一种氨汽融合型混合动力系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种氨汽融合型混合动力系统，包括：发动机，形成有燃烧室、第一喷嘴和第二喷嘴，第一喷嘴和第二喷嘴连通燃烧室；燃料供给装置，连接至发动机，燃料供给装置通过第一喷嘴向进气道内喷射氨燃料，并通过第二喷嘴向燃烧室或进气道内喷射汽油类燃料；发电机和动力电池，发动机与发电机传动连接，发电机与动力电池电连接。本实用新型专利技术提供的系统，通过将氨燃料与汽油类燃料掺混并进行燃烧，一方面可以解决氨燃烧速度慢的问题，另一方面可以有效解决发动机爆震问题，优化燃烧相位，提高热效率；此外，燃料的来源广且成本低，结构实现也较为简单且硬件要求低，并且本系统的燃烧模式可根据负荷及氨/汽能量比进行调整。式可根据负荷及氨/汽能量比进行调整。式可根据负荷及氨/汽能量比进行调整。

【技术实现步骤摘要】
一种氨汽融合型混合动力系统


[0001]本技术涉及发动机
，尤其涉及一种氨汽融合型混合动力系统。

技术介绍

[0002]内燃机是交通运输、非道路机械和国防装备等的主要动力源，但使用化石燃料造成大量的CO2排放，造成严重的环境问题。内燃机燃用氢、氨等无碳燃料是实现交通领域“碳达峰”和“碳中和”双碳目标的有效方式。与氨相比，氢的制、储、运成本高，安全性差，难以直接在交通领域大规模应用；而氨具有火焰传播速度低、最小点火能高、自燃温度高以及NH3和NO
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排放高等性质，是一种低反应活性燃料。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种氨汽融合型混合动力系统，用以解决现有技术中发动机燃用氨燃料时效率低的缺陷，实现如下效果：一方面可以解决氨燃烧速度慢的问题，另一方面可以有效解决发动机爆震问题，优化燃烧相位，提高热效率。
[0004]根据本技术实施例的氨汽融合型混合动力系统，包括：
[0005]发动机，形成有燃烧室、第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴连通所述燃烧室；
[0006]燃料供给装置，连接至所述发动机，所述燃料供给装置通过所述第一喷嘴向所述进气道内喷射氨燃料，并通过所述第二喷嘴向所述燃烧室或进气道内喷射汽油类燃料；
[0007]发电机和动力电池，所述发动机与所述发电机传动连接，所述发电机与所述动力电池电连接。
[0008]根据本技术的一个实施例，氨汽融合型混合动力系统还包括：
[0009]后处理装置，与所述发动机的排气口连接，所述后处理系统用于处理所述发动机排出的尾气。
[0010]根据本技术的一个实施例，所述后处理装置包括氧传感器，所述氧传感器安装在所述发动机的排气口处，所述氧传感器用于实时监测燃空当量比，控制化学计量比燃烧。
[0011]根据本技术的一个实施例，所述后处理装置还包括三元催化转化器，所述三元催化转化器用于净化尾气中的CO、THC、NO
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和未燃NH3。
[0012]根据本技术的一个实施例，所述燃料供给装置包括氨存储箱和汽油存储箱，所述氨存储箱连通至所述第一喷嘴并用于向所述进气道内喷射氨燃料，所述汽油存储箱连通至所述第二喷嘴并用于向所述燃烧室或进气道内喷射汽油类燃料。
[0013]根据本技术的一个实施例，所述第一喷嘴安装在所述发动机的进气道内，氨燃料通过进气道喷射方式与空气混合进入所述燃烧室内；
[0014]所述第二喷嘴安装于所述进气道或所述燃烧室内，汽油类燃料通过进气道喷射或缸内直喷方式进入所述燃烧室内。
[0015]根据本技术的一个实施例，所述燃料供给装置还包括氨催化制氢部件；
[0016]所述氨催化制氢部件连通所述氨存储箱和所述发动机的进气口，所述氨催化制氢部件用于将氨燃料催化转化成包含有氨气和氢气的混合气体，并将包含有氨气和氢气的混合气体通入所述发动机进行燃烧。
[0017]根据本技术的一个实施例，所述氨催化制氢部件通过电加热器进行升温，或者，所述发动机的排气口处连接有尾气排放管道，所述尾气排放管道流经所述氨催化制氢部件，所述氨催化制氢部件通过所述尾气排放管道内的尾气余热进行升温。
[0018]根据本技术的一个实施例，所述氨催化制氢部件与所述氨存储箱之间设有开度可调节的调节阀。
[0019]根据本技术的一个实施例，所述发动机的压缩比不低于15。
