专利名称:用于柴油引擎间接喷射系统的双燃料供应系统的制作方法
技术领域:
本发明涉及用于柴油引擎的燃料系统。特别地,本发明涉及一种双燃料供应系统, 用于具有间接喷射系统的柴油引擎。本发明延伸到包括双燃料供应系统的柴油引擎以及包括具有双燃料供应系统的柴油引擎的运载工具。
本发明特别地、但并非专门地涉及用于卡车柴油引擎的双燃料供应系统。因而方便的是,在下文中将参照这种示例应用描述本发明。不过同时必须认识到,本发明适用于其他应用,例如用于轻型运载工具的柴油引擎和其他类型的内燃机。
背景技术:
将柴油和气体燃料的混合物供应到柴油引擎的双燃料供应系统是公知的。一些双燃料供应系统将气体燃料引入空气供应器中,空气供应器导向燃烧室。在US2005202021 中,分立的成组喷射器将气体LPG引入燃烧室中,而在USM08957、US4520766、JP1318755和 GB1252458中,气体LPG与空气混合,然后将空气混合物引入燃烧室。
同时适用LPG和柴油已经最近在WO 2008036999中公开的双燃料系统中提出,其中,液态LPG和柴油在室内混合,然后被引入燃烧室中。不过,与WO 2008036999中所公开的双燃料系统相关的问题在于,其在不同引擎类型中的应用。发明内容
本发明的目的在于,提供一种可替代的双燃料供应系统,适用于间接喷射系统,以至少部分地克服与现有技术双燃料供应系统相关的问题。
在本发明的第一方面,提供一种双燃料供应系统,用于将燃料供应到柴油引擎的间接喷射系统,该双燃料供应系统包括
柴油供应系统,用于将柴油供应到所述间接喷射系统;和
混合燃料供应系统,其能够可操作地以处于所述间接喷射系统的燃料要求压力范围内的供应压力并且以对应的温度范围将柴油与液化气体燃料的液态燃料混合物供应到所述间接喷射系统,所述温度范围使所述燃料混合物在流动通过所述间接喷射系统和所述柴油引擎的燃料路径时保持低于其蒸发温度;
其中,所述双燃料供应系统被构造以允许在所述柴油供应系统与所述混合燃料系统之间选择性地转换以选择性地为所述间接喷射系统分别供应以柴油或液态燃料混合物。
优选地,所述柴油供应系统能够可操作地以处于所述间接喷射系统的燃料要求压力范围内的供应压力并且以与所述混合燃料供应系统的供应温度范围对应的供应温度范围将柴油供应到所述间接喷射系统。
优选地,所述混合燃料供应系统被构造以在压力范围内朝向所述间接喷射系统的燃料要求压力范围的高端调节所述液态燃料混合物的供应压力。
优选地,所述混合燃料供应系统被构造为在所述供应压力下以充分低于所述液态燃料混合物的蒸发温度的供应温度供应所述燃料混合物,以抵消当其流动通过所述间接喷6射系统和所述柴油引擎的流体燃料路径时由于引擎发热被引入所述液态燃料混合物中的热量。
优选地,所述混合燃料供应系统包括第一级和第二级,所述混合燃料供应系统的第二级被构造以调节所述液态燃料混合物被供应到所述间接喷射系统时的供应压力和供应温度。
优选地,所述混合燃料供应系统被构造为当所述混合燃料供应系统的第二级中的供应压力朝向所述间接喷射系统的燃料要求压力范围的低端降低时触发所述混合燃料供应系统的第一级,以将液态燃料混合物供应到所述混合燃料供应系统的第二级。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括蓄压器,当所述混合燃料供应系统的第二级中的供应压力朝向所述间接喷射系统的燃料要求压力范围的低端降低时,触发所述混合燃料供应系统的第一级为所述蓄压器充以燃料混合物。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括混合燃料供应流通线路,所述混合燃料供应流通线路限定混合燃料供应流通流动路径,所述混合燃料供应流通流动路径与所述间接喷射系统的燃料分配管连接或能够连接以实现流动流通内联(inline)。
优选地,所述混合燃料供应流通线路限定混合燃料供应流通流动路径,所述混合燃料供应流通流动路径具有的流动路径容积至少容纳所述柴油引擎满负荷一分钟消耗的液态燃料混合物的量。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括流通泵,其内联于所述混合燃料供应流通线路。所述流通泵优选地是可变速的受控泵。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括至少一个燃料冷却器,其内联于在所述间接喷射系统上游和所述流通泵下游的所述混合燃料供应流通线路。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括至少一个燃料冷却器,其内联于在所述间接喷射系统下游和所述流通泵上游的所述混合燃料供应流通线路。
优选地,所述至少一个燃料冷却器包括蒸发器,制冷剂穿过所述蒸发器;和关断阀,用于关断穿过所述蒸发器的冷却剂流。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括温度传感器,其在所述间接喷射系统的上游,用于测量被供应到所述间接喷射系统的液态燃料混合物的供应温度。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括温度传感器,其在所述间接喷射系统的下游,用于测量从所述间接喷射系统被排放到所述混合燃料供应流通线路中的液态燃料混合物的温度。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括流速传感器,用于测量流通通过所述混合燃料供应流通线路的液态燃料混合物的流速。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括燃料混合器,其内联于所述混合燃料供应流通线路,所述燃料混合器限定混合室,所述混合室与所述混合燃料流通供应流动路径流动连通。所述混合燃料蓄压器优选地是囊式蓄压器。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括至少一个压力传感器,其处于所述间接喷射系统的上游,用于测量被供应到所述间接喷射系统的液态燃料混合物的供应压力。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括混合燃料供应线路,用于使所述混合燃料供应系统的第一级与所述混合燃料供应系统的第二级流动连通,所述混合燃料供应线路衔接到内联于所述混合燃料供应流通线路的所述流通泵上游的混合燃料供应流通线路。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括压力调节阀,其内联于所述混合燃料供应线路。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括双冷却器,其内联于所述混合燃料供应线路。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括蓄压器,其内联于所述混合燃料供应线路。
优选地,所述混合燃料供应系统的第一级是燃料混合系统,其被构造为将柴油和液化气体燃料混合以形成所述液态燃料混合物。
优选地,所述燃料混合系统被构造为调节被供应到所述混合燃料供应系统的第二级的所述液态燃料混合物的柴油与液化气体燃料的比率,其中采用10-50%份单位量 (parts per mass)的柴油配合于90-50%份单位量的液化气体燃料的比率。
