CN110725758A - 用于液化石油气车辆的燃料供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于液化石油气车辆的燃料供给系统。该系统在预定压力或更大压力下从LPG高压储罐将LPG燃料供给至发动机，并且防止LPG燃料中产生蒸汽，从而不需要将供给到发动机的LPG燃料的一部分返回到LPG高压储罐。通过应用不将高温燃料返回到LPG高压储罐的无回油燃料供给系统，从而消除LPG高压储罐中的内部压力升高的原因，由此实现具有LPG燃料的LPG高压储罐的高效的填加。

Description

用于液化石油气车辆的燃料供给系统
技术领域
本发明涉及一种用于液化石油气(LPG：liquefied-petroleum-gas)车辆的燃料供给系统，更具体而言，涉及这样一种的用于液化石油气车辆的燃料供给系统，其采用无回油燃料供给系统，该无回油燃料供给系统不把供给到发动机的LPG燃料的一部分返回至LPG高压储罐(bombe)，以便具有LPG燃料的LPG高压储罐能够一直实现高效地填加燃料。
背景技术
通常，LPG燃料车辆使用将供给到发动机的LPG燃料的一部分返回至LPG高压储罐的燃料供给系统。换句话说，由于供给到发动机的LPG燃料的一部分通过高温而汽化的现象(例如，气阻现象)，使得难以准确地控制供给到发动机的燃料的实际量。相应地，LPG燃料车辆采用将足够量的LPG燃料(所述足够量的LPG燃料大于燃烧所需燃料的量)供给到发动机并且将剩余的未燃烧的燃料返回到LPG高压储罐的系统。
如相关技术的图1所示，这种LPG燃料车辆的加气过程包括：驱动加气站的加气泵2；通过加气泵2的驱动，将LPG燃料从加气站的LPG储罐1输送至加气枪3；通过加气枪3的LPG加气压力，为车辆的LPG高压储罐填充LPG燃料。
然而，当LPG高压储罐的内部温度和压力因未燃烧的燃料(例如，当其温度通过高温发动机而升高的时候)而升高的时候，可能无法填加LPG燃料，其中未燃烧的燃料在供给到发动机之后返回到LPG高压储罐。换句话说，当LPG高压储罐的内部温度和压力由于从发动机返回的高温LPG燃料而升高从而超过向LPG高压储罐填充LPG燃料所需的温度和压力的时候，可能无法实现从加气枪向LPG高压储罐填加LPG燃料。另外，由于在炎热的天气期间外部温度迅速增加的条件下，LPG高压储罐中的压力变得大于LPG加气压力，因此，LPG燃料的填充甚至变得更困难。
发明内容
本发明提供一种应用于LPG车辆的无回油燃料供给系统，该系统可以以预定压力或更大压力从LPG高压储罐将LPG燃料供给至发动机，并且可以防止LPG燃料中产生蒸汽，从而不需要将供给到发动机的LPG燃料的一部分返回到LPG高压储罐。
在一个方面中，用于LPG车辆的燃料供给系统可以包括第一燃料供给管线，其连接至发动机，并且连接至安装在LPG高压储罐中的燃料泵；三通电磁阀，其安装在所述第一燃料供给管线的后端部分；调节器，其安装在所述第一燃料供给管线的前端部分，并且包括电磁阀和压力传感器，所述电磁阀允许或者阻止LPG燃料朝向发动机流动，所述压力传感器配置为测量LPG燃料所流过的燃料管线中的压力；第二燃料供给管线，其从所述三通电磁阀分支，并且在调节器入口附近连接至所述第一燃料供给管线；辅助泵组件，其安装在所述第二燃料供给管线上，以将流过所述第二燃料供给管线的燃料加压至参考压力或者更大压力，并且消除包含在燃料中的蒸汽；以及控制器，其配置为操作所述三通电磁阀和辅助泵组件。
在一个示例性的实施方案中，所述辅助泵组件可以包括辅助腔室，其具有预定的体积；蒸汽消除过滤器，其安装在所述辅助腔室的入口侧，以首先(primarily)破碎包含在LPG燃料中的蒸汽；以及辅助泵，其经由支架固定地安装在所述辅助腔室的内侧，以将LPG燃料加压至参考压力或者更大压力。所述蒸汽消除过滤器可以包括：过滤器框架；以及多个类型的多层无纺织物，所述多个类型的多层无纺织物具有不同的格栅结构以首先破碎LPG燃料中的蒸汽，并且附接至所述过滤器框架。
