CN107923350B - 包括加压液体燃料系统的车辆以及用于运行加压液体燃料系统的方法 - Google Patents

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Abstract

一种包括加压液体燃料系统的车辆，其包括第一加压液体燃料箱设备、第二加压液体燃料箱设备和平衡管道，该平衡管道在第一燃料箱的最大液位和第二燃料箱的最大液位上方以及在第一燃料箱的最小液位和第二燃料箱的最小液位下方中的至少一个条件下接通到第一燃料箱和第二燃料箱。到第一燃料箱的第一返回管线和到第二燃料箱的第二返回管线被构造成使得：从加压液体燃料循环系统到第一燃料箱的第一返回管线两端的压降适合与从加压液体燃料循环系统到第二燃料箱的第二返回管线两端的压降相同。还公开了用于运行加压液体燃料系统的方法。

Description

包括加压液体燃料系统的车辆以及用于运行加压液体燃料系 统的方法
技术领域
本发明总体涉及关于加压液体燃料系统的车辆和方法，更具体地，涉及关于包括多个燃料箱的这种车辆和方法。
背景技术
已知提供加压液体燃料系统以用于诸如丙烷和二甲醚(DME)的燃料。本发明总体涉及任何这种加压液体燃料系统，然而，除非另外指明，否则将结合其在DME燃料系统的应用来描述本发明。DME显示了作为用于柴油发动机和其它发动机中的燃料的广阔前景。DME的优点包括它是无硫的且燃烧时带有最小的微粒物排放，从而使得它对于满足日益严格的排放法规而言特别有吸引力。
DME具有低的蒸汽压饱和曲线。DME将在环境温度条件下在适度低的压力保持液体状态。例如，DME在20℃和5巴(bar)下将为液体。包含处于高压下的燃料的DME燃料箱将被认为是压力容器，因为箱内部压力将超过环境压力。目前设计的压力箱或压力容器遵循很好地建立的标准和准则以防止爆炸。箱设计涉及选择合适的材料和厚度，以满足应用所要求的抗拉强度并提供对于所存储的物质的必要的化学耐受性。另外，压力箱包含压力释放阀，所述压力释放阀允许在达到爆炸压力前将过大的压力引出容器，例如通过将液体泄放到地上或将蒸汽泄放到大气中。箱设计的几何形状也是重要的，因为弯曲表面比平坦表面更好地在容器中均匀分布压力。蒸汽顶部空间(headspace)通常用于在压力容器中存储液体。对于液体丙烷，典型地提供20％的蒸汽顶部空间，而对于液体DME，典型地提供15％的蒸汽顶部空间。
DME具有“1.88加仑DME相当于1.0加仑柴油燃料”的能量等价水平。因此，与容纳包含提供等价能量的燃料的柴油燃料相比，需要更大的箱来容纳DME。这对于例如在诸如卡车的车辆上使用的柴油系统而言是重要的。对于使用DME燃料的卡车，必须提供大得多的箱，以便行驶与以柴油燃料运行的卡车相同的距离。不仅需要将等价柴油箱的体积增大1.88倍，而且需要允许液体燃料的膨胀而不超过箱的爆炸压力。标准实践方式是允许液体上方的15％的气体缓冲区以用于膨胀。例如，假定100加仑的理论柴油燃料箱尺寸，对于包含能量等价量的DME的箱来说，首先将该体积乘以1.88，从而，对于能量等价量的DME，需要至少188加仑的箱。当将15％的膨胀体积添加到此188加仑时，需要216.2加仑的箱，即188+(0.15)*(188)＝216.2加仑。
在通常设有例如100加仑的箱的常规柴油驱动式卡车上，为提供存储等价量的能量的DME燃料箱所需的大的体积增大导致在这种箱的封装方面存在问题。因此，本发明人提出在车辆上、包括在常规仅使用单个燃料箱的车辆上使用多个DME燃料箱。
本发明人已认识到，多个加压燃料箱在燃料系统(例如在车辆上使用的燃料系统)中的使用存在一系列问题。例如，车辆经常停驻为使得一侧暴露于阳光而另一侧处于阴影中。如果一个燃料箱处于热阳光下而另一个燃料箱维持冷态，则可能在箱中出现不同的压力。如果由于任何原因而使得一个箱中的压力高于另一个箱中的压力，则将存在如下趋势：即，与较低压力箱中的燃料相比，较高压力箱中的燃料以不成比例地更高的流量被泵送到通向发动机的燃料循环系统中(假定每个箱具有相同的燃料泵)。同时，将存在如下趋势：即，从燃料循环系统返回的燃料更多地流入较低压力箱而非较高压力箱中。因此，存在的风险是这两个箱中的燃料液位可能变得不平衡，使得一个箱被过填充而一个箱可能被排空。这可能导致如下情形：即，在某一时刻仅从一个箱泵送燃料，并且由于一个泵低效地尝试抵抗处于较高压力的箱中的另一个泵进行泵送而消耗过多的能量。
