技术领域
[0001] 本发明涉及氢气发动机技术领域，特别涉及一种防止氢气发动机停车回火的装置和保护方法。
相关背景技术
[0002] 氢气发动机，作为一种将氢气作为内燃机燃料的发动机，其工作原理与传统汽油或柴油发动机相似，都是通过燃料与空气的混合气在气缸内燃烧产生动力，推动活塞运动，进而驱动车辆或机械设备。氢气燃烧后只产生水，不排放二氧化碳和其他有害气体，因此被认为是理想的清洁能源。这有助于减少温室气体排放，改善空气质量。氢气发动机具有高效性：氢气的燃烧热值高，等质量氢气燃烧释放的能量差不多是汽油的三倍。这使得氢气发动机在理论上具有较高的热效率。氢气的爆炸极限是指在一定的温度和压力下，氢气与空气(或氧气)混合后，形成可燃气体混合物，当这种混合气体中氢气的浓度达到一定的范围时，遇到明火或电火花等点火源，就会发生爆炸的最低和最高浓度范围。对于氢气来说，其爆炸极限(体积浓度)通常是4.0％～75.6％。
[0003] 然而，氢气是一种极易燃易爆的气体，由于氢气火焰扩散速度快，燃烧过程过快，可能导致回火现象的发生。回火不仅可能损坏发动机部件，还可能引发火灾或爆炸。特别是在氢气发动机在停车后，如果进气道内残留有过浓的氢气混合气，一旦氢气泄露并达到一定的浓度，这些混合气在遇到高温废气或炽热点时可能被引燃，导致回火现象。回火不仅可能损坏发动机部件，还可能引发火灾或爆炸。
具体实施方式
[0034] 为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
[0035] 如图1所示，一种防止氢气发动机停车回火的装置，包括氢气发动机，所述氢气发动机设有空压机10、气缸4、连接所述气缸4的前进气管2、设置在所述前进气管2上的节气门1和氢气喷射阀3、连接所述气缸4的排气管；所述节气门1的前后分别设有节气门前压力传感器11和节气门后压力传感器12，所述空压机10的空压机出气管102连接所述节气门1前的前进气管2。
[0036] 优选的，所述前进气管2上设有进气总管温度传感器21。
[0037] 优选的，所述排气管上设有涡轮增压器6。
[0038] 优选的，所述排气管分为涡轮前排气管5和涡轮后排气管9两部分，所述涡轮前排气管5连接所述气缸4和涡轮增压器6，所述涡轮后排气管9连接所述涡轮增压器6的排气口，所述涡轮后排气管9上设有涡轮后温度传感器91。
[0039] 优选的，所述涡轮增压器6的压气机61的进气口连接涡轮前进气管7，所述涡轮前进气管7上设有进气温度传感器71，所述压气机61的排气口连接涡轮后进气管8，所述涡轮后进气管8连接所述前进气管2。
[0040] 优选的，所述涡轮后进气管8上设有中冷器81。
[0041] 优选的，所述空压机10的空压机进气管101的进气口远离气缸4设置。
[0042] 一种根据以上任一项所述的防止氢气发动机停车回火的装置的防止氢气发动机停车回火的保护方法，包括以下步骤：
[0043] S1、在发动机准备停车时，先进行停车判断：发动机启动开关若出现关闭或者手刹拉起判断司机准备停机，同时若发动机的转速低于发动机停车转速限值R,且油门开度低于发动机停车油门开度限值SZ，则判断发动机要停车，同时对所述节气门前压力传感器11和节气门后压力传感器12测得的压力差值进行监测；
[0044] S2、当步骤S1测得的压力差值小于压力差限值P时，触发氢气发动机停车保护模式，启动空压机10，空压机10运转后新鲜的高压进气通过空压机出气管102进入前进气管2内，同时启动延时继电器，发动机延时熄火，进行发动机扫气工作，目的是排空发动机内的残余氢气，降低发动机内的温度，同时降低发动机内残余氢气的浓度；
[0045] S3、判断扫气时间是否超过时间限值T，若未超过，则继续运行停车保护模式，若超过，则退出停车保护模式，发动机熄火断电。
[0046] 所述停车转速限值R的可取范围设定为200～350r/min，所述停车油门开度限值SZ的可取范围设定为0.5～2％，所述压力差限值P的可取范围设定为10～30kpa，所述时间限值T的可取范围设定为1～5min。
[0047] 优选的，所述停车转速限值R为300r/min，所述停车油门开度限值SZ为1％，所述压力差限值P为20kpa，所述时间限值T为3min。
[0048] 本发明提出了一种防止氢气发动机停车回火的装置和保护方法，通过对发动机运行状态进行监控进而进行停车判断，同时通过在节气门的前后分别设置节气门前压力传感器和节气门后压力传感器，对节气门前后的气体压力差值进行监测而进行氢气发动机停车回火诊断，判断产生停车回火的风险，一旦发现存在停车回火风险立即启动停车保护模式，通过启动空压机、延时继电器，使发动机延时熄火，进行发动机扫气工作，降低进气结束时进气道的氢气含量，排空发动机内的残余氢气，降低发动机内的温度，同时降低发动机内残余氢气的浓度，解决了氢气发动机停机时因残留氢气浓度较高导致的发动机回火及爆震问题。
[0049] 以上通过实施例对本发明实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明实施例的实施范围。本发明实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明实施例技术方案的启发下，在本发明实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明实施例的专利涵盖保护范围之内。
