CN208073636U - 发动机燃料混合供给系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发动机燃料混合供给系统，包括发动机、储气供气模块、减压模块和控制模块；所述储气供气模块包括：储气瓶、氢气电磁阀和高压管路；所述减压模块包括：减压器；所述储气瓶内装有高压氢气，氢气电磁阀利用高压管路将储气瓶与减压器的输入端连接；氢气电磁阀和减压器还分别与控制模块电连接；控制模块能够控制氢气电磁阀使储气瓶内的高压氢气流入减压器，并能够控制减压器对流入的高压氢气进行降压处理，并将处理后的低压氢气提供给发动机。本实用新型采用氢气作为燃料，排放污染物水平低，更加环保；此外，本实用新型在原有发动机的基础上，增加了一个能够上下调整位置的曲轴位置传感器，该结构能够避免爆震爆燃，提高安全性。

Description

发动机燃料混合供给系统

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体涉及一种发动机燃料混合供给系统。

背景技术

现有燃油发动机普遍存在热效率较低，燃油发动机排放的废气污染大，且燃油发动机运行噪音大的缺点。

随着国家节能减排政策的号召，发动机的开发设计也致力于新能源机型的研发。目前，新能源发动机逐步应用于现代汽车等机械设备中，新能源发动机具有运行噪音低，排放环保的优点。对于已被使用的燃油发动机，现有技术中也存在许多将燃油发动机改装成燃气发动机的现象，将燃油发动机完全改装成燃气发动机，会破坏机械设备原有的结构，影响发动机的特性，存在一定的安全隐患。

现有技术中也存在燃油/燃气两用的发动机，燃气大多采用的是天然气。现有的燃油/燃气两用发动机的热效率还不够高，且排放污染物水平有待进一步降低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种发动机燃料混合供给系统，该供给系统是在原有的发动机单一供油系统不变的基础上，加装的一套使用压缩氢气作为燃烧的装置，该供给系统具有热效率高，排放污染物水平低的特点，而且加装后的发动机特性优于加装前，安全性更高。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：一种发动机燃料混合供给系统，包括发动机，其特征在于，

还包括：储气供气模块、减压模块和控制模块；

所述储气供气模块包括：储气瓶、氢气电磁阀和高压管路；

所述减压模块包括：减压器和低压管路；

所述储气瓶内装有高压氢气，所述储气瓶通过所述高压管路与所述氢气电磁阀的一端连接；

所述氢气电磁阀的另一端通过所述高压管路与所述减压器的输入端连接；

所述氢气电磁阀和所述减压器分别与所述控制模块电连接；

所述控制模块能够控制所述氢气电磁阀使所述储气瓶内的高压氢气流入所述减压器中，所述控制模块能够控制所述减压器对流入的高压氢气进行降压处理，并将处理后的低压氢气提供给所述发动机。

可选的，所述控制模块包括：ECU电子控制单元、转换开关和喷射阀共轨；

所述喷射阀共轨和所述发动机分别与所述ECU电子控制单元电连接；

所述喷射阀共轨还与所述减压器的输出端连接；

所述喷射阀共轨上装有多个喷射阀，每个所述喷射阀上设有一个喷嘴，所述喷嘴与所述发动机之间通过进气管相连；

氢气经过所述减压器流至所述喷射阀共轨，到达所述喷嘴，并经所述进气管进入所述发动机。

可选的，所述转换开关与所述ECU电子控制单元电连接；

所述转换开关向所述ECU电子控制单元发送输入信号，所述ECU电子控制单元根据该输入信号控制所述氢气电磁阀的接通和断开。

可选的，所述减压器与所述发动机之间还连接有进水管和回水管；

所述发动机内的循环热水经过所述进水管流入所述减压器，供所述减压器对高压氢气进行降压处理使用；所述减压器内的冷水通过所述回水管流回所述发动机。

可选的，所述减压器的内部设有水温传感器；所述水温传感器与所述ECU电子控制单元电连接；所述水温传感器采集所述减压器内部的温度信息，并将该信息转换成电信号传送给所述ECU电子控制单元。

可选的，在所述减压器与所述喷射阀共轨之间还设有压力传感器；在所述喷射阀共轨的内部还设有气温传感器；所述压力传感器和所述气温传感器分别与所述ECU电子控制单元电连接；所述压力传感器和所述气温传感器分别采集燃气的压力和温度信息，并将该信息转换成电信号传送给所述ECU电子控制单元。

