天然气汽车混合供气系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种天然气汽车混合供气系统，包括由LNG车载气瓶、气化器、降压调节阀、第一电磁阀、缓冲罐、滤清器、燃气喷轨、发动机依次连接形成的LNG供气系统；它还包括由CNG气瓶、高压粗滤器、汇流排、高压精滤器、高压减压器、第二电磁阀、过滤器、三通阀、第三电磁阀、第四电磁阀构成的CNG双通道供气系统。本实用新型通过将LNG供气系统与CNG双通道供气系统相结合，充分利用CNG供气系统和LNG供气系统各自的优势，实现CNG为LNG快速增压，彻底解决了国内LNG供气系统自增压能力不足的问题，同时有利于增加车辆的续航里程以及满足发动机大功率运行的工况。
【专利说明】
天然气汽车混合供气系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及汽车燃气供给技术领域，具体地指一种天然气汽车混合供气系统。
【背景技术】
[0002]经过多年的发展，天然气汽车的使用量每年稳步上升。天然气汽车省钱、环保，但目前国内很多汽车用液化天然气(LNG)加液站，只能提供低饱和态LNG液体，气瓶的压力过低，影响车辆运行。为了满足车辆发动机的需求，车用瓶增加了自增压系统。现有的自增压系统大多为空温式增压系统和水浴式增压系统，空温式增压系统利用空气温度将液化天然气汽化成气体，重新循环回气瓶内部气相空间来对气瓶进行增压，而水浴式增压系统的热源则来自于发动机的冷却水。两种增压系统均能达到增压效果，但是使气瓶从0.3MPa升压至Ij0.8MPa需要30分钟以上的时间，耗时长、效率低，影响客户使用。另外，压缩天然气(CNG)汽车也是一种节能、环保的新能源汽车，但其每加一次气，仅能跑150公里左右，只适用于短途运行的汽车使用，因此车辆的续航里程受到了极大的限制。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是要提供一种天然气汽车混合供气系统，该混合供气系统通过将LNG供气系统与CNG双通道供气系统相结合，充分利用CNG供气系统和LNG供气系统各自的优势，实现CNG为LNG快速增压，彻底解决了国内LNG供气系统自增压能力不足的问题，同时有利于增加车辆的续航里程以及满足发动机大功率运行的工况。
[0004]为实现上述目的，本实用新型所设计的天然气汽车混合供气系统，包括由LNG车载气瓶、气化器、降压调节阀、第一电磁阀、缓冲罐、滤清器、燃气喷轨、发动机依次连接形成的LNG供气系统；其中，所述LNG车载气瓶的进液口处设有加注口，所述LNG车载气瓶的出液口连接所述气化器的进液口，所述气化器的出气口连接所述降压调节阀的入口，所述降压调节阀的出口连接所述第一电磁阀的入口，所述第一电磁阀的出口连接所述缓冲罐的入气口，所述缓冲罐的出气口连接所述滤清器的入气口，所述滤清器的出气口连接所述燃气喷轨的入气口，所述燃气喷轨的出气口连接所述发动机的入气口；
[0005]它还包括由CNG气瓶、高压粗滤器、汇流排、高压精滤器、高压减压器、第二电磁阀、过滤器、三通阀、第三电磁阀、第四电磁阀构成的CNG双通道供气系统;其中，所述CNG气瓶的入气口处设有加气阀，所述CNG气瓶的出气口连接所述高压粗滤器的入气口，所述高压粗滤器的出气口连接所述汇流排的入气口，所述汇流排的出气口连接所述高压精滤器的入气口，所述高压精滤器的出气口连接所述高压减压器的入气口，所述高压减压器的出气口连接所述第二电磁阀的入口，所述第二电磁阀的出口连接所述过滤器的入气口，所述过滤器的出气口连接所述三通阀的第一接口，所述三通阀的第二接口连接所述第三电磁阀的入口，所述第三电磁阀的出口连接所述LNG车载气瓶的回气口，所述三通阀的第三接口连接所述第四电磁阀的入口，所述第四电磁阀的出口连接所述缓冲罐的入气口。
[0006]进一步地，它还包括控制单元，所述控制单元的压力信号输入端分别与LNG车载气瓶、降压调节阀和汇流排的压力信号输出端连接，所述控制单元的控制信号输出端分别与第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀的控制信号输入端连接。通过控制单元来控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀的开闭状态，根据不同路况选择不同的供气系统，充分利用CNG供气系统和LNG供气系统各自的优势，有利于增加车辆的续航里程及满足发动机大功率运行的工况。