本发明人已认识到，为了有效地使用多箱设备并且为了使箱中的泵不彼此抵抗地工作且返回流动均匀地在各箱之间分开，流动阻力对于每个箱来说必须相同。因此，希望提供使包括多个燃料箱的燃料系统中的压力均衡的结构和技术。
发明内容
根据本发明的一个方面，包括加压液体燃料系统的车辆包括：燃料系统部件，该燃料系统部件包括循环系统，加压液体燃料适于通过该循环系统循环；第一加压液体燃料箱设备，该第一加压液体燃料箱设备包括第一燃料箱、第一燃料泵、连接到所述循环系统的第一馈送管线和连接到所述循环系统的第一返回管线；第二加压液体燃料箱设备，该第二加压液体燃料箱设备包括第二燃料箱、第二燃料泵、连接到所述循环系统的第二馈送管线和连接到所述循环系统的第二返回管线；和平衡管道，该平衡管道在第一燃料箱的最大液位和第二燃料箱的最大液位上方和/或在第一燃料箱的最小液位和第二燃料箱的最小液位下方接通到第一燃料箱和第二燃料箱，其中，第一返回管线和第二返回管线被构造成使得：从所述循环系统到第一燃料箱的第一返回管线两端的压降适合与从所述循环系统到第二燃料箱的第二返回管线两端的压降相同。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于运行加压液体燃料系统的方法，并且该方法包括：通过包括循环系统的燃料系统部件使加压液体燃料循环；经由第一燃料泵将加压液体燃料从第一加压液体燃料箱通过连接到循环系统的第一馈送管线泵送到循环系统，同时也经由第二燃料泵将加压液体燃料从第二加压液体燃料箱通过连接到循环系统的第二馈送管线泵送到循环系统；将加压液体燃料从循环系统通过连接到循环系统的第一返回管线返回到第一加压液体燃料箱，同时也将加压液体燃料从循环系统通过连接到循环系统的第二返回管线返回到第二加压液体燃料箱，使得从循环系统到第一燃料箱的第一返回管线两端的压降与从循环系统到第二燃料箱的第二返回管线两端的压降相同；以及，通过允许通过平衡管道在第一燃料箱和第二燃料箱之间的流动来平衡第一燃料箱和第二燃料箱中的压力，该平衡管道在第一燃料箱的最大液位和第二燃料箱的最大液位上方和/或在第一燃料箱的最小液位和第二燃料箱的最小液位下方接通到第一燃料箱和第二燃料箱。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于运行加压液体燃料系统的方法，并且该方法包括：通过包括循环系统的燃料系统部件使加压液体燃料循环；经由第一燃料泵将加压液体燃料从第一加压液体燃料箱通过连接到循环系统的第一馈送管线泵送到循环系统，同时也经由第二燃料泵将加压液体燃料从第二加压液体燃料箱通过连接到循环系统的第二馈送管线泵送到循环系统；将加压液体燃料从循环系统通过连接到循环系统的第一返回管线返回到第一加压液体燃料箱，同时也将加压液体燃料从循环系统通过连接到循环系统的第二返回管线返回到第二加压液体燃料箱；以及，通过以下方式平衡第一燃料箱和第二燃料箱中的压力：允许通过平衡管道在第一燃料箱和第二燃料箱之间的流动，该平衡管道在第一燃料箱的最大液位和第二燃料箱的最大液位上方和/或在第一燃料箱的最小液位和第二燃料箱的最小液位下方接通到第一燃料箱和第二燃料箱；和调节从循环系统到第一燃料箱的第一返回管线和/或从循环系统到第二燃料箱的第二返回管线两端的压降，使得从循环系统到第一燃料箱的第一返回管线两端的压降与从循环系统到第二燃料箱的第二返回管线两端的压降不同，从而平衡第一燃料箱和第二燃料箱中的压力。
附图说明
通过结合附图阅读以下详细描述，可很好地理解本发明的特征和优点，在附图中，相同的附图标记指示相同的元件，并且其中：
