一种基于重整机制的氨氢发动机

技术领域

本发明涉及重整技术领域，具体而言，涉及一种基于重整机制的氨氢发动机。

背景技术

氨和氢这两种零碳燃料是目前学术界和产业界尤为关注的两种燃料。

氢气来源有多种方式，比如来自于可再生能源电解氢属于绿氢，来源于工业副产氢为灰氢，同时氢气燃烧完成后只有水和部分氮氧化物，属于零碳燃料，因此受到越来越多学者和企业的关注。研究发现，纯氢发动机在稀燃工况下具有较高的热效率，但采用稀燃方式会导致发动机功率迅速下降，研究表明对于同一款内燃机采用氢燃料比汽油燃料峰值功率下降50%以上。

氨以其无碳特性是一种理想的替代燃料，同时它的能量密度和存储方式均优于氢气。但是纯氨燃烧需要较高的点火能量且其燃烧速度低。

因此，目前对于发动机而言，在纯氢的条件下，具有发动机功率降低的缺点，在纯氨的条件下，具有点火能量高、火焰传播速度慢和着火难的缺点。

发明内容

本发明提供了一种基于重整机制的氨氢发动机，能够克服纯氢发动机功率不足以及纯氨发动机点火能量高、火焰传播速度慢和着火难的缺点。具体的技术方案如下。

第一方面，本发明提供了一种基于重整机制的氨氢发动机，包括：发动机控制器、氨燃料箱、燃料泵、多功能氨重整器、节气门、循环往复式内燃机和可控流量控制装置，其中，所述可控流量控制装置包括用于喷射氨燃料的第一阀门、氨截止阀、氨喷腔、用于喷射氢燃料的第二阀门、氢截止阀、氢喷腔和预混合腔，所述多功能氨重整器包括电加热装置，所述电加热装置设置有催化剂，所述燃料泵、所述第一阀门、所述第二阀门、所述电加热装置均与所述发动机控制器电连接，其中，所述第一阀门和所述第二阀门的类型为喷射阀或者高精度比例阀；

所述节气门通过进气总管与所述循环往复式内燃机连接，所述氨燃料箱与所述燃料泵连接，所述燃料泵分别与所述氨截止阀和所述电加热装置连接，所述氨截止阀与所述第一阀门连接，所述第一阀门与所述氨喷腔连接，所述电加热装置与所述氢截止阀连接，所述氢截止阀与所述第二阀门连接，所述第二阀门与所述氢喷腔连接，所述氨喷腔和所述氢喷腔均与所述预混合腔连接，所述预混合腔与所述进气总管连接；

所述发动机控制器检测所述氨氢发动机为冷机状态时，控制所述电加热装置开启，确定所述氨氢发动机的发动机目标功率，根据所述发动机目标功率和预设节气门开度MAP表得到所述氨氢发动机的目标节气门开度，根据所述发动机目标功率和所述目标节气门开度以及预设进气量MAP表得到所述氨氢发动机的目标进气量，根据所述目标进气量、预设空燃比、所述氨氢发动机的当前转速和预设氢氨燃料供给量MAP表得到目标氢氨燃料供给量，根据所述氨氢发动机的当前负荷、氢气与空气的预设反应放热当量关系、氨气与空气的预设反应放热当量关系和所述目标氢氨燃料供给量计算得到富氢比，根据所述富氢比和所述目标氢氨燃料供给量计算得到目标氨喷射量和目标氢喷射量，控制所述第二阀门的喷射量达到所述目标氢喷射量，控制所述第一阀门的喷射量达到所述目标氨喷射量。

可选的，所述发动机控制器接收整车控制器发送的所述氨氢发动机的发动机需求功率，根据所述氨氢发动机的当前负荷和机油温度信息计算得到附件功率，根据所述发动机需求功率和所述附件功率计算得到所述发动机目标功率。

可选的，所述发动机控制器根据所述氨氢发动机的当前负荷和氢气与空气的预设反应放热当量关系确定所述氨氢发动机的当前负荷对应的第一目标燃烧放热当量，根据所述氨氢发动机的当前负荷和氨气与空气的预设反应放热当量关系确定所述氨氢发动机的当前负荷对应的第二目标燃烧放热当量，根据所述第一目标燃烧放热当量、所述第二目标燃烧放热当量和所述目标氢氨燃料供给量计算得到富氢比，其中，所述第一目标燃烧放热当量为氢在空气中燃烧放热当量，所述第二目标燃烧放热当量为氨在空气中燃烧放热当量。

