CN102094730B - 双态液化石油气发动机总成 - Google Patents

双态液化石油气发动机总成 Download PDF

Info

Publication number
CN102094730B
CN102094730B CN2010105891080A CN201010589108A CN102094730B CN 102094730 B CN102094730 B CN 102094730B CN 2010105891080 A CN2010105891080 A CN 2010105891080A CN 201010589108 A CN201010589108 A CN 201010589108A CN 102094730 B CN102094730 B CN 102094730B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas fuel
fuel
liquid
vaporizer
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010105891080A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102094730A (zh
Inventor
N.卡特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN102094730A publication Critical patent/CN102094730A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102094730B publication Critical patent/CN102094730B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/022Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure, temperature or composition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/021Control of components of the fuel supply system
    • F02D19/023Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow
    • F02D19/024Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel mass or volume flow by controlling fuel injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/02Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
    • F02D19/026Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/027Determining the fuel pressure, temperature or volume flow, the fuel tank fill level or a valve position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3094Controlling fuel injection the fuel injection being effected by at least two different injectors, e.g. one in the intake manifold and one in the cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0203Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
    • F02M21/0209Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene
    • F02M21/0212Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene comprising at least 3 C-Atoms, e.g. liquefied petroleum gas [LPG], propane or butane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M67/00Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type
    • F02M67/06Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type the gas being other than air, e.g. steam, combustion gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/021Engine temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0606Fuel temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/06Apparatus for de-liquefying, e.g. by heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

本发明涉及双态液化石油气发动机总成。具体地,提供了一种发动机总成,该发动机总成可以包括:发动机结构、进气歧管、和液化石油气燃料组件。发动机结构可以限定燃烧室,并且进气歧管可以与燃烧室相连通。液化石油气燃料组件可以包括:容纳液化石油气燃料的液化石油气燃料箱、与液化石油气燃料箱和燃烧室相连通的液体液化石油气燃料喷射系统、以及与液化石油气燃料箱和进气歧管相连通的蒸气液化石油气燃料喷射系统。

