CN215552528U - 一种燃料掺氢汽车车载供氢系统及燃料掺氢汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料掺氢汽车车载供氢系统及燃料掺氢汽车。本实用新型燃料掺氢汽车车载供氢系统，包括储氢装置和用于将储氢装置中的氢气输送至发动机的氢气输送管路；所述储氢装置包括罐体；所述罐体内部填充有固体储氢材料；沿着氢气输送的方向，所述氢气输送管路上依次设有单向阀、流量调节阀和流量计。本实用新型掺氢燃料汽车车载供氢系统，在掺氢燃料汽车上装载碳材料或金属储氢材料的储氢装置来存储氢气，使用时将氢气提供给发动机；利用单向阀、流量调节阀、流量计来控制掺氢量，避免出现掺氢过多会出现严重的回火现象，掺氢过少，氢气对燃料汽车的作用又很低的现象。

Description

一种燃料掺氢汽车车载供氢系统及燃料掺氢汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种掺氢燃料汽车车载供氢系统。

背景技术

当前，世界正面临着石油能源危机和环境污染危机，这两个问题已经成为影响经济发展和社会进步的重要因素。因此，减少对石油资源的应用，寻求一种可再生且无污染的高效清洁能源来解决当前的问题是非常有必要的。氢气是一种清洁的二次能源，是世界新能源领域发展的趋势。

由于氢气特殊的特性，作为内燃机燃料具有独特的优势。氢气具有良好的燃烧性，同时又是一种可再生和“零污染”的清洁燃料。根据当前的研究表明：单独使用氢气作为燃料存在非常多的技术难题，故而将氢气掺入燃料发动机，不仅可以改良燃料汽车对石油资源的需求，同时氢气能有效的减小发动机的循环变动量，提高热效率。对于尾气中HC和CO的生成有明显的抑制作用，同时又能减小NOx的排放。可以有效的改善环境污染危机。同时燃料汽车掺氢可以改善燃料发动机的燃烧特性，将醇类发动机进行掺氢，还可以解决醇类汽车在低温的情况下难以启动的问题。总得来说，燃料汽车掺氢能明显改善发动机的排放，降低了油耗，提高了热效率，缓解石油能源危机，解决环境污染危机。

根据当前的技术发展水平，燃料汽车掺氢技术在氢气存储方面有诸多问题。当前的燃料汽车车载储氢技术主要包括：高压储氢、液氢储氢等。高压储氢是一种比较常用的储氢方式，但是钢瓶自身太重，以及密封及安全问题，根据中国法规尚无法完全推广。液氢储氢技术从质量和体积上考虑是一种比较理想的储氢方式，其存储的过程工艺复杂成本较高，安全技术也比较复杂，高度绝热的贮氢容器对绝热要求较高。

燃料汽车掺氢除了储存氢气存在诸多问题，对于燃料汽车的掺氢量，也很难有效的把控，掺氢过多会出现严重的回火现象，掺氢过少，氢气对燃料汽车的作用又很低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种燃料掺氢燃料汽车车载供氢系统及燃料掺氢汽车，该掺氢燃料汽车车载供氢系统在汽车上装载储氢材料来存储氢气；氢气的掺入量利用单向阀、流量调节阀、流量计，来进行控制；进而达到燃料汽车掺氢的目的，可以有效的改善发动机排放，降低油耗，提高热效率。

本实用新型提供的一种燃料掺氢汽车车载供氢系统，包括储氢装置和用于将储氢装置中的氢气输送至发动机的氢气输送管路；

所述储氢装置包括罐体；所述罐体内部填充有固体储氢材料；

沿着氢气输送的方向，所述氢气输送管路上依次设有单向阀、流量调节阀和流量计。

上述的燃料掺氢汽车车载供氢系统中，所述固体储氢材料可为碳材料或金属储氢材料，如镁系储氢合金。

上述的燃料掺氢汽车车载供氢系统中，所述储氢装置还包括加热装置、温度传感器和温度控制装置；

所述加热装置和所述温度传感器位于所述罐体内；

所述温度控制装置被配置为读取所述温度传感器的温度，当温度低于放氢温度时，控制所述加热装置加热至所述放氢温度。

本实用新型中，所述燃料掺氢汽车发动机可为汽油、甲醇和/或乙醇掺氢汽车发动机。

本实用新型还提供了一种燃料掺氢汽车，包括发动机和用于为所述发动机供氢的上述任一项所述的燃料掺氢汽车车载供氢系统。

本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型掺氢燃料汽车车载供氢系统，在掺氢燃料汽车上装载碳材料或金属储氢材料的储氢装置来存储氢气，依靠碳材料例如碳纳米管的物理吸附或者金属储氢材料与氢反应生成金属氢化物的方式存储氢气，使用时将氢气提供给发动机；