可选的，上述氨氢发动机还包括排温传感器，所述排温传感器设置于所述往复式内燃机的涡轮增压器出口处，所述排温传感器与所述发动机控制器信号连接，所述多功能氨重整器还包括排气加热装置，所述排气加热装置设置有催化剂；

所述燃料泵还与所述排气加热装置连接，所述排气加热装置与所述氢截止阀连接；

所述发动机控制器接收所述排温传感器发送的温度信号，当所述温度信号达到预设温度时，关闭所述电加热装置或者降低所述电加热装置的功率，控制所述排气加热装置开启。

可选的，上述氨氢发动机还包括排气后处理装置；

所述燃料泵和所述多功能氨重整器均与所述排气后处理装置连接。

可选的，所述可控流量控制装置还包括温压一体传感器，所述温压一体传感器设置于所述预混合腔内，所述温压一体传感器与所述发动机控制器信号连接；

所述发动机控制器接收所述温压一体传感器发送的预混合腔压力和预混合腔温度，根据所述预混合腔压力、所述预混合腔温度和理想气体状态方程计算得到所述预混合腔内的混合气体的物质的量，如果所述混合气体的物质的量超过预设目标物质的量，减少所述目标氢喷射量和所述目标氨喷射量直至所述混合气体的物质的量等于所述预设目标物质的量，如果所述混合气体的物质的量未达到所述预设目标物质的量，增加所述目标氢喷射量和所述目标氨喷射量直至所述混合气体的物质的量等于所述预设目标物质的量。

可选的，上述氨氢发动机还包括燃料滤清器；

所述氨燃料箱与所述燃料滤清器连接，所述燃料滤清器与所述燃料泵连接。

可选的，上述氨氢发动机还包括进气滤清器，所述进气滤清器设置于所述进气总管。

可选的，所述第二阀门的喷射开始时间晚于所述第一阀门的喷射开始时间。

由上述内容可知，本发明实施例提供的基于重整机制的氨氢发动机包括发动机控制器、氨燃料箱、燃料泵、多功能氨重整器、节气门、循环往复式内燃机和可控流量控制装置，其中，可控流量控制装置包括用于喷射氨燃料的第一阀门、氨截止阀、氨喷腔、用于喷射氢燃料的第二阀门、氢截止阀、氢喷腔和预混合腔，多功能氨重整器包括电加热装置，电加热装置设置有催化剂，燃料泵、第一阀门、第二阀门、电加热装置均与发动机控制器电连接，其中，第一阀门和第二阀门的类型为喷射阀或者高精度比例阀；节气门通过进气总管与循环往复式内燃机连接，氨燃料箱与燃料泵连接，燃料泵分别与氨截止阀和电加热装置连接，氨截止阀与第一阀门连接，第一阀门与氨喷腔连接，电加热装置与氢截止阀连接，氢截止阀与第二阀门连接，第二阀门与氢喷腔连接，氨喷腔和氢喷腔均与预混合腔连接，预混合腔与进气总管连接；发动机控制器检测氨氢发动机为冷机状态时，控制电加热装置开启，确定氨氢发动机的发动机目标功率，根据发动机目标功率和预设节气门开度MAP表得到氨氢发动机的目标节气门开度，根据发动机目标功率和目标节气门开度以及预设进气量MAP表得到氨氢发动机的目标进气量，根据目标进气量、预设空燃比、氨氢发动机的当前转速和预设氢氨燃料供给量MAP表得到目标氢氨燃料供给量，根据氨氢发动机的当前负荷、氢气与空气的预设反应放热当量关系、氨气与空气的预设反应放热当量关系和目标氢氨燃料供给量计算得到富氢比，根据富氢比和目标氢氨燃料供给量计算得到目标氨喷射量和目标氢喷射量，控制第二阀门的喷射量达到目标氢喷射量，控制第一阀门的喷射量达到目标氨喷射量。由此，本发明实施例中，通过多功能氨重整器将氨气重整为氢气进行使用，使得氢气通过第二阀门进入预混合腔中与氨气混合形成富氢燃料参与燃烧，从而克服纯氢发动机功率不足以及纯氨发动机点火能量高、火焰传播速度慢和着火难的缺点，并且，还基于氨氢发动机的当前负荷计算富氢比，根据富氢比和目标氢氨燃料供给量计算得到目标氨喷射量和目标氢喷射量，从而实现对氨喷射量和氢喷射量的精准控制，使进入循环往复式内燃机内的混合后燃料更易燃烧、火焰更稳定以及燃烧更充分。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