优选地,所述燃料混合系统包括燃料混合器,以及分别连接在所述燃料混合器与柴油储器和液化气体燃料储器之间的柴油传输线路和液态气体燃料传输线路。
优选地,所述燃料混合系统包括与所述柴油传输线路内联的可变速受控泵,和与在所述混合器上游的所述液态气体燃料传输线路内联的可变速受控泵,用以调节被供应到所述混合器的柴油与液化气体燃料的比率。
优选地,所述燃料混合系统包括与所述柴油传输线路内联的柴油蓄压器,和与所述液态气体燃料传输线路内联的液化气体燃料蓄压器。
优选地,所述柴油蓄压器包括囊式柴油蓄压器,所述液化气体燃料蓄压器包括 囊式液化气体燃料蓄压器。
优选地,所述燃料混合系统包括与所述囊式柴油蓄压器上游的所述柴油传输线路内联的柴油增压泵;和与所述囊式液化气体燃料蓄压器上游的所述液态气体燃料传输线路内联的液化气体燃料增压泵。
优选地,所述燃料混合系统包括与所述囊式柴油蓄压器下游的所述柴油传输线路内联的比例阀;和与所述囊式液化气体燃料蓄压器下游的所述液态气体燃料传输线路内联的比例阀。
优选地,所述燃料混合系统包括流量计,内联于所述柴油传输线路和所述液态气体燃料传输线路中的至少一种。
优选地,所述燃料混合系统包括内联于所述柴油传输线路的燃料冷却器,和内联于所述液态气体燃料传输线路的燃料冷却器。
优选地,所述混合燃料供应系统的第二级包括混合燃料绕道线路,用于选择性地绕过所述间接喷射系统。
优选地,所述柴油供应系统包括柴油供应流通线路,所述柴油供应流通线路与所述间接喷射系统的燃料分配管连接或能够连接以实现流动连通内联。
优选地,所述柴油供应系统包括至少一个燃料冷却器,其与所述间接喷射系统上游的所述柴油供应流通线路内联。
优选地,所述柴油供应系统包括柴油增压泵,其与所述至少一个燃料冷却器上游的所述柴油供应流通线路内联。
优选地,所述柴油供应系统包括柴油绕道,其选择性地绕过所述间接喷射系统。
优选地,双燃料供应系统包括控制器,其被构造以控制选择性地在所述柴油供应系统与所述混合燃料供应系统之间转换。
优选地,所述控制器被构造为在从所述混合燃料供应系统切换到所述柴油系统之前,以柴油冲洗所述混合燃料供应线路。
优选地,所述控制器被构造为在所述燃料混合系统为所述混合燃料供应系统的第二级充以液态燃料混合物之后,以柴油冲洗所述混合燃料供应线路。
优选地,所述控制器被构造为在所述柴油引擎停机之前,以柴油冲洗所述混合燃料供应线路。
优选地,所述控制器被构造为调节穿过所述混合燃料供应流通线路中的至少一个燃料冷却器的所述燃料混合物的流速,以调节所述燃料混合物的温度。
优选地,所述控制器被构造为在开通所述混合燃料绕道线路之前,开通所述柴油供应流通线路。
优选地,所述控制器被构造为在开通所述柴油绕道线路之前,开通所述混合燃料供应流通线路。
优选地,所述控制器被构造为当所述混合燃料供应流通回路中的混合燃料的压力降低至设定压力阈值以下时,自动从所述混合燃料供应系统转换到所述柴油供应系统。
优选地,所述控制器被构造为当在混合压力下、在充分低于所述液化气体燃料的蒸发温度的温度下混合之前,调节所述液化气体燃料和所述柴油燃料的温度,以抵消在其混合过程中和流动到所述混合燃料供应流通线路时被加到所述燃料混合物的热量。
优选地,所述控制器被构造为监控所述混合燃料供应流通线路中的液态燃料混合物的温度,和在所述温度升高到设定温度阈值以上时切换到所述柴油供应系统。
优选地,所述控制器被构造为监控所述混合燃料绕道线路中的温度,和在所述混合燃料绕道线路中的所述液态燃料混合物的温度在设定温度阈值以上时阻止从所述柴油供应系统切换到所述混合燃料供应系统。
优选地,所述控制器被构造为监控所述柴油的供应温度,和在所述柴油的供应温度在设定温度阈值以上时阻止切换到所述混合燃料供应系统。
优选地,所述控制器被构造为如果所述柴油供应流通线路中的柴油的流速或者所述混合燃料流通线路中的燃料混合物的流速在设定流速阈值以下,则触发警报。
优选地,所述控制器被构造为改变柴油与液化气体燃料的比率,以改变在供应压力下的所述燃料混合物的蒸发温度。
在第二方面,本发明提供一种柴油引擎,包括
间接喷射系统;和
如在本发明第一方面中限定的双燃料供应系统。
优选地,所述双燃料供应系统包括前文中根据本发明第一方面限定的任意一个或多个可选特征。
在第三方面,本发明提供一种运载工具,包括
具有间接喷射系统的柴油引擎;和
如在本发明第一方面中限定的双燃料供应系统。
优选地,所述双燃料供应系统包括前文中根据本发明第一方面限定的任意一个或多个可选特征。
在第四方面,本发明广义地在于一种双燃料供应系统,用于低压内燃柴油引擎,包括
燃料箱,用于储存加压液化气体;
比例阀机构,其可操作地连接到所述燃料箱,并适于控制所述液化气体的流动;
混合室,其可操作地连接到所述比例阀,并适于混合所述液化气体的比例流和柴油的比例流以形成液态燃料混合物;和
冷却器,用于使所述液态燃料混合物在所述液态燃料温度的混合过程中或混合之后保持在低于标准室温的温度下;其中,所述液态燃料混合物处于80至150psi范围内的压力下并在0. 5°C至17°C的范围内冷却,以使所述燃料混合物保持在液态,其中所述液态燃料混合物被弓I入所述柴油弓I擎的燃烧室中。
在第五方面,本发明在于一种双燃料供应系统组件,用于低压内燃柴油引擎,包括
燃料箱,用于储存加压液化气体;
比例阀机构,其能够可操作地连接到所述燃料箱,并适于控制所述液化气体的流动;
混合室,其能够可操作地连接到所述比例阀,并适于混合所述液化气体的比例流和柴油的比例流以形成液态燃料混合物,其中所述组件在使用时能够将所述液态燃料混合物提供到所述柴油引擎的燃烧室;和
冷却器,用于使所述液态燃料混合物在所述液态燃料温度的混合过程中或混合之后保持在低于标准室温的温度下;其中,所述液态燃料混合物处于80至150psi范围内的压力下并在0. 5°C至17°C的范围内冷却,以使所述燃料混合物保持在液态,其中所述液态燃料混合物被弓I入所述柴油弓I擎的燃烧室中。
优选地,所述混合室是涡流室(swirl chamber)或接合部(junction),在此所述两种不同的燃料源相遇和混合。
优选地,所述比例阀机构包括流动控制阀,其可操作地受控于电控板。优选地,所述电控板响应于来自所述运载工具的电控单元的处理后信息而控制所述流动控制阀。
优选地,所述柴油燃料被加压先于进入所述混合室。优选地,所述柴油燃料由管道泵(inline pump)加压,所述燃料在使用前被储存在加压箱内。优选地,所述柴油燃料的压力大致类似于所述混合室中的液化气体的压力。
优选地,向所述混合室供应加压柴油燃料是通过流动控制阀调节的,所述流动控制阀可操作地受控于电控板。优选地,所述电控板受控于运载工具电控单元,所述运载工具电控单元接收和处理信息以将相关信号提供到所述电控板。
优选地,所述液化气体在所述比例阀之前通过串联过滤器(inline filter)过滤。
优选地,所述LPG箱、比例阀机构和混合室通过气体管线联接。
优选地,在所述LPG箱与比例阀之间的管路包括至少一个可关闭阀。在优选实施例中,在所述LPG箱与所述比例阀机构之间的线路内存在单向止回阀和可关闭阀。
优选地,所述双燃料组件在柴油引擎运载工具的运输之前装配,或者作为销售后成套工具(after market kit)装配。
优选地,所述液化气体是LPG、丙烷、天然气、或压缩天然气。
优选地,所述液化气体箱在低于约150psi的压力但高于其SOpsi的蒸汽压时储存 LPG。
在第六方面,本发明广义地在于一种具有双燃料供应系统的低压内燃柴油引擎, 包括
第一箱,用于储存加压液化气体;
第二箱,用于储存加压柴油;
