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长安发动机之氢燃料内燃机.pdf
重庆长安汽车股份有限公司
长安发动机之氢燃料内燃机燃机
产品亮点
是以氢气为燃料,既保留了传统内燃机的基本结构与主要系统,又发挥了氢
燃料清洁燃烧、可再生的特点
技术特点:
氢燃料内燃机就是以氢气为燃料,经过燃烧过程转化成机械能的新型内燃
机。它既保留了传统内燃机的基本结构与主要系统,又发挥了氢燃料清洁燃烧、
可再生的特点,在使用性能、成本等方面较容易被广大用户所接受。
该项目主要研究内容涵盖氢内燃机总体技术、大流量高响应EGR 系统技术、
自适应燃料供应系统、燃烧匹配理论与技术、电控软硬件系统、燃料安全性及催
化器适应性研究等七个方面。
长安通过2 年多的努力,相继攻克大流量高响应EGR 系统技术、自适应式燃
料供给系统、氢燃料内燃机燃烧匹配理论与技术、电控软硬件系统开发与双燃料
工作模式、燃料安全保障系统等关键技术,开发研制出高效率、低排放的氢燃料
内燃机样机与样车,申报相关专利4 项,获得了具有自主知识产权的氢内燃机核
心技术。同时,通过本项目研究,培养一批从事氢燃料内燃机技术开发的专业人
才队伍,为传统的内燃机行业注入了新的生机。
1. 氢内燃机总体技术研究
从氢燃料特性分析入手,建立氢内燃机的预测模型,完成虚拟样机开发,在
此基础上进行试验样机开发。
重庆长安汽车股份有限公司
在本项目研发过程中较多地应用了现代内燃机仿真分析设计技术。全面采用
了一/三维仿真分析方法,对整机性能、进气岐管、配气相位、EGR、喷氢正时策
略、大流量氢气喷嘴及台架氢气供应系统等进行了优化设计与匹配。
2. 大流量高响应EGR 系统技术研究
EGR 技术被公认为降低排气中NOx 的有效技术手段,使用具有自主知识产权
的三级跨越式控制策略,不但利用EGR 来降低排气中的NOx 排放,同时还利用
EGR 来调整发动机的负荷。传统汽油机或柴油机中使用的EGR 率一般不超过20%,
而在应用EGR 调整氢燃料发动机负荷时,需要使用的EGR 量比较大,可以达到甚
至超过50%。为此,通过系统仿真,预测了EGR 对降低NOx 的效果,以及EGR 在
进气歧管中的分布规律的分析,在此基础上,进行系统参数的选型和设计,并对
EGR 阀等关键部件开展专项的试验研究,详细测量EGR 阀的特性。
3. 自适应式燃料供应系统
车用氢燃料内燃机同其它发动机一样,工作在面工况下,发动机的负荷和转
速在较大的范围内变化,使用单一固定压力的氢气减压方案时,需要使用复杂的
喷射系统来适应这种变化。长安用适应式供氢系统来解决这一问题,也是该项目
的关键技术之一。
4. 氢燃料内燃机燃烧匹配理论与技术
使用自适应燃料供应系统适应不同工况的氢燃料喷射,使用大流量EGR 技术
解决NOx 排放和负荷调节,其实质是解决氢燃料在不同工况下的燃烧控制问题,
实现高效、低污染燃烧是氢内燃机研究开发的核心。本部分研究是在前期已进行
的试验和仿真分析的基础上进行的,更加注重的是系统的匹配与优化控制。
5. 电控软硬件系统开发与双燃料工作模式研究
重庆长安汽车股份有限公司
首先进行氢燃料发动机综合电子管理系统的软硬件开发;然后自行开发基于
PC 机的氢燃料发动机标定系统;最后对氢气/汽油双燃料工作模式进行了探索性
研究,并进行了相关的启动实验。
6. 安全保障系统研究
为最大程度上避免危险情况发生,把对人员的危险降到最低程度所进行的研
究。
7. 整车开发与试验研究
为适应氢燃料内燃机运行要求,对长安杰勋(CV11)整车加装了如下系统:
1) 安全系统;
2) 通风系统;
3) 氢燃料供应系统。
配置参数:
产品名称 氢燃料内燃机
项目代号 CA20H
产品代号 JL486QH
可直接燃烧氢气、零碳
产品市场定位
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