液态氨相变冷却式混合动力热管理系统技术方案

本发明专利技术的目的在于提供液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，包括喷射器、液氨氢气供给系统、液氨共轨管、燃油共轨管、油箱，液氨氢气供给系统包括液氨储存箱、泵氨系统、分流系统、进出氨系统，燃油共轨管分别连接油箱和喷射器的单向进油口，液氨共轨管分别连接进出氨系统和喷射器的单向进氨口，进出氨系统里布置进氨管和回氨管，泵氨系统包括液氨储存分流器、低压泵、高压泵，分流系统包括储存罐、进氨控制阀、安全阀、出氨控制阀。本发明专利技术一是可有效解决寒冷条件下发动机冷启动问题，二是减小了压缩机的功耗，实现余热利用，提高能量利用率。同时本发明专利技术提出了切实可行的氨燃料应用路径，实现一氨三用。实现一氨三用。实现一氨三用。

【技术实现步骤摘要】
液态氨相变冷却式混合动力热管理系统


[0001]本专利技术涉及的是一种发动机，具体地说是混合动力发动机。

技术介绍

[0002]在船舶绿色低碳的大背景下，船舶发展进入到了一个关键的转型升级期，未来船舶要求动力具有高度灵活性，动力灵活性包含动力装置的灵活配置，燃料供给、喷射系统灵活性及燃料存储、驳运、加注灵活性。动力多样性，燃料多样性将是船舶发展的必然趋势，因此开展船用低碳清洁燃料供给与喷射系统研制研究，是满足当前及未来技术发展需求，提高技术创新性、产品竞争性和企业影响力的关键举措。氨作为典型的低碳燃料之一，与氢燃料相比，储能更高，便于储存和运输，有成熟的供应链，是主要的低碳替代能源之一。
[0003]氨燃料等新型替代燃料具备共性的低粘度、低闪点(液体燃料)、低碳、低排放特性，使得现有的设备，尤其是燃料供给及喷射系统，需要进行非常大的技术升级、改造，以满足新型燃料的使用需求。同时值得注意的是，虽然从发动机燃烧排放角度，新型替代燃料具有非常大的减排潜力，但从燃料的全寿命周期看，现有替代燃料需解决能源绿色再生，带动了整个能源产业链的变革。目前国际上尚无成熟的氨燃料动力装置，由柴油机改进的氨燃料发动机存在体积效率低、燃烧效果差，热效率以及能量利用率低等问题，限制了推广应用。
[0004]对此本专利技术采取了柴油引燃的燃烧模式，设计了氨燃料喷射系统，使氨燃料在高压下以液态形式喷入气缸，提高发动机运行压缩比，有效改善热效率。与现有的专利技术专利相比，本专利技术基于液氨相变原理创新设计了双作用热泵模块，一是可有效解决寒冷条件下发动机冷启动问题，二是减小了压缩机的功耗，实现余热利用，提高能量利用率。同时本专利技术提出了切实可行的氨燃料应用路径，实现一氨三用：动力装置燃料、散热系统冷媒、排放后处理模块还原剂。提高发动机排放性能，在保证动力性和经济性的同时，逐步朝最大限度的降低碳排放迈进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供可有效解决寒冷条件下发动机冷启动问题，减小压缩机功耗，实现余热利用，提高能量利用率的液态氨相变冷却式混合动力热管理系统。
[0006]本专利技术的目的是这样实现的：