另外，所述辅助泵可以包括电机，其安装在壳体中；泵轮，其配置为通过所述电机的驱动加压并且泵送燃料；以及盖罩，其安装在所述壳体的后部，以遮罩所述泵轮。所述盖罩可以形成有蒸汽排出孔，以便在通过电机的驱动使所述泵轮旋转以泵送燃料的时候，将包含在LPG燃料中的蒸汽排出至辅助腔室中的后部空间。
所述燃料供给系统可以进一步包括第一单向阀，其安装在所述调节器与所述三通电磁阀之间的第一燃料供给管线上。所述燃料供给系统也可以包括第二单向阀，其安装在所述调节器与所述辅助泵组件之间的第二燃料供给管线上。所述控制器可以配置为接收来自压力传感器的感测信号。当燃料管线中的压力为参考压力或者更大压力的时候，所述控制器可以配置为关闭所述三通电磁阀，以将所述LPG高压储罐中的LPG燃料经过所述第一燃料供给管线供给至发动机。
另外，所述控制器可以配置为接收来自压力传感器的感测信号。当燃料管线中的压力小于参考压力的时候，所述控制器可以配置为打开所述三通电磁阀，以将所述LPG高压储罐中的LPG燃料经过所述第二燃料供给管线加压并且供给至发动机，并且操作所述辅助泵组件的辅助泵。所述控制器也可以配置为在启动以后接收来自环境温度传感器的感测信号，并且在感测温度为预定温度或者更高温度的时候，可以配置为操作所述辅助泵组件的辅助泵预定的时间段。
附图说明
现在将参考由所附附图示出的本申请的示例性实施方案来详细地描述本申请的以上及其它特征，这些附图在下文中仅以示出的方式给出，因而对本申请是非限制性的，在这些附图中：
图1为示出根据相关技术的LPG燃料车辆的加气过程的示意图；
图2为示出根据本发明的示例性实施方案的用于LPG车辆的燃料供给系统的配置的视图；
图3为示出根据本发明的示例性实施方案的用于LPG车辆的燃料供给系统的配置中的蒸汽消除过滤器的视图；
图4为示出根据本发明的示例性实施方案的用于LPG车辆的燃料供给系统的配置中的辅助泵组件的辅助泵的截面图；
图5为根据本发明的示例性实施方案的图4中示出的辅助泵的泵轮和具有蒸汽排出孔的盖罩的结构的示意图；
图6至图8为示出根据本发明的示例性实施方案的用于LPG车辆的燃料供给系统的燃料供给操作的示例的视图；
图9至图10为示出根据本发明的示例性实施方案的用于LPG车辆的燃料供给系统的操作流程的流程图。
应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对本发明的基本原理进行说明。本申请所公开的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本申请的相同的或等同的部件。
具体实施方式
应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非化石的能源的燃料)。
虽然示例性的实施方案描述为使用多个单元以执行示例性的程序，但是应当理解，示例性的程序也可以由一个或多个模块执行。此外，应当理解的是术语控制器/控制器单元指代的是包含有存储器和处理器的硬件设备。该存储器被配置成存储模块，并且处理器具体配置成执行所述模块以执行以下进一步描述的一个或多个程序。
本文所使用的术语仅用于描述具体实施方案的目的并且不旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、数值、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或多种其他的特征、数值、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所述的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。
