專利名稱：氫氣發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于動力機械類，特別是一種氫氣發(fā)動機。
背景技術(shù)：
目前氫氣發(fā)動機是在原型的汽油機上安裝一套氫氣供給系統(tǒng)，利用氫氣儲氣罐內(nèi)的氣壓將氫氣輸送到發(fā)動機上，采用傳統(tǒng)壓縮燃燒的四沖程工作方式來作功的。這種氫氣發(fā)動機的優(yōu)點在于可與汽油兼用，但因其仍然采用壓縮燃燒(燃燒多于爆炸)的工作方式，轉(zhuǎn)速慢，不但沒能充分利用氫氣爆炸的特性來提高發(fā)動機的工作效率，而且在壓縮過程中，存在因缸體溫度升高而產(chǎn)生自燃造至提前點火，出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，造成敲缸損壞機件等嚴重故障的隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，功率大，效率高，無污染，運行安全可靠的氫氣發(fā)動機。
實現(xiàn)本發(fā)明的目的之技術(shù)方案是1、本發(fā)明氫氣發(fā)動機包括氣缸和氫燃料供給系統(tǒng)。所述氣缸中活塞位于上止點，即曲軸處于90度時，活塞上端與缸頂之間沒有空隙，當活塞從上止點下行到其行程中點，即曲軸旋轉(zhuǎn)至180度處時，使火花塞點火作功推動活塞運行至下止點；活塞從下止點上行至上止點為排氣行程，進氣作功和排氣等兩個行程完成一個工作循環(huán)。所述氫燃料供給系統(tǒng)中的氫燃料儲備罐利用管道經(jīng)電子噴氫器連接到氫氧混合器上，空氣濾清器經(jīng)渦輪增壓器與氫氧混合器另一接口連通，氫氧混合器出氣口與氣缸進氣門連通。所述氫氣發(fā)動機還設置有廢氣循環(huán)利用系統(tǒng)和噴水裝置。
2、所述廢氣循環(huán)利用系統(tǒng)，其金屬催化器進氣口與氣缸排氣門連通，金屬催化器中的氧氣室在渦輪增壓器前面與氫氧混合器連通，氫氣室則經(jīng)氫氣罐與電子噴氫器第三接口連通。氫氣發(fā)動機的最終廢氣則從金屬催化器排氣口排出。
3、所述噴水裝置，其水箱經(jīng)電子高壓噴水器與氣缸上端的高壓噴頭連通。
4、所述氫氣發(fā)動機，可作單缸結(jié)構(gòu)使用，也可作多缸結(jié)構(gòu)使用。
本發(fā)明氫氣發(fā)動機為二沖程工作循環(huán)，燃氣在點火前無須壓縮，減少了能量內(nèi)耗，具有結(jié)構(gòu)簡單，功率大，效率高，轉(zhuǎn)速快，節(jié)能，運行安全可靠，環(huán)保無污染等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明氫氣發(fā)動機結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明氫氣發(fā)動機進氣作功行程中的進氣狀態(tài)圖；圖3為本發(fā)明氫氣發(fā)動機進氣作功行程中的作功狀態(tài)圖；圖4為本發(fā)明氫氣發(fā)動機噴水狀態(tài)圖；圖5為本發(fā)明氫氣發(fā)動機排氣行程圖。
附圖中，氣缸(1)，活塞(2)，連桿(3)，氫燃料儲備罐(4)，電子噴氫器(5)，氫氧混合器(6)，空氣濾清器(7)，渦輪增壓器(8)，氣缸進氣門(9)，金屬催化器(10)，氣缸排氣門(11)，氫氣罐(12)，水箱(13)，電子高壓噴水器(14)，高壓噴頭(15)，火花塞(16)，金屬催化器排氣口(17)。