第一比例阀机构,其可操作地连接到所述第一箱并适于控制所述液化气体的流动;
第二比例阀机构,其可操作地连接到所述第二箱并适于控制所述柴油的流动;
混合室,其可操作地连接到所述第一比例阀机构和第二比例阀机构,所述混合室适于混合所述液化气体的比例流和柴油的比例流以形成液态燃料混合物;
冷却器,用于使所述液态燃料混合物在所述液态燃料温度的混合过程中或混合之后保持在低于标准室温的温度下;其中,所述液态燃料混合物处于80至150psi范围内的压力下并在0. 5°C至17°C的范围内冷却,以使所述燃料混合物保持在液态;和
分配机构,用于将所述液态燃料混合物分配到每个内燃室,其中引擎处理器通过根据要求调节相应的比例阀机构而控制所述燃料的比例设置。
前述的双燃料供应系统和双燃料供应系统组件的各特征的各优选实施例也适用于本发明的这方面。
优选地,存在多个第一和柴油燃料箱。
优选地,所述第二箱通过串联过滤器和泵从柴油燃料箱接收加压柴油。
优选地,所述第二比例阀机构包括流动控制阀,其可操作地受控于电控板。优选地,所述电控板响应于来自所述运载工具电控单元的处理后的信息而控制所述流动控制阀。所述运载工具电控单元接收和处理关于所述引擎的燃料要求的输入。
LPG与柴油的比率可相应地在50 50至90 10之间变化。更优选地,LPG与柴油的比率相应地约为70 30。优选地,只要引擎部件未由于缺乏润滑性而过早磨损、制造商的保证条款(warranties)未失效、所述燃料的热值足以允许所述引擎产生可接受的动力和扭矩量,则适合采用任意比率。
所述冷却器用作冷却系统,并优选地使用可接受的制冷剂以保持所希望的温度。 在一个实施例中,优选地,来自所述空调系统的制冷剂在所述冷却器内流通(Circulate)。
优选地,在所述燃料混合之后和在所述燃料混合物流通通过公共分配管(common rail)之后,存在冷却器。
优选地,所述液态燃料混合物被泵送到公共分配管,所述公共分配管能够在SOpsi 以上至150psi以下的低压下并且在0. 5°C至17°C之间的温度下操作,使得所述液态燃料混合物保持液态。优选地,所述液态燃料混合物以大致IlOpsi和大致7V至10°C被引入所述公共分配管中。11
在本专利文件中的措辞“公共分配管”包括公共分配管(common rail)和燃料分配管(fuel rail)。优选地,根据制造商的规格,所述公共分配管连接到用于每个燃烧室的喷射器,所述燃料混合物被分配到每个喷射器用于燃烧。
优选地,多余的未燃烧的燃料混合物被收集在溢流箱中,并返回所述混合室。优选地,多余的燃料然后穿过燃料冷却器并在压力下保持在加压箱中,以随后重新被引入所述混合室中。
优选地,存在分离线路(s印arate line),其从所述柴油箱、至所述供应泵、并随后至所述公共分配管,供所述引擎使用柴油作为仅有的燃料源。
优选地,未燃烧的柴油(当用作仅有的燃料源时)返回到所述柴油燃料箱以进行再利用。
在第七方面,本发明广义地在于一种使用前述用于内燃柴油引擎的双燃料供应系统的方法,包括
通过所述第一比例阀机构对来自所述第一箱的液化气体流进行比例设置;
通过所述第二比例阀机构对来自所述第二箱的柴油流进行比例设置;
在所述混合室中将比例设置后的燃料混合以形成液态燃料混合物;
将所述液态燃料混合物冷却并保持在液态;和
将所述液态燃料混合物从所述混合室分配到每个所述燃烧室。
为了使本发明可更易于理解,现在将参照例示出本发明优选实施例的附图,其中
图1是根据本发明的双燃料供应系统的示意性功能结构图2是双燃料系统的第一实施例的示意图3是双燃料系统的第二实施例的示意图,其中包括第一实施例和另外的系统部件;
图4是双燃料系统的第三实施例的示意图5是双燃料系统的第四实施例的示意图,其中包括第三实施例和另外的系统部件;
图6是双燃料系统的第五实施例的示意图7是双燃料系统的第六实施例的示意图,其中包括第五实施例和另外的系统部件;
图8是双燃料系统的第七实施例的示意图9是双燃料系统的第八实施例的示意图,其中包括第七实施例和另外的系统部件;和
图10是双燃料系统的第九实施例的示意图。
具体实施方式
现在参见图1,附图标记10整体上指示出根据本发明的双燃料供应系统,用于将燃料供应到柴油引擎(未示出)的间接喷射系统(所述喷射系统)12。间接喷射系统的总体特征在于,其喷射器的喷射压力与直接喷射系统相比而言较低。
下文中所述的双燃料供应系统的实施例用于将燃料供应到间接喷射系统,间接喷射系统具有相对较低的燃料要求压力,典型地在2巴至15巴之间。
广义而言,下文中所述的每个实施例包括两个子系统。一个子系统是混合燃料供应系统17,其包括混合燃料供应系统17的第一级14,第一级14具有柴油储器或箱42、液化气体燃料储器或箱44、和用于将液态燃料混合物供应到混合燃料供应系统17第二级16的系统部件13。第二级16包括系统部件15。液化气体燃料典型地为液化石油气(LPG),不过,应认识到,根据本发明的双燃料供应系统可被构造为使用不同类型的液化气体燃料。
混合燃料供应系统17能够可操作地以匹配于喷射系统12的燃料要求压力范围的供应压力并以对应的温度范围将柴油与液化气体燃料的液态燃料混合物供应到间接喷射系统,所述温度范围使燃料混合物在流动通过间接喷射系统12和柴油引擎的燃料路径时保持低于其蒸发温度(vapor temperature)。
双燃料供应系统10的另一子系统是柴油供应系统80,包括柴油箱42,和用于将燃料传输到喷射系统12的系统部件79。
双燃料供应系统10包括限定各种流动路径的导管或线路,和调节控制通过双燃料供应系统11的柴油或燃料混合物的有效(active)流动路径、流速、温度、和压力的各系统部件,如在下文中更详细所述。
而且,双燃料系统10被构造以允许在柴油供应系统80与混合燃料系统17之间选择性地转换以选择性地为喷射系统12分别供应柴油或液态燃料混合物。
图2显示双燃料供应系统的实施例11的示意图。双燃料供应系统11包括混合燃料供应系统17,混合燃料供应系统17包括第一级14,用于将柴油和LPG混合以形成液态燃料混合物;和第二级16,用于为喷射系统12供应来自混合燃料供应系统17第一级14的燃料混合物。混合燃料供应系统17的第二级16形成燃料混合系统。
混合燃料供应系统17的第二级16包括混合燃料供应流通(circulation)线路或回路(loop) 18,其限定了混合燃料供应流通流动路径(见箭头20)。混合燃料供应流通回路18与喷射系统12的燃料分配管(fuel rail)或歧管连接以实现流动连通内联 (inline),以使燃料混合物流通(circulate)通过喷射系统12的燃料分配管。
限定混合燃料供应线路流动路径(见箭头24)的混合燃料供应线路22在燃料混合系统14与混合燃料供应流通回路18之间延伸以将燃料混合物从燃料混合系统14供应到混合燃料供应流通回路18。
混合燃料供应系统17的第二级16包括与混合燃料供应流通线路18内联的流通泵26,和在间接喷射系统12上游与混合燃料供应流通回路18内联且处于流通泵沈下游的燃料冷却器观。在此实施例中,流通泵是可控的可变速泵,燃料冷却器包括蒸发器,蒸发器内联连接于卡车空调系统的制冷剂线路。不过,应认识到,燃料冷却器可为独立存在的燃料冷却器。
温度传感器30被设置在间接喷射系统12的上游,用于测量被供应到喷射系统12 的液态燃料混合物的供应温度。
双燃料供应系统11还包括混合燃料绕道(bypass)线路32,用于选择性地使间接喷射系统12隔离于混合燃料供应流通线路18 (见箭头33)。
