CN111664028A - 一种新型lng车载气瓶总成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型LNG车载气瓶总成，包括车载气瓶内的气瓶内胆，所述气瓶内胆上分别连通设置有单向阀和第一截止阀，所述单向阀另一端连接充液阀，所述第一截止阀另一端连接排气阀，所述气瓶内胆内部设置有低温泵，所述低温泵通过低温泵驱动系统驱动，所述低温泵的出口端连通有第三截止阀，所述第三截止阀的另一端连通缓存罐，所述缓存罐的另一端与DFDI压力调节与喷射系统相连接，本发明采用泵出LNG的方式提高LNG的泵出压力和稳定性，有利于提高车辆的续航能力。

Description

一种新型LNG车载气瓶总成
技术领域
本发明涉及发动机配件技术领域，特别涉及一种新型LNG车载气瓶总成。
背景技术
天然气在车辆上的携带方式分为压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)两种，CNG是高压气态的天然气，通常1体积转化为200标准体积的天然气。LNG是液态的天然气，通常1体积转化为625标准体积的天然气。
在LNG车辆中，LNG车载气瓶中的液化天然气是通过自身的重力作用从气瓶中流出，经过汽化器汽化后通向内燃机进行燃烧做功的。在车载气瓶中的液化天然气使用到一定的程度后，剩余约25％左右的液化天然气无法通过自身重力顺畅的流出气瓶，只有及时补充足量的液化天然气后才能继续使用，这不仅影响了车辆的持续行驶能力，还造成了存储空间的浪费，为车辆增加了额外的负担。
双燃料喷射的缸内直喷(DFDI)技术，通过先在燃烧室内喷射约5％的柴油，再喷射95％的CNG，柴油在缸内被压燃后，引燃随后喷射的CNG进行主燃烧，从而驱动发动机进行燃烧做功。DFDI技术，具备比柴油机更高的热效率，可达42％-48％，又可以大量减少PM值和NOx等污染物的排放，成为更清洁，更经济的内燃机燃料喷射系统。
发动机在采用DFDI技术时，需要车载气瓶为系统提供高压、稳定的CNG。目前市场上的车载气瓶，LNG通过自重流出，然后进行汽化，汽化后的CNG压力低，而且不稳定，无法为DFDI发动机定时、定量的提供高压天然气，亟需开发一种新型LNG车载气瓶总成，应用于双燃料高压缸内直喷发动机。
发明内容
本发明提供一种新型LNG车载气瓶总成，该气瓶总成将气瓶内的LNG全部泵出，为DFDI技术发动机提供稳定、高压力的CNG，增加车辆的续航里程。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种新型LNG车载气瓶总成，包括车载气瓶内的气瓶内胆，所述气瓶内胆上分别连通设置有单向阀和第一截止阀，所述单向阀另一端连接充液阀，所述单向阀的导通方向为由充液阀到气瓶内胆，所述第一截止阀另一端连接排气阀，所述气瓶内胆内部设置有低温泵，所述低温泵能够布置在气瓶内胆上的各个位置，所述低温泵通过低温泵驱动系统驱动，所述低温泵的出口端连通有第三截止阀，所述第三截止阀的另一端连通缓存罐，所述缓存罐的另一端与DFDI压力调节与喷射系统相连接，为DFDI发动机提供高压、稳定的CNG。
所述的低温泵驱动系统为液压驱动、电机驱动、机械机构驱动等多种驱动方式。
优选的，所述低温泵内的汽化器结构连通发动机水循环系统，所述发动机水循环系统中设置有水流量阀。
优选的，所述低温泵驱动系统包括高压油供给系统，所述高压油供给系统与低温泵之间设置有换向阀，所述换向阀通过四个接口分别连接高压油供给系统、低温泵、减压阀以及油箱，所述减压阀上通过另外两个接口分别连接低温泵和油箱。
优选的，所述低温泵内部汽化后的CNG通道与气瓶内胆之间还安装有增压阀，所述增压阀为常闭状态。
优选的，所述第三截止阀与缓存罐之间设置有过流阀。
优选的，在所述气瓶内胆和第一截止阀之间设置有一级安全阀，所述一级安全阀一端连接有压力表。
优选的，所述气瓶内胆上设有第二截止阀，所述第二截止阀另一端连接排液口。
优选的，所述气瓶内胆上设有液位计，所述液位计另一端连接有液位变送器。
优选的，所述气瓶内胆上与低温泵连接设置有二级安全阀，所述二级安全阀大于一级安全阀的开启压力值。