具體實施例方式
參照圖1，本發(fā)明氫氣發(fā)動機包括氣缸(1)和氫燃料供給系統(tǒng)。通過調(diào)整缸體部件等方法使所述氣缸中的活塞位于上止點，即曲軸處于90度時，活塞上端于缸頂之間沒有空隙，當活塞從上止點下行到其行程中點，即曲軸旋轉(zhuǎn)至180度處時，火花塞點火作功推動活塞運行至下止點，活塞從下止點上行至上止點為排氣行程，進氣作功和排氣等兩個行程完成一個工作循環(huán)。所述氫燃料供給系統(tǒng)中氫燃料儲備罐(4)利用管道經(jīng)電子噴氫器(5)連接到氫氧混合器(6)上，空氣濾清器(7)經(jīng)渦輪增壓器(8)與氫氧混合器另一接口連通，氫氧混合器出氣口與氣缸進氣門(9)連通。廢氣循環(huán)利用系統(tǒng)中的金屬催化器(10)進氣口與氣缸排氣門(11)連通，金屬催化器中的氧氣室在渦輪增壓器(8)前面與氫氧混合器(6)連通，氫氣室則經(jīng)氫氣罐(12)與電子噴氫器(5)第三接口連通。噴水裝置中的水箱(13)經(jīng)電子高壓噴水器(14)與氣缸上端的高壓噴頭(15)連通。氫燃料儲備罐(4)內(nèi)的氫氣經(jīng)電子噴氫器(5)噴射送入氫氧混合器(6)內(nèi)，與經(jīng)空氣濾清器(7)濾清并經(jīng)渦輪增壓器(8)加壓的空氣均勻混和成氫氧混合氣，供發(fā)動機使用。
本發(fā)明氫氣發(fā)動機既可作單缸結(jié)構(gòu)使用，也可作多缸結(jié)構(gòu)使用。
本發(fā)明氫氣發(fā)動機的工作過程是這樣的進氣作功行程。見圖2，當活塞(2)位于上止點時，氣缸進氣門(9)開啟，排氣門(11)關(guān)閉，活塞上端與缸頂間沒有空隙，表示氣缸內(nèi)的廢氣已全部排空，不致影響下一行程進入的氫氧混合氣的爆炸能力。隨著活塞下移，氣缸內(nèi)形成容積并逐漸擴大，但其氣壓極小，在渦輪增壓器(8)及缸內(nèi)真空吸力的共同作用下，經(jīng)氫氧混合器(6)均勻混和的氫氧混合氣使迅速進入氣缸，直至活塞向下運動到其行程的中點，即曲軸旋轉(zhuǎn)到180度處，進氣結(jié)束。見圖3，此時氣缸進氣門(9)關(guān)閉，火花塞(16)點火使氫氧混合氣爆炸，氣缸內(nèi)氣體迅速膨脹，溫度和壓力急劇上升，推動活塞(2)從其行程中點向下止點運動，通過連桿(3)使曲軸旋轉(zhuǎn)并輸出機械功，此功除用于維持發(fā)動機自身繼續(xù)運行外，其余用于對外作功。由于氫氧混合氣不需壓縮并且當活塞處于其行程中點，曲軸力矩最大時爆炸作功，從而提高了曲軸的輸出功率，杜絕了敲缸故障的發(fā)生，使發(fā)動機運行安全可靠。
排氣行程。見圖5，當作功接近終了時，活塞處于下止點處，氣缸排氣門(11)開啟，爆炸后產(chǎn)生的水蒸氣靠自身壓力先自行排泄，活塞經(jīng)過下止點再向上止點運動的過程中把水蒸氣全部排擠出氣缸外。
由此可見，本發(fā)明氫氣發(fā)動機是經(jīng)過進氣作功和排氣等兩個行程來完成一個工作循環(huán)的，活塞從上止點---進氣作功---下止點---排氣---上止點往復兩個行程，曲軸旋轉(zhuǎn)達一圈。
本發(fā)明氫氣發(fā)動機在排氣行程中所排出的高溫高壓水蒸氣被送入廢氣循環(huán)利用系統(tǒng)中的金屬催化器(10)內(nèi)進行還原分理成氧氣和氫氣，并分別被輸送到氫氧混合器(6)中再次混和使用，從而實現(xiàn)了爆炸蒸氣的循環(huán)利用，最終廢氣則從金屬催化器排氣口(17)排出。參照圖4，當活塞在作功行程中曲軸運動到接近下止點的247.5度位置時，噴水裝置中水箱(13)的水通過電子高壓噴水器(14)從氣缸上端的高壓噴頭(15)瞬間噴入氣缸內(nèi)，利用氣缸內(nèi)的高溫使其熱化成水蒸氣，和氣缸內(nèi)的爆炸水蒸氣一起被送入金屬催化器(10)內(nèi)，以提高循環(huán)利用率，同時能有效降低氣缸內(nèi)的溫度。
