长安发动机之氢燃料内燃机

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。

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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

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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 项目代号 产品代号 氢燃料内燃机 CA20H JL486QH 可直接燃烧氢气、零碳产品市场定位 排放内燃机。 长*宽*高（不含变速 项目基本参数 1.2×761.5×662.9 器） 额定功率（KW) 扭矩（NM） ≥60 ≥110 重庆长安汽车股份有限公司

排量 ML 压缩比 气门结构 燃料形式 点火顺序 参考机型 项目开始时间 1995 10:1 DOHC、四气门 氢、汽油 1-3-4-2 CA20 2006.1 国家科技部十一五“863”计划节能与新能源汽车重大专项（项目编号：2006AA11A1B6） 所属国防科工委国防基础科研十一五项目（项目编号：C1020060936 ） 专项 重庆市科技攻关计划国内科技合作项目（项目编号:CSTC,2007AC3072）