可控的常闭电磁阀35和常开电磁阀34的形式的阀被设置为分别内联于混合燃料流通供应回路18和绕道线路32,以选择性地使燃料混合物转向(divert)通过流动路径 20 或 33。
混合燃料供应系统17的第二级16还包括蓄压器36,其在间接喷射系统12下游和流通泵沈上游与混合燃料流通供应回路18内联。
蓄压器36采用囊式蓄压器的形式。
对此,混合燃料供应系统17的第二级16包括在间接喷射系统12上游的至少一个压力传感器38,用于测量被供应到间接喷射系统12的液态燃料混合物的供应压力。
释压阀40被设置在间接喷射系统12的下游。释压阀具有在2巴至15巴(相对压力)之间的释放或破坏压力额定值(rating),这取决于间接喷射系统的燃料要求压力。
燃料混合系统14被构造为调节被供应到混合燃料供应系统17第二级16的液态燃料混合物的柴油与LPG的比率。所述比率可为约10-50%份单位量的柴油配比于 90-50%份单位量的LPG。
而且,燃料混合物以处于2.0巴至15.0巴之间的压力并且以处于-8. 5°C至+55°C 之间的温度被供应到混合燃料流通供应回路,所述压力和温度对应于混合燃料流通供应回路18中的液态燃料混合物的压力范围和温度范围。
燃料混合系统14包括燃料混合器40,用于接纳来自柴油供应器和LPG供应器的柴油和LPG。燃料混合器40可采用内联静止混合器、混合室、T或Y件接头(在出口处具有一些管路以允许混合)、或类似物的形式。
柴油供应器包括柴油储器或箱42,LPG供应器包括LPG储器或箱44。
柴油传输线路48和LPG传输线路46分别连接到柴油箱和LPG箱和混合器40。
可变速受控泵50和52设置为分别在混合器的上游与LPG传输线路46内联和与柴油传输线路48内联,以调节被供应到燃料混合器40的柴油和LPG的比率。
燃料混合系统14包括分别与柴油传输线路和LPG传输线路内联的流量计56和 58。
燃料混合系统14还包括与LPG传输线路和柴油传输线路内联的燃料冷却器60和 62。温度传感器72和74设置为在其相应冷却器60和62的下游内联于LPG传输线路和柴油传输线路。温度传感器72、74的安装方式使得传感器的传感尖端延伸到燃料冷却器的出口中。
燃料混合系统14还包括朝向LPG传输线路46和柴油传输线路48背端(kick end)的燃料过滤器64和66。
采用可控的常闭电磁阀68和70的形式的两个阀朝向LPG传输线路46的两端 (either end)设置。
双燃料供应系统11被构造为在柴油供应系统80与混合燃料供应系统17的第二级16之间选择性地转换,以选择性地仅将柴油或将燃料混合物供应到喷射系统12。
柴油供应系统11能够可操作地以在间接喷射系统12的燃料要求压力范围内的供应压力并且以与混合燃料供应系统16的供应温度范围对应的供应温度范围将柴油供应到间接喷射系统12。
柴油供应系统80包括柴油供应流通线路或回路82 (见箭头84),其与间接喷射系统12连接以实现流动连通内联。
柴油供应系统80包括采用制冷冷却器形式的燃料冷却器85,其内联于间接喷射系统12上游的柴油供应流通线路。
柴油流通泵86设置为在冷却器85上游内联于柴油流通供应回路82。柴油流通泵 86可为现有技术的运载工具自载柴油燃料进给泵。
柴油供应系统80包括柴油绕道线路87,用于选择性地将喷射系统12隔离于柴油流通供应回路。
柴油的供应温度与燃料混合物在供应到喷射系统12时的温度在大致相同的范围内,以使喷射系统和引擎的燃料流体路径保持具有足够温度,所述温度防止液态燃料混合物当燃料供应从柴油供应系统80转换到混合燃料供应系统17时沸腾。
双燃料供应系统11还包括控制器(未示出),其与双燃料供应系统11的相关的系统部件、泵、阀、冷却器、和类似物以接口连接,以控制通过系统的燃料的流速、温度和压力。控制器典型地是专用逻辑控制器或者可编程逻辑控制器。
在使用时,当柴油引擎操作时,喷射系统12被供应以柴油或者柴油与LPG的混合物。
当燃料混合物供应到喷射系统12时,燃料混合物沿流动路径20流通通过混合燃料流通供应回路18。冷却器观降低所述流通的燃料混合物的温度,以使液态燃料混合物在喷射系统12的燃料供应压力下保持处于液化状态。温度传感器30测量排出冷却器观外的所述流通的燃料混合物的温度。同时,压力传感器38测量所述流通的燃料混合物的压力。
如果流通的燃料混合物的压力在其所要求压力范围内但其温度升高超过最大阈值温度,则温度调节系统通过利用流通泵沈增大经过冷却器28的燃料混合物的流通速率而降低燃料混合物温度。控制温度的另一方式将为使燃料混合物按照恒定速率流通,从而根据需要仅开启和关闭燃料冷却器以冷却燃料混合物。
喷射系统12所使用的燃料来自在混合燃料流通供应回路18中流通的流通燃料混合物,这导致混合燃料流通回路18中的燃料混合物的供应压力随时间降低。当流通燃料混合物的压力降低至最低阈值以下时,启动燃料混合系统14以将来自燃料混合系统14的燃料混合物补充于混合燃料流通供应回路。
当燃料混合系统14被启动时,两个电磁阀68开启。电磁阀68是在一些国家(例如澳大利亚)中所需的安全关闭阀。电磁阀68不受控于双燃料供应系统的控制器,其独立地受控于分立的安全装置。这种装置探测来自引擎机轴传感器的脉冲(impulse)。仅当安全装置探测到指示出引擎正在运转的这样的脉冲时,其开启LPG传输线路中的阀68和70 并起动两个可变速受控泵50和52,且通过柴油流量计56和LPG流量计58测量沿其相应传输线路48和46的从柴油箱和LPG箱泵送到混合器40的柴油和LPG的流速。控制器控制柴油泵52和LPG泵50,以将所需比率的柴油和LPG供应到混合器40。控制器还启动柴油燃料冷却器62和LPG冷却器60以调节被泵送到混合器40的柴油和LPG的温度。理想地,这两种燃料应在对于整体温度范围的相同温度下调节。柴油不能被冷却至0°C以下,这是因为0°C是柴油的浊点。在低于0°C的温度下,柴油中形成蜡颗粒,这有可能阻塞柴油燃料冷却器。为此原因,对于0°C以下的温度,LPG不得不稍冷于柴油,使得结果形成的燃料混合物的温度处于正确范围内。
通过泵52和50,燃料混合系统14传输一定压力下的柴油和LPG,使其足以进入混合燃料流通供应回路18并为用于使混合燃料流通供应回路18中的流通燃料混合物增压的囊式蓄压器36充压(charge)。压力传感器38测量混合燃料流通供应回路18中的压力,并当流通燃料混合物的压力达到最大阈值时关闭泵52和50且关闭阀70。
LPG泵50先于柴油泵52关闭,使得柴油被泵送到混合燃料供应线路22中先于燃料混合系统14停机。这减少了留存在混合燃料供应线路22中的LPG的量,当燃料混合系统不启动时在混合燃料供应线路22内不存在有效冷却。换言之,在每次将燃料混合物供应到混合燃料供应系统的第二级16之后,以柴油至少部分地冲洗混合燃料供应系统17的第二级16。另外在柴油引擎关闭之前,以柴油至少部分地冲洗混合燃料供应系统17。
同时,柴油流通通过柴油绕道线路87,特别是在自载的柴油进给泵86被机械驱动且不能停转的情况下。
当双燃料供应系统11从混合燃料供应系统17转换到柴油供应系统80时,控制器开启柴油流通供应回路82中的阀91并关闭柴油绕道线路87中的阀89,以起动流通柴油通过柴油供应流通线路82。
随后,混合燃料流通供应回路18中的阀35关闭,混合燃料绕道线路32中的阀34 开启,使得燃料混合物绕过喷射系统12。
这样,当柴油供应系统80将柴油供应到喷射系统12时,燃料混合物仍然在混合燃料绕道回路33中流通通过冷却器28,以将混合燃料流通供应回路18中留存的燃料混合物保持在足以防止液态燃料混合物沸腾的低温下。