(2)本实用新型掺氢燃料汽车车载供氢系统，利用单向阀、流量调节阀、流量计来控制掺氢量，避免出现掺氢过多会出现严重的回火现象，掺氢过少，氢气对燃料汽车的作用又很低的现象。

本实用新型掺氢燃料汽车车载供氢系统中，氢气的加入可以改善发动机的燃烧特性，也可以解决发动机的冷启动问题，使得发动机在低温的情况下也可以启动。除此之外发动机掺氢燃烧能明显改善发动机的排放，降低了油耗，提高了热效率。

附图说明

图1为本实用新型车载供氢系统的结构示意图。

图2为本实用新型车载供氢系统中储氢装置的结构示意图。

图中，各标记如下：

1-储氢装置、2-单向阀、3-流量调节阀、4-流量计、5-进气道、6-燃料发动机、7- 排气道、8-掺氢燃料汽车；

11-罐体、12-加热装置、13-温度传感器、14温度控制装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”、以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于下述实施例。

如图1所示，本实用新型燃料掺氢汽车车载供氢系统包括储氢装置1和用于将储氢装置中的氢气输送至发动机的氢气输送管路；

如图2所示，储氢装置1包括罐体11、加热装置12、温度传感器13和温度控制装置14；

罐体11内部填充有固体储氢材料；储氢材料为碳材料或金属储氢材料；依靠碳材料例如碳纳米管的物理吸附或者金属储氢材料与氢反应生成金属氢化物的方式存储氢气，使用时将氢气提供给发动机；

加热装置12和温度传感器13位于罐体11内，温度控制装置14被配置为读取温度传感器13的温度，当温度低于放氢温度时，控制加热装置12加热至放氢温度；

沿着氢气输送的方向，氢气输送管路上依次设有单向阀2、流量调节阀3、流量计4；单向阀2用于保证氢气沿着一个方向传输，流量调节阀3用于调节氢气的流量，根据汽车的实际行驶情况通过控制阀门来调节进入发动机氢气的流量，流量计4用于监测管路氢气的流量大小；

本实用新型供氢系统在使用时，将加热装置12和温度传感器13置于罐体11内，需要释放氢气时，温度传感器13将罐体11的温度反馈给温度控制装置14，温度控制装置14控制加热装置12进行加热使固体储氢材料释放氢气；加热过程温度变化由温度传感器13反馈给温度控制装置14。储氢装置1中的固体储氢材料释放氢气，氢气进入氢气输送管路中，启动单向阀2，保证氢气沿着一个方向传输，根据汽车实际行驶情况，根据流量计4显示的流量，通过调节流量调节阀3的开度，从而调节氢气的流量，氢气通过氢气输送管路进入发动机进气道5中，与空气和燃料混合，一同进入燃料发动机6内完成燃烧，发动机各个气缸做功产生的废气通过排气道7排出发动机。燃料发动机6为以汽油、甲醇或乙醇作为燃料的点燃式发动机。燃料掺氢汽车发动机的掺氢量控制在4％～5％，如5％。进入燃料掺氢汽车发动机的氢气的流量控制在1.5m ³～2.5m³，如2m³/小时。

以福特1.6L发动机为例，对本实用新型效果进行验证：

实验选用福特1.6L发动机，使用甲醇作为燃料，在发动机实验台架上进行测试。

使用本实用新型燃料掺氢供氢系统为发动机供气，以镁系储氢合金为储氢材料，放氢温度控制在350℃，发动机的掺氢量为5％，进入发动机的氢气流量为2m³/小时。

实验结果显示，发动机未出现回火，且发动机的油耗可降低30％。

本实用新型中，氢气的进入可以改善醇类发动机的燃烧特性，同时氢气的加入也可以解决醇类发动机的冷启动问题，使得醇类发动机在低温的情况下也可以启动。除此之外发动机掺氢燃烧能明显改善发动机的排放，降低了油耗，提高了热效率。

Claims (4)

1.一种燃料掺氢汽车车载供氢系统，其特征在于：包括储氢装置和用于将储氢装置中的氢气输送至发动机的氢气输送管路；

所述储氢装置包括罐体；所述罐体内部填充有固体储氢材料；

沿着氢气输送的方向，所述氢气输送管路上依次设有单向阀、流量调节阀和流量计。

2.根据权利要求1所述的供氢系统，其特征在于：所述储氢装置还包括加热装置、温度传感器和温度控制装置；

所述加热装置和所述温度传感器位于所述罐体内；

所述温度控制装置被配置为读取所述温度传感器的温度，当温度低于放氢温度时，控制所述加热装置加热至所述放氢温度。

3.根据权利要求1所述的供氢系统，其特征在于：所述固体储氢材料为碳材料或金属储氢材料。

4.一种燃料掺氢汽车，其特征在于：包括发动机和用于为所述发动机供氢的权利要求1-3中任一项所述的燃料掺氢汽车车载供氢系统。

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