气体浓度测量系统及具有其的氢气内燃机的制作方法

本技术涉及内燃机，具体而言，涉及一种气体浓度测量系统及具有其的氢气内燃机。

背景技术：

1、为应对全球变暖的趋势，满足碳达峰、碳中和的目标，碳排放法规日益严格，汽车是碳排放的重要组成部分，氢能是实现碳达峰与碳中和的最佳能源形式，也被誉为21世纪的终极能源。

2、氢内燃机具有零碳排放、高效率、高可靠性和低成本的显著优势，成为氢能应用的重要方向之一。但由于氢气化学性能活跃，若在内燃机泄露，存在安全隐患，因此测量曲轴箱内的氢气浓度对于氢气内燃机来说十分有必要。

3、热导学原理氢气浓度传感器的测量原理如下：热导学原理氢气浓度传感器是通过两个热敏电阻，依靠一个热敏电阻在不同气体中散热的速度会不同(气体的热导率不同)，降温的速度不同会让热敏电阻的阻值升高的速度不同，两个热敏电阻的阻值做对比，计算出被测气体浓度，由于热敏电阻的工作原理是纯物理原理，因此热敏电阻的耐受性好、耐高温、不会被其他气体毒化或高浓度冲击穿透、寿命可达十年，且具有不需要定期标定的优势，因此，热导学原理氢气浓度传感器广泛利用在氢气内燃机中，测量氢气内燃机的各个位置的氢气浓度。

4、目前，热导学原理氢气浓度传感器在氢气内燃机中具有如下布置形式：

5、将热导学原理氢气浓度传感器设置在曲轴箱内侧并位于曲轴摇臂附近，以直接得到曲轴箱内的氢气浓度。但是，由于曲轴箱内容易充满油雾，使得曲轴箱内部的环境恶劣，若采用此布置形式，氢气浓度传感器的测量口很快便被油雾堵死，曲轴箱内的油雾会迅速污染氢气浓度传感器的测量接头，导致气体无法穿过氢气浓度传感器，从而使氢气浓度传感器失灵或者测量误差增大甚至失效，极大了缩短了氢气浓度传感器的使用寿命，增加发动机成本。

6、为保证曲轴箱压力，必须要在内燃机处设置呼吸系统，将从燃烧室内的漏气经过油气分离器分离后，引入至涡轮增压器中。油气分离器通过离心及重力的作用可以将大部分机油汇集并使其回流至油底壳内，油气分离器的出气口与涡轮增压器压气机的进气口连通，新鲜空气进入气缸内燃烧的过程中，经过油气分离器进行油气分离处理后的出气口处的大颗粒油雾较少，此时可以采用将氢气浓度传感器设置在油气分离器的出气口处，在油气分离器的出气口的位置测量氢气浓度，这样设置虽然避免了氢气浓度传感器与油雾的直接接触，提高了氢气浓度传感器的检测的可靠性，但是，由于油气分离器是利用物理特性实现的油气分离，由于油气分离器的工作原理的局限性，无法使油气完全分离，仍会导致细小的油雾颗粒混合在气体中并通过出气口流出，在氢气内燃机运行一段时间后，依然会污染氢气浓度传感器，为了保证氢气内燃机的安全运行，当氢气浓度传感器被污染后仍然需要及时更换，如此依然增加了发动机运行成本。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的在于提供一种气体浓度测量系统及具有其的氢气内燃机，以解决现有技术中的气体浓度检测传感器的检测不可靠的问题。

2、为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种气体浓度测量系统，包括：油气分离器，用于与曲轴箱连通；过滤装置，包括用于存水的过滤水箱，油气分离器的出气口与过滤水箱连通，以使经过油气分离器分离后的气体流向过滤水箱内，并通过过滤水箱内的水对气体进行过滤；涡轮增压器，过滤水箱具有排气口，排气口与涡轮增压器之间通过第一连通管路连接；气体浓度传感器，气体浓度传感器设置在第一连通管路上，以检测经过过滤水箱过滤后的气体的浓度。

3、进一步地，气体浓度测量系统还包括：第二连通管路，第二连通管路的一端与油气分离器的出气口连接，第二连通管路的另一端与过滤水箱连接；其中，第二连通管路的远离油气分离器的一端延伸至过滤水箱的内侧并位于过滤水箱内的液面下方。

4、进一步地，第二连通管路具有第一端和第二端，第一端与油气分离器的出气口连接，第二端位于过滤水箱内，第二连通管路倾斜设置，以使第二端位于第一端的下方；和/或，第二连通管路的远离油气分离器的一端与过滤水箱的底壁之间具有预设距离。