可选的，所述控制模块包括：控制开关和第一继电器；

所述第一继电器与所述发动机电连接；

所述第一继电器、氢气电磁阀和发动机分别与所述控制开关电连接；

所述供给系统还包括：混合器，所述混合器安装在所述发动机的节气门前端；

所述混合器的一端与所述减压器的输出端通过所述低压管路连接，另一端与所述发动机连接；

所述控制开关能够控制氢气电磁阀的接通和断开；当所述氢气电磁阀接通后，所述储气瓶内的高压氢气流入所述减压器中，所述减压器对流入的高压氢气进行降压处理，所述发动机旋转产生真空负压，将降压后的氢气吸入到所述混合器内，在所述混合器内氢气与空气混合后经过所述发动机上的进气道进入所述发动机内燃烧做功。

可选的，所述发动机为转子发动机，在所述发动机的飞轮盘上安装有一个能够上下调整位置的曲轴位置传感器；该供给系统还包括第二继电器，所述控制开关和所述曲轴位置传感器分别与所述第二继电器电连接；该控制开关通过第二继电器能够将曲轴位置传感器采集的信号传送至原车自带的ECU控制单元上，从而实现点火滞后5-15度，避免爆震爆燃。

可选的，在所述储气瓶与所述氢气电磁阀之间的高压管路上设有加气嘴；通过所述加气嘴能够对所述储气瓶添加高压氢气。

可选的，所述储气瓶采用碳纤维或玻璃纤维缠绕内胆钢瓶制成；所述发动机的内套是经过激光处理的；所述发动机转子上的端封、角封和菱封等密封环需要用碳化硅耐高温抗磨材质制作。

本实用新型采用以上技术方案，所述发动机燃料混合供给系统包括发动机、储气供气模块、减压模块和控制模块；所述储气供气模块包括：储气瓶、氢气电磁阀和高压管路；所述减压模块包括：减压器和低压管路；所述储气瓶内装有高压氢气，所述储气瓶通过高压管路与氢气电磁阀的一端连接；所述氢气电磁阀的另一端通过高压管路与减压器的输入端连接；所述氢气电磁阀和减压器分别与控制模块电连接；所述控制模块能够控制氢气电磁阀使储气瓶内的高压氢气流入减压器中，所述控制模块能够控制减压器对流入的高压氢气进行降压处理，并将处理后的低压氢气提供给发动机。本实用新型供给系统采用氢气作为燃料，排放污染物水平低，更加环保；减压器对氢气的降压处理是一个吸热过程，本实用新型中在减压器上装有使用发动机循环水加热的水道，使发动机内的热水能够循环到减压器内，供减压器降压使用，具有热效率高的特点；此外，本供给系统在原有发动机的基础上，在发动机的飞轮上安装一个能够上下调整位置的曲轴位置传感器，以使点火滞后5-15度，该结构能够避免爆震爆燃，提高发动机运行安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型发动机燃料混合供给系统实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型发动机燃料混合供给系统实施例二的结构示意图；

图3是现有燃油发动机上曲轴位置传感器位置结构示意图；

图4是本实用新型实施例三中的第二曲轴位置传感器位置结构示意图；

图5是本实用新型实施例三中的第一曲轴位置传感器和第二曲轴位置传感器的连接关系示意图。

图中：1、发动机；2、储气瓶；3、氢气电磁阀；4、高压管路；5、减压器；6、低压管路；7、ECU电子控制单元；8、转换开关；9、喷射阀共轨；10、喷射阀；11、喷嘴；12、进气管；13、进水管；14、回水管；15、水温传感器；16、压力传感器；17、气温传感器；18、控制开关；19、第一继电器；20、混合器；21、飞轮盘；22、第一曲轴位置传感器；23、第二曲轴位置传感器；24、锁紧螺母；25、刻度盘；26、上止点；27、加气嘴；28、燃气管；29、真空管；30、第二继电器；31、原车的ECU控制单元。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1所示，作为本实用新型的实施例一，所述发动机燃料混合供给系统包括发动机1，其特征在于，

