CN110709597A - 用于使内燃机适于由气相气体燃料和液相气体燃料提供动力的系统 - Google Patents

用于使内燃机适于由气相气体燃料和液相气体燃料提供动力的系统 Download PDF

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Abstract

用于使内燃机适于由气相气体燃料和气体燃料提供动力的系统、包括所述系统的内燃机装置、以及用于使液体燃料内燃机适于由气相气体燃料和液相气体燃料提供动力的方法。

Description

用于使内燃机适于由气相气体燃料和液相气体燃料提供动力 的系统
本发明涉及一种用于使由液体燃料提供动力的内燃机适于由在气相和液相气体燃料提供动力的系统。本发明还涉及一种由液体燃料并且可替代地同时由气相气体燃料和液相气体燃料提供动力的双燃料内燃机系统。本发明还涉及一种用于使基于液体燃料的内燃机适于由液相气体燃料并且同时由气相气体燃料提供动力的方法。
内燃机具体地说是带有直接燃料喷射的发动机。液体燃料具体地说是汽油，并且气体燃料具体地说是液化气，下文中称为LPG(Liquefied Petroleum Gas，液化石油气)。
配备有由两种类型的燃料提供动力的内燃机的车辆越来越常见，因为其对环境友好，并且此类车辆的操作成本低于由更重的燃料类型(具体地说是汽油、柴油等)提供动力的车辆的操作成本。
大多数工业生产的车辆配备有由一种类型的燃料提供动力的发动机装置，所述一种类型的燃料是液体燃料，主要是汽油或柴油。为了使单燃料发动机适于由两种燃料提供动力，对发动机燃料系统做出了修改。在本领域中已知的系统中，这样的修改在于：将使用另一种燃料的燃料系统并入发动机系统中，所述另一种燃料是轻质燃料，例如，诸如LPG、压缩天然气(也称为CNG)等气体燃料。因此，发动机配备有两个燃料系统。在双燃料系统中，每个燃料系统包括其喷射器组，所述喷射器组中的一个是一组常规的液体燃料喷射器，并且另一个是一组气相气体燃料喷射器。在带有直接喷射式内燃的常规双燃料发动机中，液体燃料喷射器位于处于发动机气缸中的燃烧室近处或附近，而气相气体燃料喷射器在发动机气缸的吸入侧上。在使用气体燃料的发动机的常规操作期间，气相气体燃料仅通过气体燃料喷射器进给到发动机，而在那时不使用液体燃料喷射器。相反，在使用液体燃料的发动机的常规操作期间，气相液体燃料仅通过液体燃料喷射器进给到发动机，而在那时不使用气相气体燃料喷射器。
然而，这样的解决方案无法在带有直接喷射的发动机中使用。在带有直接喷射的车辆中，会发生液体燃料喷射器在不使用时(即，在使用气体燃料的常规操作期间)过热的问题。在使用气体燃料的常规操作期间，燃烧室加热到高温，继而也增加了液体燃料喷射器的温度。未使用的液体燃料喷射器液体变热，这导致沉积物积聚，发生温度畸变，并且因此导致液体燃料喷射器在很短的一段时间内受到损坏。
为了克服以上所列出的问题，提供了：本发明的用于使由液体燃料提供动力的直接喷射式发动机适于可替代地同时用气相和液相气体燃料来提供动力的系统、
本发明的将由液体燃料提供动力或者可替代地同时由气相和液相气体燃料提供动力的双燃料发动机装置，以及本发明的用于使液体燃料内燃机适于同时由气相和液相气体燃料提供动力的方法。
本发明涉及本发明的一种用于使液体燃料内燃机适于由气相气体燃料和液相气体燃料提供动力的系统，所述内燃机包括至少一个气缸和用于将液体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中的至少一个液体燃料喷射器，所述系统包括：
液相气体燃料罐，
液相气体燃料泵，所述液相气体燃料泵与所述液相气体燃料罐流体连通以便从所述罐泵送液相气体燃料，
至少一个气体燃料喷射器，所述至少一个气体燃料喷射器用于喷射气相气体燃料，
气体燃料减压器，所述气体燃料减压器用于将气体燃料从液相转变成气相，其中所述减压器与所述气体燃料泵流体连通以便接收液相气体燃料，并且与所述至少一个气体燃料喷射器流体连通以便被进给气相气体燃料。
本发明的所述系统适于在所述液相气体燃料泵与所述至少一个液体燃料喷射器之间处于流体连通，以便由所述喷射器供应所述液相气体燃料，并且以便通过所述至少一个液体燃料喷射器将液相气体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中。
优选地，所述系统还包括用于控制所述系统的控制系统。
优选地，所述控制系统包括用于控制液态气体燃料泵的控制器。
优选地，所述控制系统包括用于控制所述系统的气体燃料控制器。
优选地，所述系统包括与所述气相气体燃料罐流体连通的在燃料入口上的液相气体燃料补充燃料阀，其中所述液相气体燃料补充燃料阀适于与燃料轨流体连通，以优选地通过多阀将所述液相气体燃料的一部分从所述燃料轨排放到所述燃料入口。
优选地，所述气体燃料是LPG。
本发明的双燃料内燃机装置包括