[0007]本专利技术液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，其特征是：包括喷射器、液氨氢气供给系统、液氨共轨管、燃油共轨管、油箱，液氨氢气供给系统包括液氨储存箱、泵氨系统、分流系统、进出氨系统，燃油共轨管分别连接油箱和喷射器的单向进油口，液氨共轨管分别连接进出氨系统和喷射器的单向进氨口，进出氨系统里布置进氨管和回氨管，泵氨系统包括液氨储存分流器、低压泵、高压泵，分流系统包括储存罐、进氨控制阀、安全阀、出氨控制阀，液氨储存罐的出口依次连接低压泵、高压泵、液氨储存分流器、储存罐、进氨控制阀，进氨控制阀通过进氨管连接液氨共轨管，液氨储存罐的进口依次连接回氨控制阀、安全阀，安
全阀通过回氨管连接喷射器，液氨储存罐分别连接氢气储存罐和氮气储存罐。
[0008]本专利技术还可以包括：
[0009]1、所述喷射器包括喷射器体、液氨喷射部分、柴油喷射部分，液氨喷射部分、柴油喷射部分位于喷射器体里，液氨喷射部分包括自上而下设置的增压模块、第一蓄压谐振限流模块、超磁滞电磁控制执行器、相变可控超雾化喷嘴模块，柴油喷射部分包括自上而下设置的第二蓄压谐振限流模块、副增压模块、压力平衡式电磁控制执行器、针阀偏心自调节喷嘴。
[0010]2、所述增压模块包括增压磁轭、增压主副磁极、主增压活塞、增压衔铁、增压限位块、增压双密封阀杆、增压上阀杆座、增压下阀杆座，增压衔铁套于增压双密封阀杆顶部，增压磁轭与增压衔铁之间设置增压复位弹簧，增压复位弹簧外侧设置增压主副磁极，增压主副磁极缠绕线圈，增压双密封阀杆的中部位于增压上阀杆座里，增压双密封阀杆的底部位于增压下阀杆座里，增压双密封阀杆的中部套有增压阀杆复位弹簧，增压双密封阀杆的中部与底部之间设置增压双密封凸起，增压上阀杆座、增压下阀杆座与增压双密封阀杆对应的面上均设置密封面，主增压活塞位于增压下阀杆座下方，主增压活塞外部套有主增压活塞复位弹簧，增压上阀杆座里设置相通的回氨通道，增压下阀杆座里设置进氨通道和中间管路，增压下阀杆座里增压双密封凸起所在空间为连通空间，连通空间与中间管路相通。
[0011]3、所述第一蓄压谐振限流模块包括谐振块、中间块、棱形密封块、限流活塞、蓄压阀座，主增压活塞下方的喷射器体里设置蓄压腔，蓄压腔的侧壁上安装单向进氨口，喷射器体上设置液冷管入口，液冷管入口连通蓄压腔，蓄压腔下方依次设置谐振块、中间块、菱形密封块、蓄压阀座，蓄压阀座里设置限流活塞，中间块里设置中间块复位弹簧，中间块的底部分别设置进氨孔和谐振块进氨路节流孔，菱形密封块位于限流活塞之上，限流活塞里设置中间孔，限流活塞下方设置限流活塞复位弹簧，限流活塞复位弹簧下方设置储存腔。
[0012]4、所述谐振块里分别设置一号进氨路、二号进氨路、一号进氨腔、二号进氨腔、一号出氨路、二号出氨路，一号进氨腔分别连通一号进氨路和一号出氨路，二号进氨腔分别连通二号进氨路和二号出氨路，一号进氨腔与二号进氨腔通过连通孔相通，一号进氨腔通过一号进氨节流孔连通一号进氨路，一号进氨腔通过二号进氨节流孔连通蓄压腔，一号进氨路和二号进氨路连通蓄压腔。
[0013]5、所述超磁滞电磁控制执行器包括超磁滞主副磁极、磁滞座、超磁滞上阀杆、超磁滞下端锥阀、超磁滞菌状阀，超磁滞主副磁极里缠绕线圈，超磁滞主副磁极的通孔里设置超磁滞材料，超磁滞材料的下方依次设置磁滞座、超磁滞上阀杆、超磁滞下端锥阀、超磁滞菌状阀，超磁滞菌状阀位于超磁滞菌状阀腔里，超磁滞菌状阀下方设置超磁滞菌状阀复位弹簧，超磁滞电磁控制执行器所在的喷射器体里设置回油油路、进油油路，回油油路连通超磁滞菌状阀腔，超磁滞下端锥阀外部的超磁滞下端锥阀壳里设置超磁滞锥阀进油孔，超磁滞锥阀进油孔连通进油油路。
