CN117231356A - 一种进气深冷氢氧发动机及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种进气深冷氢氧发动机及控制方法，具体涉及一种可调进气温度缸内直喷氢氧火花点火发动机及控制方法。该发动机包括氢氧气供给系统、缸内直喷系统、深度冷却系统、ECU控制系统。根据发动机功率需求及工作状态控制氢气、氧气流量控制器直喷氢气、氧气量，从而控制发动机的功率输出。ECU通过曲轴位置传感器和转速传感器判断曲轴位置和转速，并根据爆震传感器信号判断爆震发生。根据爆震信号调节进气温度，控制早燃、回火和爆震等异常燃烧问题。该发动机及控制方法可以实现发动机灵活的调节特性，并能消除氢氧发动机的爆震，降低氮氧化物排放，提高氢氧发动机的效率。
Description
技术领域
一种进气深冷氢氧发动机及控制方法，具体涉及一种可调进气温度缸内直喷氢氧火花点火发动机及控制方法，属于零碳内燃机领域。
背景技术
氢气燃烧生成水，不会产生二氧化碳，是一种理想的清洁能源。并且氢气具有燃烧速度迅速、可燃极限范围大、点火能量低等燃烧特性，同时氢气的来源广泛，目前有电解水制氢、天然气制氢等制氢方法，以上特性使得氢气适合作为内燃机燃料。
氢氧发动机的现状及问题：由于氢氧混合气燃烧过于剧烈，使得氢氧发动机很难应用于民用领域，而在航天飞行器中却得到了广泛应用。太空中极低的环境温度使得氢氧发动机的进气温度较低，从而可以减弱氢氧混合气的剧烈燃烧，同时可以抑制早燃、回火和爆震等异常燃烧现象，但在民用领域中，很难得到极低的进气温度，并且在较高当量比下运行时，氢氧发动机的氮氧化物排放水平急剧升高。控制异常燃烧的技术主要是采用EGR(废气再循环)策略，但是EGR策略会导致进气温度升高，降低气缸容积效率，导致功率和效率下降。传统进气道喷射氢气策略产生的回火、早燃现象较为严重，且进气道喷氢会占用额外的进气体积，使热效率下降。
发明内容
针对氢氧发动机存在的问题，本发明解决的技术问题是，提出了一种进气深冷氢氧发动机及控制方法，该发动机及控制方法可以实现氢氧发动机全工况稳定工作而不出现异常燃烧现象，同时降低氮氧化物排放。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：
一种进气深冷氢氧发动机，其结构包括：氢氧气供给系统、缸内直喷系统、深度冷却系统、ECU控制系统。
氢氧气供给系统包括液氢贮箱、液氧贮箱、第一液氢增压泵、第一液氢控制阀、第一液氧增压泵、第一液氧控制阀、气液换热器。氢氧内燃机尾气余热通过气液换热器作为热源，液氢通过液氢贮箱经由第一液氢控制阀、第一液氢增压泵进入气液换热器，液氧通过液氧贮箱经由第一液氧控制阀、第一液氧增压泵进入气液换热器，利用氢氧内燃机尾气余热将液氢、液氧换热成氢气和氧气。
缸内直喷系统包括氢气压力传感器、氢气流量控制器、氢气高压喷嘴、氧气压力传感器、氧气流量控制器、氧气高压喷嘴。经过深度冷却后的氢气由氢气压力传感器检测其进气压力大小，氢气流量控制器控制氢气的进气流量，最后通过氢气高压喷嘴采用缸内直喷方式进入气缸，经过深度冷却后的氧气由氧气压力传感器检测其进气压力大小，氧气流量控制器控制氧气的进气流量，最后通过氧气高压喷嘴采用缸内直喷方式进入气缸。
深度冷却系统包括深冷换热器、第一氢气控制阀、第一氢气增压泵、第一氧气控制阀、第一氧气增压泵、第二液氢增压泵、第二液氢控制阀、第二液氧增压泵、第二液氧控制阀、第二氢气控制阀、第二氢气增压泵、第二氧气控制阀、第二氧气增压泵。氢气经过第一氢气控制阀、第一氢气增压泵进入深冷换热器，氧气经过第一氧气控制阀、第一氧气增压泵进入深冷换热器，液氢由液氢贮箱，经过第二液氢控制阀、第二液氢增压泵进入深冷换热器，液氧由液氧贮箱，经过第二液氧控制阀、第二液氧增压泵进入深冷换热器，由液氢和液氧作为冷源深度冷却氢气和氧气。冷却后的氢气和氧气通过缸内直喷系统进入氢氧发动机的气缸，液氢经过深冷换热气化成氢气，经过第二氢气控制阀、第二氢气增压泵返回到液氢贮箱，液氧经过深冷换热后气化成氧气，经过第二氧气控制阀、第二氧气增压泵返回到液氧贮箱。