液体燃料罐，
液体燃料泵，所述液体燃料泵与所述液体燃料罐流体连通以便当在液体燃料模式中操作时从所述流体燃料罐泵送液体燃料，
至少一个内燃机气缸，
至少一个液体燃料喷射器，所述至少一个液体燃料喷射器与所述液体燃料泵流体连通以便当在液体燃料模式中操作时将液体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中，
液相气体燃料罐，
液相气体燃料泵，所述液相气体燃料泵与所述液相气体燃料罐流体连通以便当在气体燃料模式中操作时从所述液相气体燃料罐泵送液相气体燃料，
至少一个气体燃料喷射器，所述至少一个气体燃料喷射器用于当在气体燃料模式中操作时喷射气相气体燃料，
气体燃料减压器，所述气体燃料减压器用于当在气体燃料模式中操作时将气体燃料从液相转变成气相，其中所述减压器与所述气体燃料泵流体连通以便接收液相气体燃料，并且与所述至少一个气体燃料喷射器流体连通以便当在气体燃料模式中操作时被进给气相气体燃料。
本发明的装置还包括在所述液相气体燃料泵与所述至少一个液体燃料喷射器之间的流体连通，以便当在气体燃料模式中操作时由所述喷射器供应液相气体燃料，并且以便通过所述至少一个液体燃料喷射器将液相气体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中。
优选地，所述系统还包括用于当分别在液体燃料和气体燃料模式中操作时控制所述系统的控制装置。
优选地，所述控制装置包括用于当在气体燃料模式中操作时控制液态气体燃料泵的控制器。
优选地，所述控制系统包括用于当分别在液体燃料和气体燃料模式中操作时控制所述系统的燃料控制器。
优选地，所述燃料轨适于当在气体燃料模式中操作时排放液态气体燃料的一部分。
优选地，所述燃料轨与所述液相气体燃料罐流体连通，以便当在气体燃料模式中操作时将液相气体燃料的一部分从所述燃料轨排放到所述气体燃料罐。
优选地，所述系统包括与所述液相气体燃料罐流体连通的在燃料入口上的液相气体燃料补充燃料阀，其中所述燃料轨在所述液相气体燃料的所述补充燃料阀下游与所述入口流体连通，以便当在气体燃料模式中操作时将液相气体燃料的一部分从所述燃料轨排放到所述燃料入口。
优选地，所述装置还包括截止阀，所述截止阀在所述至少一个液体燃料喷射器与所述气相气体燃料泵之间处于流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断液相气体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器的供应，并且以便当在气体燃料模式中操作时允许液相气体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器的供应。
优选地，所述系统还包括截止阀，所述截止阀与所述燃料轨流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断所述燃料轨的液相气体燃料的一部分的排放，并且以便当在气体燃料模式中操作时允许切断所述燃料轨的液相气体燃料的一部分的排放。
优选地，所述系统还包括截止阀，所述截止阀在至少一个液体燃料喷射器与所述液体燃料泵之间处于流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断液体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器的供应，并且用于当在液体燃料模式中操作时允许液体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器的供应。
优选地，所述气体燃料是LPG。
优选地，液体燃料选自汽油、柴油燃料。
本发明的用于使液体燃料内燃机适于由气相和液相气体燃料提供动力的方法，其中
提供了液体燃料内燃机，所述液体燃料内燃机包括
液体燃料罐，
液体燃料泵，所述液体燃料泵与所述液体燃料罐流体连通以便当在液体燃料模式中操作时从所述液体燃料罐泵送液体燃料，
至少一个内燃机气缸，
至少一个液体燃料喷射器，所述至少一个液体燃料喷射器与所述液体燃料泵流体连通以便当在液体燃料模式中操作时将液体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中，
提供了用于使液体燃料内燃机当在气体燃料模式中操作时适于由气相和液相气体燃料提供动力的系统，所述系统包括
液相气体燃料罐，
液相气体燃料泵，所述液相气体燃料泵与所述液相气体燃料罐流体连通，以便当在气体燃料模式中操作时从所述气体燃料罐泵送液相气体燃料，
至少一个气体燃料喷射器，所述至少一个气体燃料喷射器用于当在气体燃料模式中操作时喷射气相气体燃料，
气体燃料减压器，所述气体燃料减压器用于当在气体燃料模式中操作时将气体燃料从液相转变成气相，其中所述减压器与所述气体燃料泵流体连通以便接收液相气体燃料，并且与所述至少一个气体燃料喷射器流体连通以便当在气体燃料模式中操作时被进给气相气体燃料，