除非特别声明或者从上下文显而易见的，本文所使用的术语“约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均2个标准偏差内。“约”可被理解为在指定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文清楚的，否则本文提供的所有数值通过术语“约”来进行修饰。
下文将参考所附附图具体描述本发明的示例性的实施方案，以使本领域技术人员能够容易地实现该示例性的实施方案。
图2为示出根据本发明的用于LPG车辆的燃料供给系统的配置的视图。附图标记10表示LPG高压储罐。LPG高压储罐10是可以填充LPG燃料的罐。LPG高压储罐10可以连接至加气管线(未显示)以填加LPG燃料，燃料泵12可以安装在LPG高压储罐10中，以将LPG燃料泵送并且供给至发动机70。
第一燃料供给管线20可以连接至安装在LPG高压储罐10中的燃料泵12的排出部分，并且连接至发动机70，以便在燃料泵12的驱动期间，将LPG高压储罐10中的燃料通过第一燃料供给管线20供给至发动机70。特别地，调节器30可以安装在第一燃料供给管线20的前端位置处(即，靠近发动机70的位置)，以调节LPG燃料的量，以便将等量的LPG燃料供给至发动机70。调节器30可以包括电磁阀32和压力传感器34，所述电磁阀32允许或者阻止LPG燃料朝向发动机70流动，所述压力传感器34配置为测量LPG燃料所流经的燃料管线中的压力。
特别地，三通电磁阀40可以安装在第一燃料供给管线20的后端位置(即接近LPG高压储罐10的位置)处，以改变已经从燃料泵12排出到第一燃料供给管线20的LPG燃料的流动方向。此外，第二燃料供给管线50的第一端可以连接至三通电磁阀40，第二燃料供给管线50的第二端可以在调节器30的入口侧处连接至第一燃料供给管线20。
相应地，当由压力传感器34感测的燃料管线压力等于或者大于参考压力(将在下面描述)的时候，LPG高压储罐10中的LPG燃料可以经过第一燃料供给管线20而供给到发动机70。当由压力传感器34感测的燃料管线压力小于参考压力的时候，LPG高压储罐10中的LPG燃料可以经过第二燃料供给管线50而供给到发动机70，在第二燃料供给管线50中可以使燃料加压并且消除蒸汽。相应地，辅助泵组件60可以安装在第二燃料供给管线50上，以将LPG燃料加压至参考压力或者更高并且消除包含在LPG燃料中的蒸汽。
辅助泵组件60可以包括辅助腔室61、蒸汽消除过滤器62以及辅助泵64；所述辅助腔室61是外罩，其具有预定的体积并且具有用于燃料的入口和出口，并且可以安装在第二燃料供给管线50上；所述蒸汽消除过滤器62安装在辅助腔室61的入口处，以首先破碎LPG燃料中包含的蒸汽；所述辅助泵64经由支架63固定地安装在辅助腔室61中，以将LPG燃料加压至参考压力或者更高。
参考图3，蒸汽消除过滤器62可以包括过滤器框架62-1和一片无纺织物62-2；在所述过滤器框架62-1中，圆形边缘与径向杆彼此成为一体；所述一片无纺织物62-2附接至过滤器框架62-1，以首先破碎(例如，精细地破碎)LPG燃料中的蒸汽。一片无纺织物62-2可以通过层压具有不同格栅结构的多个类型的无纺织物而形成。用这种配置，当LPG燃料经过一片无纺织物62-2的时候，LPG燃料中包含的蒸汽可以非常精细地破碎。
参考图4和图5，辅助泵64可以包括电机64-1、泵轮64-2以及盖罩64-3；所述电机64-1安装在壳体内；所述泵轮64-2配置为通过电机64-1的驱动来加压并且泵送LPG燃料；所述盖罩64-3遮罩泵轮64-2并且安装在壳体的后部分处。特别地，盖罩64-3可以形成有入口，LPG燃料经过该入口进入泵轮64-2，还形成有蒸汽排出孔65，其将包含在LPG燃料中的蒸汽(例如，通过一片无纺织物已经首先精细地破碎的蒸汽)排出到辅助腔室61的内侧空间中，以消除蒸汽。
