一种现制现用的氢气发动机燃料供给系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于发动机燃料供给系统技术领域。具体涉及一种现制现用的氢气发 动机燃料供给系统。
【背景技术】
[0002] 化石燃料匮乏、全球变暖威胁和环境保护压力成为研究和发展替代燃料的主要推 动力。与传统石油燃料相比，氢气具有燃烧速度快、点火能量低、可燃范围广、辛烷值和热效 率高等优点，而且氢燃烧的生成物是水及氮氧化物，对空气的污染少，是一种清洁能源。但 由于氢气的储存及运输技术很不完善，制约了氢气发动机的发展。
[0003] 气态储氢所占的体积很大，在室温及一个大气压下，Ikg的氢气所占的容积达到 12350L，而具有同等能量的2.881^汽油只占4.11^，即使在401〇^的压力下，11^氢也要占301^ 的容积;而液态储氢和金属储氢花费成本太高，且生产液态氢要比生产气态氢多花40%的能 量(Dietrich Gwinner.实用氢气汽车.国外汽车，1986,3)。现有的"车用环保氢气制备供 应方法及氢气发动机"（CN 101457868A)专利技术，所生产的氢气必须经高压气罐运输至加 气站，然后由加气机向车辆的燃料罐加入氢气，且加入的氢气使燃料罐处于高压状态，不利 于行车安全，因此，制约了超低排放氢气代用燃料的应用与推广。
【发明内容】
[0004] 本实用新型旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种方便、快捷和能随车制备氢 气且随车使用的现制现用的氢气发动机燃料供给系统。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:所述氢气发动机燃料供给系统 包括饱和氯化铵溶液罐、隔膜栗、反应罐、压力传感器、电子控制单元、减压阀和喷氢阀。隔 膜栗的入口通过管道与饱和氯化铵溶液罐的出口相通，隔膜栗的出口通过管道与反应罐的 进口相通，反应罐的出口通过管道与减压阀的入口相通，减压阀的出口通过管道与喷氢阀 的进口相通，喷氢阀的喷嘴安装在进气道内。压力传感器的测压接头通过测压软管与反应 罐的测压接头相通;在反应罐的入口处和出口处依次装有第一旋止阀和第二旋止阀。电子 控制单元的输入电路同压力传感器的信号采集卡连接，电子控制单元的输出电路与隔膜栗 的信号接收器连接。
[0006] 所述反应罐的容积为30~60L。
[0007] 所述喷氢阀的出口压力为0 · 3~0 · 6MPa。
[0008] 由于采用上述技术方案，本实用新型与现有技术相比具有如下积极效果：
[0009] 本实用新型利用硼氢化钾与水反应生成氢气的方式，将氯化铵作为催化剂，使饱 和氯化铵溶液罐中的饱和氯化铵溶液经隔膜栗进入反应罐，并与反应罐中的硼氢化钾进行 反应：
制得氢 气。
[0010] 本实用新型制备的氢气通过减压阀控制气压后，从喷氢阀送入进气道与空气混 合;混合气在发动机进气行程中进入气缸。在发动机的工作循环中通过电子控制单元控制 隔膜栗的开与闭，当隔膜栗打开时能使饱和氯化铵溶液进入反应罐，从而能与反应罐中的 硼氢化钾进行反应产生氢气；当隔膜栗关闭时能使饱和氯化铵溶液停止进入反应罐，反应 罐中因缺少反应物而停止反应，从而停止氢气的制备。通过压力传感器进行压力检测使反 应罐内的压力维持在IMPa~1.5MPa的范围，再经过减压阀的减压，使进入进气道中的氢气维 持在O . 3MPa~0.6MPa的范围。在日常使用中，饱和氯化铵溶液罐中的溶液直接加注，而硼氢 化钾的更换则需要关闭第一旋止阀和第二旋止阀，将反应罐直接拆下，整罐更换。
[0011]根据实验测得:在30°C的温度下每分钟每克催化剂能够催化反应物产生4500ml氢 气，其制备过程为非明显的放热或吸热反应，且产生少量氨气。以燃油经济性为14.8km/L的 汽油机汽车作为对比参考，一次加油后能行驶420km，所需的汽油油箱的体积约为31L，质量 约为30kg。保持同样的续驶里程，通过计算可知，Ikg氢气的能量等同于2.88kg汽油，故30kg 汽油燃烧产生的热值和10.4kg氢气燃烧产生的热值相当（汽油的燃烧热值是46000kJ/kg， 氢气的燃烧热值是140000kJ/kg)，经过反应换算，需要2.6kg的硼氢化钾，预计行驶里程约 为400km。
[0012] 因此，本实用新型具有方便、快捷和能随车制备氢气且随车使用的特点。
【附图说明】
[0013] 图1是本实用新型的一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的描述，并非对其保护范围 的限制。
[0015] 实施例1
[0016] -种现制现用的氢气发动机燃料供给系统。如图1所示，所述氢气发动机燃料供给 系统包括饱和氯化铵溶液罐1、隔膜栗2、反应罐4、减压阀6、喷氢阀8、压力传感器9和电子控 制单元10。隔膜栗2的入口通过管道与饱和氯化铵溶液罐1的出口相通，隔膜栗2的出口通过 管道与反应罐4的进口相通，反应罐4的出口通过管道与减压阀6的入口相通，减压阀6的出 口通过管道与喷氢阀8的进口相通，喷氢阀8的喷嘴安装在进气道7内。压力传感器9的测压 接头通过测压软管与反应罐4的测压接头相通;在反应罐4的入口处和出口处依次装有第一 旋止阀3和第二旋止阀5。电子控制单元10的输入电路同压力传感器9的信号采集卡连接，电 子控制单元10的输出电路与隔膜栗2的信号接收器连接。