图1是包括根据本发明的一个方面的加压液体燃料系统的车辆的示意性俯视图；
图2是根据本发明的一个方面的加压液体燃料系统和车辆的一部分的示意性侧视图；并且
图3是根据本发明的一个方面的加压液体燃料系统的一部分和车辆的一部分的示意性侧视图。
具体实施方式
在图1中的示意性俯视图中，示出了包括诸如二甲醚(DME)燃料系统的加压液体燃料系统的车辆21。除非另外指明，否则将结合DME燃料系统描述本发明，应当理解，本发明可应用于其它类型的加压液体燃料系统。也在图2中以示意性侧视图示出了车辆和燃料系统的一部分。车辆21包括燃料系统部件，该燃料系统部件包括循环系统25，DME适于通过该循环系统25循环。车辆21包括第一DME燃料箱设备27，该第一DME燃料箱设备27包括第一燃料箱29、第一燃料泵31、连接到循环系统25的第一馈送管线33和连接到循环系统的第一返回管线35。该车辆包括第二DME燃料箱设备37，该第二DME燃料箱设备37包括第二燃料箱39、第二燃料泵41、连接到循环系统25的第二馈送管线43和连接到循环系统的第二返回管线45。
车辆21还可包括液体平衡管道47(以假想线示出)，该液体平衡管道47在第一燃料箱的最小液位MINLL1(图2)和第二燃料箱的最小液位MINLL2(图2)下方接通到第一燃料箱29和第二燃料箱39。作为液体平衡管道47的替代或者与液体平衡管道47相结合，蒸汽平衡管道91(以假想线示出)能够在第一燃料箱的最大液位MAXLL1(图2)和第二燃料箱的最大液位MAXLL2(图2)上方接通到第一燃料箱29和第二燃料箱39。液体平衡管道47可以在最小液位MINLL1下方接通到第一燃料箱29和第二燃料箱39，并且如图2中示意性地示出的，液体平衡管道47可布置成整体位于最小液位下方，从而，由于重力和燃料箱中的蒸汽压力的差异，液体将通过该管道从一个燃料箱被传送到另一个燃料箱。然而，替代地，如图3可见，管道47’可延伸成使得：该管道的端部47e’在第一燃料箱的最小液位MINLL1和第二燃料箱的最小液位MINLL2下方接通到第一燃料箱29和第二燃料箱39，同时，该液体平衡管道的至少一部分47a’布置在第一燃料箱的最小液位和第二燃料箱的最小液位上方。管道47或47’的一部分例如可延伸穿过箱29和39。在可能的程度上，通常将希望使管道47、47’和91延伸至箱29和39上方并且至少部分地用车辆的车架F(在图3中以假想线示出)保护管道47、47’和91，以减小对这些管道的损坏的可能性。
所述燃料系统部件包括发动机49，循环系统25包括在发动机上游的馈送部分51和在发动机下游的返回部分53，并且所述燃料系统部件还包括一个或多个燃料喷射器55，所述一个或多个燃料喷射器55被布置成将该馈送部分中的一部分DME喷射到发动机的气缸57中。
第一返回管线35和第二返回管线45被构造成使得：从循环系统25到第一燃料箱29的第一返回管线两端的压降适合与从循环系统25到第二燃料箱39的第二返回管线45两端的压降相同。关于“相同”，应当理解，由于各种原因(例如，车辆的不同侧的温度差异、管线中的阻塞等)可能存在一些小的差异，但目的是获得第一返回管线35两端的和第二返回管线45两端的相等的压降。这样，第一燃料箱29和第二燃料箱39中的压力将趋向于保持相同，并且燃料将不从循环系统25的返回部分53被偏选地泵送到其中一个燃料箱中而因此倾向于排空一个箱且同时可能过填充另一个箱。
第一馈送管线33和第二馈送管线43也可构造成使得：在第一燃料泵31和循环系统25之间的第一馈送管线两端的压降适合与在第二燃料泵41和循环系统之间的第二馈送管线43两端的压降相同。此结构将进一步便于确保燃料将不被偏选地从第一燃料箱29和第二燃料箱39中的一个燃料箱泵送到循环系统25的馈送部分51而因此倾向于排空一个箱且同时可能过填充另一个箱。