在所述液相气体燃料泵与所述至少一个液体燃料喷射器之间提供了流体连通，以便向所述喷射器供应所述液相气体燃料并且当在气体燃料模式中操作时通过所述至少一个液体燃料喷射器将液相气体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中。
优选地，还提供了用于当分别在液体燃料和气体燃料模式中操作时进行控制的控制系统。
优选地，所述控制系统包括用于当在气体燃料模式中操作时控制液态气体燃料泵的控制器。
优选地，所述控制系统包括用于当分别在液体燃料和气体燃料模式中操作时进行控制的燃料控制器。
优选地，所述方法提供用于当在气体燃料模式中操作时从所述燃料轨排放液态气体燃料的一部分。
优选地，当在气体燃料模式中操作时从所述燃料轨排放液相气体燃料的一部分是在燃料轨与所述气体燃料泵的流体连通中进行的。
优选地，针对所述系统包括与所述液相气体燃料罐流体连通的在燃料入口上的液相气体燃料补充燃料阀，当在气体燃料模式中操作时在所述补充燃料阀下游在所述燃料轨与所述入口之间提供所述液相气体燃料从所述燃料轨到所述燃料入口的流体连接。
优选地，还提供截止阀，所述截止阀在所述至少一个液体燃料喷射器与所述气相气体燃料泵之间处于流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断液相气体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器的供应，并且以便当在气体燃料模式中操作时允许液相气体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器的供应。
优选地，还提供截止阀，所述截止阀与所述燃料轨流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断液相气体燃料的一部分从所述燃料轨的排放，并且以便当在气体燃料模式中操作时允许切断液相气体燃料的一部分从所述燃料轨的排放。
优选地，还提供截止阀，所述截止阀在至少一个液体燃料喷射器与所述液体燃料泵之间处于流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断液体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器的供应，并且以便当在液体燃料模式中操作时允许液体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器的供应。
因此，在本发明的系统中，当发动机通过气相气体燃料的喷射器由气体燃料提供动力时，通过向液体燃料喷射器供应液态气体燃料对液体燃料喷射器进行冷却。通过向液体燃料喷射器供应液态气体燃料对液体燃料喷射器进行冷却。这样的解决方案保护原来的液体燃料喷射器等以免过热，防止沉淀物在其中积聚，因此消除了损坏的风险。
本发明的系统是简单的，并且最重要的是其非常通用，因为其不需要修改液体燃料泵的结构，并且其适用于事实上所有带有直接燃料喷射的车辆。
本发明的方法使得由液体燃料提供动力的发动机能够容易且快速地适于由气体燃料提供动力。
上述车辆可以是客车、卡车、农用机械、施工机械和混合动力车辆。
本发明的系统可用于任何带有直接燃料喷射的车辆，并且其适用于带有各种发动机燃料系统结构的车辆。
通过从液体燃料喷射器的燃料轨排放过多的液相气体燃料的液相，所述系统提供对液体燃料喷射器的很好的冷却，从而降低由于过热而损坏液体燃料喷射器的风险。
气体燃料泵定位在气体燃料罐外部使得带有内置泵的特殊燃料罐不是必要的。因此，系统易于在必要时进行维护、检查和修理。
系统的通用性还归因于以下事实：其可以是本发明的工业制造的发动机装置的一部分，所述发动机装置具有带有液体燃料并且可替代地带有气相气体燃料并同时带有液相气体燃料的双燃料供应。在这种情况下，生产这样的发动机系统涉及如上所述对常规发动机系统进行增添，这需要对发动机结构进行较小的修改，并且具体地说，不需要对液体燃料泵的结构做出修改。因此，生产发明的发动机装置是容易的并因此是便宜的，所述发动机装置具有带有液体燃料并且可替代地带有气相气体燃料并同时带有液相气体燃料的双燃料供应。
包括本发明的系统的发动机装置通常可在两种交替的模式(即，液体燃料操作模式和气体燃料操作模式)中操作。
当在液体燃料模式中操作时，发动机仅由液体燃料(例如，汽油)提供动力。在这种模式中，液体燃料仅由液体燃料喷射器供应到发动机的气缸以被燃烧。当在液体燃料模式中操作时，气体燃料喷射器不操作，即，气体燃料喷射器不供应任何燃料。在这种模式中，气体燃料不被供应到气缸以用于燃烧。