Description

双态液化石油气发动机总成
技术领域
本发明涉及发动机总成,更具体地说涉及双态液化石油气发动机总成。
背景技术
本节中的陈述仅仅提供与本发明相关的背景信息并且可能不构成现有技术。
液化石油气(LPG)发动机总成可以包括附接到燃料喷射器的燃料轨,燃料喷射器将液体燃料喷射入燃烧室或者喷射入与燃烧室相连通的喷射口中。LPG发动机总成还可以包括使燃料自燃料箱流经燃料轨的燃料泵。在温热条件下,燃料轨中的燃料会被加热到蒸气状态。因此,燃料泵可以在发动机起动前使燃料流经燃料轨,从而对燃料轨中的燃料蒸气进行吹扫(purge)。这种对燃料轨中的燃料蒸气进行的吹扫会增加发动机起动所需的时间。
在燃料箱的加注事件中,可能会升高燃料箱的温度和压力。升高的燃料箱压力会增加用燃料加注燃料箱所需的加注压力和/或加注时间。
发明内容
一种液化石油气(LPG)燃料组件,该组件可以包括:液体LPG燃料喷射系统和蒸气LPG燃料喷射系统。液体LPG燃料喷射系统可以与LPG燃料箱和发动机的燃烧室相连通。蒸气LPG燃料喷射系统可以与LPG燃料箱和发动机的进气歧管相连通。
一种发动机总成,该总成可以包括:发动机结构、进气歧管、和LPG燃料组件。发动机结构可以限定燃烧室,进气歧管可以与燃烧室相连通。LPG燃料组件可以包括:容纳LPG燃料的LPG燃料箱、与LPG燃料箱和燃烧室相连通的液体LPG燃料喷射系统、以及与LPG燃料箱和进气歧管相连通的蒸气LPG燃料喷射系统。
一种方法,该方法可以包括:在第一工况期间,自与LPG燃料箱相连通的气化器向发动机进气歧管提供蒸气LPG燃料,并且在第二工况期间,自LPG燃料箱向发动机的燃烧室提供液体LPG燃料。
本发明还涉及以下技术方案。
方案1. 一种液化石油气燃料组件,包括:
液体液化石油气燃料喷射系统,其与液化石油气燃料箱和发动机的燃烧室相连通;以及
蒸气液化石油气燃料喷射系统,其与所述液化石油气燃料箱和所述发动机的进气歧管相连通。
方案2. 如方案1所述的液化石油气燃料组件,其特征在于,所述液体液化石油气燃料喷射系统包括与所述液化石油气燃料箱和所述燃烧室相连通的燃料喷射器。
方案3. 如方案2所述的液化石油气燃料组件,其特征在于,所述液体液化石油气燃料喷射系统包括:
液化石油气燃料泵,其与所述液化石油气燃料箱相连通;以及
液化石油气燃料轨,其与所述液化石油气燃料泵和所述燃料喷射器相连通,其中,所述液化石油气燃料泵可操作以自所述液化石油气燃料箱向所述液化石油气燃料轨提供液体液化石油气燃料。
方案4. 如方案2所述的液化石油气燃料组件,其特征在于,所述蒸气液化石油气燃料喷射系统包括:
气化器,其与所述液化石油气燃料箱相连通;以及
流量控制装置,其位于所述气化器和所述进气歧管之间并与它们相连通,所述燃料组件可在第一模式和第二模式下运行,在所述第一模式下所述流量控制装置提供所述气化器与所述进气歧管之间的连通,在所述第二模式下所述燃料喷射器向所述燃烧室提供液体液化石油气。
方案5. 如方案4所述的液化石油气燃料组件,其特征在于,所述流量控制装置在所述第一模式期间提供从所述气化器到所述进气歧管的流动路径,并且从所述气化器到所述进气歧管的压降提供蒸气液化石油气从所述气化器到所述进气歧管的流动。
方案6. 如方案5所述的液化石油气燃料组件,其特征在于,所述气化器包括减压结构,当液化石油气燃料流经所述气化器时,所述减压结构降低液化石油气燃料的压力,从而使液化石油气燃料从液体状态转变为蒸气状态。