在图1所示的实施例中，第一返回管线35和第二返回管线45相对于循环系统25对称。更具体地，第一返回管线35和第二返回管线45具有相同的长度和相同的直径。虽然第一返回管线35和第二返回管线45对称或具有相同的长度或直径不是必需的，但这是当前优选的、用于确保第一返回管线两端的压降和第二返回管线两端的压降相同的技术。第一DME燃料箱设备27和第二DME燃料箱设备37的其它部件也可以对称，例如，第一馈送管线33和第二馈送管线43相对于循环系统25对称。第一DME燃料箱设备27和第二DME燃料箱设备37可关于车辆21的中心线CL对称。
液体平衡管道47通常包括液体平衡阀59(或如图1和图2中所示，包括多个阀)。车辆21通常包括控制器61，该控制器61被布置成在发动机49关闭时关断液体平衡阀59并在发动机开启时接通该液体平衡阀。一个或多个蒸汽平衡阀93可设置在蒸汽平衡管道91中，从而以阀59能够关断液体平衡管道47并且阀59可由控制器61控制的方式关断该蒸汽平衡管道。
第一返回阀63可设置在第一返回管线35中，并且第二返回阀65可设置在第二返回管线45中。控制器61可布置成在发动机49起动时控制第一返回阀63和第二返回阀65的接通和关断(或接通和关断的程度)，以改变从循环系统25的返回部分53到第一燃料箱29的第一返回管线35两端的压降和从循环系统的该返回部分到第二燃料箱39的第二返回管线45两端的压降，从而均衡第一燃料箱和第二燃料箱中的压力。液体平衡阀59和/或蒸汽平衡阀93以及第一返回阀63和第二返回阀65可以是电控阀，它们由来自控制器61的信号控制以接通和关断(根据需要，完全或部分接通和关断)。
液体平衡管道手动阀67(或如图1和图2中所示，多个阀)可设置在液体平衡管道47中，第一返回管线手动阀69可设置在第一返回管线中，并且第二返回管线手动阀71可设置在第二返回阀中。这些手动阀67、69、71可被关断，以例如便于在燃料箱设备27和37上的工作或在诸如循环系统25的燃料系统及其部件上的工作。
第一馈送阀73可设置在第一馈送管线33中，并且第二馈送阀75可设置在第二馈送管线33中。控制器61可布置成在发动机49起动时控制第一馈送阀73和第二馈送阀75的接通和关断(或接通和关断的程度)，以改变从第一燃料箱29到循环系统25的馈送部分51的第一馈送管线33两端的压降和从第二燃料箱39到循环系统的该馈送部分的第二馈送管线33两端的压降，以均衡第一燃料箱和第二燃料箱中的压力。第一燃料泵31和第二燃料泵41也可由控制器61控制，以均衡第一馈送管线33和第二馈送管线43中的压力和流体含量并确保等量的燃料在相等的压力下存在于每个馈送管线中。
第一馈送管线手动阀77可设置在第一馈送管线33中，并且第二馈送管线手动阀79可设置在第二馈送管线43中。这些手动阀77和79可被关断，以例如便于在燃料箱设备27和37上的工作或在诸如循环系统25的燃料系统及其部件上的工作。
典型地设置有填充管线81，用于用DME填充第一燃料箱29和第二燃料箱39。填充管线81可包括通向第一燃料箱29的第一支路83和通向第二燃料箱39的第二支路85、在第一支路中的第一填充管线阀87和在第二支路中的第二填充管线阀89。第一填充管线阀87和第二填充管线阀89的接通和关断以及接通和关断程度可由控制器61控制，以调节第一支路83两端的压降和第二支路85两端的压降而以不同的速率填充第一燃料箱29和第二燃料箱39，从而便于均衡这些燃料箱中的流体含量和压力。
蒸汽平衡管道91可在第一燃料箱的最大液位MAXLL1(图2)和第二燃料箱的最大液位MAXLL2(图2)上方接通到第一燃料箱29和第二燃料箱39。当填充箱29和39时，蒸汽平衡管道91可通过均衡所述箱中的气体压力来辅助确保所述箱被相等地填充。一个或多个蒸汽平衡阀93可设置在蒸汽平衡管道91中，以便以阀59可关断液体平衡管道47且该阀59可由控制器61控制的方式关断该蒸汽平衡管道。如果设有液体平衡管道47和蒸汽平衡管道91，则可选择在发动机49运行期间关断蒸汽平衡阀93，从而，第一燃料箱29和第二燃料箱39中的压力的平衡将主要通过促使所述箱中的流体通过液体平衡管道47到达较低压力箱来实现。当然，在一些情况中，可优选关断液体平衡管道47且经由蒸汽平衡管道91平衡压力。与该液体平衡管道中一样况，在蒸汽平衡管道91中可设有手动阀(未示出)，以便于将燃料箱设备27和37或燃料系统的部件隔离，例如将循环系统25及其部件隔离。