本發(fā)明通過調(diào)節(jié)電子噴氫器的噴氫量，改變氫氧混合氣的混合比例，來實現(xiàn)發(fā)動機輸出功率的變化。混合氣氫含量在4％～33％之間時，氫含量越高發(fā)動機輸出功率越大。
權(quán)利要求
1.一種氫氣發(fā)動機，包括氣缸和氫燃料供給系統(tǒng)，其特征在于所述氣缸中活塞位于上止點，即曲軸處于90度時，活塞上端與缸頂之間沒有空隙，當活塞從上止點下行到其行程中點，即曲軸旋轉(zhuǎn)至180度處時，使火花塞點火作功推動活塞運行至下止點，活塞從下止點上行至上止點為排氣行程，進氣作功和排氣等兩個行程完成一個工作循環(huán)，所述氫燃料供給系統(tǒng)中氫燃料儲備罐(4)利用管道經(jīng)電子噴氫器(5)連接到氫氧混合器(6)上，空氣濾清器(7)經(jīng)渦輪增壓器(8)與氫氧混合器另一接口連通，氫氧混合器出氣口與氣缸進氣門(9)連通，所述氫氣發(fā)動機還設置有廢氣循環(huán)利用系統(tǒng)和噴水裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所描述的氫氣發(fā)動機，其特征在于所述廢氣循環(huán)利用系統(tǒng)中金屬催化器(10)進氣口與氣缸排氣門(11)連通，金屬催化器中的氧氣室在渦輪增壓器(8)前面與氫氧混合器(6)連通，氫氣室則經(jīng)氫氣罐(12)與電子噴氫器(5)第三接口連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所描述的氫氣發(fā)動機，其特征在于所述噴水裝置中水箱(13)經(jīng)電子高壓噴水器(14)與氣缸上端的高壓噴頭(15)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所描述的氫氣發(fā)動機，其特征在于所述的發(fā)動機既可做成單缸結(jié)構(gòu)，也可做成多缸結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氫氣發(fā)動機，包括氣缸和氫燃料供給系統(tǒng)?；钊挥谏现裹c，即曲軸處于90度時，活塞上端于缸頂之間沒有空隙，當活塞從上止點下行到其行程中點，即曲軸旋轉(zhuǎn)至180度處時，使火花塞點火作功推動活塞運行至下止點；活塞從下止點上行至上止點為排氣行程。進氣作功和排氣等兩個行程完成一個工作循環(huán)。氫燃料儲備罐利用管道經(jīng)電子噴氫器連接到氫氧混合器上，空氣濾清器經(jīng)渦輪增壓器與氫氧混合器另一接口連通，氫氧混合器出氣口與氣缸進氣門連通。所述氫氣發(fā)動機還設置有廢氣循環(huán)使用系統(tǒng)和噴水裝置。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，功率大，效率高，轉(zhuǎn)速快，節(jié)能無污染，運行安全可靠等優(yōu)點。
文檔編號F02B43/10GK1699729SQ200510018908
公開日2005年11月23日 申請日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者繆博華 申請人:繆博華