[发明专利]一种进气加湿质调节氢转子机及控制方法

说明书

本发明设计了一种进气加湿质调节氢转子机控制方法，具体涉及一种根据发动机转速与负荷调节过量空气系数与进气加湿程度从而抑制氢转子发动机回火同时实现高效率的方法。本发明以发动机空气流量信号、转速传感器输出信号及油门踏板位置信号为依据，判断发动机的目标运行工况，并结合氢气喷嘴、水喷嘴控制过量空气系数以及进气加湿程度从而实现高效无回火纯氢燃料转子发动机。

技术领域

一种进气加湿质调节氢转子机控制方法，具体涉及一种根据转子机转速与负荷调节过量空气系数与进气加湿程度从而抑制氢转子机回火同时提高效率的方法，属于内燃机领域。

背景技术

随着碳排放对环境带来的负面影响越来越大，实现“碳中和”和“碳达峰”逐渐成为各个国家在能源应用方面的首要目标。交通运输领域是高碳排放领域，因而减少该领域的碳排放就显得尤为重要。氢气是一种清洁的可再生能源，其凭借组成元素的优势，燃烧不会产生碳排放，是一种减碳的绝佳燃料，然而，氢气作为交通行业的替代燃料时，会导致动力性不足的问题。转子机是一款高动力性的特殊发动机，其可以弥补氢气作为燃料而引起的低动力性问题。故而，氢转子机是一款绝佳的动力系统。而氢气作为燃料还存在由于泵气损失导致的低负荷下效率低以及易回火的问题，这也极大地限制了氢作为内燃机燃料的应用。

因此，为解决上述问题，本申请设计一种进气加湿质调节氢转子机控制方法，根据运行工况选择不同的氢气供给以及加湿策略，在实现高效，高动力性的同时而不会引发回火问题。

发明内容

为了改善氢转子机回火以及低负荷下热效率低的问题，本申请提供一种氢转子机运行策略，实现高效的同时，保证无回火问题的发生。

本发明解决上述技术问题是通过以下技术方案解决的：

一种进气加湿质调节氢转子机控制方法，具体涉及一种根据发动机转速与负荷调节过量空气系数与进气加湿程度从而抑制氢转子机回火与提高效率的方法，包括：进气管路P1，其上依次串联有：空气滤清器1和空气体积流量传感器2；氢气供给管路P2，其上依次串联有：氢气罐3、压力调节阀4、氢气体积流量传感器5、阻火器6、氢气喷嘴7，氢气喷嘴7将氢气喷入空气体积流量传感器2后侧的进气管路P1内；水供给管路P3，其上依次串联有：水罐8，高压水泵9，水喷嘴10，水喷嘴10将高压水喷入进气管路P1，与空气、氢气形成新鲜混合气进入转子机11，经过一个循环后通过排气管路P4排入大气；此外，采用转速传感器12和油门踏板位置传感器13分别将第一信号A1和第二信号A2传入ECU E，ECU E根据第一信号A1和第二信号A2判断转子机所处运行工况，并根据空气体积流量传感器2传入的第五信号A5，分别输出第三信号A3和第四信号A4至水喷嘴10和氢气喷嘴7来调节过量空气系数和加湿程度。

氢气从氢气罐3中流出，依次流经压力调节阀4、氢气体积流量传感器5、阻火器6、氢气喷嘴7进入进气道P3，与通过空气滤清器1和空气体积流量传感器2的新鲜空气混合，随后两者的混合物与从水罐8中流出并通过高压水泵9，水喷嘴10进入气道的小液滴混合进入缸内，流经一循环后通过排气管路P4排入大气。

进气加湿质调节氢转子机包括以下控制过程：

转子发动机ECUE接收来自转速传感器12的第一信号A1、油门踏板位置传感器13的信号A2和空气体积流量传感器2的第五信号A5：

当有转速n产生时，此时为起动阶段，缸内温度较低，不会引发回火，并且为保证起动顺利，采取不加湿纯氢化学计量比燃烧，ECU E输出第三信号A3和第四信号A4，使得过量空气系数为λ＝1，进气湿度H＝0。

当发动机存在转速n且油门踏板开度A＝0时，此时为怠速工况，不需要输出功率，仅需要保证发动机正常运行即可，采用不加湿超稀薄燃烧，ECU E输出第三信号A3和第四信号A4，使得过量空气系数λ＝2，进气湿度H＝0。