[發明專利]一種氫/汽油雙燃料發動機氣液燃料混合方法及其混合裝置

有效

• 申請號: 201310283749.7
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103321762A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 段俊法;孫永生;孫志強;劉海朝;楊振中
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: F02D19/08
• 分類號: F02D19/08
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 王瑞麗

技術領域

本發明主要涉及發動機領域，具體為一種氫/汽油雙燃料發動機氣液燃料混合方法及其混合裝置。

背景技術

石油資源逐漸短缺與生態環境不斷惡化是21世紀人類面臨的嚴峻問題，汽車工業的可持續發展必須滿足節能和環保的迫切需求。氫氣作為一種清潔燃料，具有燃燒速度快、可燃范圍廣以及點火能量低等優點，非常適合作為傳統內燃機的替代燃料或與傳統燃料進行摻混燃燒以改善燃燒和排放性能。目前，汽油和氫氣摻混燃燒的研究日益受到廣泛關注，最大程度的發揮氫氣和汽油的優勢，不僅能夠改善發動機的燃燒性能，而且能夠有效提高發動機的排放性能。

為了實現氫氣與傳統燃料的摻混燃燒，一般采用軟管將氫氣引入到氣缸進氣門附近，這種方式雖然簡單易于實施，但是系統密封性能較差，改變了進氣門等結構增加了成本；另外，由于氫氣的引入位置在進氣門附近，它并沒有改變傳統液體燃料與空氣混合的不均勻性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種氫/汽油雙燃料發動機氣液燃料混合方法及其混合裝置，不僅能夠實現發動機同時燃用氫氣和汽油兩種燃料，同時能夠最大限度的改善汽油的霧化過程，實現汽油、氫氣與空氣的充分混合和擴散。

本發明采用以下技術方案：

一種氫/汽油雙燃料發動機的氣液燃料混合方法，其中，采用如下步驟：

步驟一，確定混合氣均勻性評價指標，采用缸內混合氣不均勻系數n_index來評價缸內混合氣的混合均勻性：

將氣缸分成有限個體積單元，在單元小于一定尺度的時候，認為每個單元內的混合氣完全均勻，以φ_i表示單元i的當量燃空比，V_i表示單元i的體積，V表示整個氣缸的體積，φ_avg表示平均當量燃空比；則：

nindex=Σ|φi-φavg|ViΣφiVi---(1)]]>

φavg=ΣφiViV---(2)]]>

步驟二，建立進氣道和氣缸的CFD仿真模型，基于模型仿真確定氫氣噴嘴位置和噴射夾角以及噴射壓力。

基于具體的汽油發動機，建立包含進氣管，噴油嘴，氣門，氣缸在內的三維實體模型，導入CFD仿真軟件后生成三維網格；確定工況，計算氫氣、汽油與空氣混合氣的氣流運動和混合規律，得到氫氣噴嘴在不同位置處、不同噴射夾角和不同噴射壓力下對不均勻性的影響規律，確定氫氣噴嘴的位置；

步驟三，安裝氫氣噴嘴：根據三維仿真模型中的氫氣噴嘴的位置，在汽油發動機內安裝氫氣噴嘴，氫氣噴嘴與汽油噴嘴成夾角設置，氫氣噴嘴和汽油噴嘴的射流交叉。

作為優選，所述氫氣噴嘴設在汽油發動機節氣門與進氣門之間的進氣岐管內。

作為優選，所述氫氣噴嘴的噴射壓力為0.3Mpa～0.5Mpa。

作為優選，所述氫氣噴嘴的噴射壓力為0.4Mpa。