燃料箱系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种燃料箱系统。
【背景技术】
[0002]压缩天然气(CNG)为高辛烷值燃料，其有益于减少发动机爆震、在冷启动事件中减少碳氢化合物排放并在发动机操作期间减少二氧化碳排放。然而，CNG相较于诸如柴油或汽油的液态碳氢化合物燃料具有低能量密度。这通常要求将CNG封装在低温特性箱中(作为液体天然气(LNG))或高压箱(接近200至250大气压)中。
[0003]为了增加行程和储存在车辆中的总燃料量，CNG可与汽油或柴油结合使用，如此需要车辆在燃料之间切换来获得最佳性能。然而，空间限制并不允许所有车辆包括分开的燃料箱。更可取的系统可为将液体燃料和加压气体燃料共同储存在单个箱中的系统。具体地，在以相对较低压力(约100大气压)共同储存CNG与汽油或柴油时，CNG能够部分地溶解在汽油或柴油中。
[0004]将加压气体燃料与低压液体燃料的混合物储存在单个箱中为补给燃料带来了挑战。可能首先将液体燃料添加到箱中、然后通过加压气体燃料对该箱加压，或添加预加压燃料混合物。然而，在补给燃料之前完全清空该箱可能并非总是切合实际，并且预加压燃料混合物在加油站可能并非总是现成可用的。当补给燃料时和/或当燃料在加油站现成可用时，当前补给燃料系统不允许加压气体燃料或低压液体燃料或预加压燃料混合物添加到单个箱中。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的发明人已经认识到上述问题并开发出至少部分地解决这些问题的系统和方法。本实用新型的目的在于，提供一种燃料箱系统，可向其中储存有液体燃料和能够部分地溶解在液体燃料中的加压气体燃料的燃料箱中添加加压气体燃料、液体燃料以及气体燃料和液体燃料的预加压混合物。在一个实例中，燃料箱系统包括:燃料箱，配置成储存液体燃料和能够部分地溶解在该液体燃料中的加压气体燃料；补给燃料导管，经由箱入口阀连接至燃料箱；第一高压补给燃料口，连接至补给燃料导管；低压补给燃料口，经由止回阀连接至补给燃料导管。通过这种方式，燃料箱中的燃料压力低于最大许用压力的时候，加压气体燃料或燃料的预加压混合物可在无需主动控制的情况下被添加到燃料箱中，并且每当燃料箱中的燃料压力和液体燃料液位低于阈值水平时，可通过主动控制将液体燃料添加到燃料箱中。
[0006]根据本实用新型的一个实施例，第一高压补给燃料口配置成接收加压气体燃料以及液体燃料和气体燃料的预加压混合物。
[0007]根据本实用新型的一个实施例，还包括连接至补给燃料导管的第二高压补给燃料口，并且其中:第一高压补给燃料口配置成接收加压气体燃料，并且第二高压补给燃料口配置成接收液体燃料和气体燃料的预加压混合物。
[0008]根据本实用新型的一个实施例，低压补给燃料口配置成接收液体燃料。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，还包括:稳压罐，连接在低压补给燃料口和止回阀之间；液位传感器，连接在稳压罐内；以及补给燃料泵，连接在稳压罐和止回阀之间。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，补给燃料泵配置成:响应于第一条件，将包含在稳压罐内的液体燃料泵入燃料箱中。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，第一条件包括:补给液体燃料请求的检测；小于第一阈值的燃料箱压力；小于第二阈值的燃料箱液位；以及大于第三阈值的稳压罐液位。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，进一步包括:次级蒸气箱，经由气体燃料管线连接至燃料箱；以及减压泵，连接至位于次级蒸气箱和燃料箱之间的气体燃料管线。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，减压泵配置成:响应于第一条件，将气体燃料从燃料箱泵入次级蒸气箱中。
[0014]根据本实用新型的一个实施例，第一条件包括:补给液体燃料请求的检测；以及小于第一阈值但大于第二阈值的燃料箱压力，第二阈值小于第一阈值。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，进一步包括:连接至低压补给燃料口的补给燃料锁，补给燃料锁配置成允许在燃料箱压力低于阈值时向低压补给燃料口的通入。
[0016]根据本实用新型的一个实施例，液体燃料为汽油、汽油-醇混合物或柴油，并且加压气体燃料为压缩天然气。