如果仅采用液体平衡管道47，则两个箱29和39之间的任何压力不平衡将导致压力较高的箱中的燃料被推入到压力较低的箱中，直至所述箱处于相等的压力为止。如果仅采用蒸汽平衡管道91，那么，如果两个箱29和39之间存在任何压力不平衡，来自压力较高的箱的蒸汽压力将流动到压力较低的箱，直至这两个箱之间的压力相等为止。如果箱部件故障将加热的返回燃料中的更多燃料引导回一个箱而非另一个箱，那么，仅使用液体平衡管道47可能会迅速地将压力较低的燃料箱过填充。带有较高燃料返回量的箱将产生较高的内部箱压力并促使此箱中的燃料到压力较低的箱，从而消耗压力较高的箱中的燃料，同时将压力较低的箱过填充。仅使用蒸汽平衡管道91允许燃料蒸汽的通过并维持所述箱中的大致相等的压力。离开(通常较热的)压力较高的箱的蒸汽通过该蒸汽平衡管道进入(通常较冷的)压力较低的箱，在压力较低的箱中，燃料蒸汽可能倾向于凝结回液体形式。当两个箱中的蒸汽压力相等时，发生这两个箱之间的均衡。当仅使用蒸汽平衡管道91并且具有如上所述的部件故障时，所述箱的液位将以较低的速率被影响。在一个箱变得过填充(高于最大填充液位)的情况下，在平衡管线入口高度上方的蒸汽空间通常将仍然存在，并且过多的燃料将通过该平衡管线流入另一个箱中，从而维持安全条件。
结合图1和图2所示的DME燃料系统来描述根据本发明的一个方面的用于运行二甲醚(DME)燃料系统的方法。该方法包括：通过包括循环系统25的燃料系统部件使DME循环；经由第一燃料泵31将DME从第一DME燃料箱29通过连接到循环系统的第一馈送管线33泵送到循环系统，同时也经由第二燃料泵41将DME从第二DME燃料箱39通过连接到循环系统的第二馈送管线43泵送到循环系统。DME通过接通到循环系统的第一返回管线35从循环系统25返回到第一DME燃料箱29，同时也使DME通过接通到循环系统的第二返回管线45从循环系统返回到第二DME燃料箱39，使得从循环系统到第一燃料箱的第一返回管线两端的压降和从循环系统到第二燃料箱的第二返回管线两端的压降相同。可通过允许在第一燃料箱和第二燃料箱之间通过液体平衡管道47的流体流动来平衡第一燃料箱29和第二燃料箱39中的压力，该液体平衡管道47在第一燃料箱的最小液位MINLL1(图2)和第二燃料箱的最小液位MINLL2(图2)下方接通到第一燃料箱和第二燃料箱。替代地或同时，可通过允许在第一燃料箱和第二燃料箱之间通过蒸汽平衡管道91的蒸汽流动来平衡第一燃料箱29和第二燃料箱39中的压力，该蒸汽平衡管道91在第一燃料箱的最大液位MAXLL1(图2)和第二燃料箱的最大液位MAXLL2(图2)上方接通到第一燃料箱29和第二燃料箱39。
加压燃料通过其进行循环的所述燃料系统部件包括发动机49。液体平衡管道47包括液体平衡阀59。蒸汽平衡管道91包括蒸汽平衡阀93。所述方法包括在发动机49关闭时关断液体平衡阀59并在发动机开启时接通该液体平衡阀。在发动机49关闭时关断液体平衡阀59能够避免一个箱中的流体流动到另一个箱中的趋势，例如当车辆被停驻而使得一个箱处于阳光下且一个箱处于阴影中达一段较长时间时，较热的箱中的升高的温度可能导致流体流动到较冷的箱。当发动机49又开启时，液体平衡阀59可再次接通，并且可通过使燃料从较高压力的箱通过液体平衡管道47流动到较低压力的箱而使第一箱29和第二箱39中的压力逐渐均衡。如果设有蒸汽平衡管道91，则可能希望在车辆处于阳光下且发动机关闭的同时使蒸汽压力平衡阀93保持接通，使得在车辆静止的同时能够通过该蒸汽平衡管道均衡箱29和箱39中的蒸汽压力。
