本發(fā)明涉及車輛，尤其涉及氫內燃機燃燒系統(tǒng)及發(fā)動機。

背景技術：

1、氫能作為綠色、高效的二次能源，具有單位質量熱值高、來源多樣、應用廣泛的特點，是推動零碳可再生能源大規(guī)模應用和多領域深度清潔脫碳的重要載體，也是全球能源技術革命和轉型發(fā)展的重大戰(zhàn)略方向。目前氫氣作為汽車能源有兩種方式，一種是氫燃料電池，另一種是將氫氣作為燃料供內燃機燃燒，即氫內燃機。氫內燃機不需要貴金屬催化劑并且對氫氣純度的要求低于氫燃料電池，可以降低燃料使用成本。同時，氫內燃機的原理與傳統(tǒng)內燃機相似，保留了其主要結構和系統(tǒng)，大部分零部件可以通用，從而大幅降低發(fā)動機制造成本。未來，氫內燃機應用場景將更寬廣，更具成本和推廣優(yōu)勢。

2、目前氫內燃機多以點燃式為主，由于氫氣體積密度小、點火能力低、著火極限寬等特性，使得進氣道噴射氫內燃機容易發(fā)生早燃、回火等異常燃燒現象，為了提高充氣效率和規(guī)避氫氣異常燃燒，氫氣供給方式從進氣道噴射改為向缸內直噴。氫氣缸內直噴雖能有效解決回火問題，但存在氫氣與空氣混合時間短，導致缸內混合氣濃度分布不均。缸內混合氣的均勻性將影響點火穩(wěn)定性、燃燒充分性和氫氣爆震傾向性。

3、因此，亟需氫內燃機燃燒系統(tǒng)，以解決上述問題。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于：提供氫內燃機燃燒系統(tǒng)及發(fā)動機，以解決相關技術中氫氣缸內直噴存在氫氣與空氣混合時間短，導致缸內混合氣濃度分布不均，缸內混合氣的均勻性將影響點火穩(wěn)定性、燃燒充分性和氫氣爆震傾向性的問題。

2、一方面，本發(fā)明提供氫內燃機燃燒系統(tǒng)，該氫內燃機燃燒系統(tǒng)包括：

3、缸套，所述缸套內設置有活塞；

4、缸蓋，所述缸蓋設置于所述缸套的上表面，所述缸套、所述缸蓋和所述活塞圍設成燃燒室，所述缸蓋設置有連通所述燃燒室的兩個進氣口和安裝孔，所述缸蓋具有第一基準面，所述缸套的軸線位于所述第一基準面，所述安裝孔的軸線位于所述第一基準面，所述安裝孔與所述缸套的軸線間隔設置，所述進氣口設置于所述第一基準面的一側；

5、進氣管，包括切向氣道和螺旋氣道，所述切向氣道和所述螺旋氣道分別與兩個所述進氣口連通；

6、噴氫組件，插設于所述安裝孔，所述噴氫組件用于向所述燃燒室內噴射氫氣。

7、作為氫內燃機燃燒系統(tǒng)的優(yōu)選技術方案，所述噴氫組件包括氫氣噴嘴和導向帽，所述導向帽插設于所述安裝孔，所述氫氣噴嘴的噴射端插設于所述導向帽，所述氫氣噴嘴和所述導向帽圍設成氣腔；

8、所述缸蓋具有第二基準面，所述缸套的軸線位于所述第二基準面，所述第一基準面和所述第二基準面垂直，所述導向帽設置有連通所述氣腔和所述燃燒室的導向孔，所述導向孔的軸線與所述第二基準面呈夾角設置。

9、作為氫內燃機燃燒系統(tǒng)的優(yōu)選技術方案，所述導向孔設置有至少兩個。

10、作為氫內燃機燃燒系統(tǒng)的優(yōu)選技術方案，所述導向孔設置有三個且分別為第一導向孔、第二導向孔和第三導向孔，所述第一導向孔的軸線位于所述第一基準面，所述第二導向孔和所述第三導向孔對稱設置于所述第一導向孔的兩側。

11、作為氫內燃機燃燒系統(tǒng)的優(yōu)選技術方案，所述第一導向孔和所述第二導向孔之間的間距為a，所述第一導向孔和所述第三導向孔之間的間距為a，a≥0.5mm。

12、作為氫內燃機燃燒系統(tǒng)的優(yōu)選技術方案，所述第一導向孔的軸線位于第三基準面，且所述導向帽的軸線與所述第三基準面平行，所述第二導向孔的軸線位于第四基準面，且所述導向帽的軸線與所述第四基準面平行，所述第三基準面和所述第四基準面呈預設夾角α，30°≤α≤50°。

13、作為氫內燃機燃燒系統(tǒng)的優(yōu)選技術方案，所述第一導向孔的軸線與所述導向帽的軸線的夾角為β，所述第二導向孔的軸線與所述導向帽的軸線的夾角為β，所述第三導向孔的軸線與所述導向帽的軸線的夾角為β，40°≤β≤50°。

14、作為氫內燃機燃燒系統(tǒng)的優(yōu)選技術方案，所述缸蓋位于所述第一基準面的另一側設置有兩個排氣口；

15、還包括排氣管，所述排氣管的一端分別與兩個所述排氣口連通。

16、作為氫內燃機燃燒系統(tǒng)的優(yōu)選技術方案，所述導向孔與所述燃燒室相對的一端設置有倒圓角。

17、另一方面，本發(fā)明提供發(fā)動機，包括缸體和上述任一方案中的氫內燃機燃燒系統(tǒng)，所述缸套插設于所述缸體，所述缸蓋與所述缸體的上表面固接。

