一种用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统，包括氨气供给模块，发动机模块和氨气后处理模块，所述用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统还包括氨气计量控制模块，所述氨气计量控制模块包括与所述氨气供给模块连接的氨气进气端、与所述发动机模块连接并向其提供氨气的发动机模块供气端和与所述氨气后处理模块连接并向其提供氨气的后处理模块供气端。通过氨气计量控制模块对氨气进行分配，将分配后的氨气分别导入发动机模块和氨气后处理模块，满足了发动机模块和氨气后处理模块的氨气供给需求。动机模块和氨气后处理模块的氨气供给需求。动机模块和氨气后处理模块的氨气供给需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统


[0001]本专利技术涉及氨燃料汽车发动机
，具体地指一种用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统。

技术介绍

[0002]我国目前的能源结构主要以化石能源为主，导致大量的二氧化碳排放带来的温室效应出现一系列不可忽视的环境问题，这导致对清洁替代燃料以及发展可持续能源提出了要求；在过去几年中，氢气由于其燃烧只产生水，没有碳排放，使得其得到了广泛的关注和重视，但是氢气由于其自身的理化性质问题，其存在安全、储存和运输等方面的问题，主要因为氢气具有较宽的点火范围，且其火焰燃烧速度极快，在储运的过程容易出现安全问题，其运输成本由于技术要求高也变得高昂，且氢气比较容易扩散，在发动机应用时容易使得发动机结构变脆；氨气作为氢能载体，则很好的解决了氢气的理化性质问题，氨在完全燃烧时只产生氮气和水，同样没有碳排放，且其液化温度为
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33℃，容易储存和运输，是很有前景的绿色能源载；其能量密度与甲醇与二甲醚相当，体积能量密度比液化氢高33％；目前，氨被广泛用于化肥或者作为合成化肥的原料，在生产、处理、储存和配送方面有很好的基础措施，被认为是很大商业可能性的商业能源；除此之外，氨燃料具有高辛烷值的特点，其辛烷值大于111，可以有效的抑制内燃机中爆震现象，因此氨燃料发动机可以具有更高的压缩比；而且氨是一种可持续能源，可通过风能或太阳能等可再生能源利用氢与氮来合成氨燃料，但同样氨燃料发动机面临着许多挑战。
[0003]申请号为202210523255.0，名称为《一种氢
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氨燃料发动机排气后处理系统》的专利中公开了一种氢
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氨燃料发动机排气后处理系统，包括排气催化装置和氨气供给装置，所述排气催化装置用于转化排气中的氨气NH3和氮氧化物NOX，所述氨气供给装置用于给排气催化装置内供给氨气NH3；所述排气催化装置包括依次连接的第一SCR催化器、第一排气管、第二SCR催化器、第二排气管和氨逃逸催化器ASC，所述第一SCR催化器的进口与氢
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氨燃料发动机的排气管出口连接，所述氨气供给装置的末端安装在第一排气管上。
[0004]申请号为202111460076.9，名称为《氨氢融合型混合动力系统及发动机》的专利中公开了一种氨氢融合型混合动力系统及发动机。氨氢融合型混合发动机包括：燃料箱，用于储存液氨，包括排料口；氨催化制氢装置，用于催化氨气形成氢气，包括氨进入口和氢气排出口，氨进入口与排料口连接；氨燃料发动机，包括主燃烧室、射流点火腔及点火装置，主燃烧室与排料口连接，氢气排出口与射流点火腔连接，点火装置设置于射流点火腔，射流点火腔与主燃烧室连通。
[0005]目前公开的专利内容均没有考虑将氨气作为发动机燃料源。对于液氨后处理系统采用排气余热加热的方式，温度控制困难，对于氨气精确控制影响较大。另外，在氨作为发动机燃料供给时由于总的需求量较大，很难实现全工况的精确计量，尤其是在发动机小负荷氨气流量需求较小，大量程流量计在小流量时计量精度较差。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种将氨气作为发动机燃料源时可对发动机全工况的流量需求进行精确计量、对于液氨后处理系统的加热温度进行精确控制的用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统。
[0007]为实现此目的，本专利技术所设计的用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统，包括氨气供给模块，发动机模块和氨气后处理模块，所述用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统还包括氨气计量控制模块，所述氨气计量控制模块包括与所述氨气供给模块连接的氨气进气端、与所述发动机模块连接并向其提供氨气的发动机模块供气端和与所述氨气后处理模块连接并向其提供氨气的后处理模块供气端；所述氨气计量控制模块还包括与所述氨气进气端连接、根据所述发动机模块和所述氨气后处理模块的氨气供给需求、通过所述发动机供气端和所述后处理供气端分别向所述发动机模块和所述氨气后处理模块提供氨气的氨气分配装置和控制所述氨气分配装置的氨气分配控制装置。