采用上述技术方案，通过低温泵驱动系统驱动低温泵将气瓶内胆中的LNG泵出并提供给DFDI压力调节与喷射系统，并且泵出并汽化的CNG压力达到50bar～550bar，可以为DFDI技术发动机提供稳定、高压力的CNG，解决了原有车载气瓶中的LNG是通过自身重力从气瓶中流出的，LNG剩余量较少时，将不能顺利流出，汽化后的CNG压力低且不稳定，车辆续航里程低的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明的工作原理图；
图2为本发明一种实施例的工作原理图；
图3为本发明低温泵左右放置时的结构示意图；
图4为本发明低温泵上下放置时的结构示意图；
图5为本发明低温泵中置时的结构示意图。
图中，01-气瓶内胆，02-充液阀，03-单向阀，04-第一截止阀，05-排气阀，06-一级安全阀，07-压力表，08-排液口，09-第二截止阀，10-液位计，11-液位变送器，12-低温泵，13-低温泵驱动系统，14-增压阀，15-二级安全阀，16-水流量阀，17-水循环系统，18-第三截止阀，19-过流阀，20-缓存罐，21-DFDI压力调节与喷射系统，22-减压阀，23-高压油供给系统，24-油箱，25、26、27、28、29、30、31-箭头。
具体实施方式
下面结合附图1-5对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供一种新型LNG车载气瓶总成，包括车载气瓶内的气瓶内胆01，所述气瓶内胆01上分别连通设置有单向阀03和第一截止阀04，所述单向阀03另一端连接充液阀02，所述单向阀03的导通方向为由充液阀02到气瓶内胆01，所述第一截止阀04另一端连接排气阀05，所述气瓶内胆01内部设置有低温泵12，所述低温泵12能够布置在气瓶内胆01上的各个位置，常用的布置方式有气瓶内胆01的左右布置、上下布置以及中置，所述低温泵12通过低温泵驱动系统13驱动，所述低温泵12的出口端连通有第三截止阀18，所述第三截止阀18的另一端连通缓存罐20，低温泵12泵出汽化后的CNG，沿箭头28方向，经过第三截止阀18和过流阀19流向缓存罐20，所述缓存罐20的另一端与DFDI压力调节与喷射系统21相连接，为DFDI发动机提供高压、稳定的CNG。具体地，当对车载气瓶进行LNG充装时，第一截止阀04开启，LNG通过充装设备沿箭头31方向，经充液阀02和单向阀03充入气瓶内胆01，气瓶内胆01中的压缩气体沿箭头30方向经过第一截止阀04和排气阀05流出车载气瓶，实现LNG燃料的充装。当LNG充装完成后，单向阀03与第一截止阀04关闭，切断气瓶内胆01与外部环境的通道，避免LNG反流。
所述的低温泵驱动系统13为液压驱动、电机驱动、机械机构驱动等多种驱动方式，以上驱动方式均为现有技术中的常用驱动方式，故在此不做赘述。
所述低温泵12内的汽化器结构连通发动机水循环系统17，所述发动机水循环系统中设置有水流量阀16。具体地，利用发动机水循环系统17中的高温冷却液，通向低温泵12内部的汽化器结构，将低温泵12泵出的LNG汽化为CNG，实现废热再利用，达到节能、环保、高效的目的；在水循环系统17中设置水流量阀16，实现对水流速的控制。
作为本发明的一个实施例，所述低温泵驱动系统13包括一种高压油供给系统23，所述高压油供给系统23与低温泵12之间设置有换向阀24，所述换向阀24通过四个接口分别连接高压油供给系统23、低温泵12、减压阀22以及油箱25，所述减压阀22上通过另外两个接口分别连接低温泵12和油箱25。具体地，高压油供给系统23将高压油供给换向阀24，换向阀24在车辆控制系统控制下，驱动低温泵12进行往复运动，实现LNG的推送，在液压驱动系统中设置减压阀22，将多余高压油沿着箭头26方向送回油箱25内，保护低温泵12部分运动行程在设定压力范围内工作，提高使用安全性。
所述低温泵12内部汽化后的CNG通道与气瓶内胆01之间还安装有增压阀14，所述增压阀14为常闭状态。具体地，当气瓶内胆01内的压力低于设定值时，车辆控制系统控制增压阀14的开启，沿着箭头27方向为气瓶内胆01增压，从而保证气瓶内胆01在设定范围内工作。
