天然气发动机供气压力调整系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及天然气发动机供气压力调整系统及控制方法，包括分别连接了柴油供给模块和天然气供给模块发动机模块，用于通过管道向发动机模块提供柴油和天然气；连接在柴油供给模块的柴油共轨管和天然气供给模块的天然气共轨管之间的瞬态减压响应模块，包括调压腔，调压腔内部设有活塞将调压腔分为A、B两个腔室；A腔室的入口通过管道连接天然气共轨管，A腔室的出口连接天然气供给模块与发动机之间的天然气管路；B腔室的入口通过管道连接柴油共轨管，B腔室的出口连接到柴油供给模块的柴油泵入口管路中。柴油压力变化使活塞被推动朝向柴油腔室运动，使天然气跟随柴油压力降低；柴油压力升高时推动活塞压缩腔室内的天然气，使其返回天然气管路。返回天然气管路。返回天然气管路。

【技术实现步骤摘要】
天然气发动机供气压力调整系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及发动机
，具体为天然气发动机供气压力调整系统及控制方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]缸内天然气直喷燃烧技术，采用天然气高压共轨电控喷射系统，使发动机可以通过调节天然气的喷射压力、喷射时刻、喷射脉宽等参数灵活控制缸内的混合气混合质量。这种依赖于喷射的混合气形成方式，提高了充气效率，减少了近壁面混合气的形成，改善了预混天然气燃烧的爆震现象并降低了碳氢(HC)排放，可以采用高于传统非直喷天然气发动机的压缩比，显著提高了天然气发动机的功率和热效率，使天然气发动机成为优异的低碳排放动力，可在碳中和方面取得突破。
[0004]上述缸内高压直喷天然气发动机的供气方式为将LNG加压到300bar以上后供给到调压装置，调压装置根据柴油压力将天然气降低到180
‑
300bar范围内喷射。当喷射压力从300bar以极快的速度降低到180bar时，为了保证系统的响应性，必须从天然气高压共轨管排出部分天然气，排出的天然气通过调压模块被引入LNG罐中，造成罐内气相组分的压力升高，当罐内压力高于安全阀开启压力时，部分天然气会排入大气中，造成碳氢排放升高及燃料的浪费。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供天然气发动机供气压力调整系统及控制方法，解决目前天然气发动机瞬态工况喷射压力急剧降低时，天然气直排进入大气造成燃料浪费、排放增加或者引入LNG罐造成罐内压力升高的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一个方面提供天然气发动机供气压力调整系统，包括：
[0008]发动机模块，分别连接了柴油供给模块和天然气供给模块，用于通过管道向发动机模块提供柴油和天然气；
[0009]瞬态减压响应模块，连接在柴油供给模块的柴油共轨管和天然气供给模块的天然气共轨管之间，包括调压腔，调压腔内部设有活塞将调压腔分为A、B两个腔室；A腔室的入口通过管道连接天然气共轨管，A腔室的出口连接天然气供给模块与发动机之间的天然气管路；B腔室的入口通过管道连接柴油共轨管，B腔室的出口连接到柴油供给模块的柴油泵入口管路中；
[0010]A腔室的出口通过天然气压缩单向阀与天然气供给模块中调压前的天然气管路连通，A腔室的入口通过单向阀与天然气共轨管连通，调压前的天然气管路中天然气的压力高于天然气共轨管中天然气的压力；B腔室的柴油出口通过柴油泄压单向阀与柴油的低压管
路连通，B腔室的柴油入口通过柴油加压单向阀与柴油共轨管连通。
[0011]调压腔的容积不小于天然气最高喷射压力和天然气最低喷射压力的比值与天然气共轨管容积乘积的1.1倍。
[0012]A腔室天然气入口单向阀的开启压力通过柴油共轨管内柴油的压力控制，稳压工作时开启压力不低于天然气共轨管内的压力+8bar。
[0013]B腔室的柴油入口连接柴油定压腔，柴油定压腔通过管道经柴油定压单向阀连接柴油共轨管，柴油定压单向阀的开启压力不低于天然气管路中最高压力+10bar，使柴油定压腔内的压力始终高于调压前的高压天然气管路中天然气的压力，保证协议后的天然气能够及时被压缩回天然气管路中。
[0014]柴油供给模块包括柴油共轨管，柴油共轨管通过管道依次连接柴油泵、柴油滤清器和柴油箱，柴油泵的出口还通过管道依次连接柴油定压腔和柴油定压单向阀到柴油共轨管上；柴油泵入口通过管道经柴油泄压单向阀与B腔室的柴油出口连接，柴油定压腔通过管道经柴油加压单向阀与B腔室的柴油入口连接；柴油共轨管上设有柴油压力传感器，柴油压力传感器和柴油泵分别与电控单元连接；柴油共轨管还分别与发动机模块和天然气压力调整模块连接。
[0015]天然气供给模块包括天然气共轨管，天然气共轨管通过天然气管路依次连接天然气压力调整模块、天然气稳压罐、LNG泵和LNG储罐；A腔室出口的天然气压缩单向阀连接在天然气稳压罐出口至天然气压力调整模块入口之间的管道上，A腔室入口的单向阀通过管道连接在天然气共轨管上；天然气共轨管上设有天然气压力传感器，天然气压力传感器与电控单元连接；天然气共轨管还通过管道连接发动机模块。