ECU控制系统包括ECU、火花塞、转速传感器、曲轴位置传感器、爆震传感器。
ECU分别与氢气压力传感器、氢气流量控制器、氧气压力传感器、氧气流量控制器、液氢流量控制器、液氧流量控制器、缸内直喷氢气喷射器、缸内直喷氧气喷射器、火花塞、曲轴位置传感器、转速传感器爆震传感器存在信号交互；
ECU通过导线与氢气流量控制器和氧气流量控制器相连接。通过氢气压力传感器和氧气压力传感器检测进气压力大小，氢气流量控制器和氧气流量控制器监测氢气和氧气的流量并将信号反馈给ECU，以修正进入发动机气缸的进气量，液氢流量控制器和液氧流量控制器监测液氢和液氧的流量并将信号反馈给ECU，以调整进入深冷换热器中的流量；
ECU通过导线与缸内直喷氢气喷射器、缸内直喷氧气喷射器相连，ECU根据曲轴位置信号调节缸内直喷氢气喷射器、缸内直喷氧气喷射器的喷射时刻和喷射脉宽，并通过氢气流量控制器和氧气流量控制器的反馈信号进行修正，以保证过量空气系数稳定；
ECU通过导线与转速传感器和曲轴位置传感器相连，以判断发动机转速和压缩上止点位置，为控制氢气和氧气喷射时刻和脉宽提供数据参考；
ECU通过导线与爆震传感器相连接，根据爆震传感器的输出信号判断爆震是否发生；
ECU通过导线与火花塞相连接，并根据曲轴位置传感器信号、转速传感器信号和爆震传感器信号调节点火时刻。
一种进气深冷氢氧发动机的控制方法，主要包括发动机燃料温度控制策略和燃烧控制策略，其特征在于：
(1)燃料温度控制策略
a.启动工况
ECU接受转速传感器的信号，当转速n＝0变为n≠0时，此时为启动工况，为了顺利启动，采用缸内直喷氢氧策略，利用液氢贮箱上的排气装置将挥发的氢气通过第一液氢增压泵、第一液氢控制阀进入气液换热器，此时氢氧发动机尚未启动，尾气余热尚不可用，再经过第一氢气控制阀、第一氢气增压泵进入深冷换热器，利用液氧贮箱上的排气装置将挥发的氧气通过第一液氧增压泵、第一液氧控制阀进入气液换热器，此时氢氧发动机尚未启动，尾气余热尚不可用，再经过第一氧气控制阀、第一氧气增压泵进入深冷换热器，ECU控制液氢流量控制器、液氧流量控制器、氢气压力传感器、氢气流量控制器、氧气压力传感器、氧气流量控制器、缸内直喷氢气喷射器、缸内直喷氧气喷射器，使进入深冷换热器中的液氢和液氧的质量为0，并调节氢氧当量比
b.怠速工况
ECU接受转速传感器的信号，当转速n怠速-50<n≤n怠速+50时，此时为怠速工况，采取缸内直喷氢氧策略，ECU控制液氢流量控制器、液氧流量控制器、氢气压力传感器、氢气流量控制器、氧气压力传感器、氧气流量控制器、缸内直喷氢气喷射器、缸内直喷氧气喷射器，调节进入气缸内的氢气和氧气温度以及氢气和氧气供给量，并根据氢气流量传感器、氧气流量传感器、液氢流量控制器、液氧流量控制器的反馈信号进行修正，保持氢气、氧气温度为240K，氢氧当量比
c.低速低负荷工况
ECU接受转速传感器的信号，当转速n怠速+50＜n＜2×n怠速，且发动机功率需求P<30％×P额，此时为低速低负荷工况，采用缸内直喷氢氧策略，ECU根据功率需求控制液氢流量控制器、液氧流量控制器、氢气压力传感器、氢气流量控制器、氧气压力传感器、氧气流量控制器、缸内直喷氢气喷射器、缸内直喷氧气喷射器，调节氢气和氧气温度以及氢氧当量比，并根据氢气流量传感器、氧气流量传感器、液氢流量控制器、液氧流量控制器的反馈信号进行修正，保持氢气和氧气的温度在210K；
d.低速中大负荷工况
ECU接受转速传感器的信号，当转速n怠速+50＜n＜2×n怠速，且发动机功率需求P≥30％×P额，此时为低速中大负荷工况，采用缸内直喷氢氧策略。ECU根据液氢流量控制器、液氧流量控制器、氢气压力传感器、氢气流量控制器、氧气压力传感器、氧气流量控制器、缸内直喷氢气喷射器、缸内直喷氧气喷射器，调节氢气和氧气温度以及氢氧当量比，并根据氢气流量传感器、氧气流量传感器、液氢流量控制器、液氧流量控制器的反馈信号进行修正，保持氢气和氧气的温度在180K；
e.中高速工况
ECU接受转速传感器的信号，当转速2×n怠速≤n，此时为中高速工况，采用缸内直喷氢氧策略。ECU根据液氢流量控制器、液氧流量控制器、氢气压力传感器、氢气流量控制器、氧气压力传感器、氧气流量控制器、缸内直喷氢气喷射器、缸内直喷氧气喷射器，调节氢气和氧气温度以及氢氧当量比，并根据氢气流量传感器、氧气流量传感器、液氢流量控制器、液氧流量控制器的反馈信号进行修正，保持氢气和氧气的温度在150K；
