CN101526047A - 一种液化天然气汽车发动机燃料供给工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液化天然气汽车发动机燃料供给工艺，属于燃气汽车发动机燃料供给工艺领域。选用设有经济阀和内置单向阀的液化天然气汽车车用瓶，用于控制调节车用瓶内气体被抽出的压力；选用一个天然气高压储气瓶或压缩天然气气瓶储存高压天然气；通过一个减压阀将天然气高压储气瓶或压缩天然气气瓶和液化天然气汽车车用瓶相连；减压阀的设定压力高于天然气发动机进气压力的最大值，同时二者的差值应能够补偿天然气从液化天然气汽车车用瓶到发动机的压力损失。本发明满足液化天然气汽车车用瓶储存压力低而天然气发动机进口压力需求较高、且压力波动较小的工况，使天然气发动机在额定的进气压力下稳定可靠的工作。

Description

一种液化天然气汽车发动机燃料供给工艺
技术领域
本发明涉及一种新型液化天然气汽车(LNGV)燃料系统。主要是为了满足现有重型液化天然气汽车LNG车用瓶储存压力低、发动机燃气进口压力需求较高的一种发动机燃料供给工艺，属于燃气汽车发动机燃料供给工艺领域。
背景技术
目前在用液化天然气汽车发动机主要是进口发动机，进口发动机对进气压力要求低且能满足较宽范围(0.35Mpa-1.0Mpa)的进气压力，针对进口发动机的特点，市场上现有的液化天然气汽车燃料系统都能保证LNGV发动机在最佳工况下工作。随着我国压缩天然气汽车(CNGV)的快速发展，国产天然气发动机也得到了广泛的应用。近来我国LNG产业的快速发展及LNGV示范推广力度不断加大，国产天然气发动机以其优廉的价格使其在液化天然气汽车上的应用越来越多。许多LNG运输企业也为了降低运输成本，也希望以液化天然气为拖车发动机燃料进行远距离LNG运输。目前，国产天然气发动机在应用到LNGV的时候，遇到一个普遍技术问题，即市场现有的液化天然气汽车燃料系统不能满足国产天然气发动机的进气要求。国产天然气发动机一般要求天然气进气压力在0.85Mpa以上，且进气压力波动范围不大于0.1Mpa。如果燃料系统不能提供发动机所需的天然气进气条件，发动机就不能正常工作，其动力性、排放性将大大降低，经济性也得不到保证。
国际上现有两种技术来满足重型液化天然气汽车发动机高进气压力的要求。其一，以美国西港公司代表开发的HPDI技术，其技术核心就是在LNG车用瓶内设置一台往复式高压泵，LNG由泵增压后送出，再经汽化器汽化后提供给发动机燃烧。采用此种技术，一则成本过高不能推广使用，二则技术成熟度还不能满足实际需要。
其二，在所采用LNG车用瓶上增加一个自增压系统，将部分液体从车用瓶底部抽出，通过自增压系统从环境内吸热后返回车用瓶顶部的气相空间。在此过程，由于少部分的液体汽化使车用瓶顶部气相压力上升，从而提高燃料的输送压力，以满足天然气发动机的进气条件。采用此种技术，优点是成本较低，缺点是车用瓶压力不易控制，尤其是车辆在停驶后，自增压系统仍继续工作，车用瓶压力上升较快，车用瓶的安全阀会很快打开，安全性和经济性都被削弱。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型液化天然气汽车发动机燃料供给工艺，满足液化天然气汽车车用瓶储存压力低而天然气发动机进口压力需求较高、且压力波动较小的工况，使天然气发动机在额定的进气压力下稳定可靠的工作。
本发明提供一种新型液化天然气汽车发动机燃料供给工艺，其特征在于：
1.选用的液化天然气(LNG)车用瓶设有经济阀和内置单向阀，用于控制调节车用瓶内气体被抽出的压力；