第一燃料箱29和第二燃料箱39中的不相等的压力也可通过其它手段被均衡，这些手段包括通过调节第一返回阀63和第二返回阀65接通或关断的程度来调节第一返回管线35两端的压降和第二返回管线45两端的压降。例如，如果发动机49起动时第一燃料箱29中的压力高于第二燃料箱39中的压力，则液体平衡阀59将接通且流体将从第一燃料箱流动到第二燃料箱，以开始均衡压力。另外，为了相对于第二燃料箱中的压力更讯速地减小第一燃料箱29中的压力，第一返回阀63可被部分地或完全关断，同时第二返回阀65保持完全接通，直至压力被均衡为止。当使用仅液体平衡管道47来平衡第一燃料箱29和第二燃料箱39中的压力时，第一箱和第二箱中的液位通常被监测，以避免过填充压力较低的箱或过度排空压力较高的箱。当所述箱中的液位由于一些原因而不同时，液体平衡管道47的使用可特别有益。蒸汽平衡管道91的使用将防止一个箱中的压力高于另一个箱中的压力，并且可以在避免过填充或过度排空所述箱方面是有用的。提供液体平衡管道47和蒸汽平衡管道91两者可以是有用的，以确保在必要时可经由该液体平衡管道(通常关断所述蒸汽平衡管道)迅速地调节液位，并且在液位相等时通过将所述箱中的蒸汽压力通过该蒸汽平衡管道保持相等来维持液位相等。
第一燃料箱29和第二燃料箱39中的不相等的压力也可通过另外的手段来均衡，这些手段包括调节第一燃料泵31和第二燃料泵41从所述箱泵送燃料的速率。燃料泵泵送燃料的速率可通过调节所述泵自身的速度或通过调节第一馈送阀73和第二馈送阀75接通或关断的程度、或通过这两种方式来调节。第一燃料泵31和第二燃料泵41也可被控制，使得：即使第一燃料箱29和第二燃料箱39中可能存在不相等的压力，第一馈送管线33和第二馈送管线43中的压力也相等。
用于均衡第一燃料箱29和第二燃料箱39中的压力的上述各种技术可单独地或组合地使用。
蒸汽平衡管道91在第一燃料箱的最大液位MAXLL1和第二燃料箱的最大液位MAXLL2上方接通到第一燃料箱29和第二燃料箱39，并且蒸汽压力平衡阀93布置在该蒸汽平衡管道中。当第一燃料箱29和第二燃料箱39中的液位已被均衡并且等量的燃料被抽出且返回到每个箱时，蒸汽压力平衡阀93可接通。如果提供了液体平衡管道47和蒸汽压力平衡阀93两者，则当第一燃料箱29和第二燃料箱39中的液位不相等时，该蒸汽平衡管道可被关断，使得具有较多燃料的箱中的增大的蒸汽压力将倾向于促使燃料通过该液体平衡管道进入具有较少燃料的箱中。在经由填充管线81对第一燃料箱29和第二燃料箱39填充期间，蒸汽压力平衡阀93可接通，以便于更快的燃料供给操作。例如，使蒸汽压力平衡阀93接通可便于以大致相等的速率且以相等的量填充两个箱29和39，而不使得其中一个箱中的蒸汽压力干扰此箱的燃料供给并可能减慢填充过程。
因此，本发明提出用于均衡加压燃料系统的多个燃料箱中的压力的一系列解决方案，这些解决方案中的大多数可独立使用，但它们通常可更有利地组合使用。根据本发明的一个方面，通过使从循环系统通向每个燃料箱的返回管线两端的压降相等来均衡压力。根据本发明的另一方面，通过为每个燃料箱设备27和37提供对称的布置或尽可能对称的布置来均衡压力。根据本发明的另一方面，通过如下方式来均衡压力：即，具有从每个燃料箱29和39的底部延伸的液体平衡管道47，以允许所述箱之间的液体流动，使得液体燃料将从压力较高的箱流到压力较低的箱并因此倾向于减小压力较高的箱中的压力。根据本发明的另一方面，通向每个燃料箱29和39的返回管线35和45中的返回管线阀63和65可被控制以均衡所述箱中的压力，例如通过关断通向处于较高压力的箱的返回管线中的阀。根据本发明的又一方面，从每个燃料箱29和39的顶部延伸以允许在所述箱之间的蒸汽流动的蒸汽平衡管道91可用于均衡所述箱中的压力。