[0007]进一步地，所述LNG车载气瓶的气相端与第三电磁阀的出口之间的管路设有回气口，当LNG车载气瓶加液时回气口与加液设备的气相端相连接，加注口与加液设备的液相端相连，这样LNG车载气瓶与加液装置形成了回路，在压力差的作用下加液装置的液体流入LNG车载气瓶内，通过连通气相空间，避免了由于LNG车载气瓶内压力过高而引起的加液困难。
[0008]进一步地，所述降压调节阀的出口设定压力为0.6?1.0MPa，有效地保证了发动机供气量的需求，且使得发动机中气体燃烧效率最高。
[0009]进一步地，所述缓冲罐的容积为40?120L，从而有利于均衡压力，避免气体压力波动过大，并且有效解决了在启动发动机时，由于LNG车载气瓶未能及时供气而造成发动机的空转问题。
[00?0]进一步地，所述滤清器的输入压力为0.6?1.0MPa，过滤精度< 3μηι，从而有效滤除气体中的微小杂质。
[0011]进一步地，所述高压粗滤器的工作压力为15?25MPa，工作温度为-40?100°C，过滤精度为10?50μπι，有利于高压时初步滤去气体中较大的杂质，有效地避免大的杂质颗粒堵塞高压精滤器。
[0012]进一步地，所述高压精滤器的工作压力为15?25MPa，工作温度为-40?120°C，过滤精度< 0.3μηι，有利于过滤CNG及CNG管路中大于0.3μηι的颗粒和杂质，以保护高压电磁阀、发动机以及CNG喷嘴等部件，过滤效率高达99.97%。
[0013]再进一步地，所述高压减压器采用杠杆膜片式减压机构，其额定工作压力为15?25MPa，工作温度为-40?85°C。通过两级减压，使20MPa高压气体减压至0.7?0.9MPa的低压天然气，采用发动机冷却液对其加热，以防高压减压器零部件低温损坏。
[0014]更进一步地，所述过滤器的工作压力为0.5?IMPa，工作温度为_40 °C?120 °C，过滤掉管道里的污染杂质，保护燃气喷轨、发动机等。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0016]其一，本实用新型通过将LNG供气系统与CNG双通道供气系统相结合，充分利用CNG供气系统和LNG供气系统各自的优势，从而实现LNG汽车供气系统的供给压力满足要求时，优先LNG单独供气较CNG单独供气可节约60%以上的成本。
[0017]其二，本实用新型的混合供气系统在车辆爬坡或载荷较重，CNG与LNG供气系统一同供气，满足大功率的供气需求，具有运行距离长、改装简单、燃料利用充分等优点。
[0018]其三，本实用新型的混合供气系统可通过CNG供气系统给LNG供气系统快速增压，增压速率可提高15倍以上，而且车辆续航里程增加150公里左右，有利于增加车辆的续航里程及满足发动机大功率运行的工况。
【附图说明】
[0019]图1为一种天然气汽车混合供气系统的结构示意图；
[0020]其中:LNG车载气瓶1、加注口1.1、气化器2、降压调节阀3、第一电磁阀4、缓冲罐5、滤清器6、燃气喷轨7、发动机8、CNG气瓶9、加气阀9.1、高压粗滤器10、汇流排11、高压精滤器12、高压减压器13、第二电磁阀14、过滤器15、三通阀16、第三电磁阀17、第四电磁阀18、控制单元19、回气口 20。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0022]图中所示的天然气汽车混合供气系统，包括由LNG车载气瓶1、气化器2、降压调节阀3、第一电磁阀4、缓冲罐5、滤清器6、燃气喷轨7、发动机8依次连接形成的LNG供气系统;其中，LNG车载气瓶I的进液口处设有加注口 1.1，LNG车载气瓶I的出液口连接气化器2的进液口，气化器2的出气口连接降压调节阀3的入口，降压调节阀3的出口连接第一电磁阀4的入口，第一电磁阀4的出口连接缓冲罐5的入气口，缓冲罐5的出气口连接滤清器6的入气口，滤清器6的出气口连接燃气喷轨7的入气口，燃气喷轨7的出气口连接发动机8的入气口。
