CN205503311U - 天然气汽车混合供气*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种天然气汽车混合供气***,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***;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***。本实用新型通过将LNG供气***与CNG双通道供气***相结合,充分利用CNG供气***和LNG供气***各自的优势,实现CNG为LNG快速增压,彻底解决了国内LNG供气***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。
Description
技术领域
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***。
背景技术
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***。现有的自增压***大多为空温式增压***和水浴式增压***,空温式增压***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***的热源则来自于发动机的冷却水。两种增压***均能达到增压效果,但是使气瓶从0.3MPa升压到0.8MPa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
本实用新型的目的就是要提供一种天然气汽车混合供气***,该混合供气***通过将LNG供气***与CNG双通道供气***相结合,充分利用CNG供气***和LNG供气***各自的优势,实现CNG为LNG快速增压,彻底解决了国内LNG供气***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。
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***,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***;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;
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***;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。
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***,充分利用CNG供气***和LNG供气***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。
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。
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。
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。
进一步地,所述滤清器的输入压力为0.6~1.0MPa,过滤精度≤3μm,从而有效滤除气体中的微小杂质。
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℃,过滤精度为10~50μm,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。
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℃,过滤精度≤0.3μm,有利于过滤CNG及CNG管路中大于0.3μm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%。
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℃。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。
更进一步地,所述过滤器的工作压力为0.5~1MPa,工作温度为-40℃~120℃,过滤掉管道里的污染杂质,保护燃气喷轨、发动机等。
与现有技术相比,本实用新型具有如下优点:
其一,本实用新型通过将LNG供气***与CNG双通道供气***相结合,充分利用CNG供气***和LNG供气***各自的优势,从而实现LNG汽车供气***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。
其二,本实用新型的混合供气***在车辆爬坡或载荷较重,CNG与LNG供气***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。
其三,本实用新型的混合供气***可通过CNG供气***给LNG供气***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
图1为一种天然气汽车混合供气***的结构示意图;
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
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。
图中所示的天然气汽车混合供气***,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***;其中,LNG车载气瓶1的进液口处设有加注口1.1,LNG车载气瓶1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。
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***;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10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1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1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1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1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1内,通过连通气相空间,避免了由于LNG车载气瓶1内压力过高而引起的加液困难。
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***,充分利用CNG供气***和LNG供气***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。
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1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0.6~1MPa,过滤精度≤3μm,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℃,过滤精度为10~50μm,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℃,过滤精度≤0.3μm,有利于过滤CNG及CNG管路中大于0.3μm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℃。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0.5~1MPa,工作温度为-40℃~120℃,从而有效滤除气体中的微小杂质。
本实用新型的工作过程:
当LNG车载气瓶1和缓冲罐5内压力均满足供气压力需求时,则LNG供气***单独供气。当LNG车载气瓶1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***为LNG车载气瓶1快速增压,以解决LNG供气***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***单独供气,增加车辆的续航里程。
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***和CNG供气***(即天然气混合供气***)的同时供气。此***可在原LNG供气***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。
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。
本实用新型充分利用CNG供气***和LNG供气***各自的优势,实现CNG为LNG快速增压,彻底解决国内LNG供气***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。
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。
Claims (10)
1.一种天然气汽车混合供气***,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***;其中,所述LNG车载气瓶(1)的进液口处设有加注口(1.1),所述LNG车载气瓶(1)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***;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(16)的第一接口,所述三通阀(16)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(1)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***,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***,其特征在于:所述LNG车载气瓶(1)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***,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***,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***,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≤3μm。
7.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气***,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℃,过滤精度为10~50μm。
8.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气***,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℃,过滤精度≤0.3μm。
9.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气***,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℃。
10.根据权利要求1或2所述的天然气汽车混合供气***,其特征在于:所述过滤器(15)的工作压力为0.5~1MPa,工作温度为-40℃~120℃。
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