本发明实施例的创新点包括：

1、通过多功能氨重整器将氨气重整为氢气进行使用，使得氢气通过第二阀门进入预混合腔中与氨气混合形成富氢燃料参与燃烧，从而克服纯氢发动机功率不足以及纯氨发动机点火能量高、火焰传播速度慢和着火难的缺点。

2、基于氨氢发动机的当前负荷计算富氢比，根据富氢比和目标氢氨燃料供给量计算得到目标氨喷射量和目标氢喷射量，从而实现对氨喷射量和氢喷射量的精准控制，使进入循环往复式内燃机内的混合后燃料更易燃烧、火焰更稳定以及燃烧更充分。

3、通过设置第二阀门的喷射开始时间晚于第一阀门的喷射开始时间的方式，使得富氢燃料混合更加均匀。

4、通过在预混合腔内设置温压一体传感器，并根据预混合腔压力、预混合腔温度和理想气体状态方程计算得到预混合腔内的混合气体的物质的量，在混合气体的物质的量超过预设目标物质的量时，减少目标氢喷射量和目标氨喷射量，在混合气体的物质的量未达到预设目标物质的量时，增加目标氢喷射量和目标氨喷射量的方式，达到预混合腔内的混合气体的物质的量可以等于预设目标物质的量。

5、通过设置排温传感器和排气加热装置的方式，使得可以通过排气温度将氨气重整制成氢气，充分利用排气废热，达到高效利用燃料的目的。

6、通过氨气在线制备尿素来分解尾气中的氮氧化物，从而生成无污染的氮气和水，降低排放尾气中氮氧化物含量，从而达到清洁高效目的，使得氨氢发动机真正达到低碳环保的目的。

7、通过设置燃料滤清器的方式，来清除氨燃料中颗粒性杂质、微量的水和轻质油等，免受因管道内杂质、铁锈、焊屑等带来的堵塞和损坏，从而避免了产生维修费用和生产损失，保护阀门等设备的正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于重整机制的氨氢发动机的一种结构示意图；

图2为压力闭环的流程示意图。

图1中，1氨燃料箱、2燃料泵、3多功能氨重整器、4节气门、5循环往复式内燃机、6可控流量控制装置、61第一阀门、62氨截止阀、63氨喷腔、64第二阀门、65氢截止阀、66氢喷腔、67预混合腔、7进气总管、8排气后处理装置、9燃料滤清器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本发明实施例公开了一种基于重整机制的氨氢发动机，能够克服纯氢发动机功率不足以及纯氨发动机点火能量高、火焰传播速度慢和着火难的缺点，以及使进入循环往复式内燃机内的混合后燃料更易燃烧、火焰更稳定以及燃烧更充分。下面对本发明实施例进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的基于重整机制的氨氢发动机的一种结构示意图。

参见图1，本发明实施例提供的基于重整机制的氨氢发动机包括：发动机控制器、氨燃料箱1、燃料泵2、多功能氨重整器3、节气门4、循环往复式内燃机5和可控流量控制装置6。

其中，可控流量控制装置6包括用于喷射氨燃料的第一阀门61、氨截止阀62、氨喷腔63、用于喷射氢燃料的第二阀门64、氢截止阀65、氢喷腔66和预混合腔67，多功能氨重整器3包括电加热装置，电加热装置设置有催化剂，燃料泵2、第一阀门61、第二阀门64、电加热装置均与发动机控制器电连接，其中，第一阀门和第二阀门的类型为喷射阀或者高精度比例阀。

示例性的，电加热装置设置的催化剂可以为钌、钯为主体的催化剂，但不局限于这种催化剂，第一阀门61和第二阀门64的数量均为3个，阀门的数据根据流量和发动机排量计算得到。