方案7. 如方案6所述的液化石油气燃料组件,其特征在于,所述气化器位于所述液化石油气燃料箱内并且包括导热结构,所述导热结构自所述液化石油气燃料箱内的液体液化石油气燃料中吸收热量,从而使所述气化器中的液体液化石油气燃料从液体状态转变为蒸气状态。
方案8. 一种发动机总成,包括:
发动机结构,其限定燃烧室; 
进气歧管,其与所述燃烧室相连通;以及
液化石油气燃料组件,所述组件包括:
液化石油气燃料箱,其容纳液化石油气燃料; 
液体液化石油气燃料喷射系统,其与所述液化石油气燃料箱和所述燃烧室相连通;以及
蒸气液化石油气燃料喷射系统,其与所述液化石油气燃料箱和所述进气歧管相连通。
方案9. 如方案8所述的发动机总成,其特征在于,所述液体液化石油气燃料喷射系统包括与所述液化石油气燃料箱和所述燃烧室相连通的燃料喷射器。
方案10. 如方案9所述的发动机总成,其特征在于,所述液体液化石油气燃料喷射系统包括:
液化石油气燃料泵,其与所述液化石油气燃料箱相连通;以及
液化石油气燃料轨,其与所述液化石油气燃料泵和所述燃料喷射器相连通,其中,所述液化石油气燃料泵可操作以自所述液化石油气燃料箱向所述液化石油气燃料轨提供液体液化石油气燃料。
方案11. 如方案9所述的发动机总成,其特征在于,所述蒸气液化石油气燃料喷射系统包括:
气化器,其与所述液化石油气燃料箱相连通;以及
流量控制装置,其位于所述气化器和所述进气歧管之间并与它们相连通,所述燃料组件可在第一模式和第二模式下运行,在所述第一模式下所述流量控制装置提供所述气化器与所述进气歧管之间的连通,在所述第二模式下所述燃料喷射器向所述燃烧室提供液体液化石油气。
方案12. 如方案11所述的发动机总成,其特征在于,所述流量控制装置在所述第一模式期间提供从所述气化器到所述进气歧管的流动路径,从所述气化器到所述进气歧管的压降提供蒸气液化石油气从所述气化器到所述进气歧管的流动。
方案13. 如方案12所述的发动机总成,其特征在于,所述气化器包括减压结构,当液化石油气燃料流经所述气化器时,所述减压机构降低液化石油气燃料的压力,从而使液化石油气燃料从液体状态转变为蒸气状态。
方案14. 如方案13所述的发动机总成,其特征在于,所述气化器位于所述液化石油气燃料箱内并且包括导热结构,所述导热结构从所述液化石油气燃料箱内的液体液化石油气燃料中吸收热量,从而使所述气化器中的液体液化石油气燃料从液体状态转变为蒸气状态。
方案15. 一种方法,包括:     
在第一工况期间,自与液化石油气燃料箱相连通的气化器向发动机的进气歧管提供蒸气液化石油气燃料;以及
在第二工况期间,自所述液化石油气燃料箱向所述发动机的燃烧室提供液体液化石油气燃料。
方案16. 如方案15所述的方法,还包括:利用位于所述液化石油气燃料箱和所述进气歧管之间的流量控制装置来控制所述蒸气液化石油气燃料流向所述进气歧管的流量。
方案17. 如方案16所述的方法,还包括:在所述第一工况期间,通过将所述液化石油气燃料箱内的热量传递至所述气化器以使液体液化石油气转变为蒸气液化石油气,来降低所述液化石油气燃料箱内的温度。
方案18. 如方案17所述的方法,其特征在于,所述提供液体液化石油气燃料包括:在第二工况期间,经由燃料轨将液化石油气燃料分配到燃料喷射器,并且经由所述燃料喷射器将液体液化石油气燃料喷射入所述燃烧室。
方案19. 如方案18所述的方法,其特征在于,所述第一工况包括燃料轨温度高于燃料轨温度阈值,其中所述燃料轨温度阈值表示液化石油气燃料从液体状态转变为蒸气状态。