双燃料供应系统11还包括安全溢流线路94,其在喷射系统12的输入端与柴油箱42之间延伸。安全溢流线路94包括释压阀96,其具有在3巴至16巴范围内的破坏压力,这取决于喷射系统的最大要求压力。当喷射系统12中的压力升高至释压阀96的破坏压力以上时,例如当混合燃料温度高至使得液态燃料混合物的蒸汽压力升高至释压阀96 的破坏压力以上时,释压阀开启且燃料沿安全溢流线路94流动。安全溢流线路94包括吸收器和液体/气体分离器98,以将柴油传送到柴油箱42和吸收气态LPG。
控制器还被构造以当混合燃料供应流通回路18中的压力降低至设定温度阈值以下时自动从混合燃料供应系统17转换到柴油供应系统80。
另外,燃料、燃料混合物、和/或柴油的温度被调节至充分低的温度,用以抵消当其流通通过柴油引擎和喷射系统的燃料流体路径时被引入到燃料中的额外温度。类似地, 液化气体燃料和柴油燃料的温度在混合之前被调节至充分低于在混合压力下的液化气体燃料的蒸发温度,以抵消在混合过程中和流动到混合燃料供应流通线路时被加到燃料混合物的热量。
还存在内置于系统的安全措施,例如,控制器被构造以监控混合燃料供应流通线路18中的液态燃料混合物的温度和在温度升高至设定温度阈值以上时切换到柴油供应系统。
进一步地,控制器被构造以监控混合燃料绕道回路32中的温度和在混合燃料绕道回路中的液态燃料混合物的温度在设定温度阈值以上时阻止从柴油供应系统80切换到混合燃料供应系统17。
此外,控制器被构造以监控柴油的供应温度,和在柴油的供应温度在设定温度阈值以上时阻止转换到混合燃料供应系统。
控制器被构造以当柴油供应流通线路中的柴油的流速或者混合燃料流通线路中的燃料混合物的流速在设定流速阈值以下时触发警报。
作为温度控制的一部分,柴油与液化气体燃料的比率可改变以补偿在供应压力下的燃料混合物的蒸发温度。
图3显示出的双燃料供应系统100与图2中的双燃料系统11基本相同,但包括额外的系统部件。在图3中,与图2中相同的部分以相同附图标记指示,除非以不同附图标记特别指示。在混合燃料流通供应回路18,额外的系统部件包括混合器102,额外冷却器 103,额外温度传感器110、114、108、116,和额外压力传感器109、112,和在冷却器28上游的额外止回阀118。
双燃料供应系统100的燃料混合系统120还包括另外的部分,例如,额外压力传感器121和122,LPG传输线路中的额外冷却器124,和止回阀126。
双燃料供应系统100的柴油供应系统131包括额外辅助柴油泵128,和手动阀 130。应认识到,双燃料供应系统100的总体工作和控制与前述双燃料供应系统11基本相同。
图4显示出根据本发明的另一实施例的双燃料供应系统140。双燃料供应系统140 包括混合燃料供应系统143和柴油供应系统144。柴油供应系统144与图2中的柴油供应系统80大致相同。
混合燃料供应系统143的第二级142与图2中的混合燃料供应系统11的第二级 16大致相同。
不过,双燃料供应系统140包括与图2中的燃料混合系统14不同的燃料混合系统 146。
燃料混合系统146还包括柴油传输线路148和LPG传输线路150,用于将柴油和 LPG供应到混合器152。
柴油传输线路148包括柴油进给或增压泵154,在柴油增压泵IM下游的囊式柴油蓄压器158,和在囊式柴油蓄压器158下游的冷却器160。柴油传输线路进一步包括在冷却器160上游的比例阀166。压力传感器156和温度传感器162被设置为内联于柴油传输线路148。过滤器168朝向柴油传输线路148的背端(back end)设置。
类似地,LPG传输线路150包括LPG进给或增压泵178,在LPG增压泵178下游的 LPG囊式蓄压器188,和在LPG囊式蓄压器188下游的冷却器190。LPG传输线路进一步包括在冷却器190下游的比例阀172。压力传感器186和温度传感器192被设置为内联于 LPG传输线路150。过滤器179朝向LPG传输线路148的背端设置。
LPG箱44内的LPG通常以加压(pressurized)状态储存,由此,如果LPG箱44中的压力适于为LPG囊式蓄压器188充压,则此时不使用LPG增压泵180。LPG从LPG箱44沿线路区段196直接到LPG囊式蓄压器188的流动,通过阀184的开启和关闭进行控制。否则,启动LPG增压泵178以增大向LPG囊式蓄压器188的LPG供应压力。
阀172用作隔离阀,类似于图2中所示。
使用时,当混合燃料供应流通线路18中的燃料混合物的压力降低至供应压力阈值以下时,控制器启动燃料混合系统146,用以通过对与混合燃料流通供应回路18内联的混合燃料囊式蓄压器36充压而为混合燃料流通供应回路18补充燃料混合物。
如果囊式柴油蓄压器158中或LPG囊式蓄压器188中的压力降低至压力阈值以下 (如压力传感器156和186探测到的),则控制器启动增压泵156和178,用以分别以柴油和 LPG对囊式蓄压器158和188充压。应认识到,通过燃料混合系统146的构造,可独立控制对囊式蓄压器158和188充压,也就是说,对囊式蓄压器充压可先于将柴油和LPG释放到混合器152 ο
冷却器160和190降低柴油和LPG的温度,以将柴油和LPG的温度调节至使LPG 在内联于传输线路的压力下处于液化状态的温度。然后,柴油和LPG在混合器152中混合并传送到混合燃料流通供应回路18。对双燃料供应系统140的另外的工作和控制与前文中参照图2中的双燃料供应系统11所述的情况基本相同。
图5显示与图5中的双燃料系统140基本相同的另一实施例的双燃料供应系统 210,不过双燃料供应系统210在柴油供应系统212和混合燃料供应系统214的第二级213 中包括与参照图3所述的实施例中无异(not unlike)的多个额外的系统部件。
燃料混合系统216类似于图4中的燃料混合系统146,但还包括一些额外的部件, 例如在LPG传输线路中的压力传感器218和止回阀220。
图6显示出根据本发明的另一实施例的双燃料供应系统M0。
双燃料系统240包括混合燃料供应系统243和柴油供应系统M4。
混合燃料供应系统243的第二级242基本类似于参照图2至5所述的实施例,其中还包括混合燃料流通供应回路18,混合燃料绕道回路32,冷却器观,混合燃料流通泵沈, 和电磁阀34和35。不过,混合燃料囊式蓄压器262朝向混合燃料供应线路22的背端定位而内联于混合燃料供应线路22,而不是内联于混合燃料流通供应回路18。
与图2至5中的实施例的另一不同之处在于,冷却器264被设置为与混合燃料囊式蓄压器262上游的混合燃料供应线路22内联。而且,压力调节阀266位于冷却器264的上游而内联于混合燃料供应线路22。
混合燃料供应系统242进一步包括相关的压力传感器268和温度传感器270和 272,用于控制被供应到混合燃料流通供应回路18的燃料混合物的压力和温度。
燃料混合系统256大致类似于参照图2和3所述的燃料混合系统,不过,在柴油传输线路265和LPG传输线路267中不包括冷却器。压力调节阀266确保混合燃料供应流通回路18中的燃料混合物的压力处于喷射系统12的所需压力要求范围内,因而朝向压力调节阀266背端的压力保持在足够高以使LPG保持在液化状态的压力下,因而在柴油和LPG 传输线路中不需要冷却器。但应认识到,在柴油和LPG线路中增加冷却器也是可选的特征。
柴油燃料系统244与参照图2所述的柴油燃料系统80大致相同。
