发动机进排气系统及汽车混合动力系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种发动机进排气系统及汽车混合动力系统，发动机进排气系统包括进气管路、排气管路、具有至少一个气缸的发动机和第一供氢系统，进气管路包括主进气管路和进气歧管。第一供氢系统包括第一储氢装置、第一氢气管路和第二氢气管路，第一氢气管路和第二氢气管路的一端与第一储氢装置连通，另一端分别与进气歧管上的进气总管、各气缸的燃烧室连通。第一氢气管路上设置有第一控制阀，以调节第一储氢装置与进气总管之间管路的通断，第二氢气管路上设置有第二控制阀，以调节第一储氢装置与至少一个气缸的燃烧室之间管路的通断。增加氢气的进气方式以适应更多的工况，提升对氢气的利用率，进一步发挥降低油耗和节能减排的作用。的作用。的作用。

【技术实现步骤摘要】
发动机进排气系统及汽车混合动力系统


[0001]本技术涉及汽车发动机
，特别涉及一种发动机进排气系统及汽车混合动力系统。

技术介绍

[0002]氢气作为一种可再生的清洁能源，具有燃烧速度快、热效率高、扩散系数大、极易实现稀薄燃烧等优点，被认为是理想的能源或能源载体。随着环境污染和石油资源紧张等问题日趋严重，将氢气替代燃油作为汽车动力来源的技术逐渐成为热门研究，而将氢气作为纯动力来源的氢气发动机技术尚未成熟，存在续航能力短的致命缺陷，因此将氢气作为辅助燃料的氢气/汽油双燃料发动机在当前的市场中更为流行。
[0003]氢气/汽油双燃料发动机需要在传统发动机的进排气系统上接入氢气进气管路，现有技术中通常采用进气道喷氢的方式实现进气掺氢，将氢气进气管路与发动机的进气道连通，可在在冷启动和小负荷工况下采用纯氢燃烧，在中等负荷工况下采用氢气、汽油混合燃烧，以降低有害气体排放量。然而，采用这种手段的发动机进排气系统中氢气的进气方式单一，无法适用于更多工况。例如，专利申请CN102155306A公开了一种氢气汽油双燃料发动机，包括一种供氢系统，将供氢系统的氢气喷嘴布置在进气歧管中每根支进气管道上喷油嘴的异侧，氢气通过支进气管道进入发动机内，可在发动机处于冷启动、怠速工况时将氢气作为燃料提供动力输出，在发动机处于低速中小负荷工况时将氢气和汽油混合作为燃料提供动力输出，但在发动机处于高速或大负荷工况时，由于发动机温度过高，向气道内喷射氢气容易造成回火、早燃等异常燃烧现象，只能采用汽油均质燃烧模式。
[0004]因此，现有的发动机的进排气系统中氢气的进气方式单一，适用工况少，对氢气的利用率不高，无法达到降低油耗和节能减排的最佳效果。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于解决现有技术中发动机的进排气系统中氢气的进气方式单一，适用工况少，对氢气的利用率不高，无法达到降低油耗和节能减排的最佳效果的问题。本技术提供了一种发动机进排气系统及汽车混合动力系统，发动机进排气系统中氢气可以通过多条路径进入发动机，增加氢气的进气方式并优化喷氢策略以适应更多的工况，提升对氢气的利用率，进一步发挥降低油耗和节能减排的作用。
[0006]为解决上述技术问题，本技术实施方式公开了一种发动机进排气系统，包括进气管路、排气管路和具有至少一个气缸的发动机，进气管路包括主进气管路和进气歧管，进气歧管包括进气总管和与发动机的至少一个气缸一一对应设置的至少一个进气支管，进气总管与主进气管路相连通，至少一个进气支管中各进气支管的一端与进气总管相连通，另一端分别与对应的气缸连通，且各进气支管上设置有供汽油进入的喷油嘴，排气管路与发动机的排气口相连通。
[0007]发动机进排气系统还包括第一供氢系统，第一供氢系统包括第一储氢装置、第一
氢气管路和第二氢气管路，第一氢气管路的一端与第一储氢装置连通，另一端与进气总管连通，第二氢气管路的一端与第一储氢装置连通，另一端与各气缸的燃烧室连通。
[0008]其中，第一氢气管路上设置有第一控制阀，以通过第一控制阀调节第一储氢装置与进气总管之间的管路的通断，第二氢气管路上设置有第二控制阀，以通过第二控制阀调节第一储氢装置与至少一个气缸的燃烧室之间的管路的通断。
[0009]采用上述方案，第一储氢装置中的氢气可以通过第一氢气管路、第二氢气管路两条路径进入发动机，以适应不同的工况。例如，当发动机处于启动工况和怠速工况时，氢气可从第一氢气管路进入进气总管，同时空气从主进气管路进入进气总管，氢气在进气总管内汽化并与空气充分混合后再由各进气支管进入发动机的各个气缸内进行燃烧，可以节省氢气消耗量。当发动机处于中小负荷工况时，第一储氢装置中的氢气可从第二氢气管路直接进入发动机的燃烧室，由于气缸内温度较高，进入燃烧室的氢气可在气缸内迅速蒸发并与气缸壁附近的空气形成具有浓度梯度的燃烧混合物，实现发动机中小负荷分层燃烧模式，提高热效率。当发动机处于大负荷工况时，氢气可从第一氢气管路和第二氢气管路同时进入气缸，便于控制气缸内混合气体的压缩比，提升气缸内的充气量，加快混合气体的燃烧速度，防止在进气门打开时气缸内未燃尽的火焰进入进气管，从而规避因混合气体过稀、燃烧分子间距大而造成的回火现象。并且，大量的液态氢气在燃烧室内蒸发吸热为气缸降温，防止气缸内的高温热点在火花塞点火之前被点燃引发早燃现象，保证发动机稳定输出。因此，采用这种结构的发动机进排气系统可以在更多工况下将氢气作为燃料提供动力输出，提升对氢气的利用率，达到降低油耗和节能减排的最佳效果。
