连接回氨控制阀、安全阀，安全阀通过回氨管连接喷射器，液氨储存罐分别连接氢气储存罐和氮气储存罐。

本发明还可以包括：

1、所述喷射器包括喷射器体、液氨喷射部分、柴油喷射部分，液氨喷射部分、柴油喷射部分位于喷射器体里，液氨喷射部分包括自上而下设置的增压模块、第一蓄压谐振限流模块、超磁滞电磁控制执行器、相变可控超雾化喷嘴模块，柴油喷射部分包括自上而下设置的第二蓄压谐振限流模块、副增压模块、压力平衡式电磁控制执行器、针阀偏心自调节喷嘴。