CN214577399U - 氢气与柴油混合燃烧的动力系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢气与柴油混合燃烧的动力系统。本实用新型动力系统包括：1)控制燃油ECU用于控制喷油量和喷油时刻；控制燃油ECU连接于柴油油箱上的柴油泵，并控制柴油泵泵送柴油油箱中的柴油，柴油泵通过管路连接柴油喷嘴，柴油泵与柴油喷嘴之间的管路上设置调压阀，柴油喷嘴末端设置发动机内的燃烧室；2)控制气体ECU用于控制氢气的喷射量和喷射时刻，氢气瓶上连接氢气流量控制系统，控制气体ECU通过氢气流量控制系统控制氢气瓶，氢气瓶通过管路连接设置于发动机内的进气岐管，氢气流量控制系统与进气岐管之间的管路上设置减压阀。本实用新型的动力系统比柴油单燃料燃烧更充分，改善发动机排放性能，减少环境污染，经济性能得到改善。

Description

氢气与柴油混合燃烧的动力系统

技术领域

本实用新型涉及一种氢气与柴油混合燃烧的动力系统。

背景技术

随着我国汽车产量、保有量的快速增长，汽车用柴油、汽油量也快速增长，同时带来了能源紧缺、环境污染问题。在此大背景下，厉行节能措施，提高能源利用率，促进新能源优化配置，大力发展替代性能源，已是迫在眉睫的大事。电动汽车续驶里程有限、蓄电池使用寿命短、蓄电池尺寸和质量制约、价格昂贵、间接污染严重。氢气是可以取代石油的燃料，其密度低、放热效率高，完全燃烧产物是水，对空气无污染，制取方法多，可再生，因此柴油掺氢这种清洁高效节能经济型的混合燃烧动力系统必将大有用武之地。

现有技术中采用柴油的缺点：

1、传统柴油燃料发动机使用的石油燃料，为不可再生能源，消耗能源；

2、传统柴油燃料发动机排放污染物种类多，环境污染日益严重；为控制排放指标，增加贵金属催化器和DPF等后处理系统。

3、传统柴油燃料发动机转速低，质量大，制造和维修费用高，噪声大，振动大、起动困难。

4、传统柴油发动机对柴油和机油的油品要求高，主要是高温清洁性。

5、传统柴油发动机由于柴油不易挥发和压缩点火等原因，冬季冷启动较困难。

因此，亟需改进发动机结构使其不再单独利用柴油作为原料，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种氢气与柴油混合燃烧的动力系统。

本实用新型将柴油与氢气按照控制燃油ECU和控制气体ECU预先设定好的最优燃烧比例，喷射到发动机内的燃烧室，形成混合气共同参与燃烧；柴油与氢气喷射装置为两个方案：一是发动机柴油燃料使用柴油的喷射系统，氢气不设置单独的喷轨系统，氢气由管路连通进气歧管，不设置喷轨系统，喷入发动机内的燃烧室与柴油混合一起参与燃烧；二是柴油和氢气各用一套独立的喷射系统，共同喷入燃烧室参与燃烧。

本实用新型提供的一种氢气与柴油混合燃烧的动力系统，该动力系统包括：1)控制燃油ECU用于控制喷油量和喷油时刻；所述控制燃油ECU连接于柴油油箱上的柴油泵，并控制所述柴油泵泵送所述柴油油箱中的柴油，所述柴油泵通过管路连接柴油喷嘴，所述柴油泵与所述柴油喷嘴之间的管路上设置调压阀，所述柴油喷嘴末端设置发动机内的燃烧室；

2)控制气体ECU用于控制氢气的喷射量和喷射时刻，氢气瓶上连接氢气流量控制系统，所述控制气体ECU通过所述氢气流量控制系统控制所述氢气瓶，所述氢气瓶通过管路连接设置于发动机内的进气岐管，所述氢气流量控制系统与所述进气岐管之间的管路上设置减压阀。

本实用新型中，所述发动机的本体为本领域现有技术中公知的设置。

上述的氢气与柴油混合燃烧的动力系统中，所述控制燃油ECU和所述控制气体ECU设置为一个同时控制氢气和柴油流量的电子控制系统或两个分别控制氢气和柴油流量的电子控制系统。