其中，n怠速为发动机标定怠速转速，P额为发动机额定功率；
燃烧过程氢氧混合气当量比式中，其中/>分别为氧气质量流量和氢气质量流量，/>为化学计量氧燃比；
(2)燃烧控制策略
ECU接收爆震传感器的信号，若爆震传感器判断没有爆震发生，则ECU根据扭矩需求控制火花塞点火，使点火时刻保持在最佳点火角；
ECU接收爆震传感器的信号，若爆震传感器判断发生爆震，则ECU控制火花塞推迟点火时刻，直到不产生爆震；
若推迟点火至上止点仍不能消除爆震，则ECU控制液氢流量控制器、液氧流量控制器，通过调节进入深冷换热器中液氢和液氧的质量流量，控制换热后的氢气和氧气的温度，由240K逐渐降低，直到爆震消除。
本发明的有益之处是，相比于传统进气温度固定的氢氧发动机，本发明可以实现多档进气温度调节策略以及缸内直喷氢气的策略，能够根据发动机工况灵活调节进气温度策略，保证发动机良好的动力响应特性。同时考虑了在高负荷工况下提高当量比带来的爆震、早燃和回火等异常燃烧问题，使用降低进气温度的方法消除异常燃烧并能有效降低氮氧化物排放。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显。
图1为本发明一种进气深冷氢氧发动机及控制方法工作示意图。
图中，氢氧气供给系统(P1)：液氢贮箱(14)、液氧贮箱(15)、第一液氢增压泵(10)、第一液氢控制阀(11)、第一液氧增压泵(12)、第一液氧控制阀(13)、气液换热器(9)；缸内直喷系统(P2)：氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氢气高压喷嘴(25)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、氧气高压喷嘴(31)；深度冷却系统(P3)：深冷换热器(1)、第一氢气控制阀(8)、第一氢气增压泵(5)、第一氧气控制阀(7)、第一氧气增压泵(6)、第二液氢增压泵(18)、第二液氢控制阀(16)、第二液氧增压泵(19)、第二液氧控制阀(17)、第二氢气控制阀(21)、第二氢气增压泵(20)、第二氧气控制阀(2)、第二氧气增压泵(3)；ECU控制系统(P4)：ECU(4)、火花塞(26)、转速传感器(29)、曲轴位置传感器(30)、爆震传感器(33)、液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步解释本发明，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。
一种进气深冷氢氧发动机，其结构包括：P1氢氧气供给系统、P2缸内直喷系统、P3深度冷却系统、P4ECU控制系统。
P1氢氧气供给系统包括液氢贮箱(14)、液氧贮箱(15)、第一液氢增压泵(10)、第一液氢控制阀(11)、第一液氧增压泵(12)、第一液氧控制阀(13)、气液换热器(9)。氢氧内燃机尾气余热通过气液换热器(9)作为热源，液氢通过液氢贮箱(14)经由第一液氢控制阀(11)、第一液氢增压泵(10)进入气液换热器(9)，液氧通过液氧贮箱(15)经由第一液氧控制阀(13)、第一液氧增压泵(12)进入气液换热器(9)，利用氢氧内燃机尾气余热将液氢、液氧换热成氢气和氧气。
P2缸内直喷系统包括氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、缸内直喷氢气喷射器(25)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氧气喷射器(31)。经过深度冷却后的氢气由氢气压力传感器(23)检测其进气压力大小，氢气流量控制器(24)控制氢气的进气流量，最后通过缸内直喷氢气喷射器(25)采用缸内直喷方式进入气缸，经过深度冷却后的氧气由氧气压力传感器(22)检测其进气压力大小，氧气流量控制器(32)控制氧气的进气流量，最后通过缸内直喷氧气喷射器(31)采用缸内直喷方式进入气缸。