继续参见图1，节气门4通过进气总管7与循环往复式内燃机5连接，氨燃料箱1与燃料泵2连接，燃料泵2分别与氨截止阀62和电加热装置连接，氨截止阀62与第一阀门61连接，第一阀门61与氨喷腔63连接，电加热装置与氢截止阀65连接，氢截止阀65与第二阀门64连接，第二阀门64与氢喷腔66连接，氨喷腔63和氢喷腔66均与预混合腔67连接，预混合腔67与进气总管7连接。

在本发明实施例中，通过多功能氨重整器3将氨气重整为氢气进行使用，为了将氨气重整为氢气，需要对氨气进行加热，因此，发动机控制器检测氨氢发动机为冷机状态时，控制电加热装置开启。

电加热装置开启后，即可通过电加热的方式让氨气达到重整温度，然后将重整制成的氢气通过管道接入氢截止阀65，然后通过第二阀门64喷入氢喷腔66，再进入预混合腔67。

氨燃料箱1内的液态氨通过燃料泵2泵入氨截止阀62，然后通过第一阀门61喷入氨喷腔63形成氨气，再进入预混合腔67，然后与氢气混合形成富氢燃料即混合气体，之后在进气总管7与通过节气门4的新鲜空气混合，混合后燃料再进入循环往复式内燃机5，最后通过火花塞进行点火，之后进行膨胀做功。其中，节气门4的作用是来控制循环往复式内燃机5的空燃比。

为了使进入循环往复式内燃机5内的混合后燃料更易燃烧、火焰更稳定以及燃烧更充分，本发明实施例中不仅将氨气和氢气进行混合，还对氨喷射量和氢喷射量进行控制。

具体的，发动机控制器确定氨氢发动机的发动机目标功率，根据发动机目标功率和预设节气门开度MAP表得到氨氢发动机的目标节气门开度。

其中，发动机控制器确定氨氢发动机的发动机目标功率，可以为：

发动机控制器接收整车控制器发送的氨氢发动机的发动机需求功率，根据氨氢发动机的当前负荷和机油温度信息计算得到附件功率，根据发动机需求功率和附件功率计算得到发动机目标功率。

整车控制器根据氨氢发动机的当前工况得到车辆目标功率，然后通过预设整车模型计算得到氨氢发动机的发动机需求功率，然后通过总线发送给发动机控制器，其中，发动机需求功率为除发动机附件以外的部件产生的功率。

发动机控制器接收整车控制器发送的氨氢发动机的发动机需求功率，根据氨氢发动机的当前负荷和机油温度信息以及预设附件功率计算方式计算得到附件功率，然后根据发动机需求功率和附件功率计算得到发动机目标功率。氨氢发动机的当前负荷和机油温度信息都可以通过相应的传感器获得。

其中，发动机控制器根据以下公式计算得到发动机目标功率：

其中，

在得到发动机目标功率后，发动机控制器根据发动机目标功率和预设节气门开度MAP表得到氨氢发动机的目标节气门开度。其中，预设节气门开度MAP表用于表征发动机目标功率和节气门开度之间的对应关系。

具体的，发动机控制器根据发动机目标功率通过查预设节气门开度MAP表得到氨氢发动机的目标节气门开度。

然后，发动机控制器根据发动机目标功率和目标节气门开度以及预设进气量MAP表得到氨氢发动机的目标进气量，根据目标进气量、预设空燃比、氨氢发动机的当前转速和预设氢氨燃料供给量MAP表得到目标氢氨燃料供给量。

具体的，发动机控制器根据发动机目标功率和目标节气门开度通过查预设进气量MAP表得到氨氢发动机的目标进气量，根据目标进气量、预设空燃比和氨氢发动机的当前转速通过查预设氢氨燃料供给量MAP表得到目标氢氨燃料供给量。

其中，预设进气量MAP表用于表征发动机目标功率、节气门开度和发动机进气量之间的对应关系，预设氢氨燃料供给量MAP表用于表征发动机进气量、空燃比、发动机转速和氢氨燃料供给量之间的对应关系。

在得到目标氢氨燃料供给量后，也就是获知了一共需要多少氢气和氨气混合燃料的供给量，但还不知道氢气和氨气各是多少，也就是氨喷射量和氢喷射量各是多少，为了获知氨喷射量和氢喷射量，需要确定氢气和氨气的体积比，也就是富氢比。

