CN103670841B - 背压式醇类燃料输送系统和输送方法 - Google Patents

Abstract

一种背压式醇类燃料输送系统和输送方法，其特征是：由依次连接的燃料罐、减压阀、高压开关、滤清器、低压开关组成，所述燃料罐上装有集成阀和适于燃料自动限量加注枪的加液管口；燃料罐内部加液管口的上、下两侧分为压缩惰性气体区和燃料液体区。加注时先常压加注液体燃料，后封闭加液管口注入压缩气体，在管道输送时采用背压输送方式免除泵输送，并实时监测罐体和管道压力。由于使用了新的输送方式，使醇类燃料尤其是甲醇液体燃料脱离了泵输送的方式，免除了甲醇对泵体的腐蚀造成的工作不稳定、不可靠问题，为甲醇燃料在汽车能源上的可靠应用提供了可以低成本使用的实质方案。

Description

背压式醇类燃料输送系统和输送方法

技术领域

本发明涉及车用燃料输送系统，具体说是一种背压式醇类燃料输送系统。

背景技术

醇类燃料是指甲醇和乙醇，都属于含氧燃料。与汽油相比，醇类燃料具有较高的输出效率，能耗量折合油耗量较低，由于燃烧充分，有害气体排放较少，属于清洁能源。甲醇主要从煤和石油中提炼，若形成规模生产，成本不高于汽油；乙醇一般利用谷物和野生植物生产，成本较低。目前西方一些国家使用醇类燃料与汽油掺混使用，掺混比例在5％～15％以下时可不更改发动机结构。随着技术的进步，醇类燃料将有很大的发展使用空间。

醇类燃料在输送管道上的问题，主要是甲醇具有较强腐蚀性。

目前，在汽车上发动机以醇类为主要燃料车辆中，一般是用普通的钢质(或塑料)制作成的容器，在常压下进行储存醇类、油类燃料，通过容器内装有的泵总成来输送燃料供给发动机燃烧工作。由于醇类燃料输送时存在泵抗腐蚀性、抗耐久性等的问题，难以满足车辆的长时间稳定使用，不便于维护或更换。

从目前的结构、承压能力、燃料加注方式等方面来看，传统的燃料输送方式和安全保护装置不适合醇类燃料的输送。需要在目前的市场和设计空白状态下开发出一套可行的醇类燃料输送系统保护装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决上述所提出的醇类燃料安全输送问题，提供一种背压式醇类燃料输送系统和安全的无泵式醇类燃料背压输送方法。

由于使用了新的输送方式，依靠惰性气体例如利用氮气，压缩后对液体燃料进行背压输送，同时完善了压力和液位的监测和保护，使醇类燃料尤其是甲醇液体燃料脱离了泵输送的方式，免除了甲醇对泵体的腐蚀造成的工作不稳定、不可靠问题，为甲醇燃料在汽车能源上的可靠应用提供了可以低成本使用的实质方案。为醇类燃料在汽车能源上的清洁新能源应用跨出了关键的一步。

本发明使醇类燃料汽车彻底摆脱了燃料输送过程中由于泵输送和甲醇燃料腐蚀性强带来的质量不稳定、不能长寿命工作的问题，使用背压输送的方式，常压下加注枪自动限量加注，加注方便快捷。保证了醇类燃料汽车的输送运行稳定、可靠、质量保证时间长。给汽车醇类燃料新能源的实际应用带来了实质性的飞跃。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图，