[0010]根据本技术的另一具体实施方式，第一储氢装置上设置有第一氢气压力传感器，第一氢气压力传感器用于检测第一储氢装置内的氢气的气体压力，可以根据第一储氢装置内的氢气余量调整不同工况下发动机的燃烧模式。
[0011]根据本技术的另一具体实施方式，第一供氢系统还包括第一氢气喷射器和氢气轨。第一氢气喷射器的一端与第一氢气管路的出气端连通，另一端与进气总管相连通，使得第一储氢装置内的氢气能够依次通过第一氢气管路和第一氢气喷射器进入进气总管内。
[0012]氢气轨设置于发动机的外部，并与第二氢气管路的出气口连通，氢气轨上间隔设置有与至少一个气缸一一对应的至少一个第二氢气喷射器，至少一个第二氢气喷射器中各第二氢气喷射器的一端与氢气轨连通，另一端与对应的气缸的燃烧室连通，使得第一储氢装置内的氢气能够依次通过第二氢气管路、氢气轨和至少一个第二氢气喷射器进入至少一个气缸的燃烧室内。
[0013]采用上述方案，氢气通过第一氢气喷射器进入进气总管，通过氢气轨上的至少一个第二氢气喷射器进入各个气缸的燃烧室，喷射更加均匀，且提升了氢气的雾化效果，加快氢气在进气歧管和燃烧室中的扩散速度，能够提高发动机燃烧效率并节省氢气用量。
[0014]根据本技术的另一具体实施方式，发动机进排气系统还包括第二供氢系统，第二供氢系统包括第二储氢装置和第三氢气管路，第三氢气管路的一端与第二储氢装置连通，另一端与进气总管相连通。并且，第三氢气管路上设置有第三控制阀，以通过第三控制阀调节第二储氢装置与进气总管之间的管路的通断。
[0015]采用上述方案，将第二供氢系统作为备用供氢系统，当第一储氢装置中没有剩余氢气时，可以在部分工况下打开第三控制阀为发动机提供氢气。
[0016]根据本技术的另一具体实施方式，第二储氢装置上设置有第二氢气压力传感器，第二氢气压力传感器用于检测第二储氢装置内的氢气的气体压力，可以根据第二储氢装置内的氢气余量调整不同工况下发动机的燃烧模式。
[0017]根据本技术的另一具体实施方式，发动机进排气系统还包括供氧系统，供氧系统包括储氧装置和氧气管路，氧气管路的一端与储氧装置连通，另一端与进气总管相连通。并且，氧气管路上设置有第四控制阀，以通过第四控制阀调节储氧装置与进气总管之间的管路的通断。
[0018]采用上述方案，供氧系统为发动机提供氧气，以调整不同工况下进入发动机的混合气体的含氧量，适应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机进排气系统，包括进气管路、排气管路和具有至少一个气缸的发动机，所述进气管路包括主进气管路和进气歧管，所述进气歧管包括进气总管和与所述发动机的所述至少一个气缸一一对应设置的至少一个进气支管，所述进气总管与所述主进气管路相连通，所述至少一个进气支管中各进气支管的一端与所述进气总管相连通，另一端分别与对应的所述气缸连通，且各所述进气支管上设置有供汽油进入的喷油嘴，所述排气管路与所述发动机的排气口相连通，其特征在于，所述发动机进排气系统还包括：第一供氢系统，所述第一供氢系统包括第一储氢装置、第一氢气管路和第二氢气管路，所述第一氢气管路的一端与所述第一储氢装置连通，另一端与所述进气总管连通，所述第二氢气管路的一端与所述第一储氢装置连通，另一端与各所述气缸的燃烧室连通；其中，所述第一氢气管路上设置有第一控制阀，以通过所述第一控制阀调节所述第一储氢装置与所述进气总管之间的管路的通断，所述第二氢气管路上设置有第二控制阀，以通过所述第二控制阀调节所述第一储氢装置与所述至少一个气缸的燃烧室之间的管路的通断。2.如权利要求1所述的发动机进排气系统，其特征在于，所述第一储氢装置上设置有第一氢气压力传感器，所述第一氢气压力传感器用于检测所述第一储氢装置内的氢气的气体压力。3.如权利要求1所述的发动机进排气系统，其特征在于，所述第一供氢系统还包括：第一氢气喷射器，所述第一氢气喷射器的一端与所述第一氢气管路的出气端连通，另一端与所述进气总管相连通，使得所述第一储氢装置内的氢气能够依次通过所述第一氢气管路和所述第一氢气喷射器进入所述进气总管内；氢气轨，所述氢气轨设置于所述发动机的外部，并与所述第二氢气管路的出气口连通，所述氢气轨上间隔设置有与所述至少一个气缸一一对应的至少一个第二氢气喷射器，所述至少一个第二氢气喷射器中各第二氢气喷射器的一端与所述氢气轨连通，另一端与对应的所述气缸的燃烧室连通，使得所述第一储氢装置内的氢气能够依次通过所述第二氢气管路、所述氢气轨和所述至少一个第二氢气喷射器进入所述至少一个气缸的燃烧室内。4.如权利要求1所述的发动机进排气系统，其特征在于，所述发...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绍明，程传辉，徐政，王树青，张亚军，杜乐，姚卓，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：