[發明專利]一種基于液壓泵和回收制動能量的氫氣加壓裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202111496959.5
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114198224B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 紀常偉;洪琛;汪碩峰;楊金鑫;辛固;孟昊;常珂
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種基于液壓泵和回收制動能量的氫氣加壓裝置，其特征在于：包括高壓柴油油路(P1)，其上依次有第一單向閥(6)、斜盤泵(7)、第二單向閥(8)；泄油油路(P2)，其上依次有第一減壓閥(10)、泄油閥(11)；供氫管路(P3)，其上依次有第三單向閥(15)、氫氣緩沖槽(16)、第二減壓閥(18)、氫氣流量傳感器(19)、阻燃閥(20)、高壓氫氣直噴噴嘴(21)；輸送氫氣管路(P4)，其上依次有滯流閥(25)、第四單向閥(26)、第三減壓閥(27)；還包括有車輪(1)、車輪軸(2)、主減速器(3)、變速器(4)、變速軸(5)、柴油油箱(9)、柴油壓力傳感器(12)、隔膜式蓄能器(13)、第一氫氣壓力傳感器(14)、第二氫氣壓力傳感器(17)、缸內直噴氫內燃機(22)、低壓氫罐(23)、第三氫氣壓力傳感器(24)、電控單元ECU(28)；

所述電控單元ECU(28)與柴油壓力傳感器(12)相連接并獲得柴油壓力信號a；

所述電控單元ECU(28)與泄油閥(11)相連接并通過泄油閥信號b控制泄油閥的開閉；

所述電控單元ECU(28)與第一氫氣壓力傳感器(14)相連接并獲得第一氫氣壓力信號c；

所述電控單元ECU(28)與第二氫氣壓力傳感器(17)相連接并獲得第二氫氣壓力信號d；

所述電控單元ECU(28)與滯流閥(25)相連接并通過滯流閥信號e控制滯流閥的開閉；

所述電控單元ECU(28)與氫氣流量傳感器(19)相連接并獲得氫氣流量信號f；

所述電控單元ECU(28)與第三氫氣壓力傳感器(24)相連接并獲得第三氫氣壓力信號g；

所述電控單元ECU(28)與高壓氫氣直噴噴嘴(21)相連接并通過氫氣噴射信號h控制高壓氫氣直噴噴嘴的開閉；

所述電控單元ECU(28)與缸內直噴氫內燃機(22)相連接并獲得缸內直噴氫內燃機所需氫氣量信號i。

2.應用如權利要求1所述的一種基于液壓泵和回收制動能量的氫氣加壓裝置的方法，其特征在于：

低壓氫罐(23)的內部儲氫壓力小于等于15MPa，所述高壓氫氣直噴噴嘴(21)最大可以提供30MPa的噴射壓力；

高壓氫氣緩沖槽(16)儲存有35MPa以上的氫氣，由供氫管路(P3)依次經過第二減壓閥(18)、氫氣流量傳感器(19)、阻燃閥(20)進入高壓氫氣直噴噴嘴(21)，電控單元ECU(28)通過氫氣噴射信號h控制高壓氫氣直噴噴嘴(21)的開閉為缸內直噴氫內燃機(22)供氫，電控單元ECU(28)通過泄油閥信號b控制泄油閥(11)處于開啟狀態；電控單元ECU(28)通過第二氫氣壓力信號d監測高壓氫氣緩沖槽(16)內部的氫氣壓力，當高壓氫氣緩沖槽(16)內部的氫氣壓力低于30MPa時，電控單元ECU(28)通過滯流閥信號e控制滯流閥(25)處于開啟狀態，低壓氫罐(23)儲存的氫氣由輸送氫氣管路(P4)依次經過滯流閥(25)、第四單向閥(26)、第三減壓閥(27)進入隔膜式蓄能器(13)右部腔室；電控單元ECU(28)通過第三氫氣壓力信號g監測低壓氫罐(23)內部的氫氣壓力，當低壓氫罐(23)內部的氫氣壓力為零時，電控單元ECU(28)通過滯流閥信號e控制滯流閥(25)處于閉合狀態；電控單元ECU(28)通過泄油閥信號b控制泄油閥(11)處于關閉狀態，變速軸(5)與斜盤泵(7)相連接，車輪(1)產生的制動能量依次經過車輪軸(2)、主減速器(3)、變速器(4)、變速軸(5)，由變速軸(5)帶動斜盤泵(7)抽取柴油油箱(9)中的柴油；柴油由高壓柴油油路(P1)依次經過第一單向閥(6)、斜盤泵(7)、第二單向閥(8)進入隔膜式蓄能器(13)左部腔室，高壓柴油持續進入隔膜式蓄能器(13)左部腔室推動中間隔膜不斷向右推進并將隔膜式蓄能器(13)右部腔室中的氫氣加壓至35MPa，氫氣加壓至35MPa后由供氫管路(P3)沖開阻隔壓力為35MPa的第三單向閥(15)進入高壓氫氣緩沖槽(16)，電控單元ECU(28)通過第二氫氣壓力信號d監測高壓氫氣緩沖槽(16)中的氫氣壓力；電控單元ECU(28)通過第一氫氣壓力信號c監測隔膜式蓄能器(13)右部腔室的氫氣壓力，當隔膜式蓄能器(13)右部腔室的氫氣壓力為零時，電控單元ECU(28)通過泄油閥信號b控制泄油閥(11)開啟，高壓柴油由泄油油路(P2)依次經過泄油閥(11)、減壓閥(10)進入柴油油箱(9)。