上述的氢气与柴油混合燃烧的动力系统中，所述进气岐管上还设置气体喷轨组件；

所述气体喷轨组件包括氢气的气轨和喷射器，所述喷射器设置在所述氢气的气轨上。

上述的氢气与柴油混合燃烧的动力系统中，所述柴油喷嘴的数量、所述进气歧管的进气道数量均与所述发动机内的燃烧室的数量相匹配；所述发动机内的燃烧室的数量具体可为四个。

上述的氢气与柴油混合燃烧的动力系统中，所述喷射器与所述发动机内的燃烧室的数量相匹配。

上述的氢气与柴油混合燃烧的动力系统中，所述柴油泵采用耐柴油的材料制成；

所述柴油泵与所述柴油喷嘴之间的管路采用耐柴油的橡胶管路；

所述气体喷轨组件采用耐氢气的材料制成。

上述的氢气与柴油混合燃烧的动力系统中，所述控制燃油ECU和控制气体ECU控制氢气和柴油混合气体的比例，控制氢气参烧比例为1％～50％，余量为柴油。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型动力系统中设置柴油的喷射系统和氢气的进气部件，氢气参与燃烧使柴油的油耗降低，氢气为可再生燃料，提供动力的同时极大减少能源消耗；

2、本实用新型动力系统比柴油单燃料燃烧更充分，改善发动机排放性能，减少环境污染，经济性能得到改善；

3、本实用新型还在进气歧管上增加一套喷射装置，独立的油轨和喷油器，更有针对性，使喷射更准确，燃烧更充分；

4、本实用新型由ECU控制柴油和氢气的喷射量及喷射时刻，ECU可以如图成为一块，同时控制氢气和柴油的流量控制系统，节省空间，有较高的经济性和可行性；也可以分为两块，分别控制氢气和柴油的流量控制系统；

5、本实用新型动力系统在柴油燃料内通入氢气混合燃烧，有效改善冷启动困难的问题，促进燃烧，提升燃烧热效率；

6、本实用新型动力系统有效改善柴油发动机噪音大、振动大，舒适性体验差的缺点。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中氢气与柴油混合燃烧的动力系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2中氢气与柴油混合燃烧的动力系统的结构示意图。

图中各个标记如下：

1氢气瓶；2气体流量控制系统；3控制气体ECU；4控制燃油ECU；5柴油油箱；6柴油泵；7调压阀；8柴油喷嘴；9发动机；10单向阀；11氢气喷轨组件。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下面结合附图对本实用新型进行进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1、

如图1所示，为本实用新型氢气与柴油混合燃烧的动力系统的结构示意图。

该动力系统包括：1)控制燃油ECU 4用于控制喷油量和喷油时刻；控制燃油ECU

4连接于柴油油箱5上的柴油泵6，并控制柴油泵6泵送柴油油箱5中的柴油，柴油泵6通过管路连接4个柴油喷嘴8，柴油泵6与柴油喷嘴8之间的管路上设置调压阀7，柴油喷嘴8末端设置发动机9内的燃烧室；

2)控制气体ECU 3用于控制氢气的喷射量和喷射时刻，氢气瓶1上连接氢气流量控制系统2，控制气体ECU 3通过氢气流量控制系统2控制氢气瓶1，氢气瓶1通过管路连接设置于发动机9内的进气岐管(图中未标)，氢气流量控制系统2与进气岐管之间的管路上设置减压阀10。

进一步的，控制燃油ECU 4和控制气体ECU 3具体设置为两个分别控制氢气和柴油流量的电子控制系统。

进一步的，柴油喷嘴8的数量、进气歧管的进气道数量均与发动机9内的燃烧室的数量相匹配；发动机9内的燃烧室的数量具体可为4个。

进一步的，柴油泵6采用耐柴油的材料制成；

柴油泵6与柴油喷嘴8之间的管路采用耐柴油的橡胶管路。

进一步的，控制燃油ECU和控制气体ECU控制氢气和柴油混合气体的比例，控制氢气参烧比例为1％～50％，余量为柴油。

使用本实用新型氢气与柴油混合燃烧的动力系统时，工作过程如下：

柴油燃料由控制燃油ECU 4控制喷油量和喷油时刻，柴油泵6将柴油油箱5中的柴油抽至管路中，由调压阀7调整设计好的流量，经柴油喷嘴8直接喷入发动机9的燃烧室中与氢气混合燃烧；氢气由控制气体ECU 3通过气体流量控制系统2控制氢气的喷射量和喷射时刻，氢气经单向阀10进入气体管路，喷射到进气歧管，进入燃烧室参与燃烧。

