[发明专利]用于改善引擎性能和减少排放物的包括燃料温度均化的集成式天然气流调节系统

说明书

本发明涉及一种用于改善引擎性能和减少排放物的包括燃料温度均化的集成式天然气流调节系统，具体地，涉及一种流体压力调节和管理模块，包括：金属歧管，所述金属歧管包括流体入口与流体出口之间的流体流动路径；调压器，所述调压器组装到所述金属歧管且沿着所述流体流动路径设置，用于调节离开所述模块的所述流体的压力；以及过滤器组件。所述金属歧管还包括在热交换介质入口与热交换介质出口之间延伸的热交换介质流动路径以利用外部供给的热交换介质加热所述金属歧管。所述过滤器组件包括金属过滤器外壳和包含在所述金属过滤器外壳内的过滤器元件，所述金属过滤器外壳与所述金属歧管直接热接触，由此来自所述金属歧管的热能够流向所述金属过滤外壳以不仅加热所述金属歧管中的所述流体，而且加热所述金属过滤器外壳内的所述流体。

相关申请数据

本申请要求2015年4月20日递交的美国临时申请No.62/149,889的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用并入在本文中。

技术领域

本发明涉及将多个部件集成到用于燃料压力调节和天然气(Natural Gas， NG)温度调节的系统中，用以在以天然气为燃料的内燃机中改善引擎性能和减少排放物。

背景技术

作为用于天然气车辆(Natural Gas Vehicle，NGV)的燃料的天然气(NG) 可以以液态(Liquefied State，LNG)或压缩气态(Compressed Gaseous State， CNG)存储在车辆上。为了与燃料输送、注入和燃烧兼容，必须将NG从存储态(高密度)调节到压力减小、足够高温和非破坏性清洁度的气态。调节可以包括蒸发、过滤、减压和加热。

当前，NGV系统包括通过管件和软管连接的一系列非集成式燃料调节设备。该方法已导致使用包含大量泄漏点的复杂的、大封装的、NGV燃料系统的工业实践。

燃料加热通常仅发生在调压器主体内，其中重点是压力调节点下游的燃料加热。尽管该燃料温度调节的方法可以解决在下游设备的低温操作限制的约束上的关注，但是该区分加热方法无法限制提供给引擎的燃料密度的范围。

在典型NGV中，NG以特定的相对稳定的压力被供应给喷油器。当前市场将好的燃料管理系统定义为在与预期的预设压力的偏差最小下提供NG的系统。该方法用以减小两个关键因素之一对燃料密度的影响。在燃料轨道上测量压力，以及该值连同燃料需求决定每个喷油器打开的持续时间。对于燃料密度的另一因素(温度)被解释，但是受引擎校准的精确度限制且在引擎的瞬态燃料需求下受燃料轨道温度传感器的响应时间限制。因此，引擎校准中的缺陷连同温度传感的非瞬时性质致使非理想燃料/空气比的间歇性发作，导致功率损耗、差的驾驶性能、和不完全燃烧(增加排放物)。

发明内容

本发明提供NGV燃料管理系统，该NGV燃料管理系统将过滤(高压和低压)、加热、断流、压力调节、压力感测、温度感测和保护燃料轨道免受超压的功能中的一些功能或全部功能集成到单个系统中。另外，该系统被设计使得主动地将离开模块的天然气的温度控制在更严格的范围内，实现用于改善性能和减少排放物的引擎校准的最优化。

根据本发明的集成式燃料管理系统的特征在于如下特征中的一者或多者：

集成式NGV燃料管理系统的特征在于歧管块，其它部件直接安装到该歧管块；

用于改善引擎性能的燃料温度管理和协调；

利用散热器流体加热的高压凝聚式过滤器；

加热的燃料管理模块；

模块内的NG的高压预热；

利用紧密耦合的模块对NG的低压后期加热；