[0023]它还包括由CNG气瓶9、高压粗滤器10、汇流排11、高压精滤器12、高压减压器13、第二电磁阀14、过滤器15、三通阀16、第三电磁阀17、第四电磁阀18构成的CNG双通道供气系统；其中，CNG气瓶9的入气口处设有加气阀9.1，CNG气瓶9的出气口连接高压粗滤器1的入气口，高压粗滤器10的出气口连接汇流排11的入气口，汇流排11的出气口连接高压精滤器12的入气口，高压精滤器12的出气口连接高压减压器13的入气口，高压减压器13的出气口连接第二电磁阀14的入口，第二电磁阀14的出口连接过滤器15的入气口，过滤器15的出气口连接三通阀16的第一接口，三通阀16的第二接口连接第三电磁阀17的入口，第三电磁阀17的出口连接LNG车载气瓶I的回气接头，三通阀16的第三接口连接第四电磁阀18的入口，第四电磁阀18的出口连接缓冲罐5的入气口，LNG车载气瓶I的回气口与第三电磁阀17的出口之间的管路内设有回气口 20。当LNG车载气瓶I加液时回气口 20与加液设备的气相端相连接，加注口 1.1与加液设备的液相端相连，这样LNG车载气瓶I与加液装置形成了回路，在压力差的作用下加液装置的液体流入LNG车载气瓶I内，通过连通气相空间，避免了由于LNG车载气瓶I内压力过高而引起的加液困难。
[0024]上述技术方案中，它还包括控制单元19，控制单元19的压力信号输入端分别与LNG车载气瓶1、降压调节阀3和汇流排11的压力信号输出端连接，控制单元19的控制信号输出端分别与第一电磁阀4、第二电磁阀14、第三电磁阀17、第四电磁阀18的控制信号输入端连接。通过控制单元来控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀的开闭状态，根据不同路况选择不同的供气系统，充分利用CNG供气系统和LNG供气系统各自的优势，有利于增加车辆的续航里程及满足发动机大功率运行的工况。
[0025]上述技术方案中，降压调节阀3的出口压力为0.6?1.0MPa，从而有效地保证了发动机8供气量的需求，且使得发动机8中气体燃烧效率最高。缓冲罐5的容积为40?120L，从而有利于均衡压力，避免气体压力波动过大，并且有效解决了在启动发动机8时，由于LNG车载气瓶I未能及时供气而造成发动机8的空转问题。滤清器6的输入压力为0.6?IMPa，过滤精度< 3μπι，从而有效滤除气体中的微小杂质。高压粗滤器10的工作压力为15?25MPa，工作温度为-40?100°C，过滤精度为10?50μηι，从而有利于高压时初步滤去气体中较大的杂质，有效地避免大的杂质颗粒堵塞高压精滤器12。高压精滤器12的工作压力为15?25MPa，工作温度为-40?120°C，过滤精度< 0.3μπι，有利于过滤CNG及CNG管路中大于0.3μπι的颗粒和杂质，以保护高压电磁阀、发动机以及CNG喷嘴等部件，过滤效率高达99.97%。高压减压器13采用杠杆膜片式减压机构，其额定工作压力为15?25MPa，工作温度为-40?85°C。这样，通过两级减压，使20MPa高压气体减压至0.7?0.9MPa的低压天然气，采用发动机冷却液对其加热，以防高压减压器零部件低温损坏。过滤器15的工作压力为0.5?IMPa，工作温度为-40°C?120°C，从而有效滤除气体中的微小杂质。
[0026]本实用新型的工作过程:
[0027]当LNG车载气瓶I和缓冲罐5内压力均满足供气压力需求时，则LNG供气系统单独供气。当LNG车载气瓶I和缓冲罐5内压力未能满足供气压力需求时，则开启第二电磁阀14、第三电磁阀17，此时CNG供气系统为LNG车载气瓶I快速增压，以解决LNG供气系统增压缓慢的问题。当LNG用完(剩余10升左右)，则关闭第三电磁阀17、第一电磁阀4，打开第四电磁阀18，实现CNG供气系统单独供气，增加车辆的续航里程。
[0028]当遇到爬坡或路况较差需要大功率供气时，则同时打开第一电磁阀4、第二电磁阀14、第三电磁阀17、第四电磁阀18，实现LNG供气系统和CNG供气系统(S卩天然气混合供气系统)的同时供气。此系统可在原LNG供气系统基础上增加续航里程100?500公里，同时，优先LNG供气比CNG供气节约资金60%以上，排放的尾气符合国家标准，属绿色环保的新能源汽车。
[0029 ]当走很远路程没有地方加LNG时，关闭第一电磁阀4、第三电磁阀17，打开第二电磁阀14、第四电磁阀18，转换到CNG档，汽车和通常情况一样，加上LNG可以照常行驶。
[0030 ]本实用新型充分利用CNG供气系统和LNG供气系统各自的优势，实现CNG为LNG快速增压，彻底解决国内LNG供气系统自增压能力不足的问题，同时有利于增加车辆的续航里程及满足发动机大功率运行的工况。其它未经详细说明的部分均为现有技术。