当在气体燃料模式中操作时，发动机仅由气体燃料提供动力。在这种模式中，气体燃料由气体燃料喷射器供应到发动机的气缸以在气相中燃烧，并同时由液体燃料喷射器供应以在液相中燃烧。在这种模式中，液体燃料不被供应到气缸以用于燃烧。
通过控制系统实现将发动机从液体燃料操作模式切换到气体燃料操作模式。可通过用户的命令，例如通过切换适当的操作模式切换器，实现在特定操作模式之间的切换。在发动机达到预定的(例如)发动机操作参数(诸如例如发动机温度、气体燃料压力、发动机起动之后经过的时间等)之后，可通过控制器自动实现在特定操作模式之间的切换。
位于液体燃料控制器中的专用于所述系统的控制算法确定何时和多少液体燃料的液相以及何时和多少液体燃料的气相是最佳的以获得发动机的最大效率，因为包括所述系统的发动机系统可以操作来以任何比例向发动机供应液相气体燃料和气相气体燃料。
现将参考附图在实施方案中详细描述本发明的用于使液体燃料内燃机适于由气相气体燃料和液相气体燃料提供动力的系统、本发明的双燃料内燃机装置以及本发明的用于使液体燃料内燃机适于由在气相和液相气体燃料提供动力的方法，在所述附图中：
图1是包括用于使内燃机适于由汽油提供动力并且可替代地由气相LPG燃料并同时由液相气体燃料提供动力的系统的内燃机装置的图；
图2是包括用于使内燃机适于由汽油提供动力并且可替代地由气相LPG燃料并同时由液相气体燃料提供动力的系统，并且包括来自燃料轨的回流分支的内燃机装置的图；
图3是优选实施方案的汽油燃料轨的图。
图1示意性地示出本发明的装置及其到内燃机的标准汽油燃料系统的连接，其中发动机包括带有直接液体燃料喷射的至少一个气缸。在优选实施方案中，发动机包括一个、两个、四个、八个气缸。通过至少一个PB汽油喷射器16实现将汽油直接喷射到气缸的燃烧室中。分别通过至少一个PB汽油喷射器16实现将燃料直接喷射到一个发动机气缸/多个发动机气缸中。在优选实施方案中，每个气缸设置有一个、两个、三个或四个PB汽油喷射器16。PB汽油喷射器16形成喷射器组。基于汽油的发动机燃料系统、LPG燃料系统和发动机的至少一个气缸形成双燃料发动机系统。图1和图2是由虚线指定的形成范例发动机燃料系统的部件的示意图。
图1和图2中所示的基于汽油的发动机系统包括借助于燃料管线与PB汽油罐19流体连通的PB汽油泵1。当发动机在液体燃料模式中操作时，PB汽油泵1从罐19泵送汽油PB。当在液体燃料模式中操作时，PB汽油泵1借助于通向汽油PB燃料的燃料轨2的汽油PB燃料管线从罐19供应汽油。在优选实施方案中，PB燃料泵1是高压泵。PB汽油燃料轨2向至少一个PB汽油喷射器16供应PB汽油，所述至少一个PB汽油喷射器16将PB汽油直接喷射到内燃机的气缸(未示出)的燃烧室中。
图1和图2中示出本发明的系统，这时所述系统已经连接到发动机PB汽油燃料装置。当系统连接到基于PB汽油的燃料装置时，发动机装置包括两个燃料系统，即，PB汽油燃料系统和LPG燃料系统。因此，发动机可分别切换到LPG燃料系统或汽油燃料系统。本发明的系统包括装有液相LPG燃料的罐6。液相LPG燃料泵4借助于LPG燃料管线与罐6流体连通以便从罐6泵送液相LPG燃料。系统包括至少一个气相LPG燃料喷射器7，所述至少一个气相LPG燃料喷射器7用于将气相LPG燃料喷射到发动机气缸的吸入系统中。系统配备有用于将LPG燃料从液相转变成气相的LPG燃料减压器9，所述减压器9通过液相气体燃料的管线与气体燃料泵4流体连通以便接收液相LPG燃料。可替代地，可绕过泵4从LPG燃料罐对减压器9进行供应。
本发明的系统与基于PB汽油的发动机燃料系统整合，使得在基于PB汽油的发动机燃料系统的部件之间，并且具体地在PB汽油泵1的出口与向PB汽油喷射器16供应PB汽油的燃料轨2的入口之间，借助于液相LPG燃料的管线提供液相LPG燃料。通过LPG燃料泵4从罐6向PB汽油喷射器16供应液相LPG燃料。例如通过使用液相LPG燃料的管线的向阀Z1供应液相LPG的连接来实现连接，所述阀Z1位于LPG燃料发动机系统中、在PB汽油泵1与PB汽油喷射器16之间的PB汽油管线上。
通过借助于液相LPG燃料管线提供从泵4到至少一个液相LPG燃料喷射器16的LPG燃料供应来实现本发明的系统与基于PB汽油的发动机燃料系统的连接，其中喷射器16是基于PB汽油的发动机燃料装置的部件。通过确保这样的连接，当在气体燃料模式中操作时，液相LPG燃料被连续地供应到PB汽油喷射器16。
因此，PB汽油燃料发动机装置仅需要小的修改，以便使其适于使用LPG燃料连接到本发明的系统。
为了使基于PB汽油的内燃机适于由气相LPG并同时由液相LPG提供动力，将本发明的系统安装在带有PB汽油动力发动机的车辆中。
