CN214577400U - 氢气与乙醇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乙醇混合燃烧的动力系统。本实用新型的动力系统包括第一ECU提供信号给乙醇流量控制系统，乙醇流量控制系统连接于乙醇油箱上的乙醇泵，控制乙醇泵泵送乙醇油箱中的乙醇，乙醇泵通过管路连接设置于发动机内的乙醇油轨组件，乙醇泵与乙醇油轨组件之间的管路上设置乙醇滤清器；乙醇油轨组件包括相互连接的乙醇的油轨a和喷油器a；第二ECU提供信号给氢气流量控制系统，氢气流量控制系统与氢气瓶相连接，氢气瓶通过管路连接设置于发动机内的进气岐管，氢气瓶与进气岐管之间的管路上设置减压阀；喷油器a与进气岐管的进气道对应设置。本实用新型动力系统通过混合燃料燃烧更充分，热效率更高。

Description

氢气与乙醇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乙醇混合燃烧的动力系统。

背景技术

近年来随着能源危机和大气污染日益严重，寻找清洁的代用燃料已成为各国发动机工作者的研究目标。传统汽车对能源的需求量大，而我国的石油主要依赖进口，再者传统汽车尾气排放量超标，给生态环境造成巨大压力，导致全球变暖，海平面上升。为了缓解我国的经济压力，减少石油进口量，新能源汽车成为不二之选，乙醇、氢气资源丰富，技术成熟，燃料燃烧彻底，排放较清洁，而且是可再生能源，可实现可持续发展，保护环境。

传统燃料发动机主要为汽油、柴油及天然气等，为不可再生能源，消耗能源。传统燃料发动机汽油、柴油排放污染物种类多，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、GPF等后处理系统。传统燃料发动机热效率低，乙醇燃料的发动机由于乙醇的汽化潜热大，影响混合气的形成及燃烧速度，汽车的动力性、经济性、加速性及冷启动性能差。乙醇燃料燃烧时会产生乙酸，对金属特别是铜会产生腐蚀，需添加防腐抑制剂，经济成本高。乙醇燃料会对汽车的密封橡胶及其他合成非金属材料产生轻微的腐蚀，溶涨，软化或龟裂作用，防腐成本高。

因此，针对乙醇燃料，需改进方法解决其单一利用燃烧不充分问题及其副作用；进一步亟需改进发动机结构使其能解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种氢气与乙醇混合燃烧的动力系统。

本实用新型提供的一种氢气与乙醇混合燃烧的动力系统，包括第一ECU提供信号给乙醇流量控制系统，所述乙醇流量控制系统连接于乙醇油箱上的乙醇泵，控制所述乙醇泵泵送所述乙醇油箱中的乙醇，所述乙醇泵通过管路连接设置于发动机内的乙醇油轨组件，所述乙醇泵与所述乙醇油轨组件之间的管路上设置乙醇滤清器；所述乙醇油轨组件包括相互连接的乙醇的油轨a和喷油器a；

第二ECU提供信号给氢气流量控制系统，所述氢气流量控制系统与氢气瓶相连接，所述氢气瓶通过管路连接设置于发动机内的进气岐管，所述氢气瓶与所述进气岐管之间的管路上设置减压阀；

所述乙醇的油轨a设置在所述进气岐管上。

上述的氢气与乙醇混合燃烧的动力系统中，所述第一ECU和所述第二ECU设置为一个同时控制氢气和乙醇流量的电子控制系统或两个分别控制氢气和乙醇流量的电子控制系统。

上述的氢气与乙醇混合燃烧的动力系统中，所述进气岐管上还设置氢气喷射组件；

所述氢气喷射组件包括相互连接的氢气的油轨b和喷油器b；

所述发动机内所述乙醇的油轨a与所述氢气的油轨b平行设置，且均设置在所述进气岐管上，所述喷油器a和所述喷油器b均与所述进气岐管的进气道对应设置。

上述的氢气与乙醇混合燃烧的动力系统中，所述减压阀与所述进气岐管之间的管路上还设置单向阀。

上述的氢气与乙醇混合燃烧的动力系统中，所述进气歧管包括四个进气道。

上述的氢气与乙醇混合燃烧的动力系统中，所述乙醇泵采用耐乙醇的材料制成；

所述乙醇泵与所述乙醇油轨组件之间的管路采用耐乙醇的橡胶管路；

所述氢气喷射组件采用耐氢气的材料制成。

上述的氢气与乙醇混合燃烧的动力系统中，所述第一ECU和第二ECU控制空气和混合燃料的比例，所述混合燃料为氢气和乙醇；所述混合燃料中控制氢气参烧比例为0.1％～40％，余量为乙醇。