[0031]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种天然气汽车混合供气系统，包括由LNG车载气瓶(I)、气化器(2)、降压调节阀(3)、第一电磁阀(4)、缓冲罐(5)、滤清器(6)、燃气喷轨(7)、发动机(8)依次连接形成的LNG供气系统;其中，所述LNG车载气瓶(I)的进液口处设有加注口(1.1)，所述LNG车载气瓶(I)的出液口连接所述气化器(2)的进液口，所述气化器(2)的出气口连接所述降压调节阀(3)的入口，所述降压调节阀(3)的出口连接所述第一电磁阀(4)的入口，所述第一电磁阀(4)的出口连接所述缓冲罐(5)的入气口，所述缓冲罐(5)的出气口连接所述滤清器(6)的入气口，所述滤清器(6)的出气口连接所述燃气喷轨(7)的入气口，所述燃气喷轨(7)的出气口连接所述发动机(8)的入气口，其特征在于: 它还包括由CNG气瓶(9)、高压粗滤器(10)、汇流排(11)、高压精滤器(12)、高压减压器(13)、第二电磁阀(14)、过滤器(15)、三通阀(16)、第三电磁阀(17)、第四电磁阀(18)构成的CNG双通道供气系统;其中，所述CNG气瓶(9)的入气口处设有加气阀(9.1)，所述CNG气瓶(9)的出气口连接所述高压粗滤器(10)的入气口，所述高压粗滤器(10)的出气口连接所述汇流排(11)的入气口，所述汇流排(11)的出气口连接所述高压精滤器(12)的入气口，所述高压精滤器(12)的出气口连接所述高压减压器(13)的入气口，所述高压减压器(13)的出气口连接所述第二电磁阀(14)的入口，所述第二电磁阀(14)的出口连接所述过滤器(15)的入气口，所述过滤器(15)的出气口连接所述三通阀(I6)的第一接口，所述三通阀(I6)的第二接口连接所述第三电磁阀(17)的入口，所述第三电磁阀(17)的出口连接所述LNG车载气瓶(I)的回气接头，所述三通阀(16)的第三接口连接所述第四电磁阀(18)的入口，所述第四电磁阀(18)的出口连接所述缓冲罐(5)的入气口。2.根据权利要求1所述的天然气汽车混合供气系统，其特征在于:它还包括控制单元(19)，所述控制单元(19)的压力信号输入端分别与LNG车载气瓶(1)、降压调节阀(3)和汇流排(11)的压力信号输出端连接，所述控制单元(19)的控制信号输出端分别与第一电磁阀(4)、第二电磁阀(14)、第三电磁阀(17)、第四电磁阀(18)的控制信号输入端连接。3.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气系统，其特征在于:所述LNG车载气瓶(I)的回气接头与第三电磁阀(17)的出口之间的管路内设有回气口(20)。4.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气系统，其特征在于:所述降压调节阀(3)的出口压力为0.6?1.0MPa。5.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气系统，其特征在于:所述缓冲罐(5)的容积为40?120L。6.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气系统，其特征在于:所述滤清器(6)的输入压力为0.6?1.0MPa，过滤精度< 3μηι。7.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气系统，其特征在于:所述高压粗滤器(10)的工作压力为15?25MPa，工作温度为-40?100°C，过滤精度为10?50μπι。8.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气系统，其特征在于:所述高压精滤器(12)的工作压力为15?25MPa，工作温度为-40?120°C，过滤精度<0.3μπι。9.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气系统，其特征在于:所述高压减压器(13)采用杠杆膜片式减压机构，其额定工作压力为15?25MPa，工作温度为-40?85°C。10.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气系统，其特征在于:所述过滤器(15)的工作压力为0.5?110^，工作温度为-40°(:?120°(:。
【文档编号】F02M21/02GK205503311SQ201620248488
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】赵彦成, 胡健, 唐英国, 康彬
【申请人】湖北三江航天江北机械工程有限公司