实施例2、

如图2所示，为本实用新型氢气与柴油混合燃烧的动力系统的结构示意图，该动力系统中柴油和氢气分别有独立的两套喷射装置和供给装置。具体设置如下：

该动力系统包括：1)控制燃油ECU 4用于控制喷油量和喷油时刻；控制燃油ECU

4连接于柴油油箱5上的柴油泵6，并控制柴油泵6泵送柴油油箱5中的柴油，柴油泵6通过管路连接4个柴油喷嘴8，柴油泵6与柴油喷嘴8之间的管路上设置调压阀7，柴油喷嘴8末端设置发动机9内的燃烧室；

2)控制气体ECU 3用于控制氢气的喷射量和喷射时刻，氢气瓶1上连接氢气流量控制系统2，控制气体ECU 3通过氢气流量控制系统2控制氢气瓶1，氢气瓶1通过管路连接设置于发动机9内的进气岐管(图中未标)，氢气流量控制系统2与进气岐管之间的管路上设置减压阀10，进气岐管上设置气体喷轨组件11；气体喷轨组件11包括氢气的气轨和喷射器，喷射器设置在氢气的气轨上。

进一步的，控制燃油ECU 4和控制气体ECU 3具体设置为两个分别控制氢气和柴油流量的电子控制系统。

进一步的，柴油喷嘴8的数量、进气歧管的进气道数量、喷射器的数量均与发动机9内的燃烧室的数量相匹配配；发动机9内的燃烧室的数量具体可为4个。

进一步的，柴油泵6采用耐柴油的材料制成；

柴油泵6与柴油喷嘴8之间的管路采用耐柴油的橡胶管路；

气体喷轨组件11采用耐氢气的材料制成。

进一步的，控制燃油ECU和控制气体ECU控制氢气和柴油混合气体的比例，控制氢气参烧比例为1％～50％，余量为柴油。

使用本实用新型氢气与柴油混合燃烧的动力系统时，工作过程如下：

在本实用新型实施例1中柴油发动机的进气歧管基础上加一套气体喷轨组件11。柴油燃料由控制燃油ECU 4控制喷油量和喷油时刻，柴油泵6将柴油油箱5中的柴油抽至管路中，由调压阀7调整设计好的流量，经柴油喷嘴8直接喷入发动机9的燃烧室中与氢气混合燃烧；氢气由控制气体ECU 3通过气体流量控制系统2控制氢气的喷射量和喷射时刻，氢气经单向阀10进入气体管路喷射到进气歧管，然后进入气体喷轨组件11，进入燃烧室参与燃烧。

此装置在进气歧管上增加一套喷射装置，独立的气轨和喷射器，更有针对性，可以分别按照柴油和氢气的物理化学性能选择专用的气轨和喷射器，有较好的适用性、可靠性和耐久性。

Claims (5)

1.一种氢气与柴油混合燃烧的动力系统，其特征在于：该动力系统包括：1)控制燃油ECU用于控制喷油量和喷油时刻；所述控制燃油ECU连接于柴油油箱上的柴油泵，并控制所述柴油泵泵送所述柴油油箱中的柴油，所述柴油泵通过管路连接柴油喷嘴，所述柴油泵与所述柴油喷嘴之间的管路上设置调压阀，所述柴油喷嘴末端设置发动机内的燃烧室；

2)控制气体ECU用于控制氢气的喷射量和喷射时刻，氢气瓶上连接氢气流量控制系统，所述控制气体ECU通过所述氢气流量控制系统控制所述氢气瓶，所述氢气瓶通过管路连接设置于发动机内的进气歧管，所述氢气流量控制系统与所述进气歧管之间的管路上设置减压阀。

2.根据权利要求1所述的氢气与柴油混合燃烧的动力系统，其特征在于：所述控制燃油ECU和所述控制气体ECU设置为一个同时控制氢气和柴油流量的电子控制系统或两个分别控制氢气和柴油流量的电子控制系统。

3.根据权利要求1或2所述的氢气与柴油混合燃烧的动力系统，其特征在于：所述进气歧管上还设置气体喷轨组件；

所述气体喷轨组件包括氢气的气轨和喷射器，所述喷射器设置在所述氢气的气轨上。

4.根据权利要求1所述的氢气与柴油混合燃烧的动力系统，其特征在于：所述柴油喷嘴的数量、所述进气歧管的进气道数量均与所述发动机内的燃烧室的数量相匹配。

5.根据权利要求3所述的氢气与柴油混合燃烧的动力系统，其特征在于：所述喷射器与所述发动机内的燃烧室的数量相匹配。

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