P3深度冷却系统包括深冷换热器(1)、第一氢气控制阀(8)、第一氢气增压泵(5)、第一氧气控制阀(7)、第一氧气增压泵(6)、第二液氢增压泵(18)、第二液氢控制阀(16)、第二液氧增压泵(19)、第二液氧控制阀(17)、第二氢气控制阀(21)、第二氢气增压泵(20)、第二氧气控制阀(2)、第二氧气增压泵(3)。氢气经过第一氢气控制阀(8)、第一氢气增压泵(5)进入深冷换热器(1)，氧气经过第一氧气控制阀(7)、第一氧气增压泵(6)进入深冷换热器(1)，液氢由液氢贮箱(14)，经过第二液氢控制阀(16)、第二液氢增压泵(18)进入深冷换热器(1)，液氧由液氧贮箱(15)，经过第二液氧控制阀(17)、第二液氧增压泵(19)进入深冷换热器(1)，由液氢和液氧作为冷源深度冷却氢气和氧气。冷却后的氢气和氧气通过缸内直喷系统进入氢氧发动机的气缸，液氢经过深冷换热气化成氢气，经过第二氢气控制阀(21)、第二氢气增压泵(20)返回到液氢贮箱(14)，液氧经过深冷换热后气化成氧气，经过第二氧气控制阀(2)、第二氧气增压泵(3)返回到液氧贮箱(15)。
P4 ECU控制系统包括ECU(4)、火花塞(26)、转速传感器(29)、曲轴位置传感器(30)、爆震传感器(33)。
ECU(4)分别与氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)、火花塞(26)、曲轴位置传感器(30)、转速传感器(29)爆震传感器(33)存在信号交互；
ECU(4)通过导线与氢气流量控制器(24)和氧气流量控制器(32)相连接。通过氢气压力传感器(23)和氧气压力传感器(22)检测进气压力大小，氢气流量控制器(24)和氧气流量控制器(32)监测氢气和氧气的流量并将信号反馈给ECU(4)，以修正进入发动机气缸的进气量，液氢流量控制器(28)和液氧流量控制器(27)监测液氢和液氧的流量并将信号反馈给ECU(4)，以调整进入深冷换热器(1)中的流量；
ECU(4)通过导线与缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)相连，ECU(4)根据曲轴位置信号调节缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)的喷射时刻和喷射脉宽，并通过氢气流量控制器(24)和氧气流量控制器(32)的反馈信号进行修正，以保证过量空气系数稳定；
ECU(4)通过导线与转速传感器(29)和曲轴位置传感器(30)相连，以判断发动机转速和压缩上止点位置，为控制氢气和氧气喷射时刻和脉宽提供数据参考；
ECU(4)通过导线与爆震传感器(33)相连接，根据爆震传感器(33)的输出信号判断爆震是否发生；
ECU(4)通过导线与火花塞(26)相连接，并根据曲轴位置传感器信号、转速传感器信号和爆震传感器信号调节点火时刻。
一种进气深冷氢氧发动机的控制方法，该方法包括燃料温度控制策略和燃烧控制策略。
(1)燃料温度控制策略
a.启动工况
ECU(4)接受转速传感器(29)的信号，当转速n＝0变为n≠0时，此时为启动工况，为了顺利启动，采用缸内直喷氢氧策略，利用液氢贮箱(14)上的排气装置将挥发的氢气通过第一液氢增压泵(10)、第一液氢控制阀(11)进入气液换热器(9)，此时氢氧发动机尚未启动，尾气余热尚不可用，再经过第一氢气控制阀(8)、第一氢气增压泵(5)进入深冷换热器(1)，利用液氧贮箱(15)上的排气装置将挥发的氧气通过第一液氧增压泵(12)、第一液氧控制阀(13)进入气液换热器(9)，此时氢氧发动机尚未启动，尾气余热尚不可用，再经过第一氧气控制阀(8)、第一氧气增压泵(5)进入深冷换热器(1)，ECU(4)控制液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)，使进入深冷换热器(1)中的液氢和液氧的质量为0，调节氢氧当量比
b.怠速工况
