氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统及电控方法与流程

技术特征：
1.一种氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统，其特征在于：其包括：液氨存储供给装置、高压液氨喷射装置、启动引燃助燃装置，所述启动引燃助燃装置包括氨裂解器(18)、液氨气化装置、进气总管喷射器(31)、高压氨氢储存容器(23)、氨氢混合气预燃喷火点火装置(28)；所述液氨存储供给装置的输出端与所述高压液氨喷射装置的输入端连接；所述液氨存储供给装置的输出端与液氨气化装置的液氨输入端连接，所述液氨气化装置的氨气输出端与氨裂解器(18)的氨气输入端连接，所述氨裂解器(18)内氨裂解所需要的能量来源于动力电池(32)和内燃机的废弃能量，所述氨裂解器(18)的输出端与高压氨氢储存容器(23)输入端连接，所述高压氨氢储存容器(23)的输出端与氨氢混合气预燃喷火点火装置(28)连接；所述氨裂解器(18)的输出端和高压氨氢储存容器(23)的输出端中的任意一个与进气总管喷射器(31)的输入端连接，所述进气总管喷射器(31)的输入端安装有第一电控截止阀(30)，所述高压氨氢储存容器(23)的输出端安装有第二电控截止阀(25)。2.根据权利要求1所述的一种氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统，其特征在于：所述液氨气化装置包括换热器(14)，所述液氨存储供给装置的输出端与换热器(14)的液氨输入端连接，所述换热器(14)的氨气输出端与氨裂解器(18)的氨气输入端连接，所述氨裂解器(18)的输出端与换热器(14)的氨氢混合气输入端连接，所述换热器(14)的氨氢混合气输出端与所述高压氨氢储存容器(23)的输入端连接；当所述进气总管喷射器(31)的输入端与氨裂解器(18)的输出端连接时，所述氨裂解器(18)的输出端连接有电控三通阀(33)，所述电控三通阀(33)的两个输出端分别与换热器(14)的氨氢混合气输入端、所述第一电控截止阀(30)的输入端连接，且所述第一电控截止阀(30)的输入端通过管路与换热器(14)的氨氢混合气输出端连接；当所述进气总管喷射器(31)的输入端与高压氨氢储存容器(23)的输出端连接时，取消所述电控三通阀(33)，并在原电控三通阀(33)位置增加第三电控截止阀(21)。3.根据权利要求2所述的一种氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统，其特征在于：所述高压氨氢储存容器(23)的输入端安装有第一单向阀(22)；当所述进气总管喷射器(31)的输入端与氨裂解器(18)的输出端连接时，在所述第一电控截止阀(30)的输入端与换热器(14)的氨氢混合气输出端之间安装有第二单向阀(29)；而当所述进气总管喷射器(31)的输入端与高压氨氢储存容器(23)的输出端连接时，所述第一电控截止阀(30)的输入端设置有第二单向阀(29)。4.根据权利要求2所述的一种氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统，其特征在于：在所述换热器(14)的氨气输出端与氨裂解器(18)的氨气输入端之间依次连接有第三单向阀(16)、第四电控截止阀(17)，所述氨裂解器(18)装有第一温度传感器(19)和第一氨浓度传感器(20)。5.根据权利要求2所述的一种氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统，其特征在于：在所述液氨存储供给装置的输出端与换热器(14)的液氨输入端之间依次连接有第一电控流量控制装置(11)、第四单向阀(12)和第五电控截止阀(13)，所述换热器(14)安装有第二氨浓度传感器(15)；所述高压氨氢储存容器(23)安装有第一压力传感器(24)。
6.根据权利要求1所述的一种氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统，其特征在于：在所述液氨存储供给装置的输出端与所述高压液氨喷射装置的输入端之间依次连接有第二电控流量控制装置(4)、高压液氨泵(5)、第六电控截止阀(6)，所述高压液氨喷射装置包括高压液氨轨(7)、连接于高压液氨轨(7)的高压液氨喷射装置(10)，所述高压液氨轨(7)安装有第二压力传感器(8)、第三氨浓度传感器(9)。7.根据权利要求1所述的一种氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统，其特征在于：所述氨氢混合气预燃喷火点火装置(28)的输入端安装有高压氨氢混合气轨(26)，所述高压氨氢混合气轨(26)安装有第三压力传感器(27)。8.根据权利要求1所述的一种氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统，其特征在于：所述液氨存储供给装置包括依次连接的液氨存储供给容器(1)、第七电控截止阀(2)、液氨滤清器(3)。9.