[0008]进一步的，所述氨气分配装置包括与所述氨气进气端连接的大流量计量阀、连接于所述大流量计量阀与所述发动机供气端之间的小流量计量阀和连接于所述大流量计量阀与所述后处理供气端之间的小流量电磁阀。
[0009]进一步的，所述大流量计量阀与所述发动机供气端之间连接有换向管路，所述换向管路上设置有电磁换向阀。
[0010]进一步的，所述氨气分配控制装置包括ACM控制器。
[0011]进一步的，所述氨气供给模块包括液氨罐，所述液氨罐与所述氨气进气端之间连接有氨气进气管路，所述氨气进气管路上设置有管路通断装置、氨气加热装置和氨气稳压装置。
[0012]进一步的，所述氨气进气管路上还设置有用于过滤氨气内杂质的氨气过滤装置。
[0013]进一步的，所述发动机模块包括与燃油共轨管路连接的发动机，所述发动机与所述发动机供气端之间连接有发动机供气管路，所述发动机供气管路上设置有管路通断装置。
[0014]进一步的，所述发动机供气管路上还设置有用于过滤氨气内杂质的氨气过滤装置。
[0015]进一步的，所述氨气后处理模块包括与所述发动机模块的排气端连接的DOC氧化催化器和与DOC氧化催化器连接的SCR+ASC反应器，所述SCR+ASC反应器的进气端与所述后处理供气端之间连接有后处理供气管路，所述后处理供气管路上设置有管路通断装置。
[0016]更进一步的，所述后处理供气管路上还设置有用于过滤氨气内杂质的氨气过滤装置。
[0017]本专利技术的有益效果是：通过氨气计量控制模块对氨气进行分配，将分配后的氨气分别导入发动机模块和氨气后处理模块，满足了发动机模块和氨气后处理模块的氨气供给需求。氨气计量控制模块采用大流量计量单元和小流量计量单元串联的结构形式，提升了小流量氨气供给需求的精确度，保证了对发动机模块和氨气后处理模块的氨气供给需求的精确控制和计算。
附图说明
[0018]图1为本专利技术中用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统的示意图；
[0019]图2为本专利技术中氨气计量控制模块的示意图；
[0020]其中，1—氨气供给模块(1.1—液氨罐)，2—氨气计量控制模块(2.1—氨气分配装置，2.2—氨气分配控制装置)，3—发动机模块(3.1—发动机)，4—氨气后处理模块(4.1—DOC氧化催化器，4.2—SCR+ASC反应器)，5—大流量计量阀，6—小流量计量阀，7—小流量电磁阀，8—换向管路，9—电磁换向阀，10—压力传感器，11—氨气进气管路，12—氨气加热装置，13—氨气稳压装置，14—燃油共轨管路，15—发动机供气管路，16—后处理供气管路，17—电磁开关阀，18—滤清器，19—燃油喷嘴，20—氨气喷嘴，21—温度传感器，22—NOx传感器。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。下面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统，包括氨气供给模块(1)，发动机模块(3)和氨气后处理模块(4)，其特征在于：它还包括氨气计量控制模块(2)，所述氨气计量控制模块(2)包括与所述氨气供给模块(1)连接的氨气进气端、与所述发动机模块(3)连接并向其提供氨气的发动机模块供气端和与所述氨气后处理模块(4)连接并向其提供氨气的后处理模块供气端；所述氨气计量控制模块(2)还包括与所述氨气进气端连接、根据所述发动机模块(3)和所述氨气后处理模块(4)的氨气供给需求、通过所述发动机供气端和所述后处理供气端分别向所述发动机模块(3)和所述氨气后处理模块(4)提供氨气的氨气分配装置(2.1)和控制所述氨气分配装置(2.1)的氨气分配控制装置(2.2)。2.如权利要求1所述的用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统，其特征在于：所述氨气分配装置(2.1)包括与所述氨气进气端连接的大流量计量阀(5)、连接于所述大流量计量阀(5)与所述发动机供气端之间的小流量计量阀(6)和连接于所述大流量计量阀(5)与所述后处理供气端之间的小流量电磁阀(7)。3.如权利要求2所述的用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统，其特征在于：所述大流量计量阀(5)与所述发动机供气端之间连接有换向管路(8)，所述换向管路(8)上设置有电磁换向阀(9)。4.如权利要求1所述的用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷射系统，其特征在于：所述氨气分配控制装置(2.2)包括ACM控制器。5.如权利要求1所述的用于氨燃料发动机及其后处理系统的集成式喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈镇，魏明，李鹏远，殷实，刘寰，陈旭，冯坦，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：