方案20. 如方案19所述的方法,其特征在于,所述第二工况包括所述燃料轨温度小于或等于所述燃料轨温度阈值。
从本文提供的描述中,本发明的进一步的应用范围将变得显而易见。应当理解的是,本发明的描述和具体实例仅仅是为了说明的目的,而不是意图限制本发明的范围。
附图说明
本文中所述的附图仅仅是为了说明的目的,而不是意图以任何方式限制本发明的范围。
图1是根据本发明的发动机总成的示意图。
图2是例示出根据本发明的发动机总成的运行的流程图。
具体实施方式
以下的描述在性质上仅仅是示例性的,而不是意图限制本发明、其应用或用途。应当理解的是,在所有附图中相应的附图标记表示类似的或相应的部件和特征。
现在参见图1,图中示意性示出了示例性的发动机总成10。发动机总成10可以构成液化石油气(LPG)发动机总成,该发动机总成包括:限定气缸孔14和喷射口16的发动机结构12、活塞18、进气歧管20、排气歧管22、和燃料组件23。发动机结构12可以包括:限定气缸孔14的气缸体、和限定喷射口16的气缸盖。虽然图中所示发动机总成10包括直列四缸发动机,但应当理解的是,本发明同样适用于具有任意气缸数量和排列的发动机,包括但不限于直列式发动机和V形发动机。
活塞18可以布置在气缸孔14内以在其中往复移动。进气歧管20可以与气缸孔14相连通,从而将空气流(由箭头A所指)提供至气缸孔14中。排气歧管22可以与气缸孔14相连通,从而将排气(由箭头E所指)运离气缸孔14。
燃料组件23可以构成LPG燃料组件,该组件包括:燃料箱24、燃料泵26、电动机28、第一燃料供给管路30、燃料轨32、燃料喷射器34、燃料回流管路44、气化器45、第二燃料供给管路46、和流量控制装置47。燃料泵26和电动机28可以位于燃料箱24内。燃料箱24可以构成LPG箱并且可以将LPG存储在其中。燃料泵26可以由电动机28驱动,并且可以产生自燃料箱24经过第一燃料供给管路30的燃料流(由箭头F所指)。
燃料泵26、电动机28、第一燃料供给管路30、燃料轨32、燃料喷射器34、和燃料回流管路44可以构成液体LPG燃料喷射系统。燃料轨32可以包括:与第一燃料供给管路30相连通的进口38、与进口38相连通的喷射通道40、和与喷射通道40相连通的出口42。燃料轨32 可以接收来自燃料泵26的燃料流并且经过喷射通道40将燃料分配到燃料喷射器34。燃料喷射器34可以向汽缸孔14提供燃料。作为非限制性的实例,燃料喷射器34可以将燃料直接喷射入汽缸孔14中。可替代地,燃料喷射器34可以将燃料喷射入喷射口16中,并且活塞18在汽缸孔14中的往复运动可以产生将燃料自喷射口16吸入汽缸孔14中的真空。燃料回流管44可以与出口42和燃料箱24相连通,并且可以使燃料自燃料轨32返回至燃料箱24。
气化器45、第二燃料供给管路46、和流量控制装置47可以构成蒸气LPG燃料喷射系统。气化器45可以设置在燃料箱24内并且与之相连通。第二燃料供给管路46可以与气化器45和进气歧管20相连通。流量控制装置47可以与气化器45和进气歧管20相连通,并且位于气化器45和进气歧管20之间。作为非限制性的实例,流量控制装置47可以位于气化器45和第二燃料供给管路46之间、位于第二燃料供给管路46和进气歧管20之间、或者位于第二燃料供给管路46内。
