[發(fā)明專利]一種車用LNG?CNG混合供氣系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610844435.3
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN107869652A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 申曉霞;王崗;吳潤漢
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西重型汽車有限公司
• 主分類號: F17C7/04
• 分類號: F17C7/04;F17C5/06;F17C13/02;F17C13/04;F02M21/02
• 代理公司: 中國商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司11234
• 代理人: 宋義興,張立晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車用天然氣燃料供應(yīng)系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種車用LNG-CNG混合供氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近幾年，由于LNG(液化天然氣(liquefied natural gas))車輛在續(xù)駛里程上優(yōu)于CNG(壓縮天然氣(Compressed Natural Gas))車輛，在車輛尾氣排放上較燃油車輛更為清潔，得到了國內(nèi)不少運(yùn)輸企業(yè)的青睞。然而，LNG車輛在現(xiàn)實(shí)使用中卻存在著一些重要的問題，直接影響LNG車輛的推廣使用，甚至成為LNG車輛發(fā)展的瓶頸，不得不引起人們的深思：1)LNG車輛在冷車啟動時(shí)，需要給予預(yù)熱時(shí)間，尤其在寒冷的冬季，發(fā)動機(jī)溫度過低，無法為LNG氣化提供大量的熱量，此時(shí)需要發(fā)動機(jī)預(yù)熱一段時(shí)間后，車輛才能啟動，而該過程需要花費(fèi)的時(shí)間較長，超過了柴油發(fā)動機(jī)和CNG發(fā)動機(jī)的預(yù)熱時(shí)間；2)鑒于國內(nèi)加液站現(xiàn)狀，在LNG加氣站加液后，氣瓶壓力通常保持在0.4Mpa左右，達(dá)不到車用LNG供氣壓力0.8MPa。因此，車輛若要想正常使用，則需要：a)加液站配備增壓泵，使氣瓶加飽和液，氣瓶壓力達(dá)到發(fā)動機(jī)供氣壓力；b)車輛配備增壓裝置(國內(nèi)車用LNG系統(tǒng)一般匹配氣瓶自增壓系統(tǒng)，來增加氣瓶壓力，保證發(fā)動機(jī)正常供氣)。常用LNG系統(tǒng)自帶空溫式自增壓系統(tǒng)提升壓力在常溫下需要20分鐘左右，如果在寒冷天氣，自增壓系統(tǒng)容易結(jié)冰，阻隔吸熱，起不到應(yīng)有的作用，壓力提升需要更長時(shí)間。同時(shí)，車用LNG系統(tǒng)空溫式自增壓系統(tǒng)雖然使氣瓶壓力升高，但為非飽和液體，此時(shí)氣瓶壓力不穩(wěn)定，容易導(dǎo)致發(fā)動機(jī)供氣不穩(wěn)定，造成車輛動力表現(xiàn)差的情況。相比而言，CNG在汽車領(lǐng)域技術(shù)已經(jīng)有了較長一段時(shí)間的發(fā)展，從技術(shù)角度來講要比LNG更加成熟，在國內(nèi)推廣的比LNG普及。此外，CNG氣瓶內(nèi)氣壓可達(dá)到20Mpa，因此在常溫甚至極寒天氣時(shí)，不會出現(xiàn)不能滿足發(fā)動機(jī)供氣需求的情況，而且啟動時(shí)無需自增壓裝置，使得車輛在寒冷的天氣中也能夠快速啟動，無需像LNG那樣等待較長的時(shí)間。CNG供氣過程中，先將20Mpa的氣壓通過減壓閥降到0.8個(gè)大氣壓，然后供發(fā)動機(jī)使用，此系統(tǒng)由于是降壓過程，當(dāng)車輛在重載情況下，能夠表現(xiàn)出良好的動力性。鑒于LNG、CNG均有著自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此，尋找一種LNG-CNG共用系統(tǒng)成為同時(shí)利用LNG、CNG燃料優(yōu)勢、避開二者劣勢的新挑戰(zhàn)。現(xiàn)有技術(shù)中尚未出現(xiàn)一種同時(shí)結(jié)合LNG和CNG的混合供氣系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于上述現(xiàn)有技術(shù)問題，創(chuàng)新的提供一種車用LNG-CNG混合供氣系統(tǒng)，將車用LNG供氣系統(tǒng)和車用CNG供氣系統(tǒng)創(chuàng)新的結(jié)合在一起，充分利用了LNG和CNG各自的優(yōu)點(diǎn)，并以LNG作為主要燃料，CNG作為備用燃料，通過控制實(shí)現(xiàn)CNG、LNG燃料的切換及共用，既實(shí)現(xiàn)了車輛的快速穩(wěn)定啟動，又降低了車輛尾氣排污，同時(shí)能使車輛表項(xiàng)出良好的動力性；此外還利用CNG作為LNG氣瓶的增壓氣體，在LNG氣瓶壓力過低情況下，將CNG氣瓶內(nèi)高壓CNG減壓后向LNG氣瓶氣相空間進(jìn)行充氣，實(shí)現(xiàn)LNG氣瓶的增壓，解決了LNG氣瓶增壓慢或增不上去的問題，大大促進(jìn)了天然氣作為清潔燃料能源在車輛動力供給方面的應(yīng)用，市場前景廣闊。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：

一種車用LNG-CNG混合供氣系統(tǒng)，包括：LNG氣瓶1、CNG氣瓶16、LNG供液單元、CNG供氣單元、混合供氣單元和切換控制單元，所述LNG供液單元的進(jìn)料端連接于所述LNG氣瓶1，所述CNG供氣單元的進(jìn)料端連接于所述CNG氣瓶16，所述LNG供液單元的出料端和所述CNG供氣單元的出料端共同連接于所述混合供氣單元的進(jìn)料端，所述混合供氣單元的出料端連接于發(fā)動機(jī)，所述切換控制單元連接于所述LNG供液單元和CNG供氣單元，實(shí)現(xiàn)對LNG供液單元和CNG供氣單元的工作模式切換控制。

進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的車用LNG-CNG混合供氣系統(tǒng)，其中所述LNG供液單元包括：LNG出液管路A和電磁閥18，所述LNG出液管路A的一端連接于所述LNG氣瓶1，所述電磁閥18設(shè)置于所述LNG出液管路A上；所述CNG供氣單元包括：CNG供氣管路B和CNG供氣減壓閥17，所述CNG供氣管路B的一端連接于所述CNG氣瓶16，所述CNG供氣減壓閥17設(shè)置于所述CNG供氣管路B上；所述混合供氣單元包括混合供氣管路C，所述LNG出液管路A的另一端與所述CNG供氣管路B的另一端共同連接于所述混合供氣管路C的一端，所述混合供氣管路C的另一端連接于發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣口；所述切換控制單元連接于所述電磁閥18和CNG供氣減壓閥17，并能夠?qū)λ鲭姶砰y18和CNG供氣減壓閥17的開啟與關(guān)閉模式進(jìn)行切換控制。