工作原理：通过ECU控制混合气体的比例，氢气参烧比例为0.1％-40％，混合气燃烧更充分，热效率更高。由于乙醇本身的腐蚀性，需要采用耐乙醇的电子燃油泵和耐乙醇橡胶管路。喷射装置可做两个方案：一是发动机乙醇燃料使用乙醇的油轨和喷油器，氢气通过管路连接进气歧管四个进气道，与乙醇喷油器喷出的乙醇一同参与燃烧，不增加单独的氢气喷轨系统；二是乙醇和氢气各用一套独立的喷轨系统。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型发动机燃烧所用燃料为可再生燃料，提供动力的同时亦可减少能源消耗；

2、本实用新型乙醇燃料使用乙醇的油轨和喷油器，氢气通过管路连接进气歧管四个进气道，与乙醇喷油器喷出的乙醇一同参与燃烧；发动机通过ECU控制混合气体的比例，氢气参烧比例为0.1％-40％，混合气比乙醇单燃料燃烧更充分，热效率更高，并能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控制乙醇和氢气的喷射量及喷射时刻，ECU可以如图成为一块，同时控制氢气和乙醇的流量控制系统，节省空间，有较高的经济性和可行性；也可以分为两块，分别控制氢气和乙醇的流量控制系统；

5、本实用新型发动机在乙醇燃料内通入氢气混合燃烧，有效改善冷启动困难的问题，提升燃烧热效率，同时改善由于乙醇自身腐蚀性对发动机造成的不良影响，尤其乙醇燃料会对汽车的密封橡胶及其他合成非金属材料产生轻微的腐蚀，溶涨、软化或龟裂作用，本实用新型能降低防腐成本；

6、本实用新型发动机有效改善乙醇燃烧产物乙酸对发动机零部件(对金属特别是铜会产生腐蚀)带来的不良影响，不需添加防腐抑制剂，降低经济成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中氢气与乙醇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中氢气与乙醇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减压阀；3单向阀；4发动机；5氢气流量控制系统；6ECU；7乙醇流量控制系统；8乙醇滤清器；9乙醇泵；10乙醇油箱；11乙醇油轨组件；12进气歧管；13氢气喷射组件。

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乙醇混合燃烧的动力系统的结构示意图。

该动力系统包括第一ECU提供信号给乙醇流量控制系统7，乙醇流量控制系统7连接于乙醇油箱10上的乙醇泵9，控制乙醇泵9泵送乙醇油箱10中的乙醇，乙醇泵9通过管路连接设置于发动机4内的乙醇油轨组件11，乙醇泵9与乙醇油轨组件11之间的管路上设置乙醇滤清器8；乙醇油轨组件11包括相互连接的乙醇的油轨a和喷油器a；

第二ECU提供信号给氢气流量控制系统5，氢气流量控制系统5与氢气瓶1相连接，氢气瓶1通过管路连接设置于发动机4内的进气岐管(其具体包括四个进气道)，氢气瓶1与进气岐管12之间的管路上设置减压阀2；

乙醇的油轨a设置在进气岐管上。

进一步的，第一ECU和第二ECU设置为一个同时控制氢气和乙醇流量的电子控制系统或两个分别控制氢气和乙醇流量的电子控制系统。具体可如图1所示，设置一个ECU 6为同时控制氢气和乙醇流量的电子控制系统。

进一步的，减压阀2与进气岐管12之间的管路上还设置单向阀3。

进一步的，乙醇泵9采用耐乙醇的材料制成；

乙醇泵9与乙醇油轨组件11之间的管路采用耐乙醇的橡胶管路；

所述氢气喷射组件采用耐氢气的材料制成。

进一步的，第一ECU和第二ECU控制空气和混合燃料的比例，混合燃料为氢气和乙醇；混合燃料中控制氢气参烧比例为0.1％～40％，余量为乙醇。

使用本实用新型氢气与乙醇混合燃烧的动力系统时，工作过程如下：

ECU 6提供信号给乙醇流量控制系统7，控制乙醇泵9泵送乙醇油箱10中的乙醇燃料，流经乙醇滤清器8，确保为系统提供洁净满足要求的乙醇燃料，乙醇进入乙醇油轨组件11，喷入气道参与燃烧；ECU 6按照设定好的氢气参量比例，为氢气流量控制系统5提供信号，控制氢气瓶1中的氢气，通过减压阀2，降低氢气瓶1中的高气压氢气，以设定状态经过单向阀3，确保氢气通过管路按照设计要求的压力和参量比例进入进气岐管12，乙醇与氢气的混合气体共同燃烧。

实施例2、

如图2所示，为本实用新型氢气与乙醇混合燃烧的动力系统的结构示意图，该动力系统中乙醇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：