当燃料经过气化器45时,气化器45可以将离开燃料箱24的燃料从液体转变为蒸气。气化器45可以包括减压结构48,该减压结构可将经过气化器45的燃料的压力从燃料箱压力降低至蒸气压力,从而使流经气化器45的燃料从液体转变为蒸气。减压结构48可以包括:孔口、喷嘴、和/或机械阀(例如球阀或针阀)。燃料箱压力可以基于燃料箱24中所容纳燃料的燃料温度和类型而变化。作为非限制性的实例,若燃料温度是在-10摄氏度到40摄氏度的范围并且燃料箱24中所容纳燃料的类型是丙烷,则燃料箱压力可以是在350 kPa到1,400 kPa的范围。同样还是作为非限制性的实例,蒸气压力可以小于1,200 kPa,更具体地,蒸气压力可以约为300 kPa。
气化器45可以包括导热结构49,该导热结构从燃料箱24内的燃料中吸收热量,从而使气化器45中的燃料从液体转变为蒸气。导热结构49可以包括:壳体和/或换热器(例如管翅片式换热器、板翅片式换热器、或壳管式换热器)。气化器45可以位于燃料箱24的底部,因为液体燃料在燃料箱24底部的浓度高于在燃料箱24顶部的浓度。
流量控制装置47可以自气化器45向进气歧管20提供燃料蒸气。当流量控制装置47允许燃料经过时,从燃料箱24到进气歧管20的压降可以使燃料从燃料箱24流经气化器45和流量控制装置47而到达进气歧管20。流量控制装置47可以将来自气化器45的燃料分配入向进气歧管20所提供的空气中。作为非限制性的实例,流量控制装置47可以将燃料分配到经过第二燃料供给管路46而进入进气歧管20的空气中。可替代地,流量控制装置47可以附接到进气歧管20,从而将燃料直接分配入进气歧管20。
作为非限制性的实例,流量控制装置47可以包括电子燃料喷射器。可替代地,流量控制装置47 可以包括安装到进气歧管20的混合器。在此方面,当空气进入进气歧管20时,通过在流量控制装置47中的空气阀可以产生文丘里效应(Venturi effect)。文丘里效应可以产生作用于流量控制装置47中的弹簧加载隔膜的压降,从而与流经进气歧管20的空气的量成比例地分配燃料。
发动机总成10还可以包括:控制模块50、冷却剂温度传感器51、油温度传感器52、燃料箱温度传感器54、和燃料箱压力传感器56。本文中使用的术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或成组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适元件。控制模块50可以控制电动机28、燃料喷射器34、和流量控制装置47的运行。作为非限制性的实例,控制模块50可以通过对向电动机28、燃料喷射器34、和流量控制装置47所发送的信号进行脉冲宽度调制(PWM)来控制它们的运行。
冷却剂温度传感器51和油温度传感器52可以向控制模块50 提供分别指示发动机结构12中的油温度和发动机结构12中的冷却剂温度的信号。燃料箱温度传感器54和燃料箱压力传感器56可以向控制模块50提供分别指示燃料箱24中的燃料温度和燃料箱24中的燃料压力的信号。
在图2所示的控制逻辑中,例示了燃料组件23的运行。在步骤102,当开始发动机起动时,控制模块50可以确定燃料轨32的温度是否高于燃料轨的温度阈值。燃料轨的温度阈值可以是燃料轨32中的燃料从液体转变为蒸气的温度。可以利用开发测试来预先确定燃料轨的温度阈值。
控制模块50可以基于来自冷却剂温度传感器51的冷却剂温度、来自油温度传感器52的油温度、和发动机停机时间段来确定燃料轨32的温度。发动机停机时间段可以是发动机总成10关闭的时段。控制模块50可以基于发动机总成10被最初关闭时冷却剂温度与油温度之间的预定关系、发动机停机时间段、和燃料轨32的温度来确定燃料轨32的温度。