图2为压力闭环的流程示意图，参见图2，为了确定富氢比，发动机控制器根据氨氢发动机的当前负荷、氢气与空气的预设反应放热当量关系（图2中未写出）、氨气与空气的预设反应放热当量关系（图2中未写出）和目标氢氨燃料供给量计算得到富氢比。

其中，发动机控制器根据氨氢发动机的当前负荷、氢气与空气的预设反应放热当量关系、氨气与空气的预设反应放热当量关系和目标氢氨燃料供给量计算得到富氢比，可以为：

发动机控制器根据氨氢发动机的当前负荷和氢气与空气的预设反应放热当量关系确定氨氢发动机的当前负荷对应的第一目标燃烧放热当量，根据氨氢发动机的当前负荷和氨气与空气的预设反应放热当量关系确定氨氢发动机的当前负荷对应的第二目标燃烧放热当量，根据第一目标燃烧放热当量、第二目标燃烧放热当量和目标氢氨燃料供给量计算得到富氢比，其中，第一目标燃烧放热当量为氢在空气中燃烧放热当量，第二目标燃烧放热当量为氨在空气中燃烧放热当量。

其中，氢气与空气的预设反应放热当量关系可以表征氢在空气中燃烧放热当量与发动机负荷之间的对应关系，然后可以确定氨氢发动机的当前负荷对应的第一目标燃烧放热当量。

具体的，获取燃料在空气中燃烧放热当量的方式如下，此处以氢在空气中燃烧放热当量为例：

单独使用一种燃料例如氢气，发动机从怠速转速开始，逐渐增加其转速，直到发动机能正常点火开始，作为起始转速。然后开始逐步增加不同转速下的氢气喷射量，氢气喷射量以能刚好燃烧为止，然后记录这时的氢气喷射量和缸压曲线。通过氢气喷射量、缸压曲线和转速能得到不同氢气燃料量在不同转速下的燃烧放热率曲线。通过这个燃烧放热率曲线可以确定不同发动机负荷对应的氢在空气中燃烧放热当量。也就是氢在空气中燃烧放热当量与发动机负荷之间的对应关系，从而确定氨氢发动机的当前负荷对应的第一目标燃烧放热当量。

对于氨在空气中燃烧放热当量是类似的，氨气与空气的预设反应放热当量关系可以表征氨在空气中燃烧放热当量与发动机负荷之间的对应关系，从而可以确定氨氢发动机的当前负荷对应的第二目标燃烧放热当量。

在得到了第一目标燃烧放热当量和第二目标燃烧放热当量后，发动机控制器根据第一目标燃烧放热当量、第二目标燃烧放热当量、目标氢氨燃料供给量和预设富氢比计算公式计算得到富氢比。

在得到富氢比后，发动机控制器即可根据富氢比和目标氢氨燃料供给量计算得到目标氨喷射量和目标氢喷射量。

其中，根据富氢比和目标氢氨燃料供给量计算得到目标氨喷射量和目标氢喷射量可以为：

计算富氢比和目标氢氨燃料供给量的乘积作为目标氢喷射量，计算目标氢氨燃料供给量与目标氢喷射量之差作为目标氨喷射量。

继续参见图2，在得到目标氨喷射量和目标氢喷射量后，发动机控制器可以通过算法改变氢喷占空比来使第二阀门的喷射量达到目标氢喷射量以及通过算法改变氨喷占空比来使第一阀门的喷射量达到目标氨喷射量。然后预混合腔67内充斥的混合气体产生压力即目标燃料供给压力，进一步使得目标燃料进入循环往复式内燃机5，其中，目标燃料即为上文所提到的混合后燃料。

具体的，发动机控制器根据预设PEAK-HOLD算法确定目标氨喷射量对应的氨喷占空比以及目标氢喷射量对应的氢喷占空比，控制第二阀门以氢喷占空比进行喷射，控制第一阀门以氨喷占空比进行喷射。