图2是接口部分局部放大图，

图3是加液口位置截面示意图，

图4是集成阀位置截面示意图。

图中：1—燃料罐，2—加液口连接座，3—加液管口，4—管口密封盖，5—集成阀阀座，6—惰性气体充气端，7—安全泄气阀，8—出液端电磁阀，9—出液端，10—出液端截止阀，11—放气阀，12—液位测量显示装置，13—充气截止阀，14—集成阀保护盒，15—减压阀，16—高压开关，17—滤清器，18—低压开关，19—喷射装置，20—后备箱，21—泄压管，22—燃料输送管，23—汽车电控单元，24—发动机引擎仓，25—压缩惰性气体区，26—燃料液体区，27—集成阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：如图1、2中所示背压式醇类燃料输送系统，由依次连接的燃料罐1、减压阀15、高压开关16、滤清器17、低压开关18组成，所述燃料罐1上装有集成阀27和适于燃料自动限量加注枪的加液管口3；所述加液管口3和集成阀位于罐体的上半部，加液管口的中心线与罐体的横截面平行且与水平面夹角为35度～40度，燃料罐内部加液管口的上、下两侧分为压缩惰性气体区25和燃料液体区26。

加液管口的使用方便了醇类燃料汽车的燃料加注，可以定量或加满自动停止加注，由于加液管口3位于斜上方的侧面，使加液管口3之上的罐体内留有气体空间，可以实现压缩气体对液体燃料的背压输送。

所述集成阀的中心线与所述罐体的横截面平行且与水平面的夹角为30度～35度；集成阀偏向一侧更加便于操作和测量。

所述集成阀上设有：

惰性气体充气端6，用于向储有醇类液体的罐体内输入背压压缩气体；

出液端9，用于输出罐体内的醇类液体到发动机仓；

放气阀11，用于人工泄放罐体内的气体。

安全泄气阀7，用于罐内压力高于安全泄气阈值时泄气到罐内压力正常；

出液端截止阀10，用于人工控制开闭出液端9，在所述出液端9上还设有出液端电磁阀8，由电控单元控制开闭出液端；

充气截止阀13，用于通过人工控制惰性气体充气端6的开闭；

液位测量显示装置12，通过该装置携带的液位传感器将罐体内的液位显示到集成阀面板上。

所述高压开关16和低压开关18上均设有压力超限信号输出端，分别通过导线连接到汽车电控单元23，由汽车电控单元23发出控制信号控制所连接的燃料罐出液端电磁阀8，使出液端电磁阀在输送管道压力异常时关断燃料的输出。作为输送管道，同时带有安全测量功能，以保证输送系统的安全可靠运行，一旦出现未及时发现的压力泄漏或异常导致压力升高超过正常值时，系统会立即自动关闭出液端。

以下述工作过程实现汽车醇类燃料的无泵安全输送方式：使用带有充气截止阀13、放气阀11和安全泄气阀7的集成阀，

第一步：打开加液管口3，打开集成阀上的充气截止阀13，将醇类燃料加注枪的枪头从所述加液管口直接放入燃料罐1，进行常压下设定容量的定量加注或不设容量的自动限位加注，加注完后，盖上加液管口的管口密封盖4；完成充气过程后关闭所述充气截止阀。

第二步：打开集成阀上的充气截止阀13，将惰性气体装置连接集成阀上的惰性气体充气端6进行充气，当充气压力达到设定值时停止并完成充气；完成充气过程后关闭所述充气截止阀。在充气过程中或之后，当充气压力超过安全值范围时，由所述安全泄气阀泄气调整燃气罐内的气体压力。

第三步：打开集成阀上的出液端截止阀10，燃料液体经过出液端9、减压阀15、高压开关16、滤清器17、低压开关18后进入燃料切换装置或喷射装置19，用以实现利用惰性气体的背压进行醇类燃料的无泵输送。在燃料输送过程中，使用带有出液端电磁阀8的集成阀，由汽车电控单元23分别电连接所述高压开关16、低压开关18和出液端电磁阀8，在燃料输送过程中，当所述高压开关16或低压开关18发出压力异常信号时，所述汽车电控单元23触发所述出液端电磁阀8，关闭出液端的燃料输出。

在需要排出燃料罐内气体或降低燃料罐内压力时，可人工通过放气阀11放气。

由上述过程可见，由于使用了新的输送方式，依靠惰性气体例如利用氮气，压缩后对液体燃料进行背压输送，同时完善了压力和液位的监测和保护，使醇类燃料尤其是甲醇液体燃料脱离了泵输送的方式，免除了甲醇对泵体的腐蚀造成的工作不稳定、不可靠问题，为甲醇燃料在汽车能源上的稳定可靠应用提供了可以低成本使用的实质方案。为醇类燃料在汽车能源上的清洁新能源上的应用跨出了关键的一步。