图7显示与图6中的双燃料供应系统240大致相似的另一实施例的双燃料供应系统观0,不过其包括与参照图3中双燃料供应系统100所述无异的一些额外的系统部件。
图8显示出根据本发明的另一实施例的双燃料供应系统四0。双燃料供应系统 290包括与参照图6所述的混合燃料供应系统M2的第二级大致类似的混合燃料供应系统四1的第二级。
双燃料系统290进一步包括与参照图4所述燃料混合系统大致类似的燃料混合系18统四2,不过所述燃料混合系统不包括其柴油和LPG传输线路中的冷却器。省略冷却器是可行的,原因与前文中参照图6中的燃料混合系统246所述原因相同。
图9显示与图7中的双燃料供应系统大致类似的另一实施例的双燃料供应系统 300,不过其包括与参照图5所述双燃料供应系统210中无异的一些额外的部件。
图10显示出根据本发明的进一步实施例的双燃料供应系统400,用于卡车和原动机的低压或间接喷射柴油引擎。
双燃料供应系统400包括混合燃料供应系统402,燃料混合系统404,和柴油供应系统406。
混合燃料供应系统502包括混合燃料供应流通线路434。混合燃料流通线路434 包括混合器427,混合器427限定混合室并具有用于释放过度压力的释压阀428。在此实施例中,混合器427安装为与混合燃料流通供应线路434内联,由此在燃料混合系统404与混合燃料供应系统402之间形成公共部件。
在使用时,燃料混合物从混合器427沿喷射系统12的燃料分配管线路(rail fuel line) 450行进。将燃料混合物的温度调节至约3°C,同时保持约120psi (磅/平方英寸) 的压力。冷却器451下游存在两个温度传感器426。
混合燃料流通供应线路434包括分别在下游的另一冷却器453、可变速受控流通泵454、流量计455、释压阀56、和混合燃料压力燃料箱457。
混合燃料压力燃料箱457具有温度传感器458和压力传感器459。在混合燃料压力燃料箱457与混合器427之间,存在电磁阀460,电磁阀460可控制混合燃料向混合器427 的流动。
混合燃料绕道线路434. 1分立于燃料分配管线路450并形成绕过喷射系统12的可替代路径。控制阀452和462将燃料混合物转向(divert)通过混合燃料流通供应线路 434或绕道线路434. 1。
在电磁阀462下游,燃料分配管线路450沿向下游顺序包括流量计463,压力传感器464,释压阀结构465和466。
柴油在大气压下从服务站泵引入自载柴油箱411中。柴油从柴油箱411沿管路 431经由串联过滤器412通过柴油燃料泵413和柴油增压(辅助)泵414被抽取和泵送,柴油增压(辅助)泵414还能够将从柴油泵流动的柴油的压力增加至约150psi的压力。
串联过滤器412是玻璃壳体类型的过滤器。
柴油燃料随后在压力下储存在加压柴油箱415中。压力传感器423被设置以测量加压柴油箱415内的压力。柴油返回线路422. 1延伸于加压柴油箱415与柴油箱414之间, 并包括内联释压阀以在箱415内的压力增大至超过释压阀422的破坏压力时允许柴油返回柴油箱411。
柴油从加压柴油燃料箱515行进通过可控电磁阀4M和压力传感器19,并然后转向至两条可能的路径之一中。这些包括电磁阀4M和压力传感器149的部件411至415是用于柴油供应系统406和燃料混合系统404的常用部件。
燃料混合系统404包括柴油传输线路430,柴油传输线路430具有在进入混合室 427之前的柴油比例阀420、流量计421和止回阀425。
LPG从服务站泵被引入LPG箱442中,其中箱442在约150psi的压力下被填充以液态LPG。LPG在约150psi的压力下以液态储存。燃料混合系统404包括具有流量计443、 LPG压力调节阀444、LPG比例阀445、和止回阀446的LPG传输线路433。加压的液态LPG 以约120psi进入混合室427。
加压的柴油和液化的LPG进入混合器427以形成燃料混合物。混合器的示例在 PCT/AU187/001396中描述,并被并入本文件中。
混合器可为可替代形式的混合器,例如,文丘里混合器(venture-mixer),其中,引入大量的LPG流并使少量的柴油流与LPG混合。
燃料的优选比率是30%的柴油和70%的LPG。不过,存在比率范围,从10%柴油和90% LPG至90%柴油和10% LPG0可实现使用少于30%柴油的燃料混合物的比率,其中燃料混合物的润滑性增力卩。特别地,经历了额外过滤处理的低硫柴油具有更小润滑性,柴油百分比低于30%的燃料混合物要求额外润滑性以维护引擎部件。
柴油供应系统406包括柴油流通回路429。柴油通过柴油燃料阀417和止回阀 418,其中,柴油燃料阀417和止回阀418衔接在与喷射系统12连接的燃料分配管线路450之前。
当柴油作为仅有的燃料源使用时,电控单元关闭阀420、462、445并开启阀424、 417、476。当柴油返回时,阀476开启而单向压力阀474关断。
当使用混合燃料时,电控单元500关闭阀417、476、452并开启阀420、424、445、 462,460ο
电控单元500响应于由各种引擎传感器指示的燃料要求而开启和关闭各阀。电控单元500处理来自曲柄轴角度传感器的引擎每分钟转数的信息。排放检测结果
对在前文中参照图10所述的双燃料系统400由独立第三方澳大利亚柴油检测布里斯班城市委员会(Brisbane City Council and Diesel test Australia)进行排放检测,并对双燃料系统500由吉尔摩工程私人有限公司(Gilmore Engineers Pty Ltd)分析结果。在运载工具仅使用柴油和使用LPG/柴油(比率为70% LPG和30%柴油)时进行这两种检测。仅使用柴油的检测(检测1081)在9月19日(187)使用DT80短检测(short test)进行。LPG/柴油检测(检测4179)在1月14日(188)使用DT80短检测进行。对两种检测使用相同的运载工具。运载工具是Daimler Chrysler Freightliner Colombia,注册号为VV68HD的卡车,运载工具检测重量为45000kg。DT80短检测是一系列快速加速和减速夹杂以空转,被设计以评估典型的“真实世界”的停止起动操作模式和条件下的运载工具排放。除了这些DT80检测以外,委托布里斯班城市委员会以将使用柴油运转的VV68HD与具有类似里程数的类似卡车比较。选择洁净运行(clean running)的Volvo FH 12原动机。Daimler Chrysler Freightliner Colombia VV68HD卡车是使用低压柴油引擎的原动机,而Volvo ΠΠ2原动机使用高压柴油引擎。检测结果4418如下表所示。
在31/7/08,由布里斯班城市委员会使用183 model freightliner C112 Century (其与VV68HD具有基本相同的样式,但带卧铺驾驶室不同)进行了进一步的DT80检测。这些结果也如下表中所示。排放检测结果总结如下
权利要求
1.一种双燃料供应系统,用于将燃料供应到柴油引擎的间接喷射系统,该双燃料供应系统包括柴油供应系统,用于将柴油供应到所述间接喷射系统;和混合燃料供应系统,其能够可操作地以处于所述间接喷射系统的燃料要求压力范围内的供应压力并且以对应的温度范围将柴油与液化气体燃料的液态燃料混合物供应到所述间接喷射系统,所述温度范围使所述燃料混合物在流动通过所述间接喷射系统和所述柴油引擎的燃料路径时保持低于其蒸发温度;其中,所述双燃料供应系统被构造以允许在所述柴油供应系统与所述混合燃料系统之间选择性地转换以选择性地为所述间接喷射系统分别供应以柴油或液态燃料混合物。
