一种氢燃料发动机结构制造技术

本发明专利技术涉及一种氢燃料发动机结构，其特征在于，所述氢燃料发动机利用分流通道对氢气进行分流，使氢气在各分流通道内的流速以及流出方向发生变化，以使氢气与空气混合均匀，包括：用以储存氢气的氢气储存罐；用以储存空气的高压空气储存罐；发动机；所述氢气储存罐和所述高压空气储存罐分别通过氢气进气管道和空气进气管道与混合腔室相连，所述喷气嘴与混合腔室与相连，用以向发动机内喷射氢氧混合气体；所述氢气进气管道内设置有分流通道。通过本发明专利技术，可以使氢气与空气在进入发动机燃烧室内进行充分混合，从而使氢气的燃烧更加充分，增加了氢气的利用效率，增加了发动机的工作效率，同时，降低了氢气的消耗。降低了氢气的消耗。降低了氢气的消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料发动机结构


[0001]本专利技术涉及动力机械设备
，尤其涉及一种氢燃料发动机结构。

技术介绍

[0002]进入二十一世纪，汽车发动机工业得到了迅速地发展，然而目前汽油机和柴油机依然是车用发动机的主要机种。汽油和柴油都是不可再生资源，为了减缓石油资源的匮乏所带来的一系列负面影响以及减少大气污染和汽车发动机尾气排放，需要寻找发动机的代用燃料，而氢能源是目前最理想的清洁燃料。氢能源是众多替代能源中的一种可再生资源，热值高，并且燃烧后大部分生成物是水蒸气，是一种理想的绿色燃料。作为代用燃料的氢能源可以解决二大难题：一是石油燃料储量有限，二是使用石油燃料带来的环境污染。
[0003]环境污染和能源短缺已经成为当今社会的两大突出问题，为寻求人类社会与汽车产业的可持续发展，燃料电池汽车是公认的可同时解决能源和环境问题的绿色环保车，也被认为是电动汽车的最终选择，是今后汽车发展的主要方向之一。然而受储氢系统技术、成本、寿命和可靠性诸多因素的制约，使得纯燃料电池汽车很难真正市场化运行，针对汽车的起动需要输出较大的功率、瞬态响应特性、燃料电池系统的成本等问题，世界各国汽车制造商开始把注意力转到混合动力汽车，提高了汽车的经济性。
[0004]现有技术中，发动机使用氢燃料进行功能时，在氢气与空气混合时，大多数都是在缸体内进行混合，存在氢气与空气混合不充分，导致氢气燃烧不充分，造成氢气能源的浪费，由于氢气燃烧不充分，导致发动机动力不足。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种氢燃料发动机结构，用以克服现有技术中在氢气与空气混合时，大多数都是在缸体内进行混合，存在氢气与空气混合不充分，导致氢气燃烧不充分，造成氢气能源的浪费，由于氢气燃烧不充分，导致发动机动力不足的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种氢燃料发动机结构，所述氢燃料发动机利用分流通道对氢气进行分流，使氢气在各分流通道内的流速以及流出方向发生变化，以使氢气与空气混合均匀，包括：
[0007]用以储存氢气的氢气储存罐，在氢气储存罐出气口处设有氢气进气管道，在氢气进气管道内设置有分流通道，用以对氢气进行分流
[0008]用以储存空气的高压空气储存罐，在高压空气储存罐出气口处设有空气进气管道
[0009]发动机，包括缸体和设置在缸体内的活塞，在发动机外分别设置有喷气嘴、火花塞、排气阀门以及排气管道；所述喷气嘴与所述混合腔室相连，用以向缸体内喷射氢氧混合气体；
[0010]所述分流通道中第一分流通道的第一外弧段的形状段根据下列公式(1)确定，其中，第一外弧段为第一端点a1至第二端点b1，第一外弧段的形状公式为：
[0011][0012]其中，La1表示第一外弧段的弧长，ra1表示第一分流通道注入口的半径，αa1表示第一外弧段与水平方向的夹角，夹角根据发动机的排量来确定，设定标准发动机排量与标准夹角，当发动机排量增加时，夹角增加，以使氢气与空气混合的更加均匀；αa1的具体数值根据公式确定，
[0013][0014]其中，α0表示初始设定的标准夹角，ω表示实际发动机排量，ω0表示初始设定的发动机排量。
[0015]所述第一分流管道的第二外弧段形状根据下列公式确定，第二外弧段为第二端点b1至第三端点c1：
[0016][0017]其中，La2表示第二外弧段的弧长，D表示第一分流通道平均直径。
[0018]进一步地，所述第一分流通道的第三外弧段的形状根据下列公式确定，第三外弧段为第三端点c1至第四端点d1：
[0019][0020]其中，La3表示第三外弧段弧长。
[0021]所述第一分流通道的第四外弧段的形状根据下列公式确定，第四外弧段为第四端点d1至第五端点e1：
[0022][0023]其中，La4表示第四外弧段的弧长，αa2表示第四外弧段与水平方向的夹角。
[0024]所述第一分流通道的第五外弧段的形状根据下列公式确定，第五外弧段为第五端点e1至第六端点f1：