[0014]6、所述相变可控超雾化喷嘴模块包括超雾化喷嘴体、超雾化阀座、无静态泄漏缸、超雾化针阀体、超雾化控制阀杆，超雾化阀座位于超雾化喷嘴体里，无静态泄漏缸和超雾化针阀体位于超雾化阀座里，超雾化针阀体的头部位于无静态泄漏缸里，超雾化针阀体的中部与无静态泄漏缸之间设置超雾化针阀体复位弹簧，无静态泄漏缸、超雾化针阀体与超雾化阀座之间形成储氨腔，超雾化阀座与超雾化喷嘴体之间形成液冷工质入口管路和液冷工
质出口管路，超雾化针阀体底部与超雾化阀座底部形成超雾化喷射流道，储氨腔与储存腔相通，超雾化针阀体顶端与其上方的喷射器体之间形成超雾化控制腔。
[0015]7、第二蓄压谐振限流模块的结构与第一蓄压谐振限流模块相同，并列设置在喷射器体里。
[0016]8、所述副增压模块包括副增压磁轭、副增压主副磁极、副增压活塞、副增压衔铁、副增压限位块、副增压双密封阀杆、副增压上阀杆座、副增压下阀杆座，副增压衔铁套于副增压双密封阀杆顶部，副增压磁轭与副增压衔铁之间设置副增压复位弹簧，副增压复位弹簧外侧设置副增压主副磁极，副增压主副磁极缠绕线圈，副增压双密封阀杆的中部位于副增压上阀杆座里，副增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，其特征是：包括喷射器、液氨氢气供给系统、液氨共轨管、燃油共轨管、油箱，液氨氢气供给系统包括液氨储存箱、泵氨系统、分流系统、进出氨系统，燃油共轨管分别连接油箱和喷射器的单向进油口，液氨共轨管分别连接进出氨系统和喷射器的单向进氨口，进出氨系统里布置进氨管和回氨管，泵氨系统包括液氨储存分流器、低压泵、高压泵，分流系统包括储存罐、进氨控制阀、安全阀、出氨控制阀，液氨储存罐的出口依次连接低压泵、高压泵、液氨储存分流器、储存罐、进氨控制阀，进氨控制阀通过进氨管连接液氨共轨管，液氨储存罐的进口依次连接回氨控制阀、安全阀，安全阀通过回氨管连接喷射器，液氨储存罐分别连接氢气储存罐和氮气储存罐。2.根据权利要求1所述的液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，其特征是：所述喷射器包括喷射器体、液氨喷射部分、柴油喷射部分，液氨喷射部分、柴油喷射部分位于喷射器体里，液氨喷射部分包括自上而下设置的增压模块、第一蓄压谐振限流模块、超磁滞电磁控制执行器、相变可控超雾化喷嘴模块，柴油喷射部分包括自上而下设置的第二蓄压谐振限流模块、副增压模块、压力平衡式电磁控制执行器、针阀偏心自调节喷嘴。3.根据权利要求2所述的液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，其特征是：所述增压模块包括增压磁轭、增压主副磁极、主增压活塞、增压衔铁、增压限位块、增压双密封阀杆、增压上阀杆座、增压下阀杆座，增压衔铁套于增压双密封阀杆顶部，增压磁轭与增压衔铁之间设置增压复位弹簧，增压复位弹簧外侧设置增压主副磁极，增压主副磁极缠绕线圈，增压双密封阀杆的中部位于增压上阀杆座里，增压双密封阀杆的底部位于增压下阀杆座里，增压双密封阀杆的中部套有增压阀杆复位弹簧，增压双密封阀杆的中部与底部之间设置增压双密封凸起，增压上阀杆座、增压下阀杆座与增压双密封阀杆对应的面上均设置密封面，主增压活塞位于增压下阀杆座下方，主增压活塞外部套有主增压活塞复位弹簧，增压上阀杆座里设置相通的回氨通道，增压下阀杆座里设置进氨通道和中间管路，增压下阀杆座里增压双密封凸起所在空间为连通空间，连通空间与中间管路相通。4.