液化天然氣發動機進氣溫度控制系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種液化天然氣發動機進氣溫度控制系統，包括：ECU、溫度、壓力和流量傳感器、可控熱交換器以及一級溫度電子調節裝置：通過控制發動機冷卻液的流量，調節液態天然氣汽化裝置中氣態天然氣的溫度；二級溫度電子調節裝置：通過控制發動機冷卻液的流量，對氣態天然氣的溫度二次調整；本實用新型專利技術有益效果：使液化天然氣發動機在整個工作范圍內都具有合適的天然氣進氣溫度，克服現有技術冷起動、低工況時進氣溫度過低導致的HC、CO排放過高和高工況時進氣溫度過高導致的動力性差、NOx排放過高的缺陷，降低污染物排放量，提高動力性和經濟性。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及液化天然氣發動機
，尤其涉及一種液化天然氣發動機進氣溫度控制系統。
技術介紹
隨著我國經濟的迅速發展和車輛保有量的迅速增長，我國在能源發展方面正面臨著諸多嚴峻考驗，天然氣燃燒過程中沒有碳煙排放，是一種清潔的代用燃料，越來越受到各國政府的重視。液化天然氣發動機和傳統壓縮天然氣發動機相比具有排放更低、續航里程長、安全性好的諸多優點。因此，液化天然氣發動機具有良好的市場前景。傳統液化天然氣發動機的天然氣供給方法是液化天然氣經汽化器汽化呈氣態并升溫后，再經過調壓器降壓至設定值后經節氣門、進氣管進入發動機。因此在整個天然氣供給過程中缺少精確的溫度控制環節。在發動機冷起動或低工況時由于冷卻液溫度低，汽化不充分，汽化后的天然氣溫度低，導致發動機的HC和CO排放較高；發動機在大負荷運轉時，由于冷卻液溫度較高，汽化后天然氣的溫度過高，導致發動機充量系數降低，動力性下降，NOx排放升高。
技術實現思路
本技術的目的就是為了解決上述問題，提出了一種液化天然氣發動機進氣溫度控制系統，該系統克服了液化天然氣發動機低工況時進氣溫度過低導致的HC、CO排放過高，高工況時進氣溫度過高導致的動力性差、NOx排放過高的缺陷，提高了系統的動力性和經濟性。為了實現上述目的，本技術采用如下技術方案：一種液化天然氣發動機進氣溫度控制系統，包括：ECU、溫度、壓力和流量傳感器、可控熱交換器,以及一級溫度電子調節裝置：通過控制發動機冷卻液的流量，調節液態天然氣汽化裝置后氣態天然氣的溫度；二級溫度電子調節裝置：通過控制發動機冷卻液的流量，對氣態天然氣的溫度二次調整。所述溫度、壓力和流量傳感器、一級溫度電子調節裝置和二級溫度電子調節裝置分別與ECU連接，所述可控熱交換器設置在天然氣穩壓裝置和天然氣噴射器之間、與發動機冷卻液進行熱交換。所述一級溫度電子調節裝置設置在液化天然氣發動機和液態天然氣汽化裝置之間的冷卻水管路上。所述二級溫度電子調節裝置設置在液化天然氣發動機和可控熱交換器之間的冷卻水管路上。所述一級溫度電子調節裝置和二級溫度電子調節裝置均為電子流量控制閥。所述溫度、壓力和流量傳感器分別測量經液態天然氣汽化裝置后氣態天然氣的溫度、壓力和流量參數，以及經可控熱交換器以后氣態天然氣的溫度、壓力和流量參數。ECU采集汽化后氣態天然氣的溫度，并采集發動機功率、轉速、環境溫度參數，將采集到的參數數據與發動機標定數據比較，通過控制一級溫度電子調節裝置的開度，增加或減小流過液態天然氣汽化裝置冷卻液的流量，控制汽化后氣態天然氣的溫度。ECU采集經可控熱交換器后氣態天然氣的溫度，并采集發動機功率、轉速、環境溫度參數，根據標定MAP中的數據調整二級溫度電子調節裝置的開度，二次調整汽化后氣態天然氣的溫度。當發動機冷車起動時控制一、二級溫度電子調節裝置的開度均調整到最大；當發動機熱啟動或者高速大負荷運行時根據冷卻液的溫度控制一、二級溫度電子調節裝置的開度調整到合適檔位。一、二級溫度電子調節裝置的開度通過手動設置或者通過ECU自動調整。液體天然氣經管路流入天然氣汽化裝置，天然氣汽化裝置吸收冷卻液的熱量將液態天然氣汽化為氣態天然氣，而流過天然氣汽化裝置的冷卻液流量由一級溫度電子調節裝置控制，其流量的控制根據溫度、壓力和流量傳感器所測得冷卻液的溫度經ECU運算后確定。汽化后的氣態天然氣溫度被控制在一定范圍內，經穩壓罐，高壓切斷閥，燃氣過濾器，穩壓器，流向可控熱交換器，可控熱交換器對天然氣的溫度二次調整，流過可控熱交換器的冷卻液流量由二級溫度電子調節裝置控制，其流量的控制根據溫度、壓力、流量傳感器所測得冷卻液的溫度經ECU運算后確定。