2.如权利要求1所述的双燃料供应系统,其中,所述柴油供应系统能够可操作地以处于所述间接喷射系统的燃料要求压力范围内的供应压力并且以与所述混合燃料供应系统的供应温度范围对应的供应温度范围将柴油供应到所述间接喷射系统。
3.如权利要求1或2所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统被构造以在压力范围内朝向所述间接喷射系统的燃料要求压力范围的高端调节所述液态燃料混合物的供应压力。
4.如前述权利要求中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统被构造为在所述供应压力下以充分低于所述液态燃料混合物的蒸发温度的供应温度供应所述燃料混合物,以抵消当其流动通过所述间接喷射系统和所述柴油引擎的流体燃料路径时由于引擎发热被引入所述液态燃料混合物中的热量。
5.如前述权利要求中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统包括第一级和第二级,所述混合燃料供应系统的第二级被构造以调节所述液态燃料混合物被供应到所述间接喷射系统时的供应压力和供应温度。
6.如权利要求5所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统被构造为当所述混合燃料供应系统的第二级中的供应压力朝向所述间接喷射系统的燃料要求压力范围的低端降低时触发所述混合燃料供应系统的第一级,以将液态燃料混合物供应到所述混合燃料供应系统的第二级。
7.如权利要求6所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括蓄压器,当所述混合燃料供应系统的第二级中的供应压力朝向所述间接喷射系统的燃料要求压力范围的低端降低时,触发所述混合燃料供应系统的第一级为所述蓄压器充以燃料混合物。
8.如权利要求7所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括混合燃料供应流通线路,所述混合燃料供应流通线路限定混合燃料供应流通流动路径,所述混合燃料供应流通流动路径与所述间接喷射系统的燃料分配管连接或能够连接以实现流动流通内联。
9.如权利要求8所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应流通线路限定混合燃料供应流通流动路径,所述混合燃料供应流通流动路径具有的流动路径容积至少容纳所述柴油引擎满负荷一分钟消耗的液态燃料混合物的量。
10.如权利要求8至9中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括流通泵,其内联于所述混合燃料供应流通线路。
11.如权利要求10所述的双燃料供应系统,其中,所述流通泵是可变速的受控泵。
12.如权利要求8至11中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括至少一个燃料冷却器,其内联于在所述间接喷射系统上游和所述流通泵下游的所述混合燃料供应流通线路。
13.如权利要求10至12中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括至少一个燃料冷却器,其内联于在所述间接喷射系统下游和所述流通泵上游的所述混合燃料供应流通线路。
14.如权利要求12或13所述的双燃料供应系统,其中,所述至少一个燃料冷却器包括 蒸发器,制冷剂穿过所述蒸发器;和关断阀,用于关断穿过所述蒸发器的冷却剂流。
15.如权利要求10至14中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括温度传感器,其在所述间接喷射系统的上游,用于测量被供应到所述间接喷射系统的液态燃料混合物的供应温度。
16.如权利要求10至15中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括温度传感器,其在所述间接喷射系统的下游,用于测量从所述间接喷射系统被排放到所述混合燃料供应流通线路中的液态燃料混合物的温度。
17.如权利要求10至16中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括流速传感器,用于测量流通通过所述混合燃料供应流通线路的液态燃料混合物的流速。
18.如权利要求10至17中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括燃料混合器,其内联于所述混合燃料供应流通线路,所述燃料混合器限定混合室,所述混合室与所述混合燃料流通供应流动路径流动连通。
19.如权利要求18所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料蓄压器是囊式蓄压器。
20.如权利要求5至19中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括至少一个压力传感器,其处于所述间接喷射系统的上游,用于测量被供应到所述间接喷射系统的液态燃料混合物的供应压力。
21.如权利要求10至20中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括混合燃料供应线路,用于使所述混合燃料供应系统的第一级与所述混合燃料供应系统的第二级流动连通,所述混合燃料供应线路衔接到内联于所述混合燃料供应流通线路的所述流通泵上游的混合燃料供应流通线路。
22.如权利要求21所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括压力调节阀,其内联于所述混合燃料供应线路。
23.如权利要求21或22所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括双冷却器,其内联于所述混合燃料供应线路。
24.如权利要求21至23中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括蓄压器,其内联于所述混合燃料供应线路。
25.如权利要求5至M中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第一级是燃料混合系统,其被构造为将柴油和液化气体燃料混合以形成所述液态燃料混合物。
26.如权利要求25所述的双燃料供应系统,其中,所述燃料混合系统被构造为调节被供应到所述混合燃料供应系统的第二级的所述液态燃料混合物的柴油与液化气体燃料的比率,其中采用10-50%份单位量的柴油配合于90-50%份单位量的液化气体燃料的比率。
27.如权利要求25或沈所述的双燃料供应系统,其中,所述燃料混合系统包括燃料混合器,以及分别连接在所述燃料混合器与柴油储器和液化气体燃料储器之间的柴油传输线路和液态气体燃料传输线路。
28.如权利要求27所述的双燃料供应系统,其中,所述燃料混合系统包括与所述柴油传输线路内联的可变速受控泵,和与在所述混合器上游的所述液态气体燃料传输线路内联的可变速受控泵,用以调节被供应到所述混合器的柴油与液化气体燃料的比率。
