[实用新型]一种用于商用车的燃料电池耦合发动机喷水的装置

说明书

本实用新型公开了一种用于商用车的燃料电池耦合发动机喷水的装置,包括水箱和两个喷水器，其中第一喷水器的喷口与进气道连通以使通过第一喷水器喷出的水进入进气道，所述的第一喷水器的喷口轴线与进气道的轴线呈0度到45度的夹角；第二喷水器的喷口穿过位于排气门和进气门之间的缸盖且对准气缸缸内设置，第二喷水器的喷口轴线方向和活塞轴向一致,利用燃料电池和传统汽油机为发动机提供动力，燃料电池产生的水用于汽油喷水。避免了燃料电池产生大量水浪费。而且避免了对喷入气缸内的水净化的问题。通过喷水降低燃烧温度，降低NO_x的排放和发动机热负荷。而且水和柴油形成乳化物，产生微爆现象更有利于油气混合。

技术领域

本实用新型涉及汽车动力领域，尤其涉及商用车的燃料电池耦合发动机喷水的装置。

背景技术

现代社会的发展越来越依赖能源，交通运输业大部分动力都是依靠传统汽油机和柴油机。随着环境保护意识越来越强，内燃机排放法规也越来越严格。随着汽车节能与新能源技术的发展，燃油经济性和排放性已经成为汽车发展的主流。混合动力汽车成为了当前汽车产业的一个重要方向。混合动力汽车(HEV)是指同时装备热动力源与电动力源的汽车。发动机和电机结合使用，发动机做功一部分用于发电，一部分用于驱动车轮，根据实际调控使发动机保持在综合性能最佳的区域内工作。而且电机能快速启动发动机，改善启动排放；制动时利用电机回收能量，达到节能减排的目的。

燃料电池是一种高效率、低排放低噪音的动力。国内外很多汽车企业开发了燃料电池和发动机可以共同作为混合动力汽车的动力。利用燃料电池作为动力，可以降低化石燃料的消耗从而降低碳排放。相比于发动机，燃料电池的热效率较高，而且无有害排放，符合节能减排的要求。

早在20世纪30年代开始发动机喷水研究。早期应用在航空发动机上的研究，后来用到车用发动机上。对柴油机喷水的研究发现通过进气道喷水，根据多组分燃料蒸发理论，水的蒸发抑制了燃油蒸发导致着火延迟，水量越多延迟越长。较高负荷下喷入适当的水，降低了燃烧温度，而且水分子和氧原子反应生成羟基降低氧浓度，显著降低NO_x排放，同时CO和HC排放没有明显升高。而在小负荷下喷水在降低NO_x排放的同时导致CO和HC排放升高。柴油进气道喷水的不同转速和负荷研究表明，喷水对低转速油耗影响较大，最大可降低10％的燃油消耗率，降低NO_x排放10％～30％。对于小负荷工况，使用EGR降低NO_x比喷水更有优势；而大负荷工况则喷水降低NO_x更好。有试验结果表明小型柴油机气道水和油的比例为0.15到0.45最佳。三菱重工通过分层燃料、水喷射系统向柴油机缸内直接喷水，可以同时降低NO_x和颗粒排放。现有发动机喷水结构主要是采用缸内喷水，喷水过多会稀释润滑油。而且水箱内的水需要反复查看添加。水箱长时间储存水导致水污染，对水泵和喷水器、缸内燃烧都会有不利影响。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于商用车的燃料电池耦合发动机喷水的装置，燃料电池为发动机提供水喷入气道或者缸内，优化燃烧降低油耗，降低污染物的排放，降低温度提高热效率。

一种用于商用车的燃料电池耦合发动机喷水的装置，包括水箱和两个喷水器，其中第一喷水器的喷口与进气道连通以使通过第一喷水器喷出的水进入进气道，所述的第一喷水器的喷口轴线与进气道的轴线呈0度到45度的夹角；第二喷水器的喷口穿过位于排气门和进气门之间的缸盖且对准气缸缸内设置，第二喷水器的喷口轴线方向和活塞轴向一致；

所述的第一喷水器的进口以及第二喷水器的进口分别与同一个三通阀的第一阀口、第二阀口连通，在所述的水箱内安装有一个水泵，所述的水泵的出口通过安装有稳压阀和泄水阀的供水管道与三通阀的第三个阀口连通；

一个燃料电池组的一端通过安装有单向阀的水管与水箱的进口连通，所述的燃料电池组的另一端分别与氢气管道、氧气管道相连；

所述的第一喷水器、第二喷水器、水泵、三通阀分别通过控制线与ECU相连。