本技術的有益效果是：根據本技術的技術方案，采用液化天然氣發動機進氣溫度控制系統，控制液體天然氣汽化后的溫度，并通過一、二級溫度電子調節裝置精確調節進入電控噴射器的天然氣溫度，使液化天然氣發動機在整個工作范圍內都具有合適的天然氣進氣溫度，克服現有技術冷起動、低工況時進氣溫度過低導致的HC、CO排放過高和高工況時進氣溫度過高導致的動力性差、NOx排放過高的缺陷，降低污染氣體排放量，提高動力性和經濟性。附圖說明圖1為現有技術中的天然氣發動機燃氣供給系統流程圖；圖2為本技術液化天然氣發動機進氣溫度控制系統流程圖；圖3為本技術液化天然氣發動機進氣溫度控制系統工作示意圖。其中，201.LNG鋼瓶，202.汽化器，203.穩壓罐，204.高壓切斷閥，205.燃氣過濾器，206.穩壓器，207.可控熱交換器，208.二級溫度電子調節裝置，209.溫度、壓力、流量傳感器，210.電控噴射器，211.燃氣/空氣混合器，212.節氣門，213.LNG發動機，214.ECU，215.一級溫度電子調節裝置。具體實施方式：下面結合附圖與實施例對本技術做進一步說明：如圖1所示，傳統液化天然氣燃氣供給系統中，LNG鋼瓶201儲存液體天然氣，使LNG發動機213具有一定的續航里程。汽化器202將LNG鋼瓶201的液態天然氣汽化為氣態天然氣，從LNG發動機213到汽化器202冷卻液管路與汽化器202到LNG發動機213冷卻液管路組成冷卻液回路。在發動機側冷卻液被加熱經由冷卻液管路傳送給汽化器202以便為液態天然氣汽化為氣態天然氣提供所需的熱量。冷卻液經過汽化器202后進一步經過管路返回到發動機側換熱器以便被重新加熱。穩壓罐203具有一定的體積儲存汽化后的氣態天然氣并保持管路內的壓力穩定，高壓切斷閥204負責打開或關閉通向LNG發動機213的天然氣。汽化后的天然氣進一步經燃氣過濾器205，穩壓器106，機械熱交換器，后進入電控噴射器210，ECU214根據發動機的運轉情況控制電控噴射器210的噴射量，經電控噴射器210噴射的天然氣在燃氣/空氣混合器211中和空氣混合后，經節氣門212進入LNG發動機213中燃燒做功，為車輛提供動力，LNG發動機213燃燒的廢氣進入后處理系統中進行進一步處理，排入大氣中。系統中的機械熱交換器可以對氣態天然氣的溫度進行粗略的調整。根據該現有技術的液化天然氣燃氣供給系統，在整個天然氣供給過程中缺少精確的溫度控制環節。在發動機冷起動或低工況時由于冷卻液溫度低，汽化不充分，汽化后的天然氣溫度低，導致發動機的HC和CO排放較高；發動機在大負荷運轉時，由于冷卻液溫度較高，汽化后天然氣的溫度過高，導致發動機充量系數降低，動力性下降，NOx排放升本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種液化天然氣發動機進氣溫度控制系統，其特征是，包括：ECU、溫度、壓力和流量傳感器、可控熱交換器，以及?一級溫度電子調節裝置：通過控制發動機冷卻液的流量，調節液態天然氣汽化裝置中氣態天然氣的溫度；?二級溫度電子調節裝置：通過控制發動機冷卻液的流量，對氣態天然氣的溫度二次調整；?所述溫度、壓力和流量傳感器、一級溫度電子調節裝置和二級溫度電子調節裝置分別與ECU連接，所述可控熱交換器設置在天然氣穩壓裝置和天然氣噴射器之間、與發動機冷卻液進行熱交換。

【技術特征摘要】
1.一種液化天然氣發動機進氣溫度控制系統，其特征是，包括：ECU、溫度、壓力和流量傳感器、可控熱交換器，以及?
一級溫度電子調節裝置：通過控制發動機冷卻液的流量，調節液態天然氣汽化裝置中氣態天然氣的溫度；?
二級溫度電子調節裝置：通過控制發動機冷卻液的流量，對氣態天然氣的溫度二次調整；?
所述溫度、壓力和流量傳感器、一級溫度電子調節裝置和二級溫度電子調節裝置分別與ECU連接，所述可控熱交換器設置在天然氣穩壓裝置和天然氣噴射器之間、與發動機冷卻液進行熱交換。?
2.如權利要求1所述的一種液化天然氣發動機進氣溫度控制系統，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張強，李娜，李國祥，李孟涵，史振盛，劉振，王喻，李恩博，
申請(專利權)人：山東大學，
類型：新型
國別省市：山東;37