综上可见，本发明实施例中氨氢发动机包括发动机控制器、氨燃料箱1、燃料泵2、多功能氨重整器3、节气门4、循环往复式内燃机5和可控流量控制装置6，其中，可控流量控制装置6包括用于喷射氨燃料的第一阀门61、氨截止阀62、氨喷腔63、用于喷射氢燃料的第二阀门64、氢截止阀65、氢喷腔66和预混合腔67，多功能氨重整器3包括电加热装置，电加热装置设置有催化剂，燃料泵2、第一阀门61、第二阀门64、电加热装置均与发动机控制器电连接，其中，第一阀门和第二阀门的类型为喷射阀或者高精度比例阀。节气门4通过进气总管7与循环往复式内燃机5连接，氨燃料箱1与燃料泵2连接，燃料泵2分别与氨截止阀62和电加热装置连接，氨截止阀62与第一阀门61连接，第一阀门61与氨喷腔63连接，电加热装置与氢截止阀65连接，氢截止阀65与第二阀门64连接，第二阀门64与氢喷腔66连接，氨喷腔63和氢喷腔66均与预混合腔67连接，预混合腔67与进气总管7连接。发动机控制器检测氨氢发动机为冷机状态时，控制电加热装置开启，确定氨氢发动机的发动机目标功率，根据发动机目标功率和预设节气门开度MAP表得到氨氢发动机的目标节气门开度，根据发动机目标功率和目标节气门开度以及预设进气量MAP表得到氨氢发动机的目标进气量，根据目标进气量、预设空燃比、氨氢发动机的当前转速和预设氢氨燃料供给量MAP表得到目标氢氨燃料供给量，根据氨氢发动机的当前负荷、氢气与空气的预设反应放热当量关系、氨气与空气的预设反应放热当量关系和目标氢氨燃料供给量计算得到富氢比，根据富氢比和目标氢氨燃料供给量计算得到目标氨喷射量和目标氢喷射量，控制第二阀门的喷射量达到目标氢喷射量，控制第一阀门的喷射量达到目标氨喷射量。由此，本发明实施例中，通过多功能氨重整器3将氨气重整为氢气进行使用，使得氢气通过第二阀门64进入预混合腔67中与氨气混合形成富氢燃料参与燃烧，从而克服纯氢发动机功率不足以及纯氨发动机点火能量高、火焰传播速度慢和着火难的缺点，并且，还基于氨氢发动机的当前负荷计算富氢比，根据富氢比和目标氢氨燃料供给量计算得到目标氨喷射量和目标氢喷射量，从而实现对氨喷射量和氢喷射量的精准控制，使进入循环往复式内燃机5内的混合后燃料更易燃烧、火焰更稳定以及燃烧更充分。

由于氢气扩散快，因此，为了使富氢燃料混合更加均匀，设置第二阀门的喷射开始时间晚于第一阀门的喷射开始时间，具体第二阀门的喷射开始时间晚于第一阀门的喷射开始时间多少根据氨氢发动机当前负荷和富氢比来计算得到。

由此，通过设置第二阀门的喷射开始时间晚于第一阀门的喷射开始时间的方式，使得富氢燃料混合更加均匀。

为了保证燃烧稳定性和功率输出的稳定性，进入预混合腔67内的气体需要做压力闭环，因此，设置可控流量控制装置6还包括温压一体传感器，温压一体传感器设置于预混合腔67内，温压一体传感器与发动机控制器信号连接。

继续参见图2，发动机控制器接收温压一体传感器发送的预混合腔压力也就是目标燃料供给压力，检测预混合腔压力是否等于预设目标压力，如果否，需要重新计算目标氢氨燃料供给量，具体的，获取新的发动机需求功率，将发动机需求功率的值更新为新的发动机需求功率的值，返回执行根据发动机需求功率和附件功率计算得到发动机目标功率，然后执行后续步骤重新计算目标氢氨燃料供给量直至预混合腔压力等于预设目标压力，然后目标燃料进入循环往复式内燃机5。由此，在预混合腔压力不等于预设目标压力时，通过获取新的发动机需求功率，将发动机需求功率的值更新为新的发动机需求功率的值的方式来重新计算目标氢氨燃料供给量直至预混合腔压力等于预设目标压力，达到对进入预混合腔67内的气体做压力闭环的目的，保证燃烧稳定性和功率输出的稳定性。

