一种稀燃氢发动机系统及其控制方法
本申请涉及一种稀燃氢发动机系统及其控制方法，两条进气管路并联在电动压气机的出气口和中冷器的进气口之间，中冷器与氢发动机进气口连通；进气管路包括依次连接的流量阀和机械压气机；两个废气增压管路均与车辆后处理系统并联，并且均连接有与氢发动机进气口连通的废气再循环管路，废气再循环管路上设有高压EGR阀；车辆ECU与电动压气机、流量阀和高压EGR阀信号连接；电动压气机补给两条进气管路的进气量，满足氢发动机的空燃比需求，并且通过两条废气增压管路的设置和废气再循环技术，结合电动压气机和流量阀的方式来调节氢发动机缸内燃烧状态，避免中、高负荷下频繁出现的异常燃烧问题，兼顾高速和低速，也具有降低对安装空间的要求。
发明专利
CN202311504874.6
2023-11-13
CN117627777A
2024-03-01
F02B43/10(2006.01)
东风商用车有限公司
米娇;赵艳婷;殷勇;张辉亚;林浩
442001 湖北省十堰市张湾区车城路2号
武汉智权专利代理事务所(特殊普通合伙)
王江能
湖北;42
1.一种稀燃氢发动机系统，其特征在于，其包括： 两条进气管路(1)，其并联在电动压气机(2)的出气口和中冷器(3)的进气口之间，中冷器(3)与氢发动机进气口连通；进气管路(1)包括依次连接的流量阀(100)和机械压气机(101)； 两条废气增压管路，其中一条与氢发动机的一部分缸体的排气口连通，另一条与氢发动机的另一部分缸体的排气口连通；两个废气增压管路均与车辆后处理系统并联，并且均连接有与氢发动机进气口连通的废气再循环管路，废气再循环管路上设有高压EGR阀(4)； 车辆ECU(5)，其与所述电动压气机(2)、流量阀(100)和高压EGR阀(4)信号连接。 2.如权利要求1所述的稀燃氢发动机系统，其特征在于： 所述废气增压管路包括氢发动机排气岐管(11)，氢发动机排气岐管(11)通过旁通阀连接有涡轮机(6)，涡轮机(6)通过排气管(7)与所述车辆后处理系统连通，该排气管(7)还与所述废气再循环管路连通； 所述涡轮机(6)所述机械压气机(101)机械传动连接。 3.如权利要求1或2所述的稀燃氢发动机系统，其特征在于： 所述废气再循环管路包括高压EGR管(8)，高压EGR管(8)连接有EGR冷却器(9)，EGR冷却器(9)与氢发动机进气口连通； 所述高压EGR阀(4)设置在所述高压EGR管(8)上。 4.如权利要求1所述的稀燃氢发动机系统，其特征在于： 还包括通过离合器与所述氢发动机输出端连接的驱动电机(10)；离合器和驱动电机(10)与所述车辆ECU(5)信号连接。 5.如权利要求3所述的稀燃氢发动机系统，其特征在于： 两条进气管路(1)中，其中一条进气管路(1)通过中冷器(3)与氢发动机的一部分缸体的进气口连通，另一条进气管路(1)与氢发动机的另一部分缸体的进气口连通。 6.一种如权利要求1所述的稀燃氢发动机系统的控制方法，其特征在于： 判断氢发动机当前工况的实际空燃比和当前工况的设计空燃比判断是否处于进气不足，氢气无法稳定燃烧状态； 若是，则调节电动压气机(2)的转速，以增加进气量； 否则，获取进气均匀性系数，并按照设计规则控制流量阀(100)和高压EGR阀(4)。 7.如权利要求6所述的稀燃氢发动机系统的控制方法，其特征在于，按照设计规则控制流量阀(100)和高压EGR阀(4)，包括以下步骤： 将氢发动机当前工况的实际进气均匀性系数和当前工况的设计进气均匀性系数进行对比； 若实际进气均匀性系数小于等于设计进气均匀性系数，则将两条进气管路(1)中的流量阀(100)完全打开； 若实际进气均匀性系数大于设计进气均匀性系数，则调节两个流量阀(100)的开度，以及高压EGR阀(4)的开度，以使氢发动机处于进气均匀且燃烧稳定状态。 8.一种如权利要求3所述的稀燃氢发动机系统的控制方法，其特征在于，其包括： 所述稀燃氢发动机系统还包括通过离合器与所述氢发动机输出端连接的驱动电机(10)；离合器和驱动电机(10)与所述车辆ECU(5)信号连接； 判断氢发动机当前工况的实际空燃比和当前工况的设计空燃比判断是否处于进气不足，氢气无法稳定燃烧状态； 若是，则打开两个废气增压管路的旁通阀，并通过离合器将动力源由氢发动机切换为驱动电机(10)； 否则，获取进气均匀性系数，并按照设计规则控制流量阀(100)和高压EGR阀(4)。 9.如权利要求8所述的稀燃氢发动机系统的控制方法，其特征在于，按照设计规则控制流量阀(100)和高压EGR阀(4)，包括以下步骤： 将氢发动机当前工况的实际进气均匀性系数和当前工况的设计进气均匀性系数进行对比； 若实际进气均匀性系数小于等于设计进气均匀性系数，则将两条进气管路(1)中的流量阀(100)完全打开； 若实际进气均匀性系数大于设计进气均匀性系数，则调节两个流量阀(100)的开度和高压EGR阀(4)的开度，以及调节电动压气机(2)的转速，以使氢发动机处于进气均匀且燃烧稳定状态。 10.一种车辆，其特征在于，其包括如权利要求1-5任一项所述的稀燃氢发动机系统。