最小液位MINLL1和MINLL2典型地被选择为如下液位：在该液位处，所述箱中仍剩余一些体积的燃料，通常这些燃料足以允许发动机运行一段额外的时间，例如一段足以到达下一个燃料供给站的时间，但这可在系统之间广泛地变化。典型地，MINLL1和MINLL2被选择为使得剩余整个燃料箱体积的至少约5％。最大液位MAXLL1和MAXLL2典型地选被择为如下液位：在填充到此液位之后，在大约20℃且5巴下，箱中剩余足够的膨胀体积，从而剩余了当遇到更高温度时用于燃料膨胀的体积，例如当所述箱处于阳光下时可能发生的情况，所述情况可能导致液体DME膨胀和蒸汽压力增大，并且使得存在被提供用于避免由于增大的压力而导致所述箱爆炸的大的安全系数。典型地，该膨胀体积被提供为在MAXLL1和MAXLL2液位上方约为所述箱体积的5％至20％。对于丙烷，当前的工业推荐是提供20％的膨胀体积，而对于DME，推荐提供15％的膨胀体积。在所有情况中，MINLL1和MINLL2以及MAXLL1和MAXLL2和膨胀体积被设定为符合任何适用的法规。
在本申请中，诸如“包括”的术语的使用是开放性的且旨在与诸如“包含”的术语具有相同含义且不排除其它结构、材料或作用的存在。类似地，虽然诸如“能够”或“可以”的术语的使用旨在是开放性的且表明结构、材料或作用不是必需的，但不使用此术语也并非旨在表明结构、材料或作用是必要的。就结构、材料或作用目前被认为是必要的而言，它们也被以同样方式进行确定。
虽然已根据优选实施例图示和描述了本发明，但应认识到，在不偏离权利要求书中阐述的本发明的情况下，可在其中进行修改和改变。

Claims (17)

1.一种包括加压液体燃料系统的车辆，所述车辆包括：
燃料系统部件，所述燃料系统部件包括循环系统，加压液体燃料通过所述循环系统循环；
第一加压液体燃料箱设备，所述第一加压液体燃料箱设备包括第一燃料箱、第一燃料泵、连接到所述循环系统的第一馈送管线和连接到所述循环系统的第一返回管线；
第二加压液体燃料箱设备，所述第二加压液体燃料箱设备包括第二燃料箱、第二燃料泵、连接到所述循环系统的第二馈送管线和连接到所述循环系统的第二返回管线；以及
液体平衡管道，所述液体平衡管道在所述第一燃料箱的最小液位和所述第二燃料箱的最小液位下方接通到所述第一燃料箱和所述第二燃料箱，
其中，所述第一返回管线和所述第二返回管线被构造成使得：从所述循环系统到所述第一燃料箱的所述第一返回管线两端的压降与从所述循环系统到所述第二燃料箱的所述第二返回管线两端的压降相同，并且
其中，所述燃料系统部件包括发动机，所述液体平衡管道包括平衡阀，并且所述车辆包括控制器，所述控制器被布置成在所述发动机关闭时关断所述平衡阀并在所述发动机开启时接通所述平衡阀。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述燃料系统部件包括发动机，所述循环系统包括在所述发动机上游的馈送部分和在所述发动机下游的返回部分，并且所述燃料系统部件包括一个或多个燃料喷射器，所述一个或多个燃料喷射器被布置成将所述馈送部分中的一部分加压液体燃料喷射到所述发动机的气缸中。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述第一返回管线和所述第二返回管线相对于所述循环系统对称。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述第一返回管线和所述第二返回管线具有相同的长度。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述第一返回管线和所述第二返回管线具有相同的直径。
6.根据权利要求2所述的车辆，包括在所述第一返回管线中的第一返回阀和在所述第二返回管线中的第二返回阀，所述控制器被布置成在所述发动机起动时控制所述第一返回阀和所述第二返回阀的接通和关断，以改变从所述循环系统的所述返回部分到所述第一燃料箱的所述第一返回管线两端的压降和从所述循环系统的所述返回部分到所述第二燃料箱的所述第二返回管线两端的压降，从而均衡所述第一燃料箱和所述第二燃料箱中的压力。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中，所述平衡阀以及所述第一返回阀和所述第二返回阀是电控阀。
8.根据权利要求7所述的车辆，还包括在所述液体平衡管道中的液体平衡管道手动阀、在所述第一返回管线中的第一返回管线手动阀、以及在所述第二返回阀中的第二返回管线手动阀。