在本发明的发动机系统连接到带有PB汽油燃料系统的发动机系统之后，其如下操作。在将发动机切换到LPG燃料操作模式之后，由于LPG燃料罐6中存在的压力，燃料通过多阀5从罐6中被挤出到LPG燃料泵4，其中泵4的压力增加到所需值。可使用互连的LPG燃料泵的组件而不是一个LPG燃料泵4，以便实现足够的压力效率。每个液相LPG燃料泵4在其结构中包括保护泵4免受污染的LPG燃料过滤器4a。通过拧松LPG燃料泵4的盖子上的螺钉，可容易地移除所述过滤器4a。由LPG燃料控制器10基于从位于PB汽油燃料轨2上或切换阀块3中的压力传感器15读取信号来经由泵控制器14控制泵4或泵组件4。LPG燃料控制器10基于足够的算法根据所述压力信号的读取值向泵的控制器14发送信号。所述控制器14借助于足够的脉冲通过电压值或可调频率信号来控制泵4或泵组件4。
然后，增加到合适压力(例如，到约10巴或更大)的液相LPG燃料通过液相LPG燃料的燃料管线被适当地引导到切换阀块3。阀Z1由LPG燃料控制器10控制。如果控制器打开阀Z1，则液相LPG燃料被供应到燃料轨2，然后被进一步供应到PB汽油喷射器16。
图2示出装置的优选实施方案，其还包括用于任何过多的液相LPG燃料的回流分支，所述分支从燃料轨2排放过多的液相LPG燃料。
当在气体燃料模式中操作时，还未被喷射器喷射的过多的液相LPG燃料流过液相LPG燃料的燃料管线，通过燃料轨2中的回流分支回流到切换阀Z3，然后进一步通过LPG燃料多阀5回流到LPG燃料罐6中。阀Z3由LPG燃料控制器10控制。提供未使用的液相LPG燃料从PB汽油燃料轨2的回流大大有助于较低的燃料消耗和PB汽油喷射器16的冷却效率。这导致仅为PB汽油喷射器16供应对PB汽油喷射器16进行冷却所需的必要量的液相LPG燃料，并且从PB汽油燃料轨连续地排放过多量的液相LPG燃料。排放过多量的液相LPG燃料直接有助于降低PB汽油喷射器16的温度，因为过多量的液相LPG燃料在燃料轨中被加热，并且如果不排放，则会削弱冷却效率。由于连续排放了已经在燃料轨2中被加热并仍然保持在液相中的过多量的液相LPG燃料，在燃料轨2中的液相LPG燃料的温度保持足够低，因此提供对PB汽油喷射器16的非常高效的冷却。此外，从燃料轨2排放过多的液相气体燃料防止了燃料轨2中的液相气体燃料蒸发。当在气体燃料模式中操作时，通过LPG燃料多阀5和切换阀Z3从燃料轨2到LPG燃料罐6的回流大大改进了PB汽油喷射器16的冷却，因为未被加热的液相LPG燃料被连续地供应到PB汽油燃料轨2。根据车辆，温度降低的效果总计约为几摄氏度。在较低温度下供应液相LPG燃料还导致LPG燃料中存在较少的油性物质沉淀，在较高温度下，所述油性物质可沉积在PB汽油燃料轨2和PB汽油喷射器16中，因此增加汽油喷射器16的故障率。
另外，为了增加保护PB汽油喷射器16的效果，可通过在内部设置吸嘴23来修改燃油轨2，如图3中所示。布置在燃料轨2中的吸嘴23可由任何材料制成。在优选实施方案中，吸嘴由塑料制成。在另一个优选实施方案中，吸嘴由耐腐蚀金属(诸如例如耐酸钢)制成。如上所述，吸嘴提供了液相LPG燃料填充燃料轨2内部的整个空间。由燃料轨2的燃料出口排放任何过多的液相LPG燃料，在优选实施方案中，所述燃料出口布置在燃料轨2的两端中的一端上。这确保了液相LPG燃料跨PB汽油燃料轨2更好地分布，并且因此确保PB汽油燃料轨2更高效地冷却。
液相LPG燃料泵组件4可由几个泵或一个泵组成。所使用的泵可使LPG的液相压力从5巴增加至100巴。泵单元4的消耗由仅被设计来控制泵4和泵的基础参数的泵控制器14控制。因为泵4的装置被布置在气体燃料罐6外部，所以供应LPG燃料的系统更灵活并更易于维护和修理。
在一个实施方案中，切换阀块3包括切换阀Z1、Z2、Z3。在另一个实施方案中，切换阀Z1、Z2、Z3中的每一个可以是独立的并且布置在其自己的阀块3中。此外，在所示出的系统中，分开控制的阀Z1和Z2可用三通阀替换，而无需电控制。由于使用三通阀，系统具有更简单的构造，因为系统不需要提供来自控制器的输出信号。在这种情况下，控制器的结构被简化并且控制算法也不需要控制哪个电动阀Z1、Z2被打开。另外的优点是三通阀的反应速度，这样的三通阀更快地检测到系统中燃料供应的变化并自动切换到给定的燃料。
在优选实施方案中，提供了在LPG燃料入口11下游的LPG燃料过滤器12、在LPG燃料泵4下游的液相LPG燃料过滤器18、在LPG燃料减压器9下游的气相LPG燃料过滤器8。
本发明的系统和装置还配备有标准压力传感器。
当在气体燃料模式中操作时，使用从循序的气体装置中已知的方法供应气相LPG燃料。来自液相LPG燃料罐6的LPG燃料由多阀5、然后由LPG燃料泵4或LPG燃料泵组件4供应到LPG燃料减压器9。本发明的装置中的LPG燃料减压器9是单个减压器。在本发明的优选实施方案中，LPG燃料减压器9可包括多个互连的减压器，以便实现将LPG燃料从液相转变为气相的更大效率。
然后，在蒸发之后，任选地通过气相LPG燃料过滤器8、并且任选地通过气相LPG燃料压力传感器17的压力为0.9-1.5巴的气相LPG燃料被供应到气相LPG燃料的燃料轨7，所述燃料轨7向气相LPG燃料喷射器22供应气相LPG燃料。LPG燃料喷射器22将气相LPG燃料直接喷射到通往单独的气缸的吸入歧管中。气相LPG燃料喷射器22可以是在气体装置中使用的任何喷射器。在优选实施方案中，喷射器是带有任何数量的分段的分段喷射器。可能可使用所谓的气轨，其包括合适数量的气相LPG燃料喷射器22。分段或喷射器的数量取决于车辆的类型。