5、进一步地，过滤装置包括：液位传感器，液位传感器设置在过滤水箱上，以检测过滤水箱内的液位；排水组件，排水组件包括排水管和排水阀，排水管与过滤水箱连接，排水阀设置在排水管上，排水阀与液位传感器连接，以根据液位传感器的检测结果控制排水阀的开闭。

6、进一步地，过滤装置包括注水管路，注水管路与过滤水箱连接，注水管路位于排气口的上方；和/或，过滤水箱上设置有观测口，观测口处设置有由透明材料制成的密封部件，密封部件上设置有刻度线。

7、进一步地，气体浓度测量系统包括：过滤膜，用于过滤气体中的液态物质，过滤膜设置在第一连通管路上，并将第一连通管路的管腔分为两个腔体段，气体浓度传感器位于过滤膜的远离过滤水箱一侧。

8、进一步地，气体浓度测量系统还包括：压力检测组件，压力检测组件与第一连通管路的两个腔体段连通，以检测两个腔体段内的压力。

9、进一步地，压力检测组件包括压差传感器，压差传感器的两个检测部分别与两个腔体段连通，以检测两个腔体段之间的压力差值。

10、进一步地，过滤膜由聚四氟乙烯材料制成；和/或，过滤膜为多个，多个过滤膜沿第一连通管路的延伸方向间隔设置。

11、根据本实用新型的另一方面，提供了一种氢气内燃机，包括上述的气体浓度测量系统；气缸，包括曲轴箱和气缸盖罩，气体浓度测量系统的油气分离器与曲轴箱连接，气体浓度测量系统的涡轮增压器与气缸盖罩连接。

12、应用本实用新型的技术方案，本实用新型提供了一种气体浓度测量系统，包括：油气分离器，用于与曲轴箱连通；过滤装置，包括用于存水的过滤水箱，油气分离器的出气口与过滤水箱连通，以使经过油气分离器分离后的气体流向过滤水箱内，并通过过滤水箱内的水对气体进行过滤；涡轮增压器，过滤水箱具有排气口，排气口与涡轮增压器之间通过第一连通管路连接；气体浓度传感器，气体浓度传感器设置在第一连通管路上，以检测经过过滤水箱过滤后的气体的浓度。本申请的曲轴箱内的油雾气体混合物经过油气分离器得到气体，经过油气分离器过滤后的气体再经过滤水箱过滤，以减少气体中的油雾含量，本申请利用了废气和氢气不溶于水的特性实现对气体中的油雾颗粒的进一步地过滤，以使气体浓度传感器对经过油气分离器和过滤水箱过滤后的气体进行检测，这样，可以防止曲轴箱内的油雾污染气体浓度传感器，提升气体浓度传感器的检测可靠性，减少气体浓度传感器的更换次数，从而降低发动机的运行成本。

技术特征：

1.一种气体浓度测量系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的气体浓度测量系统，其特征在于，所述气体浓度测量系统还包括：

3.根据权利要求2所述的气体浓度测量系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的气体浓度测量系统，其特征在于，所述过滤装置(3)包括：

5.根据权利要求1所述的气体浓度测量系统，其特征在于，

6.根据权利要求1至5中任一项所述的气体浓度测量系统，其特征在于，所述气体浓度测量系统包括：

7.根据权利要求6所述的气体浓度测量系统，其特征在于，所述气体浓度测量系统还包括：

8.根据权利要求7所述的气体浓度测量系统，其特征在于，所述压力检测组件(7)包括压差传感器，所述压差传感器的两个检测部分别与两个所述腔体段连通，以检测两个所述腔体段之间的压力差值。

9.根据权利要求6所述的气体浓度测量系统，其特征在于，

10.一种氢气内燃机，其特征在于，包括

技术总结本技术提供了一种气体浓度测量系统及具有其的氢气内燃机，气体浓度测量系统包括：油气分离器，用于与曲轴箱连通；过滤装置，包括用于存水的过滤水箱，油气分离器的出气口与过滤水箱连通，以使经过油气分离器分离后的气体流向过滤水箱内，并通过过滤水箱内的水对气体进行过滤；涡轮增压器，过滤水箱具有排气口，排气口与涡轮增压器之间通过第一连通管路连接；气体浓度传感器，气体浓度传感器设置在第一连通管路上，以检测经过过滤水箱过滤后的气体的浓度。本技术解决了现有技术中的气体浓度检测传感器的检测不可靠的问题。技术研发人员：冯瑞祥,王作峰,贾德民,訾鹏受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司技术研发日：20231114技术公布日：2024/6/20