以及，所得到的目标氢喷射量和目标氨喷射量用于使得预混合腔内的混合气体的体积达到预设目标体积，如果未达到，则需要进行更改目标氢喷射量和目标氨喷射量。

具体的，发动机控制器接收温压一体传感器发送的预混合腔压力和预混合腔温度，根据预混合腔压力、预混合腔温度和理想气体状态方程计算得到预混合腔内的混合气体的物质的量，如果混合气体的物质的量超过预设目标物质的量，减少目标氢喷射量和目标氨喷射量直至混合气体的物质的量等于预设目标物质的量，如果混合气体的物质的量未达到预设目标物质的量，增加目标氢喷射量和目标氨喷射量直至混合气体的物质的量等于预设目标物质的量。

由此，通过在预混合腔内设置温压一体传感器，并根据预混合腔压力、预混合腔温度和理想气体状态方程计算得到预混合腔内的混合气体的物质的量，在混合气体的物质的量超过预设目标物质的量时，减少目标氢喷射量和目标氨喷射量，在混合气体的物质的量未达到预设目标物质的量时，增加目标氢喷射量和目标氨喷射量的方式，达到预混合腔内的混合气体的物质的量可以等于预设目标物质的量。

由于循环往复式内燃机5启动之后处于热机状态，这时的排气也是具有温度的，通常温度在500℃-700℃，而氨重整所需温度正好在这个范围内，因此，该排气温度可以满足氨重整的需求，为了不浪费排气废热，本发明实施例中还利用排气温度作为氨重整制氢的温度。

继续参见图1，氨氢发动机还包括排温传感器，排温传感器设置于循环往复式内燃机5的涡轮增压器出口处，排温传感器与发动机控制器信号连接，多功能氨重整器3还包括排气加热装置，排气加热装置设置有催化剂，示例性的，排气加热装置设置的催化剂可以为钌、钯为主体的催化剂，但不局限于这种催化剂。

燃料泵2还与排气加热装置连接，排气加热装置与氢截止阀65连接，发动机控制器接收排温传感器发送的温度信号，当温度信号达到预设温度时，说明此时的排气温度可以满足氨重整的需求，关闭电加热装置或者降低电加热装置的功率，控制排气加热装置开启。

排气加热装置开启后，即可通过排气加热的方式让氨气达到重整温度，然后将重整制成的氢气通过管道接入氢截止阀65，然后通过第二阀门64喷入氢喷腔66，再进入预混合腔67与氨气混合形成富氢燃料。

由此，通过设置排温传感器和排气加热装置的方式，使得可以通过排气温度将氨气重整制成氢气，充分利用排气废热，达到高效利用燃料的目的。

由于随着氨氢发动机的负荷的增大，缸内温度和压力都会升高，此时达到或者超过氮氧化物合成温度之后就会有一定量的氮氧化物合成，这时尾气中氮氧化物浓度就会相应的升高，而氮氧化物会造成空气污染。

因此，为了减少污染，继续参见图1，氨氢发动机还包括排气后处理装置8，燃料泵2和多功能氨重整器3均与排气后处理装置8连接。

利用燃料泵2中的氨气与尾气反应生成尿素，然后将尿素通过尿素泵喷入排气后处理装置8，然后尿素与尾气中的氮氧化物反应生成氮气和水。

由此，通过氨气在线制备尿素来分解尾气中的氮氧化物，从而生成无污染的氮气和水，降低排放尾气中氮氧化物含量，从而达到清洁高效目的，使得氨氢发动机真正达到低碳环保的目的。

为了清除氨燃料中的杂质，继续参见图1，氨氢发动机还包括燃料滤清器9，氨燃料箱1与燃料滤清器9连接，燃料滤清器9与燃料泵2连接。由此使得进入到后续氨截止阀62以及多功能氨重整器3中的氨气含有较少的杂质。

由此，通过设置燃料滤清器9的方式，来清除氨燃料中颗粒性杂质、微量的水和轻质油等，免受因管道内杂质、铁锈、焊屑等带来的堵塞和损坏,从而避免了产生维修费用和生产损失，保护阀门等设备的正常使用。

以及，为了清除空气中的杂质，氨氢发动机还包括进气滤清器，进气滤清器设置于进气总管7。

由此，通过设置进气滤清器的方式，减少进入到往复式内燃机5内的空气的杂质。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。