[發明專利]氨氫融合內燃機燃料供給與噴火點火系統及電控方法

有效

• 申請號: 202210402814.2
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114810433B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 李駿;戈非;陳海娥;杜喜云;賴鈞明;李娜;李凱;周飛鯤
• 申請（專利權）人: 佛山仙湖實驗室
• 主分類號: F02M21/02
• 分類號: F02M21/02;F02M21/06;F02D41/00;F02D19/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 林華龍

本發明公開了一種氨氫融合內燃機燃料供給與噴火點火系統及電控方法，燃料供給系統包括液氨存儲供給裝置、高壓液氨噴射裝置、氨裂解器、液氨氣化裝置、進氣總管噴射器、高壓氨氫儲存容器、氨氫混合氣預燃噴火點火裝置；液氨存儲供給裝置與高壓液氨噴射裝置連接；液氨存儲供給裝置與液氨氣化裝置連接，液氨氣化裝置與氨裂解器連接，氨裂解器與高壓氨氫儲存容器連接，高壓氨氫儲存容器與氨氫混合氣預燃噴火點火裝置連接；氨裂解器的輸出端和高壓氨氫儲存容器的輸出端中的任意一個與進氣總管噴射器的輸入端連接，進氣總管噴射器的輸入端安裝有第一電控截止閥。降低NOx排放，確保氨在內燃機內穩定點火和高效燃燒。

技術領域

本發明涉及節能與新能源汽車領域，特別涉及一種氨氫融合內燃機燃料供給與噴火點火系統及電控方法。

背景技術

氨是世界上第二大合成的工業化學物質，全球年產量約2億噸，相關基礎及產業鏈完善。氨不但可以作為氫能的載體，用于制氫，而且氨的物化特性決定它可以作為發動機的替代燃料。與氫一樣，氨也可從可再生能源的各種資源中生產，作為內燃機燃料，與氫相比，氨的體積能量密度為14.9MJ/m³，高于氫氣的體積能量密度10.7MJ/m³，而且氨在常壓下，-33℃就變成液體，具有易儲存攜帶，續航里程長等優勢；同時氨的自燃溫度和最小點火能力高，可燃范圍小，使用安全可靠；但氨也存在點火困難，火焰傳播速度慢，同時氨還有氮元素，反應時NOx排放增高，以及氨泄漏導致的污染及危害等問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種氨氫融合內燃機燃料供給與噴火點火系統及電控方法，以解決現有技術中所存在的一個或多個技術問題，至少提供一種有益的選擇或創造條件。

為解決上述技術問題所采用的技術方案：

首先本發明提供一種氨氫融合內燃機燃料供給與噴火點火系統，其包括：液氨存儲供給裝置、高壓液氨噴射裝置、啟動引燃助燃裝置，所述啟動引燃助燃裝置包括氨裂解器、液氨氣化裝置、進氣總管噴射器、高壓氨氫儲存容器、氨氫混合氣預燃噴火點火裝置；所述液氨存儲供給裝置的輸出端與所述高壓液氨噴射裝置的輸入端連接；所述液氨存儲供給裝置的輸出端與液氨氣化裝置的液氨輸入端連接，所述液氨氣化裝置的氨氣輸出端與氨裂解器的氨氣輸入端連接，所述氨裂解器內氨裂解所需要的能量來源于動力電池和內燃機的廢棄能量，所述氨裂解器的輸出端與高壓氨氫儲存容器輸入端連接，所述高壓氨氫儲存容器的輸出端與氨氫混合氣預燃噴火點火裝置連接；所述氨裂解器的輸出端和高壓氨氫儲存容器的輸出端中的任意一個與進氣總管噴射器的輸入端連接，所述進氣總管噴射器的輸入端安裝有第一電控截止閥，所述高壓氨氫儲存容器的輸出端安裝有第二電控截止閥。

本氨氫融合內燃機燃料供給與噴火點火系統的有益效果是：本系統將氨作為主燃料，氨裂解反應產生的氨氫混合氣為引燃和助燃燃料，在內燃機啟動工況和怠速工況時，其中在一個實施方式中，氨裂解器發生裂解反應產生的氨氫混合氣進入進氣總管噴射器，并由進氣總管噴射器噴入內燃機進氣總管，與進氣總管內空氣混合后進入氣缸內，作為燃料；在另外的實施例中，利用高壓氨氫儲存容器內儲存的氨氫混合氣作為啟動和怠速工況的燃料，高壓氨氫儲存容器內存儲的高壓氨氫混合氣進入進氣總管噴射器，并由進氣總管噴射器噴入內燃機進氣總管，與進氣總管內空氣混合后進入氣缸內，作為燃料；同時高壓氨氫儲存容器的高壓氨氫混合氣進入氨氫混合氣預燃噴火點火裝置，按照內燃機的點火順序，氨氫混合氣預燃噴火點火裝置將點燃后的氨氫混合氣火焰噴射入氣缸內，點燃氣缸內的氨氣，之后內燃機的廢棄能量為氨裂解器的氨加熱，在氨裂解器產生混合氣達到要求后，內燃機正常運行后，進氣總管噴射器的燃料供給管路的關閉，同時高壓液氨噴射裝置開始工作，向氣缸內噴射液態氨，高壓氨氫儲存容器的高壓氨氫混合氣通過氨氫混合氣預燃噴火點火裝置進行引燃，液氨氣缸內噴射，可以有效降低缸內氣體的溫度，進而降低NOx排放，從而確保了氨在內燃機內穩定點火和高效燃燒，由于整車攜帶燃料為氨，為無碳燃料，可實現CO₂零排放。