[發(fā)明專利]一種在線制氫、局部富氫的點燃式內(nèi)燃機系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010161113.1
• 申請日: 2010-05-04
• 公開（公告）號: CN101865020A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王慶年;于秀敏;李俊杰;丁華杰
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: F02B43/10
• 分類號: F02B43/10;F02M25/12;F02B5/00;F02D19/06
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 朱世林;王壽珍

1.一種在線制氫、局部富氫的點燃式內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由冷態(tài)等離子氫氣轉(zhuǎn)換器(11)、燃料供給系、氫氣供給系、進氣系統(tǒng)、點燃式內(nèi)燃機(5)及內(nèi)燃機控制器(4)組成，燃料供給系由油箱(12)、燃油泵(34)、油管和噴油器(14)構(gòu)成，在線制氫系由冷態(tài)等離子氫氣轉(zhuǎn)換器(11)、電池(9)和油管構(gòu)成，氫氣供給系由氫氣存儲器(10)、氫氣管(17)和噴氫器(13)構(gòu)成，點燃式內(nèi)燃機(5)是安裝了在線制氫系統(tǒng)、氫氣供給系的傳統(tǒng)點燃式內(nèi)燃機上，在線制氫系與氫氣供給系相連，氫氣供給系與點燃式內(nèi)燃機(5)相連，內(nèi)燃機控制器(4)控制燃料供給系、在線制氫系、氫氣供給系、進氣系統(tǒng)和點燃式內(nèi)燃機(5)的工作狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線制氫、局部富氫的點燃式內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，所述的點燃式內(nèi)燃機(5)采用兩種不同的燃料作為可燃混合氣，在傳統(tǒng)的燃料供給系上增加了在線制氫系和氫氣供給系，冷態(tài)等離子轉(zhuǎn)換器(11)從油箱(12)內(nèi)獲得燃料，然后將燃料轉(zhuǎn)換成氫氣，將氫氣儲存在氫氣儲存器(10)內(nèi)，氫氣泵(58)從氫氣存儲器(10)內(nèi)泵出氫氣，經(jīng)過加壓將其傳送到噴氫器(13)上，噴氫器(13)安裝在火花塞(56)附近，，內(nèi)燃機控制器(4)依據(jù)控制方法要求在特定時刻將氫氣噴入內(nèi)燃機的火花塞(56)附近位置，形成局部富氫區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線制氫、局部富氫的點燃式內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，所述的噴氫器(13)的一種構(gòu)造方式：噴氫器(13)與火花塞(56)集成在一起，金屬極(19)內(nèi)有通孔(21)，通孔(21)末端與氫氣管(17)相連，由絕緣材料制成的氫氣管(17)通過接頭(18)直接和通管(21)相連，接頭(18)擰在金屬極(19)上，氫氣管(17)的另外一端連接氫氣泵(58)，將氫氣傳遞給通孔(21)，然后進入內(nèi)燃機燃燒室，金屬接頭(20)采用螺絲連接在金屬極(19)上，電極(16)連接在金屬接頭(20)上，電極(16)連接在電源正極，絕緣體(30)安裝在金屬極(19)上，筒形負極(29)裝在絕緣體(30)上，筒形負極(29)的上端做成六角形螺母用來將其固定在內(nèi)燃機缸體(28)上，筒形負極(29)的底端設(shè)計成側(cè)電極(26)，點燃式內(nèi)燃機缸體(28)連接在電源的負極，當(dāng)高電壓正加在電極(16)和缸體(28)之間時，就會形成正極(27)和負極(26)，當(dāng)電壓足夠高時，就會產(chǎn)生電火花(25)，在氫氣富集區(qū)(22)氫氣通過噴嘴(23)噴入形成氫氣束，火花(25)引燃該區(qū)域富集氫氣(24)，該區(qū)域燃燒并且迅速傳播到相鄰區(qū)域進而引燃全室。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線制氫、局部富氫的點燃式內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，點燃式內(nèi)燃機(5)局部富氫燃燒的作用是提高內(nèi)燃機壓縮比和采用稀薄混合氣燃燒，從而提高內(nèi)燃機的效率和降低污染物的排放，即采用噴氫器(13)使氫氣在燃燒室形成一個局部富氫的區(qū)域?qū)⒒旌蠚庖迹c燃寬范圍燃空比的混合氣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線制氫、局部富氫的點燃式內(nèi)燃機系統(tǒng)，其特征在于，所述的在線制氫系包含冷態(tài)等離子氫氣轉(zhuǎn)換器(11)和電池(9)，冷態(tài)等離子轉(zhuǎn)換器(11)采用電池(9)進行供電，然后將燃料供給系的部分燃料轉(zhuǎn)化為氫氣并將其存儲在氫氣存儲器(10)，電池(9)由點燃式內(nèi)燃機(5)拖動電機/發(fā)電機(8)進行供電，或由制動能量回收的能量，或采用普通墻上的插座充電進行供電。

6.一種用于權(quán)利要求1所述的在線制氫、局部富氫的點燃式內(nèi)燃機系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，按照以下步驟進行：內(nèi)燃機控制器(4)從整車控制器接收到需求轉(zhuǎn)矩、車速信號和點燃式內(nèi)燃機(5)的參數(shù)信號，內(nèi)燃機控制器(4)通過控制冷態(tài)等離子氫氣轉(zhuǎn)換器(11)來控制氫氣的生產(chǎn)時刻和生產(chǎn)量，內(nèi)燃機控制器(4)產(chǎn)生控制信號來控制噴油量、噴氣量、噴氣時刻、點火正時及節(jié)氣門開度，控制的目標(biāo)是點燃式內(nèi)燃機(5)采用稀薄燃燒、提供需求轉(zhuǎn)矩、不失火。