[0016]天然气压力调整模块包括分别与天然气共轨管和柴油共轨管连接的柴油/天然气压力均衡器，柴油/天然气压力均衡器上设有天然气放气管。
[0017]发动机模块包括连接在发动机上的双燃料喷射器、进气装置和排气装置，双燃料喷射器通过管道连接天然气共轨管和柴油共轨管，双燃料喷射器还与电控单元连接。
[0018]本专利技术的第二个方面提供上述系统的控制方法，包括以下步骤：
[0019]电控单元获取柴油共轨管内的压力和天然气共轨管内的压力；
[0020]发动机模块稳态工作时，天然气压力调整模块根据柴油共轨管内的压力将天然气压力调整到所需的范围，经天然气共轨管供给到双燃料喷射器；
[0021]发动机模块低压工况向高压工况变化时，柴油共轨管的压力升高，天然气压力调整模块调整天然气共轨管的压力随之升高；
[0022]发动机模块高压工况降低到低压工况时，电控单元控制柴油泵降低柴油压力，调压腔内的柴油经B腔室出口和柴油泄压单向阀回到柴油低压管路中；A腔室入口单向阀开启，天然气共轨管内的天然气泄入A腔室并推动活塞朝向B腔室运动使A腔室体积增大，使天然气共轨管内的压力跟随柴油压力降低；
[0023]发动机模块由低压工况向高压工况过渡时，柴油加压单向阀开启B腔室入口和柴油定压腔连通，升压后的柴油进入B腔室内，推动活塞朝向A腔室运动以压缩A腔内的天然气，使其进入调压前的天然气管路中，为下一个工况循环准备膨胀容积。
[0024]与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0025]1、在发动机的柴油供给模块和天然气供给模块之间设置瞬态减压响应模块，模块
内的调压腔被活塞划分成两个腔室，其中一个腔室接收天然气压力快速下降时排出的天然气，另一个腔室接收柴油压力变化时的柴油，利用柴油压力的变化使活塞被推动朝向天然气腔室或柴油腔室运动，使天然气跟随柴油压力降低，防止其直接排入大气或者进气LNG罐内；而在柴油压力升高时推动活塞压缩腔室内的天然气，使其进入天然气管路参与燃烧从而减少浪费。
[0026]2、防止高压直喷天然气发动机在喷射压力降低时，自天然气高压共轨管流出的天然气直接排入大气中或者进入LNG罐将热量或压力带入罐内，节约了能源并降低了有害排放物，并提高了天然气发动机在瞬态工作过程中的响应性。
附图说明
[0027]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0028]图1是本专利技术一个或多个提供的天然气发动机供气压力调整系统结构示意图；
[0029]图中：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.天然气发动机供气压力调整系统，其特征在于：包括：发动机模块，分别连接了柴油供给模块和天然气供给模块，用于通过管道向发动机模块提供柴油和天然气；瞬态减压响应模块，连接在柴油供给模块的柴油共轨管和天然气供给模块的天然气共轨管之间，包括调压腔，调压腔内部设有活塞将调压腔分为A、B两个腔室；A腔室的入口通过管道连接天然气共轨管，A腔室的出口连接天然气供给模块与发动机之间的天然气管路；B腔室的入口通过管道连接柴油共轨管，B腔室的出口连接到柴油供给模块的柴油泵入口管路中。2.如权利要求1所述的天然气发动机供气压力调整系统，其特征在于：所述A腔室的出口通过天然气压缩单向阀与天然气供给模块中调压前的天然气管路连通，A腔室的入口通过单向阀与天然气共轨管连通，调压前的天然气管路中天然气的压力高于天然气共轨管中天然气的压力；B腔室的柴油出口通过柴油泄压单向阀与柴油的低压管路连通，B腔室的柴油入口通过柴油加压单向阀与柴油共轨管连通。3.如权利要求1所述的天然气发动机供气压力调整系统，其特征在于：所述调压腔的容积不小于天然气最高喷射压力和天然气最低喷射压力的比值与天然气共轨管容积乘积的1.1倍。4.如权利要求2所述的天然气发动机供气压力调整系统，其特征在于：所述A腔室天然气入口单向阀的开启压力通过柴油共轨管内柴油的压力控制，稳压工作时开启压力不低于天然气共轨管内的压力+8bar。5.如权利要求2所述的天然气发动机供气压力调整系统，其特征在于：所述B腔室的柴油入口连接柴油定压腔，柴油定压腔通过管道经柴油定压单向阀连接柴油共轨管，柴油定压单向阀的开启压力不低于天然气管路中最高压力+10bar。6.如权利要求1所述的天然气发动机供气压力调整系统，其特征在于：所述柴油供给模块包括柴油共轨管，柴油共轨管通过管道依次连接柴油泵、柴油滤清器和柴油箱，柴油泵的出口还通过管道依次连接柴油定压腔和柴油定压单向阀到柴油共轨管上；柴油泵入口通过管道经柴油泄压单向阀与B腔室的柴油出口连接，柴油定压腔通过管道经柴油加压单向阀与B腔室的柴油入口连接；柴油共轨管上设有柴油压力传感器，柴油压力传感器和柴油...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，李孟涵，李娜，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：