[0017] 所述反应罐4的容积为30~45L。
[0018] 所述喷氢阀8的出口压力为0 · 3~0 · 45MPa。
[0019] 实施例2
[0020] 一种现制现用的氢气发动机燃料供给系统。除下述技术参数外，其余同实施例1: [0021 ] 所述反应罐4的容积为45~60L。
[0022] 所述喷氢阀8的出口压力为0 · 45~0 · 6MPa。
[0023] 本【具体实施方式】与现有技术相比具有如下积极效果：
[0024] 本【具体实施方式】利用硼氢化钾与水反应生成氢气的方式，将氯化铵作为催化剂， 使饱和氯化铵溶液罐1中的饱和氯化铵溶液经隔膜栗2进入反应罐4，并与反应罐中的硼氢 化钾进行反应：
制得氢气。
[0025]本【具体实施方式】制备的氢气通过减压阀6控制气压后，从喷氢阀8送入进气道7与 空气混合;混合气在发动机进气行程中进入气缸。在发动机的工作循环中通过电子控制单 元9控制隔膜栗2的开与闭，当隔膜栗2打开时能使饱和氯化铵溶液进入反应罐4,从而能与 反应罐4中的硼氢化钾进行反应产生氢气；当隔膜栗2关闭时能使饱和氯化铵溶液停止进入 反应罐4，反应罐4中因缺少反应物而停止反应，从而停止氢气的制备。通过压力传感器9进 行压力检测使反应罐4内的压力维持在IMPa~1.5MPa的范围，再经过减压阀6的减压，使进入 进气道7中的氢气维持在0.3MPa~0.6MPa的范围。在日常使用中，饱和氯化铵溶液罐1中的溶 液直接加注，而硼氢化钾的更换则需要关闭第一旋止阀3和第二旋止阀5，将反应罐4直接拆 下，整罐更换。
[0026]根据实验测得:在30°C的温度下每分钟每克催化剂能够催化反应物产生4500ml氢 气，其制备过程为非明显的放热或吸热反应，且产生少量氨气。以燃油经济性为14.8km/L的 汽油机汽车作为对比参考，一次加油后能行驶420km，所需的汽油油箱的体积约为31L，质量 约为30kg。保持同样的续驶里程，通过计算可知，Ikg氢气的能量等同于2.88kg汽油，故30kg 汽油燃烧产生的热值和10.4kg氢气燃烧产生的热值相当（汽油的燃烧热值是46000kJ/kg， 氢气的燃烧热值是140000kJ/kg)，经过反应换算，需要2.6kg的硼氢化钾，预计行驶里程约 为400km。
[0027]因此，本【具体实施方式】具有方便、快捷和能随车制备氢气且随车使用的特点。
【主权项】
1. 一种现制现用的氢气发动机燃料供给系统，其特征在于所述氢气发动机燃料供给系 统包括饱和氯化铵溶液罐(1)、隔膜栗(2)、反应罐(4)、减压阀(6)、喷氢阀(8)、压力传感 器(9)和电子控制单元（10);隔膜栗(2)的入口通过管道与饱和氯化铵溶液罐（1)的出口相 通，隔膜栗(2)的出口通过管道与反应罐(4)的进口相通，反应罐(4)的出口通过管道与减压 阀（6)的入口相通，减压阀（6)的出口通过管道与喷氢阀（8)的进口相通，喷氢阀（8)的喷嘴 安装在进气道(7)内；压力传感器(9)的测压接头通过测压软管与反应罐(4)的测压接头相 通;在反应罐(4)的入口处和出口处依次装有第一旋止阀（3)和第二旋止阀（5);电子控制单 元（10)的输入电路同压力传感器(9)的信号采集卡连接，电子控制单元（10)的输出电路与 隔膜栗(2)的信号接收器连接。2. 根据权利要求1所述现制现用的氢气发动机燃料供给系统，其特征在于所述反应罐 (4)的容积为3〇~ 6〇L。3. 根据权利要求1所述现制现用的氢气发动机燃料供给系统，其特征在于所述喷氢阀 (8)的出口压力为0.3~0.6MPa。
【专利摘要】本实用新型涉及一种现制现用的氢气发动机燃料供给系统。其技术方案是：隔膜泵(2)的入口通过管道与饱和氯化铵溶液罐(1)的出口相通，隔膜泵(2)的出口通过管道与反应罐(4)的进口相通，反应罐(4)的出口通过管道与减压阀(6)的入口相通，减压阀(6)的出口通过管道与喷氢阀(8)的进口相通，喷氢阀(8)的喷嘴安装在进气道(7)内。压力传感器(9)的测压接头通过测压软管与反应罐(4)的测压接头相通；在反应罐(4)的入口处和出口处依次装有第一旋止阀(3)和第二旋止阀(5)。电子控制单元(10)的输入电路同压力传感器(9)的信号采集卡连接，电子控制单元(10)的输出电路与隔膜泵(2)的信号接收器连接。该实用新型具有方便、快捷和能随车制备氢气且随车使用的特点。
【IPC分类】F02M25/12
【公开号】CN205117548
【申请号】CN201520936791
【发明人】陈清楚, 张光德, 周昃, 黄玮隆, 郭健忠, 游彩霞
【申请人】武汉科技大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月23日