用于气体燃料的过滤和热交换集成组件及气体发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型总体涉及气体发动机领域，更具体地涉及用于气体燃料过滤、热交换和温控的组件，其能够对气体燃料进行过滤、在发动机冷却水与气体燃料之间进行热交换以及调节气体燃料温度，还涉及包括该组件的气体发动机。
【背景技术】
[0002]气体发动机可以使用气体燃料，例如压缩天然气CNG、液化天然气LNG或液化石油气LPG等作为燃料。图1示出了现有技术的气体发动机燃料供给系统中的燃气过滤器、热交换器和温控器的布置原理图。燃气过滤器1的出口通过第一管路2与热交换器3的气体入口连通，热交换器3的气体出口通过第二管路4与温控器5的气体入口连通，热交换器3的水出口通过第三管路6与温控器5的水入口连通。如图1中的单箭头所示，气体燃料从燃气过滤器1的入口进入燃气过滤器1，经过滤后，从燃气过滤器1的出口流出，再经第一管路2从热交换器3的气体入口进入热交换器3,经过与热交换器3中流过的冷却水热交换后，从热交换器3的气体出口流出，再经第二管路4从温控器5的气体入口进入温控器5,经温度调节后，从温控器5的气体出口流出。如图1中的双箭头所示，发动机冷却水从热交换器3的水入口流入热交换器3,经过与热交换器3中流过的气体燃料热交换后，从热交换器3的水出口流出，再经第三管路6从温控器5的水入口进入温控器5,最后从温控器5的水出口流出。
[0003]上述的布置方式所使用的第一管路2、第二管路4和第三管路6均比较长，这些管路需要用支架固定到车身或发动机或汽车其他零件上。然而，这存在如下的缺点:第一，对于不同发动机或车型，支架的安装点固定，支架形状差异大，开发成本高；第二，装配工艺复杂，主机厂或整车的装配工序多，影响生产效率；第三，燃气过滤器、热交换器和温控器相互之间间距大，占用空间大，布置困难，整体结构重量大，有悖于轻量化设计；第四，管路长，振动幅度大，磨损泄漏风险大，第六，滤罐拆卸所需要空间大，不利于空间利用。因此，有必要提供一种用于气体燃料过滤、热交换和温控的组件以解决上述问题。
【实用新型内容】
[0004]根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种用于气体燃料的过滤和热交换集成组件，该组件包括:
[0005]集成块，包括滤座和温控部分，其中含有进气口、出气口、进水口和出水口；
[0006]滤罐，其连接至所述集成块的滤座部分，滤芯组件悬挂在所述滤罐上，用于实现对气体燃料的过滤；
[〇〇〇7] 热交换器，其置于所述集成块的顶部并连接至所述集成块，包括气路、水路、进气口、出气口、进水口和出水口，其气路、水路分别连通至所述集成块的气路、水路。
[0008]根据本实用新型的一个优选实施方案，所述集成块的滤座和温控部分是一体成型的，该温控部分包括温包、隔热垫片、节流顶杆、弹簧以及用来密封分隔气路和水路的密封圈；在滤芯组件的上端盖和下端盖的内侧设置限位齿。
[0009] 根据本实用新型的一个优选实施方案，所述滤芯组件与滤座之间采用双重密封，并且在滤芯组件的上端盖与滤座之间设有橡胶垫圈，用于吸收滤芯的振动。从而，可减少振动对过滤效率的影响，提高产品过滤效率性能。
[0010] 根据本实用新型的一个优选实施方案，在滤芯组件的上端盖外侧设置多个侧耳，以与滤罐上端口设置的对应开口相配合，从而实现了滤芯组件的定位和固定，同时滤芯部分不会受力，避免滤芯变形后产生内应力。
[0011] 根据本实用新型的一个优选实施方案，所述集成块的滤座部分的内腔为球形，通过螺纹与滤罐连接。通过将集成块的内腔设计成球形，可以减小气体阻力，降低产品压降。
[0012] 根据本实用新型的一个优选实施方案，所述热交换器包括设置在其底面的用于与集成块配合的螺柱；所述集成块还包括通孔，以使所述热交换器的螺柱穿过。由此，热交换器不再需要焊接水路或气路接头，可有效减少集成块高度，减少材料，减少整体重量，避免螺纹因钎焊高温出现螺纹尺寸变化。
[0013] 根据本实用新型的一个优选实施方案，所述过滤和热交换集成组件还包括用于将其固定至气体发动机或汽车车身的固定结构；所述固定结构包括双头螺柱，其一端装配到该过滤和热交换集成组件，另一端与气体发动机或汽车车身装配。
