【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于内燃机燃烧系统，尤其涉及一种基于氨氢高压双直喷的预燃室系统及控制方法。
技术介绍
1、内燃机是国民经济和国防建设中应用最广泛的主导动力装备，消耗了全球60％以上的石油，释放全球25％的碳排放，是大气主要的污染源之一。为节能降碳，零碳燃料绿氨和绿氢逐渐得到学术界和工业界的关注。相比于氢，氨具有体积能量密度高、储氢密度高和便于储运等优点。但氨存在着火困难和火焰传播速度慢的问题，多采用氢预燃室射流火焰引燃氨的方式来改善氨的燃烧特性。而预燃室多采用风冷的形式进行散热，冷却效果较差，加上氢燃烧温度高，导致预燃室内氢喷射器存在烧蚀的问题。此外，为给预燃室提供氢燃料，需额外携带一个储氢罐，燃料供给系统更加复杂，同时危险系数也更高。
技术实现思路
1、针对上述现有技术，本专利技术提供一种基于氨氢高压双直喷的预燃室系统及控制方法，可以解决预燃室内喷射器烧蚀的问题，并利用氨在线重整制氢系统来满足预燃室对氢燃料的需求。本专利技术中采用预燃室外部水冷和预燃室内部液氨汽化吸热的方式来控制预燃室温度，从而解决预燃室内喷射器烧蚀的问题。本专利技术的另一目的是采用氨重整制氢子系统为预燃室在线提供重整气，简化燃料供给系统，并解决氨发动机冷启动阶段着火困难的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种基于氨氢高压双直喷的预燃室系统，包括预燃室子系统、氨重整制氢子系统和预燃室电控子系统；
3、所述预燃室子系统包括预燃室，所述预燃室的室壁包括预燃室外套筒和预燃室内套筒，所述
4、所述氨重整制氢子系统包括氨罐、重整气储气罐和重整器，在发动机排气管上安装有排气温度传感器，所述重整器安装在所述发动机排气管的外壁上；所述氨罐通过管路a连接至所述重整器的进气口，在管路a上设有重整器电动流量调节阀；所述重整器的进气口和排气口处均安装一单向阀，所述重整器的出气口通过出气管连接所述重整气储气罐的进气口，所述重整气储气罐的出气口连接至所述高压双直喷喷射器的重整气管路的进口；所述重整气储气罐内装有重整气成分及含量传感器，所述氨罐中的氨经过重整器电动流量调节阀调节流量后流入所述重整器；
5、所述预燃室电控子系统包括ecu单元和与所述氨罐相连的进气道氨喷射器，所述进气道氨喷射器的喷嘴伸入至发动机的进气道，所述冷却水电动流量调节阀、高压双直喷喷射器、火花塞、设置在所述预燃室内的温度传感器、排气温度传感器、重整气成分及含量传感器、重整器电动流量调节阀均与所述ecu单元相联。
6、进一步讲，本专利技术所述的基于氨氢高压双直喷的预燃室系统，其中：同一组冷却水道中的五个冷却水道采用冷却水道连通腔串联。
7、来自发动机的冷却水经过冷却水电动流量调节阀控制流量后流入预燃室的冷却水道，吸收预燃室的热量后流回发动机。
8、所述重整器内装有催化剂，所述重整器利用高温尾气和催化剂将氨气在线催化转化为氢气和氮气，经过单向阀流入重整气储气罐，随后被所述高压双直喷喷射器喷入预燃室内引燃氨。
9、所述高压双直喷喷射器向预燃室内喷射液氨和氨重整气，其中，液氨于预燃室内汽化吸热，在降低预燃室温度的同时还为预燃室供给燃料，氨重整气用于引燃氨。
10、同时，本专利技术中还提出了上述预燃室系统的控制方法，利用所述ecu单元实现的控制，包括：依据油门开度调节进气道氨喷射器的喷射策略；依据温度传感器检测到的预燃室温度调整所述冷却水电动流量调节阀的开度和所述高压双直喷喷射器喷入预燃室内液氨的喷射量；依据预燃室内液氨喷射量调节重整气喷射策略，随后控制火花塞点火；依据排气温度传感器检测到的排气温度和重整气成分及含量传感器检测到的储气罐内重整气成分及对应的含量，计算目标重整气量，进而调整重整器电动流量调节阀的开度，控制流入所述重整器的氨流量。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
12、(1)本专利技术预燃室外壁采用冷却水冷却，预燃室内壁采用液氨冷却，双重冷却效果更佳，解决预燃室内喷射器烧蚀的问题。
13、(2)本专利技术首次将高压双直喷喷射器装于预燃室内，喷射器内两条独立的燃料输送管路开创性的实现了预燃室内双燃料的喷射，且喷射策略灵活可变。
14、(3)本专利技术采用氨在线重整制氢装置可简化燃料供给系统，安全系数更高，并解决了氨发动机冷启动阶段着火困难的问题。
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1.一种基于氨氢高压双直喷的预燃室系统，包括预燃室子系统(2)、氨重整制氢子系统(3)和预燃室电控子系统；
2.根据权利要求1所述的基于氨氢高压双直喷的预燃室系统，其特征在于，同一组冷却水道中的五个冷却水道(13)采用冷却水道连通腔(14)串联。
3.根据权利要求1所述的基于氨氢高压双直喷的预燃室系统，其特征在于，来自发动机的冷却水经过冷却水电动流量调节阀(12)控制流量后流入预燃室的冷却水道(13)，吸收预燃室的热量后流回发动机。
4.根据权利要求1所述的基于氨氢高压双直喷的预燃室系统，其特征在于，所述重整器(20)内装有催化剂，所述重整器(20)利用高温尾气和催化剂将氨气在线催化转化为氢气和氮气，经过单向阀流入重整气储气罐(19)，随后被所述高压双直喷喷射器(9)喷入预燃室内引燃氨。
5.根据权利要求1所述的基于氨氢高压双直喷的预燃室系统，其特征在于，所述高压双直喷喷射器(9)向预燃室内喷射液氨和氨重整气，其中，液氨于预燃室内汽化吸热，在降低预燃室温度的同时还为预燃室供给燃料，氨重整气用于引燃氨。
6.一种基于氨氢高
7.根据权利要求6所述的基于氨氢高压双直喷的预燃室系统控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于氨氢高压双直喷的预燃室系统，包括预燃室子系统(2)、氨重整制氢子系统(3)和预燃室电控子系统；
2.根据权利要求1所述的基于氨氢高压双直喷的预燃室系统，其特征在于，同一组冷却水道中的五个冷却水道(13)采用冷却水道连通腔(14)串联。
3.根据权利要求1所述的基于氨氢高压双直喷的预燃室系统，其特征在于，来自发动机的冷却水经过冷却水电动流量调节阀(12)控制流量后流入预燃室的冷却水道(13)，吸收预燃室的热量后流回发动机。
4.根据权利要求1所述的基于氨氢高压双直喷的预燃室系统，其特征在于，所述重整器(20)内装有催化剂，所述重整器(20)...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘家营，李金光，卫海桥，舒歌群，梁兴雨，王磊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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