本发明的发动机装置可在变化的液相至气相LPG燃料替换中操作。这允许在燃料系统中的一个发生故障的情况下，操作的燃料系统提供足够的消耗以确保车辆的正确操作。
控制系统包括LPG燃料控制器10和泵控制器14，并且控制系统完全独立于车辆中存在的装置。控制器彼此交互。LPG燃料控制器10向泵控制器14发送信息，并且后者相应地控制液相LPG燃料泵4或液相LPG燃料泵组件4的性能。
本发明的发动机装置的控制系统可任选地使用设置在车辆上的OBD自诊断接口，用于对液相和气相LPG燃料的喷射量进行当前修正。
本发明的整个发动机装置监管专用的控制系统，如上所述。控制系统包括确保对本发明的发动机装置的所有部件进行正确且安全的控制的程序。除以上所述的特征之外，控制系统还持续地从多阀5的浮子读取液相LPG燃料的液位，从汽油喷射器16测量喷射次数，并且相应地选择当在燃料气体模式中操作发动机时同时供应的LPG燃料的液相和LPG燃料的气相的比例。另一个特征是与控制面板的通信，用户可通过所述控制面板选择发动机的操作模式，即，LPG燃料操作模式或PB汽油操作模式。
以上描述了用PB汽油或者可替代地同时用气相和液相LPG燃料提供动力的双燃料内燃机的实施方案。以上所述的发动机装置包括本发明的系统。
已针对由汽油作为液体燃料并且由LPG燃料作为气体燃料提供动力的发动机描述了以上所述的实施方案。
本领域技术人员将理解，可使用其他液体燃料，诸如柴油/生物乙醇、菜籽油、燃烧油、加热油、煤油、在液相中填充的除LPG燃料以外的气体燃料(诸如LNG)。
本领域技术人员将理解，对于特定的液体燃料或气体燃料，将使用合适的发动机部件，诸如液体燃料泵、液体燃料喷射器、气体燃料泵、气体燃料减压器等。

Claims (28)

1.一种用于使内燃机适于同时由气相气体燃料和液相气体燃料提供动力的系统，所述内燃机包括至少一个气缸和用于将液体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中的至少一个液体燃料喷射器(16)，其中所述系统包括：
-液相气体燃料罐(6)，
-液相气体燃料泵(4)，所述液相气体燃料泵(4)与所述液相气体燃料罐(6)流体连通以便从所述罐(6)泵送液相气体燃料，
-至少一个气体燃料喷射器(22)，所述至少一个气体燃料喷射器(22)用于喷射气相气体燃料，
-气体燃料减压器(9)，所述气体燃料减压器(9)用于将气体燃料从液相转变成气相，其中所述减压器(9)与所述气体燃料泵(4)流体连通以便接收液相气体燃料，并且与所述至少一个气体燃料喷射器(22)流体连通以便被进给气相气体燃料，
其特征在于
所述系统适于在所述液相气体燃料泵(4)与所述至少一个液体燃料喷射器(16)之间处于流体连通，以便由所述喷射器(16)供应所述液相气体燃料，并且以便通过所述至少一个液体燃料喷射器(16)将液相气体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述系统还包括用于控制所述系统的控制装置。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述控制装置包括用于控制所述液态气体燃料泵(4)的控制器(14)。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述控制装置包括用于控制所述系统的气体燃料控制器(10)。
5.根据权利要求2或权利要求2或权利要求3或权利要求4所述的系统，其特征在于所述系统包括与所述气相气体燃料罐(6)流体连通的在燃料入口上的液相气体燃料补充燃料阀(11)，其中所述液相气体燃料补充燃料阀(11)适于与燃料轨(2)流体连通，以将所述液相气体燃料的一部分从所述燃料轨(2)排放到所述燃料入口。
6.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4或权利要求5所述的系统，其特征在于所述气体燃料选自LPG、液化气发酵。
7.一种双燃料内燃机装置，其包括：
-液体燃料罐(19)，
-液体燃料泵(1)，所述液体燃料泵(1)与所述液体燃料罐(19)流体连通以便当在液体燃料模式中操作时从所述液体燃料罐(19)泵送液体燃料，
-至少一个内燃机气缸，
-至少一个液体燃料喷射器(16)，所述至少一个液体燃料喷射器(16)与所述液体燃料泵(1)流体连通以便当在液体燃料模式中操作时将液体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中，
-液相气体燃料罐(6)，
