[发明专利]一种氢燃料内燃机分截面分路喷射系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种氢燃料内燃机分截面分路喷射系统及其控制方法，在进气管道上设置辅助喷氢器，当氢燃料内燃机所需的喷氢脉宽较小，只启动用主喷氢器不会发生阻塞时，只启动主喷氢气即可；当氢燃料内燃机所需的喷氢脉宽较大，只启动用主喷氢器会发生阻塞时，启动辅助喷氢器，由于此时主喷氢器和辅助喷氢器的喷氢脉宽都会减小，且二者喷射时间的合理“错位”，可以有效解决进气管道阻塞问题，从而解决氢燃料内燃机喷氢时阻塞进气管道空气进入气缸的问题。

技术领域

本发明涉及氢燃料内燃机喷氢控制技术领域，具体涉及一种氢燃料内燃机分截面分路喷射系统及其控制方法。

背景技术

氢燃料以其在能源和环保两方面的独特优势及用于车辆的良好性能被认为是最具前景的未来车辆发动机的主导燃料，发达国家高度重视。

但是，由于氢气密度低，在通过进气管道供氢时，会程度不同地出现氢气从喷射系统供入进气管道时的“膨胀”，加之进气管道容积的有限性，进而“阻塞”进气管道空气的进入气缸；严重时，甚至阻断进气管道的空气进入气缸，导致发动机功率下降，甚至熄火。供应发动机达到汽油等燃料发出相同功率所需要的氢气非常困难。

氢燃料与石油燃料的物化特性有着明显的差异，特别是采取进气管式低压氢喷射系统组织氢发动机的混合气形成和燃烧，较易出现早燃、回火。有别于传统石油燃料发动机的不正常燃烧，如汽油机的早燃、爆燃，或柴油机的工作粗暴，氢气火焰传播速度极快和着火范围宽广的特点使得氢发动机容易出现早燃，并且与回火互相转换，使得氢发动机异常燃烧更具有瞬间突发性，也更为复杂。也直接影响到氢发动机的动力性、经济性及有害气体排放。再有，与石油燃料相比，一方面由于氢的密度很小，导致功率下降较多，尽管当量比增加可以使得氢发动机功率增加，但是这将导致发生回火、早燃等异常燃烧的趋势增加。缸内喷射虽可消除回火，在高压空气中，氢气密度小使得喷束射程短，混合气形成和燃烧组织难度增加，增加喷束射程还有气体喷射的润滑问题使得高压喷氢系统设计极为困难。氢燃料发动机要解决各种性能之间，如提高功率、改善燃烧效率与降低NO_x的矛盾以外，还必须协调解决异常燃烧与上述性能之间的矛盾。

发明内容

本发明提供一种氢燃料内燃机分截面分路喷射系统及其控制方法，用于解决上述氢燃料内燃机喷氢时阻塞进气管道空气进入气缸的问题。

一种氢燃料内燃机分截面分路喷射系统，包括控制器和进气管道；所述控制器控制连接有喷氢器；所述喷氢器包括主喷氢器和辅助喷氢器，主喷氢器设置在进气管道上连接进气阀处，辅助喷氢器设置在进气管道上距离主喷氢器设定长度的位置。

进一步的，所述辅助喷氢器设置在进气管道上距离主喷氢器为进气管道二分之一长度的位置。

一种氢燃料内燃机分截面分路喷射系统的控制方法，包括如下步骤：

(1)判断氢燃料内燃机实际运行时喷氢脉宽I_x是否小于位于主喷氢器的最大喷氢脉宽I_1c；所述位于主喷氢器的最大喷氢脉宽I_1c是指只有主喷氢器工作时，如果位于主喷氢器的喷氢脉宽大于等于I_1c，进气管道会发生阻塞；

如果小于，则仅控制主喷氢器工作，位于主喷氢器的喷氢脉宽I_1x＝I_x，喷氢开始时间为θ₁；

否则，进行下一步；