[0025][0026]其中，La5表示第五外弧段的弧长，αa3表示第五外弧段与水平方向的夹角。
[0027]进一步地，从所述注入口的端部至所述第一分流通道的第一内弧段的形状根据下列公式进行确定，第一内弧段为第六端点g1至第七端点h1：
[0028][0029]其中，la1表示第一内弧段的弧长；
[0030]所述第一分流通道的第二内弧段形状根据下列公式进行确定，第二内弧段为第七端点h1至第八端点j1，第二内弧段的形状公式为：
[0031][0032]其中，la2表示第二内弧段的弧长；
[0033]所述第一分流通道的第三内弧段的形状根据下列公式进行确定，第三内弧段为第八端点j1至第九端点q1：
[0034][0035]其中，la3表示第三内弧段的弧长。
[0036]进一步地，所述发动机为四冲程发动机，包括缸体，缸体的内部为燃烧室，燃烧室内设有活塞4，在缸体盖上分别设有喷气嘴、火花塞排气阀门以及排气管道。
[0037]进一步地，所述分流通道可以为直线通道或者曲线通道。
[0038]进一步地，所述分流通道的数量为至少一个。
[0039]进一步地，所述氢燃料发动机还设置有控制模块，控制模块通过检测发动机转速以调节喷气嘴的喷射压力。
[0040]进一步地，氢气与高压空气分开单独储存；高压空气储存在高压空气储存罐中，高压空气储存罐的储存压力为30～80MPa。
[0041]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术通过设置分流通道，对氢气进行分流，通过分流通道改变氢气在分流通道的流速以及流出方向，可以在混合腔室内形成多个不同方向的氢气气流以使氢气与氧气混合更加充分，通过设置多个分流通道，可以使氢气与空气在进入发动机燃烧室内进行充分混合，从而使氢气的燃烧更加充分，增加了氢气的利用效率，增加了发动机的工作效率，同时，降低了氢气的消耗。
[0042]进一步地，通过分流通道的不同形状，可以使氢气在分流通道中改变流出方向，可以在混合腔室内形成涡流，通过涡流，可以使氢气与空气在进入发动机燃烧室内进行充分混合，从而使氢气的燃烧更加充分，增加了氢气的利用效率，增加了发动机的工作效率，同时，降低了氢气的消耗。
[0043]进一步地，分流通道可以根据需要设为多个，使用多个分流通道进行分流时，可以使氢气流出时具有多个流出方向，通过不同的流出方向，可以使氢气与空气在进入发动机燃烧室内进行充分混合，从而使氢气的燃烧更加充分，增加了氢气的利用效率，增加了发动机的工作效率，同时，降低了氢气的消耗。
附图说明
[0044]图1为本专利技术所述氢燃料发动机的结构示意图；
[0045]图2为本专利技术所述氢燃料发动机A处结构放大图。
[0046]附图标记：1
‑
氢气储存罐，2
‑
高压空气储存罐，3
‑
喷气嘴，4
‑ꢀ
火花塞，5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料发动机结构，其特征在于，所述氢燃料发动机利用分流通道对氢气进行分流，使氢气在各分流通道内的流速以及流出方向发生变化，以使氢气与空气混合均匀，包括：用以储存氢气的氢气储存罐，在氢气储存罐出气口处设有氢气进气管道，在氢气进气管道内设置有分流通道，用以对氢气进行分流；用以储存空气的高压空气储存罐，在高压空气储存罐出气口处设有空气进气管道；混合腔室，其分别与所述氢气进气管道和所述空气进气管道相连，用以将空气与氢气混合以形成氢氧混合气体；发动机，包括缸体和设置在缸体内的活塞，在发动机外分别设置有喷气嘴、火花塞、排气阀门以及排气管道；所述喷气嘴与所述混合腔室相连，用以向缸体内喷射氢氧混合气体；所述分流通道中第一分流通道的第一外弧段的形状段根据下列公式确定，其中，第一外弧段为第一端点a1至第二端点b1，第一外弧段的形状公式为：其中，La1表示第一外弧段的弧长，ra1表示第一分流通道注入口的半径，αa1表示第一外弧段与水平方向的夹角，夹角根据发动机的排量来确定，设定标准发动机排量与标准夹角，当发动机排量增加时，夹角增加，以使氢气与空气混合的更加均匀；αa1的具体数值根据公式确定，其中，α0表示初始设定的标准夹角，ω表示实际发动机排量，ω0表示初始设定的发动机排量；所述第一分流管道的第二外弧段形状根据下列公式确定，第二外弧段为第二端点b1至第三端点c1：其中，La2表示第二外弧段的弧长，D表示第一分流通道平均直径。2.根据权利要求1所述的氢燃料发动机结构，其特征在于，所述第一分流通道的第三外弧段的形状根据下列公式确定，第三外弧段为第三端点c1至第四端点d1：其中，La3表示第三外弧段弧长；所述第一分流通道的第四外弧段的形状根据下列...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷爱军，曹政坤，
申请(专利权)人：山东赛马力发电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：