18、本發(fā)明的有益效果為：

19、本發(fā)明提供氫內燃機燃燒系統(tǒng)及發(fā)動機，該氫內燃機燃燒系統(tǒng)包括缸套、缸蓋、進氣管和噴氫組件，缸套內設置有活塞；缸蓋設置于缸套的上表面，所缸套、缸蓋和活塞圍設成燃燒室，缸蓋設置有連通燃燒室的兩個進氣口和安裝孔，缸蓋具有第一基準面，缸套的軸線位于第一基準面，安裝孔的軸線位于第一基準面，安裝孔與缸套的軸線間隔設置，進氣口設置于第一基準面的一側；進氣管包括切向氣道和螺旋氣道，切向氣道和螺旋氣道分別與兩個進氣口連通；噴氫組件插設于安裝孔，噴氫組件用于向燃燒室內噴氫。當設置有該氫內燃機燃燒系統(tǒng)的發(fā)動機工作時，進氣管的切向氣道和螺旋氣道分別通過兩個進氣口向燃燒室內輸送空氣，由于兩個進氣口位于第一基準面的一側，所以通過切向氣道和螺旋氣道進入燃燒室的空氣繞缸套的軸向形成渦流，此時，安裝孔的軸線位于第一基準面，噴氫組件插設于安裝孔且用于向燃燒室內噴氫，空氣的渦流有利于實現空氣和氫氣的充分混合，最終實現氫氣與空氣在活塞運動至上止點之前(點火前)，在燃燒室內形成均勻度較高的混合氣。進而有效地改善了燃燒室內點火穩(wěn)定性差、燃燒充分性差和氫氣爆震傾向性大的問題。

技術特征：

1.氫內燃機燃燒系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的氫內燃機燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述噴氫組件(5)包括氫氣噴嘴(51)和導向帽(52)，所述導向帽(52)插設于所述安裝孔(23)，所述氫氣噴嘴(51)的噴射端插設于所述導向帽(52)，所述氫氣噴嘴(51)和所述導向帽(52)圍設成氣腔；

3.根據權利要求2所述的氫內燃機燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述導向孔設置有至少兩個。

4.根據權利要求3所述的氫內燃機燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述導向孔設置有三個且分別為第一導向孔(521)、第二導向孔(522)和第三導向孔(523)，所述第一導向孔(521)的軸線位于所述第一基準面(26)，所述第二導向孔(522)和所述第三導向孔(523)對稱設置于所述第一導向孔(521)的兩側。

5.根據權利要求4所述的氫內燃機燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述第一導向孔(521)和所述第二導向孔(522)之間的間距為a，所述第一導向孔(521)和所述第三導向孔(523)之間的間距為a，a≥0.5mm。

6.根據權利要求4所述的氫內燃機燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述第一導向孔(521)的軸線位于第三基準面(53)，且所述導向帽(52)的軸線與所述第三基準面(53)平行，所述第二導向孔(522)的軸線位于第四基準面(54)，且所述導向帽(52)的軸線與所述第四基準面(54)平行，所述第三基準面(53)和所述第四基準面(54)呈預設夾角α，30°≤α≤50°。

7.根據權利要求4所述的氫內燃機燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述第一導向孔(521)的軸線與所述導向帽(52)的軸線的夾角為β，所述第二導向孔(522)的軸線與所述導向帽(52)的軸線的夾角為β，所述第三導向孔(523)的軸線與所述導向帽(52)的軸線的夾角為β，40°≤β≤50°。

8.根據權利要求1所述的氫內燃機燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述缸蓋(2)位于所述第一基準面(26)的另一側設置有兩個排氣口；

9.根據權利要求2所述的氫內燃機燃燒系統(tǒng)，其特征在于，所述導向孔與所述燃燒室(21)相對的一端設置有倒圓角(524)。

10.發(fā)動機，包括缸體和權利要求1-9任一項所述的氫內燃機燃燒系統(tǒng)，所述缸套插設于所述缸體，所述缸蓋(2)與所述缸體的上表面固接。

技術總結
本發(fā)明涉及車輛技術領域，具體公開了氫內燃機燃燒系統(tǒng)及發(fā)動機，該氫內燃機燃燒系統(tǒng)包括缸套、缸蓋、進氣管和噴氫組件，缸套內設置有活塞；缸蓋設置于缸套的上表面，缸套、缸蓋和活塞圍設成燃燒室，缸蓋設置有連通燃燒室的兩個進氣口和安裝孔，缸蓋具有第一基準面，缸套的軸線位于第一基準面，安裝孔的軸線位于第一基準面，安裝孔與缸套的軸線間隔設置，進氣口設置于第一基準面的一側；進氣管包括切向氣道和螺旋氣道，切向氣道和螺旋氣道分別與兩個進氣口連通；噴氫組件插設于安裝孔，噴氫組件用于向燃燒室內噴射氫氣。該氫內燃機燃燒系統(tǒng)有效地改善了燃燒室內點火穩(wěn)定性差、燃燒充分性差和氫氣爆震傾向性大的問題。

技術研發(fā)人員：施東曉,楊振國,徐秀華,楊澍,蘭權
受保護的技術使用者：一汽解放汽車有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19