2.选用一个天然气高压储气瓶或压缩天然气(CNG)气瓶储存高压天然气。
3.通过一个减压阀将天然气高压储气瓶或压缩天然气CNG气瓶和液化天然气储气瓶气相空间相连。
4.减压阀的设定压力高于天然气发动机进气压力的最大值，同时二者的差值应能够补偿天然气从LNG车用瓶到发动机的压力损失。
5.当LNG车用瓶内储存压力高于发动机进气压力时，在经济阀和内置单向阀的共同作用下，车用瓶的气相优先液相向发动机提供燃料。
6.当LNG车用瓶储存压力低于发动机进气压力时，储存在天然气高压储气瓶或CNG气瓶内的高压气体经过减压阀减压后进入LNG车用瓶气相空间，持续、稳定地补偿LNG车用瓶的燃气输送压力，以满足发动机所需的进气压力。
本发明的优点：
1.本工艺简单、可靠，发动机天然气进口压力稳定且可以根据需要进行调整，可适应不同进口压力的天然气发动机。
2.本工艺可适用不同饱和压力的液化天然气气源。
3.采用的液化天然气车用瓶及天然气储气瓶或CNG气瓶、减压阀等已全部国产化，系统造价低。
4.LNG和CNG充装工艺成熟，全国CNG加气站分布广，可以很方便的找到CNG气源，从而保证液化天然气汽车长距离最佳工况行驶；
5.LNG和CNG技术成熟、安全性高。
附图说明：
图1实施例的装置示意图。
具体实施方式：
本发明提供的液化天然气汽车发动机燃料供给装置主要由LNG车用瓶1、经济阀4、内置单向阀5、切断阀6、过流阀7、汽化器8、电磁阀9、第二减压阀10、高压储气瓶或CNG气瓶2、第一减压阀3和上述部件之间相连的管线组成。
当LNG车用瓶1内储存压力高于发动机进气压力时，在经济阀4和内置单向阀5的共同作用下，LNG车用瓶1的气相通过经济阀4流出，再经切断阀6、过流阀7、汽化器8、电磁阀9、第二减压阀10向发动机提供燃料。
当LNG车用瓶1储存压力低于发动机进气压力时，储存在天然气高压储气瓶或CNG气瓶2内的高压气体经过减压阀3减压后进入LNG车用瓶1气相空间，以持续稳定提高LNG车用瓶1的压力，以满足发动机所需的进气压力。在此压力的作用下，液体从LNG车用瓶1中经单向阀5流出，再经切断阀6、过流阀7、汽化器8、电磁阀9、减压阀10向发动机提供燃料。
在使用中，为了避免从高压储气瓶或CNG气瓶2流出的气体再经经济阀4流出，送至发动机，经济阀4的设定压力应高于减压阀3的设定压力。同时为了降低LNG车用瓶1的工作压力和延长LNG在LNG车用瓶1的储存时间，经济阀4的设定压力比减压阀3的设定压力高0.05～0.1MPa。
该工艺根据发动机的天然气进气条件来设置经济阀和减压阀的设定压力，从而实现持续、稳定、可靠、安全地向天然气发动机提供燃料。

Claims (1)

1、一种液化天然气汽车发动机燃料供给工艺，其特征在于：
选用设有经济阀和内置单向阀的液化天然气汽车车用瓶，用于控制调节车用瓶内气体被抽出的压力；选用一个天然气高压储气瓶或压缩天然气气瓶储存高压天然气；通过一个减压阀将天然气高压储气瓶或压缩天然气气瓶和液化天然气汽车车用瓶相连；减压阀的设定压力高于天然气发动机进气压力的最大值，同时二者的差值应能够补偿天然气从液化天然气汽车车用瓶到发动机的压力损失；
当液化天然气汽车车用瓶内储存压力高于发动机进气压力时，在经济阀和内置单向阀的共同作用下，车用瓶的气相优先向发动机提供燃料；当液化天然气汽车车用瓶储存压力低于发动机进气压力时，储存在天然气高压储气瓶或压缩天然气气瓶内的高压气体经过减压阀减压后进入液化天然气汽车车用瓶气相空间。
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