所述第三截止阀18与缓存罐20之间设置有过流阀19。具体地，在异常情况CNG流量超过过流阀19的设定值时，过流阀19关闭，主动切断低温泵12CNG出口与外部环境的通道。
在所述气瓶内胆01和第一截止阀04之间设置有一级安全阀06，所述一级安全阀06一端连接有压力表07。具体地，压力表07实时显示气瓶内胆01中的压力，起到监测作用；当气瓶内胆01中的压力超过设定值时，一级安全阀06开启，气瓶内胆01中的压缩气体通过一级安全阀06排向外部环境，保证气瓶内胆01中的压力在设定范围内，提高气瓶内胆01的使用安全性。
所述气瓶内胆01上设有第二截止阀09，所述第二截止阀09另一端连接排液口08。具体地，在特殊情况需要将车载气瓶中的LNG排出时，第二截止阀09和第一截止阀04同时开启，LNG沿箭头29方向，经过第二截止阀09和排液口08被抽出，同时通过排气阀05向气瓶内胆01中通压缩气体，保证LNG被顺利排出，排液完成后，第一截止阀04和第二截止阀09关闭。
所述气瓶内胆01上设有液位计10，所述液位计10另一端连接有液位变送器11。具体地，液位计10实时反应气瓶内胆01中LNG的液位，并将液位信号通过液位变送器11传输给车辆控制系统，液位变送器10中的集成甲烷报警器能够保证车辆的安全。
所述气瓶内胆01上与低温泵12连接设置有二级安全阀15，所述二级安全阀15大于一级安全阀06的开启压力值。具体地，当气瓶内胆01中的压力超过设定值并且一级安全阀06失效时，二级安全阀15开启，瓶内胆中的压缩气体通过一级安全阀06排向外部环境，保证气瓶内胆01中的压力在设定范围内，提高气瓶内胆01的使用安全性。
综上所述，本发明解决了原有车载气瓶中的LNG是通过自身重力从气瓶中流出的，LNG剩余量较少时，将不能顺利流出，汽化后的CNG压力低且不稳定，车辆续航里程低的问题。
以上结合附图1-5对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型LNG车载气瓶总成，包括车载气瓶内的气瓶内胆，其特征在于：所述气瓶内胆上分别连通设置有单向阀和第一截止阀，所述单向阀另一端连接充液阀，所述第一截止阀另一端连接排气阀，所述气瓶内胆内部设置有低温泵，所述低温泵通过低温泵驱动系统驱动，所述低温泵的出口端连通有第三截止阀，所述第三截止阀的另一端连通缓存罐，所述缓存罐的另一端与DFDI压力调节与喷射系统相连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型LNG车载气瓶总成，其特征在于：所述低温泵内的汽化器结构连通发动机水循环系统，所述发动机水循环系统中设置有水流量阀。
3.根据权利要求1所述的一种新型LNG车载气瓶总成，其特征在于：所述低温泵驱动系统包括高压油供给系统，所述高压油供给系统与低温泵之间设置有换向阀，所述换向阀通过四个接口分别连接高压油供给系统、低温泵、减压阀以及油箱，所述减压阀上通过另外两个接口分别连接低温泵和油箱。
4.根据权利要求1所述的一种新型LNG车载气瓶总成，其特征在于：所述低温泵与气瓶内胆之间还安装有增压阀，所述增压阀为常闭状态。
5.根据权利要求1所述的一种新型LNG车载气瓶总成，其特征在于：所述第三截止阀与缓存罐之间设置有过流阀。
6.根据权利要求1所述的一种新型LNG车载气瓶总成，其特征在于：在所述气瓶内胆和第一截止阀之间设置有一级安全阀，所述一级安全阀一端连接有压力表。
7.根据权利要求1所述的一种新型LNG车载气瓶总成，其特征在于：所述气瓶内胆上设有第二截止阀，所述第二截止阀另一端连接排液口。
8.根据权利要求1所述的一种新型LNG车载气瓶总成，其特征在于：所述气瓶内胆上设有液位计，所述液位计另一端连接有液位变送器。
9.根据权利要求7所述的一种新型LNG车载气瓶总成，其特征在于：所述气瓶内胆上与低温泵连接设置有二级安全阀，所述二级安全阀大于一级安全阀的开启压力值。
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