根据权利要求2所述的液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，其特征是：所述第一蓄压谐振限流模块包括谐振块、中间块、棱形密封块、限流活塞、蓄压阀座，主增压活塞下方的喷射器体里设置蓄压腔，蓄压腔的侧壁上安装单向进氨口，喷射器体上设置液冷管入口，液冷管入口连通蓄压腔，蓄压腔下方依次设置谐振块、中间块、菱形密封块、蓄压阀座，蓄压阀座里设置限流活塞，中间块里设置中间块复位弹簧，中间块的底部分别设置进氨孔和谐振块进氨路节流孔，菱形密封块位于限流活塞之上，限流活塞里设置中间孔，限流活塞下方设置限流活塞复位弹簧，限流活塞复位弹簧下方设置储存腔。5.根据权利要求4所述的液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，其特征是：所述谐振块里分别设置一号进氨路、二号进氨路、一号进氨腔、二号进氨腔、一号出氨路、二号出氨路，一号进氨腔分别连通一号进氨路和一号出氨路，二号进氨腔分别连通二号进氨路和二号出氨路，一号进氨腔与二号进氨腔通过连通孔相通，一号进氨腔通过一号进氨节流孔连通一号进氨路，一号进氨腔通过二号进氨节流孔连通蓄压腔，一号进氨路和二号进氨路连通蓄压腔。6.根据权利要求2所述的液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，其特征是：所述超磁滞电磁控制执行器包括超磁滞主副磁极、磁滞座、超磁滞上阀杆、超磁滞下端锥阀、超磁滞菌状阀，超磁滞主副磁极里缠绕线圈，超磁滞主副磁极的通孔里设置超磁滞材料，超磁滞材
料的下方依次设置磁滞座、超磁滞上阀杆、超磁滞下端锥阀、超磁滞菌状阀，超磁滞菌状阀位于超磁滞菌状阀腔里，超磁滞菌状阀下方设置超磁滞菌状阀复位弹簧，超磁滞电磁控制执行器所在的喷射器体里设置回油油路、进油油路，回油油路连通超磁滞菌状阀腔，超磁滞下端锥阀外部的超磁滞下端锥阀壳里设置超磁滞锥阀进油孔，超磁滞锥阀进油孔连通进油油路。7.根据权利要求2所述的液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，其特征是：所述相变可控超雾化喷嘴模块包括超雾化喷嘴体、超雾化阀座、无静态泄漏缸、超雾化针阀体、超雾化控制阀杆，超雾化阀座位于超雾化喷嘴体里，无静态泄漏缸和超雾化针阀体位于超雾化阀座里，超雾化针阀体的头部位于无静态泄漏缸里，超雾化针阀体的中部与无静态泄漏缸之间设置超雾化针阀体复位弹簧，无静态泄漏缸、超雾化针阀体与超雾化阀座之间形成储氨腔，超雾化阀座与超雾化喷嘴体之间形成液冷工质入口管路和液冷工质出口管路，超雾化针阀体底部与超雾化阀座底部形成超雾化喷射流道，储氨腔与储存腔相通，超雾化针阀体顶端与其上方的喷射器体之间形成超雾化控制腔。8.根据权利要求2所述的液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，其特征是：第二蓄压谐振限流模块的结构与第一蓄压谐振限流模块相同，并列设置在喷射器体里。9.根据权利要求2所述的液态氨相变冷却式混合动力热管理系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：范立云，魏云鹏，毛运涛，许菁，吴岳霖，张瀚文，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：