[0020]根据本技术实施例的氨汽融合型混合动力系统，通过将氨燃料与汽油类燃料掺混并进行燃烧，一方面可以解决氨燃烧速度慢的问题，另一方面可以有效解决发动机爆震问题，优化燃烧相位，提高热效率；此外，本系统所需燃料的来源广且成本低，结构实现也较为简单且硬件要求低，并且本系统的燃烧模式可根据负荷及氨/汽能量比进行调整；进一步地，与相关技术中的氨氢发动机相比，本系统不直接使用氢气，避免了氢气在制备、存储和运输等过程中成本高和安全性差的问题。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本技术提供的氨汽融合型混合动力系统的结构示意图；
[0023]图2是本技术提供的氨汽融合型混合动力系统在射流点火燃烧模式下的局部结构示意图；
[0024]图3是本技术提供的氨汽融合型混合动力系统在射流压燃燃烧模式下的局部结构示意图；
[0025]图4是本技术提供的氨汽融合型混合动力系统在火花点火燃烧模式下的局部结构示意图；
[0026]图5是本技术提供的氨汽融合型混合动力系统在点燃压燃燃烧模式下的局部结构示意图。
[0027]附图标记：
[0028]1、氨存储箱；2、第一排料口；3、氨管道；4、调节阀；
[0029]5、氨催化制氢部件；6、改制混合气管道；7、汽油存储箱；
[0030]8、第二排料口；9、汽油类燃料管道；10、节气门；11、进气道；
[0031]12、发动机；13、氧传感器；14、尾气排放管道；15、三元催化转化器；16、电机；17、电驱桥；18、动力电池；19、第一喷嘴；
[0032]20、第二喷嘴；21、火花塞；22、射流室；
[0033]23、射流火焰；24、压燃火焰；25、点燃火焰。
具体实施方式
[0034]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0035]下面参考附图描述根据本技术实施例的氨汽融合型混合动力系统。
[0036]如图1至图5所示，根据本技术实施例的氨汽融合型混合动力系统，包括发动机12、燃料供给装置、发电机16和动力电池18。
[0037]发动机12形成有燃烧室(图中未示出)、第一喷嘴19和第二喷嘴20，第一喷嘴19连通进气道，第二喷嘴20连通燃烧室(或进气道)。燃料供给装置连接至发动机12，燃料供给装置通过第一喷嘴19向进气道内喷射氨燃料，并通过第二喷嘴20向燃烧室或进气道内喷射汽油类燃料。
[0038]发动机12与发电机16传动连接，发电机16与动力电池18电连接。
[0039]根据本技术实施例的氨汽融合型混合动力系统，通过将氨燃料与汽油类燃料掺混并进行燃烧，一方面可以解决氨燃烧速度慢的问题，另一方面可以有效解决发动机12爆震问题，优化燃烧相位，提高热效率；此外，本系统所需燃料的来源广且成本低，结构实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨汽融合型混合动力系统，其特征在于，包括：发动机，形成有燃烧室、第一喷嘴和第二喷嘴、进气道和排气道，所述第一喷嘴连通所述进气道，所述第二喷嘴连通所述燃烧室；燃料供给装置，连接至所述发动机，所述燃料供给装置通过所述第一喷嘴向所述进气道内喷射氨燃料，并通过所述第二喷嘴向所述进气道或燃烧室内喷射汽油类燃料；发电机和动力电池，所述发动机与所述发电机传动连接，所述发电机与所述动力电池电连接。2.根据权利要求1所述的氨汽融合型混合动力系统，其特征在于，还包括：后处理装置，与所述发动机的排气口连接，所述后处理装置用于处理所述发动机排出的尾气。3.根据权利要求2所述的氨汽融合型混合动力系统，其特征在于，所述后处理装置包括氧传感器，所述氧传感器安装在所述发动机的排气口处，所述氧传感器用于实时监测燃空当量比，控制化学计量比燃烧。4.根据权利要求2所述的氨汽融合型混合动力系统，其特征在于，所述后处理装置还包括三元催化转化器，所述三元催化转化器用于净化尾气中的CO、THC、未燃NH3和NO
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。5.根据权利要求1所述的氨汽融合型混合动力系统，其特征在于，所述燃料供给装置包括氨存储箱和汽油存储箱，所述氨存储箱连通至所述第一喷嘴并用于向所述进气道内喷射氨燃料，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志，刘尚，张昊，王巍，蔡开源，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：