9.根据权利要求1所述的车辆，包括在所述第一返回管线中的第一返回阀和在所述第二返回管线中的第二返回阀、以及控制器，所述控制器被布置成在所述发动机起动时控制所述第一返回阀和所述第二返回阀的接通和关断，以改变从所述循环系统到所述第一燃料箱的所述第一返回管线两端的压降和从所述循环系统到所述第二燃料箱的所述第二返回管线两端的压降，从而均衡所述第一燃料箱和所述第二燃料箱中的压力。
10.根据权利要求1所述的车辆，包括填充管线，所述填充管线用于用加压液体燃料填充所述第一燃料箱和所述第二燃料箱。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中，单个液体平衡管道被连接到所述第一燃料箱和所述第二燃料箱。
12.根据权利要求1所述的车辆，其中，单个液体平衡管道被连接到所述第一燃料箱和所述第二燃料箱，所述单个液体平衡管道接通到所述第一燃料箱和所述第二燃料箱。
13.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述液体平衡管道接通到所述第一燃料箱和所述第二燃料箱，并且所述液体平衡管道的至少一部分布置在所述第一燃料箱的所述最小液位和所述第二燃料箱的所述最小液位上方。
14.根据权利要求1所述的包括加压液体燃料系统的车辆，其中，所述第一馈送管线和所述第二馈送管线被构造成使得：在所述第一燃料泵和所述循环系统之间的所述第一馈送管线两端的压降适合与在所述第二燃料泵和所述循环系统之间的所述第二馈送管线两端的压降相同。
15.一种用于运行加压液体燃料系统的方法，所述方法包括：
通过包括循环系统的燃料系统部件使加压液体燃料循环；
经由第一燃料泵将加压液体燃料从第一加压液体燃料箱通过连接到所述循环系统的第一馈送管线泵送到所述循环系统，同时也经由第二燃料泵将加压液体燃料从第二加压液体燃料箱通过连接到所述循环系统的第二馈送管线泵送到所述循环系统；
将加压液体燃料从所述循环系统通过连接到所述循环系统的第一返回管线返回到所述第一加压液体燃料箱，同时也将加压液体燃料从所述循环系统通过连接到所述循环系统的第二返回管线返回到所述第二加压液体燃料箱，所述第一返回管线和所述第二返回管线具有相等的长度和相等的直径，使得：由于管线长度和直径导致的从所述循环系统到所述第一加压液体燃料箱的所述第一返回管线两端的压降与从所述循环系统到所述第二加压液体燃料箱的所述第二返回管线两端的压降相同；以及
通过允许通过液体平衡管道在所述第一加压液体燃料箱和所述第二加压液体燃料箱之间的流动来平衡所述第一加压液体燃料箱和所述第二加压液体燃料箱中的压力，所述液体平衡管道在所述第一加压液体燃料箱的最小液位和所述第二加压液体燃料箱的最小液位下方接通到所述第一加压液体燃料箱和所述第二加压液体燃料箱，
其中，所述燃料系统部件包括发动机，所述液体平衡管道包括平衡阀，并且所述方法包括：在所述发动机关闭时关断所述平衡阀并在所述发动机开启时接通所述平衡阀。
16.根据权利要求15所述的用于运行加压液体燃料系统的方法，所述方法包括：
调节从所述循环系统到所述第一加压液体燃料箱的所述第一返回管线和/或从所述循环系统到所述第二加压液体燃料箱的所述第二返回管线两端的压降，使得从所述循环系统到所述第一加压液体燃料箱的所述第一返回管线两端的压降与从所述循环系统到所述第二加压液体燃料箱的所述第二返回管线两端的压降不同，从而平衡所述第一加压液体燃料箱和所述第二加压液体燃料箱中的压力。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，调节从所述循环系统到所述第一加压液体燃料箱的所述第一返回管线和/或从所述循环系统到所述第二加压液体燃料箱的所述第二返回管线两端的压降的步骤包括：接通和/或关断所述第一返回管线中的第一返回阀和所述第二返回管线中的第二返回阀二者中的至少一个。
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