若燃料轨32的温度高于燃料轨温度阈值,则在步骤104,控制模块50可以使燃料喷射器34和流量控制装置47在第一模式下运行。当在第一模式下运行时,在步骤106,燃料喷射器34可以停止向喷射口16提供液体燃料,并且流量控制装置47可以向进气歧管20提供燃料蒸气。当在第一模式下运行时,流量控制装置47可以提供从气化器45到进气歧管20的流动路径。在燃料轨32的温度高于燃料轨温度阈值时,控制模块50可以继续使燃料喷射器34和流量控制装置47在第一模式下运行。
当流量控制装置47通过允许燃料自燃料箱24流到进气歧管20而经由气化器45抽吸燃料时,气化器45可以将燃料箱24中的液体燃料转变为蒸气。当燃料流经气化器45并被气化器45气化时,气化器45可以从燃料箱24中吸收热量。吸收的热量可以等于使燃料流从液体转变为蒸气所需的气化热。因此,流量控制装置47可以通过允许燃料箱24中的液体燃料流经气化器45来降低燃料箱24的温度。
这样,提供了一种双态LPG发动机总成,该发动机总成使得在从液体LPG燃料喷射系统中吹扫燃料蒸气时能够利用蒸气LPG燃料喷射系统来实现发动机运行。在从液体LPG燃料喷射系统中吹扫燃料蒸气时能够实现发动机运行,可以缩短在热起动(即,发动机在环境温度较热时起动)期间发动机起动所需的时间。
在步骤108,控制模块50可以确定燃料箱24的温度是否高于燃料箱温度阈值。燃料箱温度阈值可以是导致符合工业标准的填充压力和/或填充时间的燃料箱24的最高温度。可以利用开发测试预先确定燃料箱温度阈值。
若燃料箱24的温度高于燃料箱温度阈值,则在步骤104,控制模块50可以使燃料喷射器34和流量控制装置47在第一模式下运行。如上所述,燃料喷射器34可以停止向喷射口16 提供液体燃料,流量控制装置47可以在第一模式下向进气歧管20提供燃料蒸气。在燃料箱24的温度高于燃料箱温度阈值时,控制模块50可以继续使燃料喷射器34和流量控制装置47在第一模式下运行。
这样,本发明的LPG发动机总成可以降低燃料箱的温度,由此降低燃料箱的压力。降低燃料箱的压力则可以降低用燃料填充燃料箱所需的填充压力和/或填充时间。
若燃料箱24的温度低于或等于燃料箱温度阈值,则在步骤110,控制模块50可以使燃料喷射器34和流量控制装置47从在第一模式下运行转变为在第二模式下运行。当在第二模式下运行时,在步骤 112,燃料喷射器34可以向喷射口16提供燃料,并且流量控制装置47可以停止向进气歧管20提供燃料。当燃料轨32的温度和燃料箱24的温度分别低于或等于燃料轨温度阈值和燃料箱温度阈值时,控制模块50可以继续使燃料喷射器34和流量控制装置47在第二模式下运行。
这样,当从燃料轨吹扫掉燃料蒸气时,本发明的LPG发动机总成可以从蒸气LPG燃料喷射系统转换为液体LPG燃料喷射系统。在此转换期间,发动机可以仅以燃料蒸气、仅以液体燃料、或以其组合来运行。作为非限制性的实例,提供给发动机的燃料可以是100%的蒸气与0%的液体、0%的蒸气与100%的液体、以及这之间的任意百分比的蒸气与液体。该转换可以采用与蒸发排放(EVAP)系统将所收集的燃料蒸气释放到进气歧管中用于燃烧时所采用方法相类似的方法来实施。
此外,发动机可以用燃料蒸气与液体燃料的混合物来连续运行。这可以在开始使燃料流经液体LPG燃料喷射系统以降低燃料箱的温度时发生。