ECU(4)接受转速传感器(29)的信号，当转速n怠速-50<n<n怠速+50时，此时为怠速工况，采取缸内直喷氢氧策略，ECU(4)控制液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)，调节进入气缸内的氢气和氧气温度以及氢气和氧气供给量，并根据氢气流量传感器(24)、氧气流量传感器(32)、液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)的反馈信号进行修正，保持氢气、氧气温度为240K，氢氧当量比
c.低速低负荷工况
ECU(4)接受转速传感器(29)的信号，当转速n怠速+50＜n＜2×n怠速，且发动机功率需求P<30％×P额，此时为低速低负荷工况，采用缸内直喷氢氧策略，ECU(4)根据功率需求控制液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)，调节氢气和氧气温度以及氢氧当量比，并根据氢气流量传感器(24)、氧气流量传感器(32)、液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)的反馈信号进行修正，保持氢气和氧气的温度在210K；
d.低速中大负荷工况
ECU(4)接受转速传感器(29)的信号，当转速n怠速+50＜n＜2×n怠速，且发动机功率需求P≥30％×P额，此时为低速中大负荷工况，采用缸内直喷氢氧策略。ECU(7)根据液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)，调节氢气和氧气温度以及氢氧当量比，并根据氢气流量传感器(24)、氧气流量传感器(32)、液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)的反馈信号进行修正，保持氢气和氧气的温度在180K；
e.中高速工况
ECU(4)接受转速传感器(29)的信号，当转速2×n怠速≤n，此时为中高速工况，采用缸内直喷氢氧策略。ECU(7)根据液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)，调节氢气和氧气温度以及氢氧当量比，并根据氢气流量传感器(24)、氧气流量传感器(32)、液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)的反馈信号进行修正，保持氢气和氧气的温度在150K；
其中，n怠速为发动机标定怠速转速，P额为发动机额定功率；
燃烧过程氢氧混合气当量比式中，其中/>分别为氧气质量流量和氢气质量流量，/>为化学计量氧燃比；
(2)燃烧控制策略
ECU(4)接收爆震传感器(33)的信号，若爆震传感器(33)判断没有爆震发生，则ECU根据扭矩需求控制火花塞点火，使点火时刻保持在最佳点火角；
ECU(4)接收爆震传感器(33)的信号，若爆震传感器(33)判断发生爆震，则ECU(4)控制火花塞(26)推迟点火时刻，直到不产生爆震；
若推迟点火至上止点仍不能消除爆震，则ECU(4)控制液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)，通过调节进入深冷换热器(1)中液氢和液氧的质量流量，控制换热后的氢气和氧气的温度，由240K逐渐降低，直到爆震消除。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (2)
1.一种进气深冷氢氧发动机，其特征在于包括：P1氢氧气供给系统、P2缸内直喷系统、P3深度冷却系统、P4ECU控制系统；
P1氢氧气供给系统，包括液氢贮箱(14)、液氧贮箱(15)、第一液氢增压泵(10)、第一液氢控制阀(11)、第一液氧增压泵(12)、第一液氧控制阀(13)、气液换热器(9)；氢氧内燃机尾气余热通过气液换热器(9)作为热源，液氢通过液氢贮箱(14)经由第一液氢控制阀(11)、第一液氢增压泵(10)进入气液换热器(9)，液氧通过液氧贮箱(15)经由第一液氧控制阀(13)、第一液氧增压泵(12)进入气液换热器(9)，利用氢氧内燃机尾气余热将液氢、液氧换热成氢气和氧气；