-液相气体燃料泵(4)，所述液相气体燃料泵(4)与所述液相气体燃料罐(6)流体连通以便当在气体燃料模式中操作时从所述液相气体燃料罐(6)泵送液相气体燃料，
-至少一个气体燃料喷射器(22)，所述至少一个气体燃料喷射器(22)用于当在气体燃料模式中操作时喷射气相气体燃料，
-气体燃料减压器(9)，所述气体燃料减压器(9)用于当在气体燃料模式中操作时将气体燃料从液相转变成气相，其中所述减压器(9)与所述气体燃料泵(4)流体连通以便接收液相气体燃料，并且与所述至少一个气体燃料喷射器(22)流体连通以便当在气体燃料模式中操作时被进给气相气体燃料
其特征在于
所述液相气体燃料泵(4)与所述至少一个液体燃料喷射器(16)之间提供有流体连通，以便由所述喷射器供应所述液相气体燃料，并且以便当在气体燃料模式中操作时通过所述至少一个液体燃料喷射器(16)将所述液相气体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述装置还包括用于当在液体燃料和气体燃料模式中操作时控制所述系统的控制装置。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述控制装置包括用于当在气体燃料模式中操作时控制所述液态气体燃料泵(4)的控制器(14)。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述控制装置包括用于当分别在液体燃料和气体燃料模式中操作时控制所述系统的燃料控制器(10)。
11.根据权利要求7或权利要求8或权利要求9或权利要求10所述的装置，其特征在于燃料轨(2)适于当在气体燃料模式中操作时排放液态气体燃料的一部分。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于所述燃料轨(2)与所述液相气体燃料罐(6)流体连通，以便当在气体燃料模式中操作时将液相气体燃料的一部分从所述燃料轨(2)排放到所述气体燃料罐(6)。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于所述系统包括与所述液相气体燃料罐(6)流体连通的在燃料入口上的液相气体燃料补充燃料阀(11)，其中所述燃料轨(2)在所述液相气体燃料补充燃料阀(11)下游与所述入口流体连通，以便当在气体燃料模式中操作时将液相气体燃料的一部分从所述燃料轨(2)排放到所述燃料入口。
14.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述装置还包括截止阀(Z1)，所述截止阀(Z1)在所述至少一个液体燃料喷射器(16)与所述气相气体燃料泵(4)之间处于流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断液相气体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器(16)的供应，并且以便当在气体燃料模式中操作时允许液相气体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器(16)的供应。
15.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述装置还包括截止阀(Z3)，所述截止阀(Z3)与所述燃料轨(2)流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断所述燃料轨(2)的液相气体燃料的一部分的排放，并且以便当在气体燃料模式中操作时允许切断所述燃料轨(2)的液相气体燃料的一部分的排放。
16.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述装置还包括截止阀(Z2)，所述截止阀(Z2)在至少一个液体燃料喷射器(16)与所述液体燃料泵(1)之间处于流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断液体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器(16)的供应，并且以便当在液体燃料模式中操作时允许液体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器(16)的供应。
17.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述气体燃料是LPG。
18.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述液体燃料选自汽油、柴油燃料。
19.一种用于使液体燃料内燃机适于由气相气体燃料和液相气体燃料提供动力的方法，其中
提供了液体燃料内燃机，所述液体燃料内燃机包括