Claims (7)

1.一种背压式醇类燃料输送系统，其特征是：由依次连接的燃料罐(1)、减压阀(15)、高压开关(16)、滤清器(17)、低压开关(18)组成，所述燃料罐(1)上装有集成阀(27)和适于燃料自动限量加注枪的加液管口(3)；所述加液管口(3)和集成阀位于罐体的上半部，加液管口的中心线与罐体的横截面平行且与水平面夹角为35度～40度，燃料罐内部加液管口的上、下两侧分为压缩惰性气体区(25)和燃料液体区(26)。

2.根据权利要求1所述的背压式醇类燃料输送系统，其特征是：所述集成阀的中心线与所述罐体的横截面平行且与水平面的夹角为30度～35度；所述集成阀上设有：

惰性气体充气端(6)，用于向储有醇类液体的罐体内输入背压压缩气体；

出液端(9)，用于输出罐体内的醇类液体到发动机仓；

放气阀(11)，用于人工泄放罐体内的气体。

3.根据权利要求1或2所述的背压式醇类燃料输送系统，其特征是：所述集成阀上还设有：

安全泄气阀(7)，用于罐内压力高于安全泄气阈值时泄气到罐内压力正常；

出液端截止阀(10)，用于人工控制开闭出液端(9)，在所述出液端(9)上还设有出液端电磁阀(8)，由电控单元控制开闭出液端；

充气截止阀(13)，用于通过人工控制惰性气体充气端(6)的开闭；

液位测量显示装置(12)，通过该装置携带的液位传感器将罐体内的液位显示到集成阀面板上。

4.根据权利要求3所述的背压式醇类燃料输送系统，其特征是：所述高压开关(16)和低压开关(18)上均设有压力超限信号输出端，分别通过导线连接到汽车电控单元(23)，由汽车电控单元(23)发出控制信号控制所连接的燃料罐出液端电磁阀(8)，使出液端电磁阀在输送管道压力异常时关断燃料的输出。

5.一种基于权利要求1～4任一系统的背压式醇类燃料输送方法，其特征是：以下述工作过程实现汽车醇类燃料的无泵背压输送方式：

第一步：打开加液管口(3)，将醇类燃料加注枪的枪头从所述加液管口直接放入燃料罐(1)，进行常压下设定容量的定量加注或不设容量的自动限位加注，加注完后，盖上加液管口的管口密封盖(4)；

第二步：将惰性气体装置连接集成阀上的惰性气体充气端(6)进行充气，当充气压力达到设定值时停止并完成充气；

第三步：打开集成阀上的出液端截止阀(10)，燃料液体经过出液端(9)、减压阀(15)、高压开关(16)、滤清器(17)、低压开关(18)后进入燃料切换装置或喷射装置(19)，用以实现利用惰性气体的背压进行醇类燃料的输送。

6.根据权利要求5所述的背压式醇类燃料输送方法，其特征是：使用带有充气截止阀(13)、放气阀(11)和安全泄气阀(7)的集成阀，在进行第二步的充气过程之前，打开集成阀上的充气截止阀(13)，在充气过程中或之后，当充气压力超过安全值范围时，由所述安全泄气阀泄气调整燃气罐内的气体压力，完成充气过程后关闭所述充气截止阀，在需要排出燃料罐内气体或降低燃料罐内压力时，人工通过放气阀放气。

7.根据权利要求5所述的背压式醇类燃料输送方法，其特征是：使用带有出液端电磁阀(8)的集成阀，由汽车电控单元(23)分别电连接所述高压开关(16)、低压开关(18)和出液端电磁阀(8)，在燃料输送过程中，当所述高压开关(16)或低压开关(18)发出压力异常信号时，所述汽车电控单元(23)触发所述出液端电磁阀(8)，关闭出液端的燃料输出。