[0017]在另一实例中，提供了一种用于为车辆燃料箱补给燃料的方法，包括:在将液体燃料和仅部分地溶解在液体燃料中的加压气体燃料储存在该箱中时，响应于第一条件，将液体燃料从稳压罐泵入燃料箱中。通过这种方式，在无需箱压力接近零的情况下，能够将液体燃料添加到燃料箱中，如此允许更多的机会将液体燃料添加到燃料箱中。
[0018]根据本实用新型的一个实施例，第一条件包括:补给液体燃料请求的检测；小于第一阈值的燃料箱压力；小于第二阈值的燃料箱液位；以及大于第三阈值的稳压罐液位。
[0019]根据本实用新型的一个实施例，进一步包括:响应于第二条件，停止将液体燃料从稳压罐泵入燃料箱中。
[0020]根据本实用新型的一个实施例，第二条件包括小于第三阈值的稳压罐液位。
[0021]在又一实例中，提供了一种用于为车辆燃料箱补给燃料的方法，包括:在将液体燃料与仅部分地溶解在液体燃料中的加压气体燃料储存在燃料箱中时，响应于第一条件，将气体燃料从燃料箱泵入次级蒸气箱中。通过这种方式，可消除混合燃料箱的高压，如此允许添加液体燃料而无需燃烧另外的气体燃料。
[0022]根据本实用新型的一个实施例，第一条件包括:补给液体燃料请求的检测；以及小于第一阈值但大于第二阈值的燃料箱压力，第二阈值小于第一阈值。
[0023]根据本实用新型的一个实施例，进一步包括:响应于第二条件，停止将气体燃料从燃料箱泵入次级蒸气箱中；以及使得液体燃料能够被添加至燃料箱。
[0024]根据本实用新型的一个实施例，第二条件包括小于第二阈值的燃料箱压力。
[0025]相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于:
[0026]本实用新型的燃料箱系统中，可向储存有液体燃料和能够部分地溶解在液体燃料中的加压气体燃料的燃料箱中添加加压气体燃料、液体燃料以及气体燃料和液体燃料的预加压混合物。
[0027]通过单独参照【具体实施方式】或者结合附图参照【具体实施方式】，本实用新型的上述优势和其他优势以及特征将会变得显而易见。
[0028]应当理解，提供上面的综述是为了以简化的形式介绍将在下面的详细说明书中进一步描述的概念的集合。这并不意味着识别要求保护主题的关键或必要特征，其范围由所附权利要求来唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上面提到的或在本实用新型的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0029]图1示意性地描述了内燃机的汽缸的示例性实施例。
[0030]图2示出了配置成对气体燃料和液体燃料的混合物运行的发动机和燃料系统的示意图。
[0031]图3示出了配置成以气体燃料和液体燃料的混合物运行的替代发动机和燃料系统的示意图。
[0032]图4示出了用于以液体燃料为图2的发动机系统补给燃料的示例性高层次流程图。
[0033]图5示出了用于以液体燃料为图3的发动机系统补给燃料的示例性高层次流程图。
【具体实施方式】
[0034]本实用新型涉及为包括燃料系统的车辆或发动机系统补给燃料的系统和方法，该燃料系统以液体燃料和气体燃料运行，这两种燃料共同储存在高压燃料箱中。该发动机系统可包括配置有如图1所示的进气口燃料喷射器和直接燃料喷射器的汽缸。该发动机系统可包括连接至具有图2所示的补给燃料系统的燃料系统的多缸发动机。可选地，该发动机系统可包括如图3所示的补给燃料系统。图4示出了一种用于向图2的发动机系统添加液体燃料的方法。另外地，图5示出了一种用于向图3的发动机系统添加液体燃料的方法。
[0035]图1示出了内燃机10的燃烧室或汽缸的示例性实施例。发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统和经由输入装置132来自车辆操作者130的输入进行控制。在该实例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(即，燃烧室)14可包括燃烧室壁136，活塞138安置在其中。活塞138可连接至曲轴140以便将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。曲轴140可经由传动系统连接至乘用车的至少一个驱动轮。此外，起动电机可经由飞轮连接至曲轴140以实现发动机10的启动操作。
[0036]汽缸14可经由一系列进气通道142、144、146接收进气。除汽缸14外，进气通道146可与发动机10