P2缸内直喷系统包括氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、缸内直喷氢气喷射器(25)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氧气喷射器(31)；经过深度冷却后的氢气由氢气压力传感器(23)检测其进气压力大小，氢气流量控制器(24)控制氢气的进气流量，最后通过缸内直喷氢气喷射器(25)采用缸内直喷方式进入气缸，经过深度冷却后的氧气由氧气压力传感器(22)检测其进气压力大小，氧气流量控制器(32)控制氧气的进气流量，最后通过缸内直喷氧气喷射器(31)采用缸内直喷方式进入气缸；
P3深度冷却系统包括深冷换热器(1)、第一氢气控制阀(8)、第一氢气增压泵(5)、第一氧气控制阀(7)、第一氧气增压泵(6)、第二液氢增压泵(18)、第二液氢控制阀(16)、第二液氧增压泵(19)、第二液氧控制阀(17)、第二氢气控制阀(21)、第二氢气增压泵(20)、第二氧气控制阀(2)、第二氧气增压泵(3)；氢气经过第一氢气控制阀(8)、第一氢气增压泵(5)进入深冷换热器(1)，氧气经过第一氧气控制阀(7)、第一氧气增压泵(6)进入深冷换热器(1)，液氢由液氢贮箱(14)，经过第二液氢控制阀(16)、第二液氢增压泵(18)进入深冷换热器(1)，液氧由液氧贮箱(15)，经过第二液氧控制阀(17)、第二液氧增压泵(19)进入深冷换热器(1)，由液氢和液氧作为冷源深度冷却氢气和氧气；冷却后的氢气和氧气通过缸内直喷系统进入氢氧发动机的气缸，液氢经过深冷换热气化成氢气，经过第二氢气控制阀(21)、第二氢气增压泵(20)返回到液氢贮箱(14)，液氧经过深冷换热后气化成氧气，经过第二氧气控制阀(2)、第二氧气增压泵(3)返回到液氧贮箱(15)；
P4 ECU控制系统包括ECU(4)、火花塞(26)、转速传感器(29)、曲轴位置传感器(30)、爆震传感器(33)
ECU(4)分别与氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)、火花塞(26)、曲轴位置传感器(30)、转速传感器(29)爆震传感器(33)存在信号交互；
ECU(4)通过导线与氢气流量控制器(24)和氧气流量控制器(32)相连接；通过氢气压力传感器(23)和氧气压力传感器(22)检测进气压力大小，氢气流量控制器(24)和氧气流量控制器(32)监测氢气和氧气的流量并将信号反馈给ECU(4)，以修正进入发动机气缸的进气量，液氢流量控制器(28)和液氧流量控制器(27)监测液氢和液氧的流量并将信号反馈给ECU(4)，以调整进入深冷换热器(1)中的流量；
ECU(4)通过导线与缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)相连，ECU(4)根据曲轴位置信号调节缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)的喷射时刻和喷射脉宽，并通过氢气流量控制器(24)和氧气流量控制器(32)的反馈信号进行修正，以保证过量空气系数稳定；
ECU(4)通过导线与转速传感器(29)和曲轴位置传感器(30)相连，以判断发动机转速和压缩上止点位置，为控制氢气和氧气喷射时刻和脉宽提供数据参考；
ECU(4)通过导线与爆震传感器(33)相连接，根据爆震传感器(33)的输出信号判断爆震是否发生；
ECU(4)通过导线与火花塞(26)相连接，并根据曲轴位置传感器信号、转速传感器信号和爆震传感器信号调节点火时刻。
2.控制如权利要求1所述的一种进气深冷氢氧发动机的方法，该方法包括燃料温度控制策略和燃烧控制策略，其特征在于：
(1)燃料温度控制策略
a.启动工况