Claims (16)

1.一种液化石油气燃料组件,包括:
液体液化石油气燃料喷射系统,其与液化石油气燃料箱和发动机的燃烧室相连通;以及
蒸气液化石油气燃料喷射系统,其与所述液化石油气燃料箱和所述发动机的进气歧管相连通,
其特征在于,所述液体液化石油气燃料喷射系统包括与所述液化石油气燃料箱和所述燃烧室相连通的燃料喷射器;
所述蒸气液化石油气燃料喷射系统包括:
气化器,其与所述液化石油气燃料箱相连通;以及
流量控制装置,其位于所述气化器和所述进气歧管之间并与它们相连通,所述燃料组件可在第一模式和第二模式下运行,在所述第一模式下所述流量控制装置提供所述气化器与所述进气歧管之间的连通,在所述第二模式下所述燃料喷射器向所述燃烧室提供液体液化石油气。
2.如权利要求1所述的液化石油气燃料组件,其特征在于,所述液体液化石油气燃料喷射系统包括:
液化石油气燃料泵,其与所述液化石油气燃料箱相连通;以及
液化石油气燃料轨,其与所述液化石油气燃料泵和所述燃料喷射器相连通,其中,所述液化石油气燃料泵可操作以自所述液化石油气燃料箱向所述液化石油气燃料轨提供液体液化石油气燃料。
3.如权利要求1所述的液化石油气燃料组件,其特征在于,所述流量控制装置在所述第一模式期间提供从所述气化器到所述进气歧管的流动路径,并且从所述气化器到所述进气歧管的压降提供蒸气液化石油气从所述气化器到所述进气歧管的流动。
4.如权利要求3所述的液化石油气燃料组件,其特征在于,所述气化器包括减压结构,当液化石油气燃料流经所述气化器时,所述减压结构降低液化石油气燃料的压力,从而使液化石油气燃料从液体状态转变为蒸气状态。
5.如权利要求4所述的液化石油气燃料组件,其特征在于,所述气化器位于所述液化石油气燃料箱内并且包括导热结构,所述导热结构自所述液化石油气燃料箱内的液体液化石油气燃料中吸收热量,从而使所述气化器中的液体液化石油气燃料从液体状态转变为蒸气状态。
6.一种发动机总成,包括:
发动机结构,其限定燃烧室;
进气歧管,其与所述燃烧室相连通;以及
液化石油气燃料组件,所述组件包括:
液化石油气燃料箱,其容纳液化石油气燃料;
液体液化石油气燃料喷射系统,其与所述液化石油气燃料箱和所述燃烧室相连通;以及
蒸气液化石油气燃料喷射系统,其与所述液化石油气燃料箱和所述进气歧管相连通,
其特征在于,所述液体液化石油气燃料喷射系统包括与所述液化石油气燃料箱和所述燃烧室相连通的燃料喷射器;
所述蒸气液化石油气燃料喷射系统包括:
气化器,其与所述液化石油气燃料箱相连通;以及
流量控制装置,其位于所述气化器和所述进气歧管之间并与它们相连通,所述燃料组件可在第一模式和第二模式下运行,在所述第一模式下所述流量控制装置提供所述气化器与所述进气歧管之间的连通,在所述第二模式下所述燃料喷射器向所述燃烧室提供液体液化石油气。
7.如权利要求6所述的发动机总成,其特征在于,所述液体液化石油气燃料喷射系统包括:
液化石油气燃料泵,其与所述液化石油气燃料箱相连通;以及
液化石油气燃料轨,其与所述液化石油气燃料泵和所述燃料喷射器相连通,其中,所述液化石油气燃料泵可操作以自所述液化石油气燃料箱向所述液化石油气燃料轨提供液体液化石油气燃料。
8.如权利要求6所述的发动机总成,其特征在于,所述流量控制装置在所述第一模式期间提供从所述气化器到所述进气歧管的流动路径,从所述气化器到所述进气歧管的压降提供蒸气液化石油气从所述气化器到所述进气歧管的流动。
9.如权利要求8所述的发动机总成,其特征在于,所述气化器包括减压结构,当液化石油气燃料流经所述气化器时,所述减压机构降低液化石油气燃料的压力,从而使液化石油气燃料从液体状态转变为蒸气状态。
10.如权利要求9所述的发动机总成,其特征在于,所述气化器位于所述液化石油气燃料箱内并且包括导热结构,所述导热结构从所述液化石油气燃料箱内的液体液化石油气燃料中吸收热量,从而使所述气化器中的液体液化石油气燃料从液体状态转变为蒸气状态。
11.一种方法,包括:
在第一工况期间,自与液化石油气燃料箱相连通的气化器向发动机的进气歧管提供蒸气液化石油气燃料;以及
在第二工况期间,自所述液化石油气燃料箱向所述发动机的燃烧室提供液体液化石油气燃料。
12.如权利要求11所述的方法,还包括:利用位于所述液化石油气燃料箱和所述进气歧管之间的流量控制装置来控制所述蒸气液化石油气燃料流向所述进气歧管的流量。
13.如权利要求12所述的方法,还包括:在所述第一工况期间,通过将所述液化石油气燃料箱内的热量传递至所述气化器以使液体液化石油气转变为蒸气液化石油气,来降低所述液化石油气燃料箱内的温度。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述提供液体液化石油气燃料包括:在第二工况期间,经由燃料轨将液化石油气燃料分配到燃料喷射器,并且经由所述燃料喷射器将液体液化石油气燃料喷射入所述燃烧室。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,所述第一工况包括燃料轨温度高于燃料轨温度阈值,其中所述燃料轨温度阈值表示液化石油气燃料从液体状态转变为蒸气状态。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述第二工况包括所述燃料轨温度小于或等于所述燃料轨温度阈值。
CN2010105891080A 2009-12-15 2010-12-15 双态液化石油气发动机总成 Expired - Fee Related CN102094730B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/638115 2009-12-15
US12/638,115 2009-12-15
US12/638,115 US8412438B2 (en) 2009-12-15 2009-12-15 Dual state liquefied petroleum gas engine assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102094730A CN102094730A (zh) 2011-06-15
CN102094730B true CN102094730B (zh) 2013-11-13