还包括：储气供气模块、减压模块和控制模块；

所述储气供气模块包括：储气瓶2、氢气电磁阀3和高压管路4；

所述减压模块包括：减压器5和低压管路6；

所述储气瓶2内装有高压氢气，所述储气瓶2通过所述高压管路4与所述氢气电磁阀3的一端连接；

所述氢气电磁阀3的另一端通过所述高压管路4与所述减压器5的输入端连接；

所述氢气电磁阀3和所述减压器5分别与所述控制模块电连接；

所述控制模块能够控制所述氢气电磁阀3使所述储气瓶2内的高压氢气流入所述减压器5中，所述控制模块能够控制所述减压器5对流入的高压氢气进行降压处理，并将处理后的低压氢气提供给所述发动机1。

实施例一采用闭环控制方式，所述控制模块包括：ECU电子控制单元7、转换开关8和喷射阀共轨9；

所述喷射阀共轨9和所述发动机1分别与所述ECU电子控制单元7电连接；

所述喷射阀共轨9还与所述减压器5的输出端连接；

所述喷射阀共轨9上装有4到6个喷射阀10，每个所述喷射阀10上设有一个喷嘴11，所述喷嘴11与所述发动机1之间通过进气管12相连，所述喷射阀10的开启和关闭受ECU电子控制单元7的控制；

氢气经过所述减压器5流至所述喷射阀共轨9，到达所述喷嘴11，并经所述进气管12进入所述发动机1。

具体的，所述转换开关8与所述ECU电子控制单元7电连接；

所述转换开关8向所述ECU电子控制单元7发送输入信号，所述ECU电子控制单元7根据该输入信号控制所述氢气电磁阀3的接通和断开。

需要说明的是，高压氢气的降压过程是一个吸热过程，所以减压器5上装有使用发动机1循环水加热的水道，即：所述减压器5与所述发动机1之间连接有进水管13和回水管14；

所述发动机1内的循环热水经过所述进水管13流入所述减压器5，供所述减压器5对高压氢气进行降压处理使用；所述减压器5内的冷水通过所述回水管14流回所述发动机1。本实用新型中在减压器5上装有使用发动机1循环水加热的水道，使发动机1内的热水能够循环到减压器5内，供减压器5降压使用，具有热效率高的特点。

需要补充说明的是，所述减压器5的内部设有水温传感器15；所述水温传感器15与所述ECU电子控制单元7电连接；所述水温传感器15采集所述减压器5内部的温度信息，并将该信息转换成电信号传送给所述ECU电子控制单元7。

在所述减压器5与所述喷射阀共轨9之间还设有压力传感器16；其中，所述压力传感器16通过真空管29与减压器5相连，压力传感器16通过燃气管28与喷射阀共轨9相连；在所述喷射阀共轨9的内部还设有气温传感器17；所述压力传感器16和所述气温传感器17分别与所述ECU电子控制单元7电连接；所述压力传感器16和所述气温传感器17分别采集燃气的压力和温度信息，并将该信息转换成电信号传送给所述ECU电子控制单元7。

在实际运行中，由转换开关8来控制选择是使用燃油还是燃气，当转换开关8选择燃气时，转换开关8给ECU电子控制单元7输入信号，ECU对发动机1发出指令，使发动机1汽油泵切断，喷油信号停止，同时ECU电子控制单元7给氢气电磁阀3信号，氢电磁阀打开，10MPA-20MPA高压氢气进入减压器5进行两次减压，使高压氢气减压到0.3MPA-3MPA成为低压氢气，该低压氢气被输送到喷射阀共轨9，压力传感器16将检测到的氢气压力信号输送给ECU电子控制单元7，ECU电子控制单元7根据接收到的压力信号、气温信号和水温信号，以及发动机1的喷油信号来控制向喷射阀共轨9上的喷射阀10发出开启或关闭指令，从而将氢气喷射到发动机进气管12内，并进入燃烧室，经火花塞点火做功。

如图2所示，作为本实用新型的实施例二，所述发动机燃料混合供给系统包括发动机1，其特征在于，

还包括：储气供气模块、减压模块和控制模块；

所述储气供气模块包括：储气瓶2、氢气电磁阀3和高压管路4；

所述减压模块包括：减压器5和低压管路6；

所述储气瓶2内装有高压氢气，所述储气瓶2通过所述高压管路4与所述氢气电磁阀3的一端连接；

所述氢气电磁阀3的另一端通过所述高压管路4与所述减压器5的输入端连接；

所述氢气电磁阀3和所述减压器5分别与所述控制模块电连接；

所述控制模块能够控制所述氢气电磁阀3使所述储气瓶2内的高压氢气流入所述减压器5中，所述控制模块能够控制所述减压器5对流入的高压氢气进行降压处理，并将处理后的低压氢气提供给所述发动机1。

实施例二采用开环控制方式，所述控制模块包括：控制开关18和第一继电器19；

所述第一继电器19、氢气电磁阀3和发动机1分别与所述控制开关18电连接；

所述第一继电器19与所述发动机1电连接；

所述供给系统还包括：混合器20，所述混合器20安装在所述发动机1的节气门前端；

所述混合器20的一端与所述减压器5的输出端通过所述低压管路6连接，另一端与所述发动机1连接。

在实际运行中，由控制开关18来控制选择是使用燃油还是燃气，当控制开关18选择燃气时，所述控制开关18会发出两路信号，一路给第一继电器19，用于切断发动机喷油嘴和汽油泵；另一路给氢气电磁阀3，控制氢气电磁阀3接通；当所述氢气电磁阀3接通后，所述储气瓶2内的高压氢气流入所述减压器5中，所述减压器5对流入的高压氢气进行两级降压处理，所述发动机1旋转产生真空负压，将降压后的氢气吸入到所述混合器20内，在所述混合器20内氢气与空气混合后经过进气道进入燃烧室，燃烧做功。

如图3所示，为现有燃油发动机上曲轴位置传感器位置结构示意图，所述曲轴位置传感器(记为：第一曲轴位置传感器22)用于检测活塞上止点26位置。现有汽车的结构是，所述第一曲轴位置传感器22与原车的ECU控制单元电连接，在点火阶段，当所述第一曲轴位置传感器检测到上止点26信号后，将该信号发送给原车的ECU控制单元，该ECU控制单元控制转子发动机1开始点火。

考虑到氢气的物理特性比较特殊，氢气极易燃烧且火焰传播速度快，所以在转子发动机1内燃烧极易爆震和爆燃，为了解决这一难题，只有改变原有转子发动机1的点火时间才能避免爆震爆燃的问题。

如图4所示，作为本实用新型的实施例三，所述发动机为转子发动机，在所述发动机的飞轮盘21上安装有一个能够上下调整位置的曲轴位置传感器(记为：第二曲轴位置传感器23)，在实际安装时可以将第二曲轴位置传感器23通过锁紧螺母24固定在可调节的刻度盘25上，所述刻度盘25固定在曲轴前端或后端。

如图5所示，该供给系统还包括第二继电器30，所述控制开关18和第二曲轴位置传感器23分别与第二继电器30电连接，原车自带的第一曲轴位置传感器22也与所述第二继电器30电连接，所述第二继电器30还与原车的ECU控制单元31电连接。

在使用时，用户通过控制开关18来控制选择是使用燃油还是燃气，当选择燃油时，控制开关18向第二继电器30发送指令，给第二曲轴位置传感器23下电，原车的ECU控制单元31只能接收到第一曲轴位置传感器22发送的信号，即此时还是按照原有的燃油路径控制点火。当选择燃气时，控制开关18向第二继电器30发送指令，给第一曲轴位置传感器22下电，原车的ECU控制单元31只能接收到第二曲轴位置传感器23发送的信号，第二曲轴位置传感器23会滞后5-15度才能检测到上止点26信号，并将该信号发送给原车的ECU控制单元31实现点火。采用以上结构使得发动机利用氢气供给时，点火滞后5-15度，避免了爆震爆燃的发生，安全性更高。

可以理解的是，在所述储气瓶2与所述氢气电磁阀3之间的高压管路4上设有加气嘴27；通过所述加气嘴27能够对所述储气瓶2添加高压氢气。

所述储气瓶2采用碳纤维或玻璃纤维缠绕内胆钢瓶制成，所述储气瓶2压力为20MPA，符合国家氢气瓶生产标准。

此外，氢气在转子发动机内燃烧，温度远高于汽油和其他燃料的温度，所以要对转子发动机内部机件做一定的改变和调整，即转子发动机的内套要经过激光处理的，转子上的端封、角封和菱封等密封环需要用碳化硅耐高温抗磨材质制作，这样才能保证氢气转子发动机的使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种发动机燃料混合供给系统，包括：发动机，其特征在于，

还包括：储气供气模块、减压模块和控制模块；

所述储气供气模块包括：储气瓶、氢气电磁阀和高压管路；

所述减压模块包括：减压器和低压管路；

所述储气瓶内装有高压氢气，所述储气瓶通过所述高压管路与所述氢气电磁阀的一端连接；

所述氢气电磁阀的另一端通过所述高压管路与所述减压器的输入端连接；

所述氢气电磁阀和所述减压器分别与所述控制模块电连接；

所述控制模块能够控制所述氢气电磁阀使所述储气瓶内的高压氢气流入所述减压器中，所述控制模块能够控制所述减压器对流入的高压氢气进行降压处理，并将处理后的低压氢气提供给所述发动机。

2.根据权利要求1所述的发动机燃料混合供给系统，其特征在于，所述控制模块包括：ECU电子控制单元、转换开关和喷射阀共轨；

所述喷射阀共轨和所述发动机分别与所述ECU电子控制单元电连接；

所述喷射阀共轨还与所述减压器的输出端连接；

所述喷射阀共轨上装有多个喷射阀，每个所述喷射阀上设有一个喷嘴，所述喷嘴与所述发动机之间通过进气管相连；

氢气经过所述减压器流至所述喷射阀共轨，到达所述喷嘴，并经所述进气管进入所述发动机。

3.根据权利要求2所述的发动机燃料混合供给系统，其特征在于，所述转换开关与所述ECU电子控制单元电连接；

所述转换开关向所述ECU电子控制单元发送输入信号，所述ECU电子控制单元根据该输入信号控制所述氢气电磁阀的接通和断开。

4.根据权利要求2所述的发动机燃料混合供给系统，其特征在于，所述减压器与所述发动机之间还连接有进水管和回水管；

所述发动机内的循环热水经过所述进水管流入所述减压器，供所述减压器对高压氢气进行降压处理使用；所述减压器内的冷水通过所述回水管流回所述发动机。

5.根据权利要求4所述的发动机燃料混合供给系统，其特征在于，所述减压器的内部设有水温传感器；所述水温传感器与所述ECU电子控制单元电连接；所述水温传感器采集所述减压器内部的温度信息，并将该信息转换成电信号传送给所述ECU电子控制单元。

6.根据权利要求4所述的发动机燃料混合供给系统，其特征在于，在所述减压器与所述喷射阀共轨之间还设有压力传感器；在所述喷射阀共轨的内部还设有气温传感器；所述压力传感器和所述气温传感器分别与所述ECU电子控制单元电连接；所述压力传感器和所述气温传感器分别采集燃气的压力和温度信息，并将该信息转换成电信号传送给所述ECU电子控制单元。

7.根据权利要求1所述的发动机燃料混合供给系统，其特征在于，所述控制模块包括：控制开关和第一继电器；

所述第一继电器、氢气电磁阀和发动机分别与所述控制开关电连接；

所述第一继电器与所述发动机电连接；

所述供给系统还包括：混合器，所述混合器安装在所述发动机的节气门前端；

所述混合器的一端与所述减压器的输出端通过所述低压管路连接，另一端与所述发动机连接；

所述控制开关能够控制氢气电磁阀的接通和断开；当所述氢气电磁阀接通后，所述储气瓶内的高压氢气流入所述减压器中，所述减压器对流入的高压氢气进行降压处理，所述发动机旋转产生真空负压，将降压后的氢气吸入到所述混合器内，在所述混合器内氢气与空气混合后经过所述发动机上的进气道进入所述发动机内燃烧做功。

8.根据权利要求7所述的发动机燃料混合供给系统，其特征在于，所述发动机为转子发动机，在所述发动机的飞轮盘上安装有一个能够上下调整位置的曲轴位置传感器；

该供给系统还包括第二继电器，所述控制开关和所述曲轴位置传感器分别与所述第二继电器电连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的发动机燃料混合供给系统，其特征在于，在所述储气瓶与所述氢气电磁阀之间的高压管路上设有加气嘴；通过所述加气嘴能够对所述储气瓶添加高压氢气。

10.根据权利要求1至8任一项所述的发动机燃料混合供给系统，其特征在于，所述储气瓶采用碳纤维或玻璃纤维缠绕内胆钢瓶制成。