[0014] 根据本实用新型的一个优选实施方案，在所述集成块上，在与用于流出发动机冷却水的接头的同侧形成加工工艺孔，该工艺孔用堵头密封，以防止泄漏。
[0015] 根据本实用新型的一个优选实施方案，在所述集成块上，用于流出气体的接头设置在所述工艺孔的相反侧。
[0016] 根据本实用新型，滤罐、热交换器均与集成块可拆卸地连接，便于组装和维修更换。
[0017] 根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供一种气体发动机，包括所述用于气体燃料的过滤和热交换集成组件。
[0018] 本实用新型的组件具有燃气过滤、热交换和温控等功能。这不仅取消了管路、取消了热交换器上的接头，避免了热交换器接头钎焊过程中螺纹尺寸变化的质量风险，降低了材料成本，而且还节约了安装空间、优化了主机厂或整车厂的装配工艺，减少装配工序，提高生产效率。
【附图说明】
[0019]图1示出了现有技术的气体发动机燃料供给系统中的燃气过滤器、热交换器和温控器的布置原理图；
[0020]图2示出了本实用新型的用于气体燃料的过滤和热交换集成组件的一个实施例的立体图；
[0021]图3示出了图2的集成组件的另一立体图；
[0022]图4示出了图2的集成组件的集成块的立体图；
[0023]图5示出了图2的集成组件的集成块的另一立体图；
[0024]图6示出了图2的集成组件的热交换器的立体图；
[0025]图7示出了图2的集成组件的集成块中的温控部分的左视剖视图；
[0026]图8示出了图2的集成组件从集成块某一平面的俯视剖视图；
[0027]图9示出了图2的集成组件从某一平面的主视剖视图；
[0028]图10示出了图2的滤罐的立体图；
[0029]图11示出了图2的滤芯组件的立体图；
[0030]图12示出了本实用新型的用于气体燃料的过滤和热交换集成组件的其他优选实施例的立体图；
[0031]图13示出了图12的集成组件从某一平面的主视剖视图。
【具体实施方式】
[0032]在本实用新型中，提及右视图、俯视图等，其方位或方向以温控部分方向为右，滤座部分为左，以热交换器为上，滤罐为下。这一点也同样适用于其他部件的位置描述。
[0033]图2示出了本实用新型的用于气体燃料的过滤和热交换集成组件的一个实施例的立体图；图3示出了图2的集成组件的另一立体图；图4示出了图2的集成组件的集成块的立体图；图5示出了图2的集成组件的集成块的另一立体图；图6示出了图2的集成组件的热交换器的立体图；图7示出了图2的集成组件的集成块中的温控部分的左视剖视图；图8示出了图2的集成组件从集成块某一平面的俯视剖视图；图9示出了图2的集成组件从某一平面的主视剖视图；图10示出了图2的滤罐的立体图；图11示出了图2的滤芯组件的立体图。
[0034]如图2所示，用于气体燃料的过滤和热交换集成组件100包括热交换器9、集成块8和滤罐11。
[0035]气体从接头7进入集成块8的滤座部分，通过滤芯组件对气体过滤后，气体通过孔道39、集成块出气口 30a，进入热交换器9的气路部分，从热交换器出气口 51b进入集成块温控部分进气口 30b，从接头10处流出，其中集成块出气口 30a与热交换器进气口 51a，集成块温控部分进气口 30b与热交换器出气口 51b分别通过0型圈38和18实现密封；接头7与螺纹孔31配合，接头10与螺纹孔35配合。
[0036]发动机冷却水从接头12依次进入通道43、52，通过集成块出水口 29a进入热交换器进水口 50a，进入热交换器的水路部分，从热交换器出水口 50b，进入集成块进水口 29b，从接头13流出；其中集成块出水口 29a与热交换器进水口 50a，热交换器出水口 50b与集成块进水口 29b分别通过0型圈密封。通过本实用新型，所述热交换器的出气口、进水口分别与所述集成块的进气口、出水口通过橡胶圈进行端面密封，以使得气体燃料和冷却水在所述热交换器和集成块之间连通。
[0037]根据本实用新型的一个优选实施方案，热交换器可以为钎焊板式热交换器，放置于集成块的顶部，其出气口，进水口分别与集成块的进气口、出水口连通，两者