Family

ID=44127967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105891080A Expired - Fee Related CN102094730B (zh) 2009-12-15 2010-12-15 双态液化石油气发动机总成

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8412438B2 (zh)
CN (1) CN102094730B (zh)
AU (1) AU2010236011B2 (zh)
DE (1) DE102010053875B4 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8439016B2 (en) * 2009-12-15 2013-05-14 GM Global Technology Operations LLC Liquefied petroleum gas engine assembly with flow control
JP5605006B2 (ja) * 2010-06-17 2014-10-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
KR101664508B1 (ko) 2011-12-12 2016-10-11 현대자동차주식회사 Lpg 기화 잠열을 이용한 봄베 온도 저감 장치 및 방법
US20130306029A1 (en) * 2012-05-17 2013-11-21 Caterpillar Inc. Direct Injection Gas Engine and Method
CA2791315C (en) * 2012-10-04 2013-06-11 Westport Power Inc. Supplying gaseous fuel from a liquid state to an engine
CA2809291C (en) * 2013-03-12 2014-11-25 Westport Power Inc. Fuel system diagnostics
CA2819966C (en) * 2013-07-05 2014-07-08 Westport Power Inc. Apparatus and method of improving volumetric efficiency in an internal combustion engine
US9702307B2 (en) * 2013-09-05 2017-07-11 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling fuel pressure for a LPG engine
US10760518B2 (en) * 2017-05-10 2020-09-01 Ford Global Technologies, Llc Method and system for characterizing a port fuel injector
CN113090418A (zh) * 2021-04-16 2021-07-09 河南柴油机重工有限责任公司 一种适应于v型气体机的混合器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2325621Y (zh) * 1998-03-26 1999-06-23 上海南方管道液化气有限公司 液化石油气空温式气化器
US20070012302A1 (en) * 2005-07-14 2007-01-18 Brian Sexton Control system for supplying fuel vapour at start-up and method for using the system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421087A (en) * 1982-02-05 1983-12-20 Schuurman Eiko A Alternative liquid fuel injection system and method
EP0104278A1 (en) * 1982-09-29 1984-04-04 Johannes Mannessen Combustion engine comprising a vaporizer-pressure regulator
US4463735A (en) * 1983-06-02 1984-08-07 General Motors Corporation Dual fuel supply system
DE3615679A1 (de) 1986-05-09 1987-11-12 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und vorrichtung zur leistungsregelung von fluessiggas (lpg) betriebenen brennkraftmaschinen
US5479906A (en) 1995-03-16 1996-01-02 Ford Motor Company Multiple phase fuel supply system for internal combustion engine
AUPN286095A0 (en) * 1995-05-09 1995-06-01 Energy Research And Development Corporation, The Liquid fuel injection system
AU7377798A (en) * 1997-05-13 1998-12-08 Bennett Technologies, L.L.C. Liquefied petroleum gas fuel system and method
JP4585026B2 (ja) 1999-08-05 2010-11-24 株式会社日本自動車部品総合研究所 内燃機関の燃料噴射システム
JP2007239476A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Suzuki Motor Corp バイフューエルエンジンの燃料選択制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2325621Y (zh) * 1998-03-26 1999-06-23 上海南方管道液化气有限公司 液化石油气空温式气化器
US20070012302A1 (en) * 2005-07-14 2007-01-18 Brian Sexton Control system for supplying fuel vapour at start-up and method for using the system

Also Published As

Publication number Publication date
AU2010236011A1 (en) 2011-06-30
US8412438B2 (en) 2013-04-02
US20110144886A1 (en) 2011-06-16
AU2010236011B2 (en) 2011-08-11
DE102010053875A1 (de) 2011-07-14
CN102094730A (zh) 2011-06-15
DE102010053875B4 (de) 2018-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102094730B (zh) 双态液化石油气发动机总成
US7478628B2 (en) Vapor and liquid fuel injection system
US8511287B2 (en) Supercritical-state fuel injection system and method
CN102094706B (zh) 具有流量控制的液化石油气发动机总成
CN100455784C (zh) 内燃机的燃油喷射控制设备
CN201963446U (zh) 内燃发动机的燃料系统
US8151779B1 (en) Control device of an internal combustion engine
US10273914B2 (en) Injection device, internal combustion engine, and method for operating an internal combustion engine
CN102859171A (zh) 氨燃烧内燃机
US20090320774A1 (en) Operating method for an internal combustion engine which can be selectively operated by means of a liquid fuel and a gaseous fuel, and fuel supply system
US9127600B2 (en) Method and apparatus for generating useful work from the vent gas of a dual fuel internal combustion engine
WO2006005930A3 (en) Operating internal combustion engines with plant oil
TWI655361B (zh) 用於內燃機之排氣控制裝置及用於排氣控制裝置之控制方法
US9309845B2 (en) Injection device for two fuels containing ethanol, an internal combustion engine, and a method for operating an injection device
US8534260B2 (en) Fuel supply system
CN101629533A (zh) 甲醇发动机燃料供给系统及其控制方法
KR20050042890A (ko) 연료 압력 손실 저감을 위한 디젤 엔진 차량의연료공급시스템
US8276550B1 (en) Control system of internal combustion engine
US9638118B2 (en) System and method for supplying natural gas to dual fuel engine
CN101784786A (zh) 内燃机的燃料喷射控制装置
US10823117B2 (en) Water injection device for an internal combustion engine and water injection method
KR101920258B1 (ko) 액화 가스를 사용하여 작동되는 내연기관의 연료 공급을 제어하기 위한 장치 및 방법
CN103975151B (zh) 内燃机的控制装置
EP2061960A2 (en) Improving performance of internal combustion engines
KR20120090209A (ko) 가솔린 및 엘피지 겸용 차량의 연료공급 제어장치 및 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131113

Termination date: 20201215

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee