[发明专利]基于氨热解装置的直喷天然气发动机系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于氨热解装置的直喷天然气发动机系统及其控制方法。该发动机系统包括LNG增压压力调控装置、氨热解装置和氨热解装置电控单元。该控制方法包括燃气供给过程的控制和氨热解装置的控制。氨热解装置实现氨的催化热解将液态氨转化为氨热解气，将其通入高压直喷天然气发动机进气系统并将适量的氨热解气在发动机进气过程供给发动机气缸，优化氨热解气改善缸内燃烧、降低HC排放，满足高排放标准。LNG增压及增压压力调控装置将原始的柱塞泵加压方式改进为内接式齿轮泵和LNG增压压力调控装置的联合应用，根据压力和流量使得高压直喷天然气发动机工作在最佳的LNG增压压力和LNG流量的工况下。

技术领域

本发明属于缸内高压直喷天然气发动机领域，具体是一种基于氨热解装置的直喷天然气发动机系统及其控制方法。

背景技术

天然气的主要成分是甲烷，是一种清洁的车用燃料。缸内高压直喷天然气发动机是将LNG加压并汽化后得到高压天然气，高压天然气直接喷射到气缸内实现扩散燃烧，具有热效率高、排放低的优点。为了减少高压直喷天然气发动机的碳烟排放，最新的高压直喷天然气发动机采用部分预混燃烧的模式，通过天然气的预喷，改善天然气/空气的混合充分程度。部分预混燃烧模式采用后，虽然高压直喷天然气发动机热效率和碳烟排放可以得到改善，但是HC(碳氢化合物)排放有所增加，且HC排放的主要成分为甲烷，难以通过后处理系统消除。

文献《李孟涵,张强,李国祥,邵思东.缸内高压直喷天然气发动机外特性燃烧参数研究[J].内燃机工程2218,(4):52-57.》中指出高压直喷天然气发动机具有较大的天然气压力波动，会影响其消耗率的测量和控制精度。文献《Li,Menghan,Zheng,Xuelong,Liu,Xiaori,et al(2130).The effects of partially premixed combustion mode on theperformance and emissions of a direct injection natural gas engine,Fuel,2130,260:228-245.》中公开了在高压直喷天然气发动机中采用部分预混燃烧模式时的燃烧和排放特性，部分预混燃烧模式的主要缺陷为HC排放过高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种基于氨热解装置的直喷天然气发动机系统及其控制方法。

本发明解决所述发动机系统技术问题的技术方案是，提供一种基于氨热解装置的直喷天然气发动机系统，该发动机系统包括LNG罐、柴油箱、柴油轨、高压柴油泵、高压直喷天然气发动机、高压天然气轨、同心双轴针喷射器、涡轮增压器、缓冲罐截止阀、缓冲罐、发动机电控单元、天然气温度传感器、天然气压力传感器和LNG汽化器；

其特征在于，该发动机系统包括LNG增压压力调控装置、氨热解装置和氨热解装置电控单元；

所述LNG增压压力调控装置包括内接式齿轮泵、驱动轴、活塞油腔回油阀、活塞油腔回油管、液压马达回油阀、液压马达、液压马达进油阀、活塞油腔进油管、液压马达进油管、液压油加压泵、天然气压力传感器、活塞油腔进油阀、LNG压力传感器、压力调控活塞、LNG增压压力控制组件和液压马达回油管；