第一ECU提供信号给乙醇流量控制系统7，乙醇流量控制系统7连接于乙醇油箱10上的乙醇泵9，控制乙醇泵9泵送乙醇油箱10中的乙醇，乙醇泵9通过管路连接设置于发动机4内的乙醇油轨组件11，乙醇泵9与乙醇油轨组件11之间的管路上设置乙醇滤清器8；乙醇油轨组件11包括相互连接的乙醇的油轨a和喷油器a；

第二ECU提供信号给氢气流量控制系统5，氢气流量控制系统5与氢气瓶1相连接，氢气瓶1通过管路连接设置于发动机4内的进气岐管(其具体包括四个进气道)，氢气瓶1与进气岐管12之间的管路上设置减压阀2；进气岐管上设置氢气喷射组件；氢气喷射组件包括相互连接的氢气的油轨b和喷油器b；发动机内乙醇的油轨a和氢气的油轨b平行设置，且均设置在所述进气岐管上，喷油器a和喷油器b均与进气岐管的进气道对应设置。

进一步的，第一ECU和第二ECU设置为一个同时控制氢气和乙醇流量的电子控制系统或两个分别控制氢气和乙醇流量的电子控制系统。具体可如图2所示，设置一个ECU 6为同时控制氢气和乙醇流量的电子控制系统。

进一步的，减压阀2与进气岐管12之间的管路上还设置单向阀3。

进一步的，乙醇泵9采用耐乙醇的材料制成；

乙醇泵9与乙醇油轨组件11之间的管路采用耐乙醇的橡胶管路；

所述氢气喷射组件采用耐氢气的材料制成。

进一步的，第一ECU和第二ECU控制空气和混合燃料的比例，混合燃料为氢气和乙醇；混合燃料中控制氢气参烧比例为0.1％～40％，余量为乙醇。

使用本实用新型氢气与乙醇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中乙醇发动机的进气歧管基础上加一套氢气喷轨系统。ECU6提供信号给乙醇流量控制系统7，控制乙醇泵9泵送乙醇油箱10中的乙醇燃料，流经乙醇滤清器8，确保为系统提供洁净满足要求的乙醇燃料，乙醇进入乙醇油轨组件11，喷入气道参与燃烧；ECU 6按照设定好的氢气参量比例，为氢气流量控制系统5提供信号，控制氢气瓶1中的氢气，通过减压阀2，降低氢气瓶1中的高气压氢气，以设定状态经过单向阀3，确保氢气通过管路按照设计要求的压力和参量比例进入进气岐管12上增加的一套氢气喷射组件13，乙醇与氢气共同参与燃烧。

此装置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，可以分别按照乙醇和氢气的物理化学性能选择专用的油轨和喷油器，有较好的使用性、可靠性和耐久性。

Claims (5)

1.一种氢气与乙醇混合燃烧的动力系统，其特征在于：该动力系统包括第一ECU提供信号给乙醇流量控制系统，所述乙醇流量控制系统连接于乙醇油箱上的乙醇泵，控制所述乙醇泵泵送所述乙醇油箱中的乙醇，所述乙醇泵通过管路连接设置于发动机内的乙醇油轨组件，所述乙醇泵与所述乙醇油轨组件之间的管路上设置乙醇滤清器；所述乙醇油轨组件包括相互连接的乙醇的油轨a和喷油器a；

第二ECU提供信号给氢气流量控制系统，所述氢气流量控制系统与氢气瓶相连接，所述氢气瓶通过管路连接设置于发动机内的进气歧管，所述氢气瓶与所述进气歧管之间的管路上设置减压阀；

所述乙醇的油轨a设置在所述进气歧管上。

2.根据权利要求1所述的氢气与乙醇混合燃烧的动力系统，其特征在于：所述第一ECU和所述第二ECU设置为一个同时控制氢气和乙醇流量的电子控制系统或两个分别控制氢气和乙醇流量的电子控制系统。

3.根据权利要求1或2所述的氢气与乙醇混合燃烧的动力系统，其特征在于：所述进气歧管上还设置氢气喷射组件；

所述氢气喷射组件包括相互连接的氢气的油轨b和喷油器b；

所述发动机内所述乙醇的油轨a与所述氢气的油轨b平行设置，且均设置在所述进气歧管上，所述喷油器a和所述喷油器b均与所述进气歧管的进气道对应设置。

4.根据权利要求1所述的氢气与乙醇混合燃烧的动力系统，其特征在于：所述减压阀与所述进气歧管之间的管路上还设置单向阀。

5.根据权利要求4所述的氢气与乙醇混合燃烧的动力系统，其特征在于：所述进气歧管包括四个进气道。

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