29.如权利要求观所述的双燃料供应系统,其中,所述燃料混合系统包括与所述柴油传输线路内联的柴油蓄压器,和与所述液态气体燃料传输线路内联的液化气体燃料蓄压ο
30.如权利要求四所述的双燃料供应系统,其中,所述柴油蓄压器包括囊式柴油蓄压器,所述液化气体燃料蓄压器包括囊式液化气体燃料蓄压器。
31.如权利要求30所述的双燃料供应系统,其中,所述燃料混合系统包括与所述囊式柴油蓄压器上游的所述柴油传输线路内联的柴油增压泵;和与所述囊式液化气体燃料蓄压器上游的所述液态气体燃料传输线路内联的液化气体燃料增压泵。
32.如权利要求31所述的双燃料供应系统,其中,所述燃料混合系统包括与所述囊式柴油蓄压器下游的所述柴油传输线路内联的比例阀;和与所述囊式液化气体燃料蓄压器下游的所述液态气体燃料传输线路内联的比例阀。
33.如权利要求27至32中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述燃料混合系统包括流量计,内联于所述柴油传输线路和所述液态气体燃料传输线路中的至少一种。
34.如权利要求27至33中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述燃料混合系统包括内联于所述柴油传输线路的燃料冷却器,和内联于所述液态气体燃料传输线路的燃料冷却器。
35.如权利要求5至34中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述混合燃料供应系统的第二级包括混合燃料绕道线路,用于选择性地绕过所述间接喷射系统。
36.如前述权利要求中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述柴油供应系统包括柴油供应流通线路,所述柴油供应流通线路与所述间接喷射系统的燃料分配管连接或能够连接以实现流动连通内联。
37.如权利要求36所述的双燃料供应系统,其中,所述柴油供应系统包括至少一个燃料冷却器,其与所述间接喷射系统上游的所述柴油供应流通线路内联。
38.如权利要求37所述的双燃料供应系统,其中,所述柴油供应系统包括柴油增压泵,其与所述至少一个燃料冷却器上游的所述柴油供应流通线路内联。
39.如前述权利要求中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述柴油供应系统包括 柴油绕道,其选择性地绕过所述间接喷射系统。
40.如权利要求35至39中任一项所述的双燃料供应系统,包括控制器,其被构造以控制选择性地在所述柴油供应系统与所述混合燃料供应系统之间转换。
41.如权利要求40所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为在从所述混合燃料供应系统切换到所述柴油系统之前,以柴油冲洗所述混合燃料供应线路。
42.如权利要求41或42所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为在所述燃料混合系统为所述混合燃料供应系统的第二级充以液态燃料混合物之后,以柴油冲洗所述混合燃料供应线路。
43.如权利要求40至42中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为 在所述柴油引擎停机之前,以柴油冲洗所述混合燃料供应线路。
44.如权利要求40至43中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为 调节穿过所述混合燃料供应流通线路中的至少一个燃料冷却器的所述燃料混合物的流速, 以调节所述燃料混合物的温度。
45.如权利要求40至44中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为 在开通所述混合燃料绕道线路之前,开通所述柴油供应流通线路。
46.如权利要求40至45中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为 在开通所述柴油绕道线路之前,开通所述混合燃料供应流通线路。
47.如权利要求40至46中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为 当所述混合燃料供应流通回路中的混合燃料的压力降低至设定压力阈值以下时,自动从所述混合燃料供应系统转换到所述柴油供应系统。
48.如权利要求40至47中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为 当在混合压力下、在充分低于所述液化气体燃料的蒸发温度的温度下混合之前,调节所述液化气体燃料和所述柴油燃料的温度,以抵消在其混合过程中和流动到所述混合燃料供应流通线路时被加到所述燃料混合物的热量。
49.如权利要求40至48中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为 监控所述混合燃料供应流通线路中的液态燃料混合物的温度,和在所述温度升高到设定温度阈值以上时切换到所述柴油供应系统。
50.如权利要求40至49中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为 监控所述混合燃料绕道线路中的温度,和在所述混合燃料绕道线路中的所述液态燃料混合物的温度在设定温度阈值以上时阻止从所述柴油供应系统切换到所述混合燃料供应系统。
51.如权利要求40至50中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为 监控所述柴油的供应温度,和在所述柴油的供应温度在设定温度阈值以上时阻止切换到所述混合燃料供应系统。
52.如权利要求50至51中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为 如果所述柴油供应流通线路中的柴油的流速或者所述混合燃料流通线路中的燃料混合物的流速在设定流速阈值以下,则触发警报。
53.如权利要求40至52中任一项所述的双燃料供应系统,其中,所述控制器被构造为 改变柴油与液化气体燃料的比率,以改变在供应压力下的所述燃料混合物的蒸发温度。
54.一种柴油引擎,包括间接喷射系统;和如权利要求1至53中任一项所述的双燃料供应系统。
55.一种运载工具,包括具有间接喷射系统的柴油引擎;和如权利要求1至53中任一项所述的双燃料供应系统。
全文摘要
本发明涉及用于柴油引擎的燃料系统。特别地,本发明涉及一种双燃料供应系统(10),用于具有间接喷射系统(12)的柴油引擎。本发明延伸到包括双燃料供应系统(10)的柴油引擎以及包括具有双燃料供应系统(10)的柴油引擎的运载工具。所述双燃料供应系统(10)包括混合燃料供应系统(17),其包括具有柴油箱(42)和LPG箱(44)的第一级(14)和用于将燃料混合物供应到喷射系统(12)的第二级(16)。所述双燃料供应系统(10)还包括柴油供应系统(80),用于将柴油传输到喷射系统(12)。而且,所述双燃料系统(10)被构造以允许在柴油供应系统(80)与混合燃料系统(17)之间选择性地转换以选择性地为喷射系统(12)分别供应以柴油或液态燃料混合物。
文档编号F02D19/08GK102549251SQ201080017320
公开日2012年7月4日 申请日期2010年4月20日 优先权日2009年4月20日
发明者乌维·亚历山大·库格, 威尔·费舍 申请人:工业私人有限公司