一种氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统的电控方法，其特征在于：其采用如权利要求1至8任意一项所述的氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统，该料供给系统应用于内燃机，其中启动工况和怠速工况时，用的燃料的取气位置分两个；第一个取气位置为：所述进气总管喷射器(31)的输入端与高压氨氢储存容器(23)的输出端连接时，具体电控方法如下；在内燃机启动工况和怠速工况时，动力电池(32)给氨裂解器(18)中的电加热装置供电，为氨裂解器(18)的氨加热并提供氨在氨裂解器(18)发生裂解反应所需要的能量，液氨存储供给装置供给的液氨通过液氨气化装置气化为氨气后进入氨裂解器(18)；此时第一电控截止阀(30)和第二电控截止阀(25)打开，高压氨氢储存容器(23)内存储的高压氨氢混合气进入进气总管喷射器(31)，并由进气总管喷射器(31)喷入内燃机进气总管，与进气总管内空气混合后进入气缸内，作为燃料；同时高压氨氢储存容器(23)的高压氨氢混合气进入氨氢混合气预燃喷火点火装置(28)，按照内燃机的点火顺序，氨氢混合气预燃喷火点火装置(28)将点燃后的氨氢混合气火焰喷射入气缸内，点燃气缸内的燃料，之后内燃机的废弃能量为氨裂解器(18)的氨加热；氨裂解器(18)内的温度达到一定的值后，裂解后的氨氢混合气进入高压氨氢储存容器(23)中，作为启动和引燃燃料；在内燃机正常运行后，第一电控截止阀(30)关闭，液氨存储供给装置供给的液氨通过高压液氨喷射装置喷射入气缸内，作为燃料，并由氨氢混合气预燃喷火点火装置(28)负责引燃；第二个取气位置为：所述进气总管喷射器(31)的输入端与氨裂解器(18)的输出端连接时，具体电控方法如下：在内燃机启动工况和怠速工况时，动力电池(32)给氨裂解器(18)中的电加热装置供电，为氨裂解器(18)的氨加热并提供氨在氨裂解器(18)发生裂解反应所需要的能量，液氨存储供给装置供给的液氨通过液氨气化装置气化为氨气后进入氨裂解器(18)；此时第一电控截止阀(30)和第二电控截止阀(25)均打开，氨裂解器(18)发生裂解反应产生的氨氢混合气进入进气总管喷射器(31)，并由进气总管喷射器(31)喷入内燃机进气总管，与进气总管内空气混合后进入气缸内，作为燃料，同时，高压氨氢储存容器(23)的高压氨氢混合气进入氨氢混合气预燃喷火点火装置(28)，按照内燃机的点火顺序，氨氢混合气
预燃喷火点火装置(28)将点燃后的氨氢混合气火焰喷射入气缸内，点燃气缸内的燃料，此外，氨裂解器(18)发生裂解反应产生的氨氢混合气也有一部分进入高压氨氢储存容器(23)中，作为引燃燃料；在内燃机正常运行后，第一电控截止阀(30)关闭，液氨存储供给装置供给的液氨通过高压液氨喷射装置喷射入气缸内，由氨氢混合气预燃喷火点火装置(28)负责引燃。10.根据权利要求9所述的一种氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统的电控方法，其特征在于：所述液氨气化装置包括换热器(14)，所述液氨存储供给装置的输出端与换热器(14)的液氨输入端连接，所述换热器(14)的氨气输出端与氨裂解器(18)的氨气输入端连接，所述氨裂解器(18)的输出端与换热器(14)的氨氢混合气输入端连接，所述换热器(14)的氨氢混合气输出端与所述高压氨氢储存容器(23)的输入端连接，当使用第二个取气位置时，所述氨裂解器(18)的输出端连接有电控三通阀(33)，所述电控三通阀(33)的两个输出端分别与换热器(14)的氨氢混合气输入端、所述第一电控截止阀(30)的输入端连接，且所述第一电控截止阀(30)的输入端通过管路与换热器(14)的氨氢混合气输出端连接；在内燃机启动和怠速过程中，如果氨裂解器(18)的温度低于设定值时，电控三通阀(33)关闭去往换热器(14)方向的管路，打开通往第一电控截止阀(30)方向的管路，氨裂解器(18)发生裂解反应产生的氨氢混合气通过第一电控截止阀(30)，进入进气总管喷射器(31)，并由进气总管喷射器(31)喷入内燃机进气总管，与进气总管内空气混合后进入气缸内，作为启动燃料；如果温度传感器的温度高于设定值时，电控三通阀(33)打开去往换热器(14)方向的管路，同时关闭通往第一电控截止阀(30)方向的管路，氨裂解器(18)发生裂解反应产生的氨氢混合气通过电控三通阀(33)进入换热器(14)，由于高压氨氢储存容器(23)进口端的背压较大，因此从换热器(14)输出端出来的氨氢混合气经过第一电控截止阀(30)进入进气总管喷射器(31)，并由进气总管喷射器(31)喷入内燃机进气总管，与进气总管内空气混合后进入气缸内，作为启动燃料，此时的高压氨氢储存容器(23)的高压氨氢混合气进入氨氢混合气预燃喷火点火装置(28)，按照内燃机的点火顺序，氨氢混合气预燃喷火点火装置(28)将点燃后的氨氢混合气火焰喷射入气缸内，点燃气缸内的氨气。

技术总结
本发明公开了一种氨氢融合内燃机燃料供给与喷火点火系统及电控方法，燃料供给系统包括液氨存储供给装置、高压液氨喷射装置、氨裂解器、液氨气化装置、进气总管喷射器、高压氨氢储存容器、氨氢混合气预燃喷火点火装置；液氨存储供给装置与高压液氨喷射装置连接；液氨存储供给装置与液氨气化装置连接，液氨气化装置与氨裂解器连接，氨裂解器与高压氨氢储存容器连接，高压氨氢储存容器与氨氢混合气预燃喷火点火装置连接；氨裂解器的输出端和高压氨氢储存容器的输出端中的任意一个与进气总管喷射器的输入端连接，进气总管喷射器的输入端安装有第一电控截止阀。降低NOx排放，确保氨在内燃机内稳定点火和高效燃烧。机内稳定点火和高效燃烧。机内稳定点火和高效燃烧。


技术研发人员：李骏 戈非 陈海娥 杜喜云 赖钧明 李娜 李凯 周飞鲲
受保护的技术使用者：佛山仙湖实验室
技术研发日：2022.04.15
技术公布日：2022/7/29