一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵的制作方法

本发明涉及天然气瓶，具体为一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵。

背景技术：

1、目前的天然气发动机控制以燃气预混合技术为平台，压缩比为11.6:1，以燃气预混合技术为平台的天然气商用车受制于压缩比、点火系统可靠性等固有特性影响，在较高海拔地区无法正常运行。并且如果功率进一步提升，面临燃料经济性下降，冷却系统可靠性下降、点火系统可靠性下降等问题。

2、大马力高压直喷发动机以高压高密度天然气为燃料，能够获得与柴油发动机一致的强劲动力，其广泛应用于重型卡车、城市公交、船用、发电、工程机械等领域。为此必须要有一套稳定可靠的高压天然气供气系统，伴随产生的车载低温气瓶采用液化天然气作为燃料存储，通过一套液压低温泵系统形成35mpa(5075psig)高压高密度天然气，行业内已有技术路线是将低温高压直喷泵植入到lng气瓶内部，通过低温高压直喷泵将lng从气瓶内的低温液体抽出，形成高压lng液体，并经过汽化换热，形成高压天然气气体。该技术路线的优点是低温高压直喷泵不用形成泵池，插入到气瓶内部，以气瓶内胆盛装lng液体容器腔为泵池，泵可以做的结构紧凑。

3、目前普遍采用气瓶翅片管自增压技术，增压效率慢，且增压能力有限，存在一定的技术缺陷。业内也有采用内置低温高压直喷泵技术，缺点是泵故障时很难维修，需要将lng气瓶内的液体全部排出后才能将泵从瓶内取出维修，维修成本高，维修难度大，具有一定的安全隐患。

4、由于内置高压直喷泵是斜插入到车载lng气瓶内部，需要车载lng气瓶内、外封头开孔具有极高的定位精度，且由于焊接过程变形无法控制，因此，配置内置低温高压直喷泵气瓶无法实现自动化生产，不能量产。

5、基于上述问题，我们提出一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是提供一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵，能够实现在使用的过程中，泵置于气瓶外部，与车载lng气瓶采用插入式螺纹连接结构，方便泵维修更换；车载lng气瓶只需要留有与外置高压直喷泵对接的真空管路即可，结构简单，对封头开孔精度要求低，车载lng气瓶可实现自动化生产。

4、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

5、一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵，其包括：

6、液压油缸主体，所述液压油缸主体包括液压油缸，所述液压油缸设置有第一液压油进出口和第二液压油进出口，且第一液压油进出口和第二液压油进出口与车辆液压系统连通，所述液压油缸内设置有油缸活塞；

7、平衡腔，所述平衡腔设置在液压油缸的内部，所述平衡腔设置有连接孔与外部联通，保持平衡腔内压力与泵池内压力一致；

8、压缩缸，所述压缩缸设置在平衡腔的底部，所述压缩缸设置有压缩缸活塞，压缩缸还设置有进液单向阀和出液单向阀,进液单向阀和出液单向阀之间由管路连通；

9、活塞杆，所述活塞杆为两段式，中间由螺栓连接，所述活塞杆贯穿液压油缸、平衡腔和压缩缸，所述活塞杆一端连接油缸活塞，所述活塞杆另一端连接压缩缸活塞；

10、所述液压油缸与平衡腔之间设置有天然气密封组件，所述天然气密封组件密封液压油缸和平衡腔，并固定连接液压油缸和平衡腔。

11、作为本发明所述的一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵的一种优选方案，其中：所述液压油缸主体为45#钢，经热处理、表面处理及光洁度处理，油缸容积＝212ml，压力＝15mpa，连接车载液压系统。

12、作为本发明所述的一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵的一种优选方案，其中：所述天然气密封件采用耐低温复合材料，由密封轴套上压盖、密封轴套下压盖、压缩缸密封组件以及密封圈组成。

13、作为本发明所述的一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵的一种优选方案，其中：还包括泵池壁，所述泵池壁密封内侧形成泵池，外壁与泵池壁之间形成密封真空夹层，外壁上焊有抽真空密封组件，用于夹层抽高真空，切泵池壁上缠绕高反射屏，共同作用，减少泵池内的漏热量，防止泵池内的液体汽化，影响泵效率。

14、作为本发明所述的一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵的一种优选方案，其中：还包括活塞密封件组件，油缸活塞密封件组件采用锥形硬密封结构，主要由锥形上密封、下密封、密封垫圈和弹簧组成并接触密封，当活塞上行时，弹簧将锥形上密封顶开，泵池内的液体进入压缩缸，当活塞下行时，锥形上密封受压密封，压缩缸内的lng液体受压形成高压高密度lng。

15、作为本发明所述的一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵的一种优选方案，其中：还包括与气瓶相连的进液口、回气口、管路、内管、o型圈、双层不锈钢真空管、金属波纹软管、车载lng气瓶真空夹套，进液口与回气口与车载lng气瓶采用插入式螺纹连接结构，内管用于连接泵池及气瓶内胆，内管上缠有高反射屏，外侧金属波纹软管与泵外壁焊接连接，内侧夹层空间与泵池壁、外壁间的真空夹层连接，减小传热；管路末端设有双层不锈钢真空管，形成真空夹层，管端设有凹槽装o型圈，双层不锈钢真空管插入到车载lng气瓶真空夹套内，通过管路上的铜螺母拧紧，挤压o型圈密封；lng气瓶内的lng液体通过进液口进入到泵池内，泵池内的气体通过回气口回到气瓶内；拆卸泵只需松开螺纹，拔出管路即可，lng瓶内设置有出液单向阀，拔出泵连接管路，单向阀即关闭。

16、作为本发明所述的一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵的一种优选方案，其中：所述泵池上设置有泵套连接件和泵套。

17、作为本发明所述的一种车用液化天然气瓶外置高压直喷泵的一种优选方案，其中：所述弹簧上设置有弹簧套以及卡簧。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、通过车载液压系统作为动力驱动增压泵活塞进行往复运动压缩lng，油缸设置高压油管连接车载液压系统的电磁换向阀，通过智能控制系统收集的信号实时控制液压系统的启动、停止、换向、溢流。当压力检测元件检测到系统压力不足时立即接通液压系统，电磁阀得电换向液压油通过连接管路进入油缸推程直接推动油缸活塞动作，当活塞到达行程触到端点活塞换向阀打开，缸内瞬间失压，设置在管路上的压力检测元件检测到压力变化立即切换电磁阀换向，油缸活塞回程进油，推动活塞返回。以此完成活塞的往复运动并实现动力转换，油缸活塞通过活塞杆传递动力到压缩缸活塞实现动力传递，压缩缸活塞作为执行元件，在往复运动的同时对缸内lng进行吸入、排出，设置在进液和出液端口的单向阀起到辅助作用保证lng进行单向流动，保证供气系统压力稳定，避免压力损失造成增压泵频繁工作。，由于增压泵的排量大于用气量所以压缩缸排出的天然气不断进入车载储气罐，在增压泵的压缩下，缓冲罐内气体压力密度同时升高，在达到设定压力值后，压力检测元件立即传递信号控制增压泵停止工作，并维持系统压力恒定，至此形成了高压高密度天然气。