【技术实现步骤摘要】
一种缸内喷水的纯氢氧燃料二冲程转子机及其控制方法
本专利技术设计了一种缸内喷水的纯氢氧燃料二冲程转子机及其控制方法,具体涉及一种纯氢氧燃料进气道预混与缸内喷水相结合并回收利用尾气能量的二冲程转子机的控制方法,属于内燃机领域。
技术介绍
转子发动机凭借其独特的几何设计和运动方式,使其相比于活塞机具有结构简单、体积小、质量轻、扭矩均匀、运行平稳等诸多优点,然而转子发动机排放污染物多、进排气性能不佳、尾气损失能量大的问题也不容忽视,由此可见,转子发动机存在较多待改进之处。与传统四冲程转子机相比,转子机可实现二冲程运转,从性能上看,当偏心轴转速相同时,二冲程转子机的做功次数是四冲程转子机的两倍,转子机升功率更高,动力性更好;从结构上看,二冲程转子机结构并不复杂,在四冲程转子机基础上只需加装一套进排气及点火装置便可收获更佳的动力性。氢气作为清洁能源拥有极高的火焰速度,较短的淬熄距离,宽泛的燃烧极限,很适合于在高速运转的转子机中燃烧,同时氧气作为氧化剂具有很好的助燃特性,纯氢氧气作为转子机燃料不仅可以提升转子机的动力性,还实现了尾气零污染。与此同时,对转子机加装缸内喷水装置可以合理控制纯氢氧气反应剧烈程度,有效改善燃烧剧烈等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现一种缸内喷水的纯氢氧燃料二冲程转子机及其控制方法,通过将纯氢氧燃料预混与供给策略、二冲程缸内喷水控制燃烧策略以及尾气能量多次利用策略三者结合,在排放零污染的情况下,使转子机运行更加稳定,进一步提高了整机能量利用率。本专利技 ...
【技术保护点】
1.一种缸内喷水的纯氢氧燃料二冲程转子机,其特征在于,包括:转子机缸体(23)、偏心轴(24)、转子(25),安装在转子机上的第一水喷孔(1)、第一火花塞(2)、第二水喷孔(31)、第二火花塞(30),氢气罐(11)通过管路与氢气流量控制器(10)相连接,氧气罐(9)通过管路与氧气流量控制器(8)相连接,氢气与氧气在混合罐(7)中混合,混合气进入第一进气道(6)经过第一电磁阀(5)、第一阻燃阀(4)、第一进气门(3)进入燃烧室,同时混合气还可以通过第二进气道经第二电磁阀(29)、第二阻燃阀(28)、第二进气门(27)进入燃烧室,燃烧的尾气可以通过第一排气口(22)和第二排气口(26)分别经过第一排气道(21)和第二排气道(32)流入能量回收装置(20),二次利用的尾气由排气总管(18)进入换热器(17),第一储水罐(15)与低压水泵(16)经过管路与换热器(17)交互,再与第二储水罐(13)、高压水泵(12)相连接;/n电子控制单元(14)通过导线分别与第一火花塞(2)、第二火花塞(30)相连,并分别发出第一火花控制信号(c)和第二火花控制信号(d)控制点火正时;/n电子控制单元(14 ...
【技术特征摘要】
1.一种缸内喷水的纯氢氧燃料二冲程转子机,其特征在于,包括:转子机缸体(23)、偏心轴(24)、转子(25),安装在转子机上的第一水喷孔(1)、第一火花塞(2)、第二水喷孔(31)、第二火花塞(30),氢气罐(11)通过管路与氢气流量控制器(10)相连接,氧气罐(9)通过管路与氧气流量控制器(8)相连接,氢气与氧气在混合罐(7)中混合,混合气进入第一进气道(6)经过第一电磁阀(5)、第一阻燃阀(4)、第一进气门(3)进入燃烧室,同时混合气还可以通过第二进气道经第二电磁阀(29)、第二阻燃阀(28)、第二进气门(27)进入燃烧室,燃烧的尾气可以通过第一排气口(22)和第二排气口(26)分别经过第一排气道(21)和第二排气道(32)流入能量回收装置(20),二次利用的尾气由排气总管(18)进入换热器(17),第一储水罐(15)与低压水泵(16)经过管路与换热器(17)交互,再与第二储水罐(13)、高压水泵(12)相连接;
电子控制单元(14)通过导线分别与第一火花塞(2)、第二火花塞(30)相连,并分别发出第一火花控制信号(c)和第二火花控制信号(d)控制点火正时;
电子控制单元(14)通过导线分别与第一水喷孔(1)、第二水喷孔(31)相连,并分别发出第一水喷孔控制信号(a)和第二水喷孔控制信号(g)控制喷水正时和喷水脉宽;
电子控制单元(14)通过导线与氢气流量控制器(10)相连,并发出氢气流量控制器控制信号(f)控制流入到混合罐(7)的氢气质量流量;
电子控制单元(14)通过导线与氧气流量控制器(8)相连,并发出氧气流量控制器控制信号(h)控制流入到混合罐(7)的氧气质量流量;
电子控制单元(14)通过导线分别与第一电磁阀(5)、第二电磁阀(29)相连,并分别发出第一电磁阀控制信号(e)和第二电磁阀控制信号(b)控制第一电磁阀(5)、第二电磁阀(29)的开闭。
2.控制如权利要求1所述的一种缸内喷水的纯氢氧燃料二冲程转子机的方法,其特征在于,包括纯氢氧燃料预混与供给策略、二冲程缸内喷水控制燃烧策略以及尾气能量多次利用策略;
(1)纯氢氧燃料预混与供给策略
该装置中氢气罐(11)和氧气罐(9)分别装有减压阀,在氢气与氧气燃料供给时保证氢气罐(11)和氧气罐(9)流出的燃料压力相等,防止氢气与氧气在混合罐(7)中混合时出现因压力不同而导致回流现象,并且保证从氢气罐(11)和氧气罐(9)输送至氢气流量控制器(10)与氧气流量控制器(8)的氢气与氧气压力在10~40bar范围内;转子机运转过程中,储存在氢气罐(11)和氧气罐(9)中的氢气与氧气以同等压力分别通过管路输送至氢气流量控制器(10)与氧气流量控制器(8),电子控制单元(14)发出氢气流量控制器控制信号(f)控制流入到混合罐(7)的氢气质量流量为n,发出氧气流量控制器控制信号(h)控制流入到混合罐(7)的氧气质量流量为m;同时,电子控制单元(14)根据转子机运转转速不同调节混合气的理论氧氢比Фm...
【专利技术属性】
技术研发人员:纪常伟,杨金鑫,汪硕峰,常珂,孟昊,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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