ECU(4)接受转速传感器(29)的信号，当转速n＝0变为n≠0时，此时为启动工况，为了顺利启动，采用缸内直喷氢氧策略，利用液氢贮箱(14)上的排气装置将挥发的氢气通过第一液氢增压泵(10)、第一液氢控制阀(11)进入气液换热器(9)，此时氢氧发动机尚未启动，尾气余热尚不可用，再经过第一氢气控制阀(8)、第一氢气增压泵(5)进入深冷换热器(1)，利用液氧贮箱(15)上的排气装置将挥发的氧气通过第一液氧增压泵(12)、第一液氧控制阀(13)进入气液换热器(9)，此时氢氧发动机尚未启动，尾气余热尚不可用，再经过第一氧气控制阀(8)、第一氧气增压泵(5)进入深冷换热器(1)，ECU(4)控制液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)，使进入深冷换热器(1)中的液氢和液氧的质量为0，并调节氢氧当量比
b.怠速工况
ECU(4)接受转速传感器(29)的信号，当转速n怠速-50<n≤n怠速+50时，此时为怠速工况，采取缸内直喷氢氧策略，ECU(4)控制液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)，调节进入气缸内的氢气和氧气温度以及氢气和氧气供给量，并根据氢气流量传感器(24)、氧气流量传感器(32)、液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)的反馈信号进行修正，保持氢气、氧气温度为240K，氢氧当量比
c.低速低负荷工况
ECU(4)接受转速传感器(29)的信号，当转速n怠速+50＜n＜2×n怠速，且发动机功率需求P<30％×P额，此时为低速低负荷工况，采用缸内直喷氢氧策略，ECU(4)根据功率需求控制液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)，调节氢气和氧气温度以及氢氧当量比，并根据氢气流量传感器(24)、氧气流量传感器(32)、液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)的反馈信号进行修正，保持氢气和氧气的温度在210K；
d.低速中大负荷工况
ECU(4)接受转速传感器(29)的信号，当转速n怠速+50＜n＜2×n怠速，且发动机功率需求P≥30％×P额，此时为低速中大负荷工况，采用缸内直喷氢氧策略；ECU(7)根据液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)，调节氢气和氧气温度以及氢氧当量比，并根据氢气流量传感器(24)、氧气流量传感器(32)、液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)的反馈信号进行修正，保持氢气和氧气的温度在180K；
e.中高速工况
ECU(4)接受转速传感器(29)的信号，当转速2×n怠速≤n，此时为中高速工况，采用缸内直喷氢氧策略；ECU(7)根据液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)、氢气压力传感器(23)、氢气流量控制器(24)、氧气压力传感器(22)、氧气流量控制器(32)、缸内直喷氢气喷射器(25)、缸内直喷氧气喷射器(31)，调节氢气和氧气温度以及氢氧当量比，并根据氢气流量传感器(24)、氧气流量传感器(32)、液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)的反馈信号进行修正，保持氢气和氧气的温度在150K；
其中，n怠速为发动机标定怠速转速，P额为发动机额定功率；
燃烧过程氢氧混合气当量比式中，其中/>分别为氧气质量流量和氢气质量流量，/>为化学计量氧燃比；
(2)燃烧控制策略
ECU(4)接收爆震传感器(33)的信号，若爆震传感器(33)判断没有爆震发生，则ECU根据扭矩需求控制火花塞点火，使点火时刻保持在最佳点火角；
ECU(4)接收爆震传感器(33)的信号，若爆震传感器(33)判断发生爆震，则ECU(4)控制火花塞(26)推迟点火时刻，直到不产生爆震；
若推迟点火至上止点仍不能消除爆震，则ECU(4)控制液氢流量控制器(28)、液氧流量控制器(27)，通过调节进入深冷换热器(1)中液氢和液氧的质量流量，控制换热后的氢气和氧气的温度，由240K逐渐降低，直到爆震消除。
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