-液体燃料罐(19)，
-液体燃料泵(1)，所述液体燃料泵(1)与所述液体燃料罐(19)流体连通以便当在液体燃料模式中操作时从所述液体燃料罐(19)泵送液体燃料，
-至少一个内燃机气缸，
-至少一个液体燃料喷射器(16)，所述至少一个液体燃料喷射器(16)与所述液体燃料泵(1)流体连通以便当在液体燃料模式中操作时将液体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中，
并且提供了用于当在气体燃料模式中操作时使液体燃料内燃机适于由气相和液相气体燃料提供动力的系统，所述系统包括
-液相气体燃料罐(6)，
-液相气体燃料泵(4)，所述液相气体燃料泵(4)与所述液相气体燃料罐(6)流体连通以便当在气体燃料模式中操作时从所述气体燃料罐(6)泵送液相气体燃料，
-至少一个气体燃料喷射器(22)，所述至少一个气体燃料喷射器(22)用于当在气体燃料模式中操作时喷射气相气体燃料，
-气体燃料减压器(9)，所述气体燃料减压器(9)用于当在气体燃料模式中操作时将气体燃料从液相转变成气相，其中所述减压器(9)与所述气体燃料泵(4)流体连通以便接收液相气体燃料，并且与所述至少一个气体燃料喷射器(22)流体连通以便当在气体燃料模式中操作时被进给气相气体燃料，
并且在所述液相气体燃料泵(4)与所述至少一个液体燃料喷射器(16)之间提供流体连通，以便由所述喷射器供应所述液相气体燃料，并且以便当在气体燃料模式中操作时通过所述至少一个液体燃料喷射器(16)将液相气体燃料直接喷射到所述至少一个气缸中。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于还提供了用于当在液体燃料和气体燃料模式中操作时进行控制的控制装置。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于控制装置包括用于当在气体燃料模式中操作时控制所述液态气体燃料泵(4)的控制器(14)。
22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于控制器装置包括用于当分别在液体燃料和气体燃料模式中操作时进行控制的燃料控制器(10)。
23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于所述方法提供用于当在气体燃料模式中操作时从燃料轨(2)排放液态气体燃料的一部分。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于当在气体燃料模式中操作时从所述燃料轨(2)排放所述液相气体燃料的部分是燃料轨(2)与所述气体燃料罐(6)的连接。
25.根据权利要求19所述的方法，其特征在于针对所述系统包括与所述液相气体燃料罐(6)流体连通的在燃料入口上的液相气体燃料补充燃料阀(11)，当在气体燃料模式中操作时在所述补充燃料阀(11)下游在所述燃料轨(2)与所述入口之间提供所述液相气体燃料从所述燃料轨(2)到所述燃料入口的流体连通。
26.根据权利要求19所述的方法，其特征在于还提供截止阀(Z1)，所述截止阀(Z1)在所述至少一个液体燃料喷射器(16)与所述气相气体燃料泵(4)之间处于流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断液相气体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器(16)的供应，并且以便当在气体燃料模式中操作时允许液相气体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器(16)的供应。
27.根据权利要求29所述的方法，其特征在于所述方法提供用于还提供截止阀(Z3)，所述截止阀(Z3)与所述燃料轨(2)流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断来自所述燃料轨(2)的液相气体燃料的所述部分的排放，并且以便当在气体燃料模式中操作时允许切断来自所述燃料轨(2)的液相气体燃料的一部分的排放。
28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于所述方法提供用于还提供截止阀(Z2)，所述截止阀(Z2)在至少一个液体燃料喷射器(16)与所述液体燃料泵(1)之间处于流体连通，以便当在液体燃料模式中操作时切断液体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器(16)的供应，并且以便当在液体燃料模式中操作时允许液体燃料到所述至少一个液体燃料喷射器(16)的供应。
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