相应地，当辅助泵64的电机64-1被驱动以使泵轮64-2旋转，并且将燃料加压并朝向发动机70泵送的时候，LPG燃料可以与旋转的泵轮64-2接触，因此，包含在其中的蒸汽可以消除，并且消除的蒸汽可以经过盖罩64-3中的蒸汽排出孔65而排出到辅助腔室61中的后部空间。
第一单向阀22可以安装在调节器30与三通电磁阀40之间的第一燃料供给管线20上，以防止燃料从发动机70回流，第二单向阀24可以安装在调节器30与辅助泵组件60之间的第二燃料供给管线50上，以防止燃料从发动机70回流。控制器80可以配置为接收例如来自压力传感器34的燃料管线压力感测信号和来自环境温度传感器(未示出)的感测信号，并且可以配置为基于感测信号而打开或者关闭三通电磁阀40和操作辅助泵组件60的辅助泵64。
下文将描述具有上述配置的根据本发明的用于LPG车辆的燃料供给系统的操作流程。图9至图10为示出根据本发明的用于LPG车辆的燃料供给系统的操作流程的流程图。
首先，压力传感器34可以配置为感测供给至发动机的LPG燃料所经过的燃料管线中的压力，并且将感测信号传递至控制器80。控制器80可以配置为确定由压力传感器34感测的压力是否为参考压力(例如，大约4bar)或者大于参考压力或者小于参考压力(S101)。当由压力传感器34感测的压力为参考压力(例如，大约4bar)或者更大压力时，由于LPG燃料可以以感测压力而从LPG高压储罐10供给至发动机70，因此，LPG燃料可以经过第一燃料供给管线20而供给至发动机70，而无需另行加压。
相应地，控制器80可以配置为将三通电磁阀40维持在关闭状态(S102)。当三通电磁阀40维持在关闭状态的时候，LPG高压储罐10和发动机70经过第一燃料供给管线20而彼此联通。由此，如图6中的箭头所示，从LPG高压储罐10排出的LPG燃料可以供给至发动机70(S103)。
当LPG高压储罐的内部压力由于外部环境条件(例如，温度下降等)而降低的时候，供给LPG燃料所经过的燃料管线中的压力可以降低到参考压力以下，并且蒸汽可以存在于燃料管线中。因此，当由压力传感器34感测的压力小于参考压力(例如，大约4bar)时，由于LPG燃料不能以该压力而从LPG高压储罐10容易地供给至发动机70，因此，可以将LPG燃料引导至第二燃料供给管线50，以加压至参考压力或者更大压力。
相应地，控制器80可以配置为打开三通电磁阀40(S104)。此外，控制器80可以配置为驱动辅助泵组件60的辅助泵64(S105)。这样，如图7中的箭头所示，从LPG高压储罐10排出的LPG燃料沿着第二燃料供给管线50穿过辅助泵组件60，然后可以供给至发动机70。已经被引入到辅助泵组件60中的LPG燃料穿过蒸汽消除过滤器62的一片无纺织物62-2。然后，包含在LPG燃料中的蒸汽首先借助于一片无纺织物62-2而精细地破碎，从而使尺寸最小化(S106)。
随后，包含具有最小化尺寸的蒸汽的LPG燃料经过辅助泵64。由于辅助泵64的电机64-1驱动以使泵轮64-2旋转，并且加压并朝向发动机70泵送LPG燃料，因此，供给LPG燃料所经过的燃料管线中的压力变成参考压力或者更大压力，从而LPG燃料可以更容易地供给至发动机70(S107)。
同时，LPG燃料可以与旋转的泵轮64-2接触(通过辅助泵64的电机64-1的驱动而使泵轮64-2旋转)以消除包含在其中的蒸汽。然后，消除的蒸汽可以经过盖罩64-3中的蒸汽排出孔65而排出至辅助腔室61中的后部空间。相应地，不包含蒸汽的LPG燃料可以更容易地供给到发动机70。在启动状态下，辅助泵组件60的蒸汽消除和燃料加压操作可以暂时持续直到燃料管线中的压力变成参考压力或者更大压力。当在燃料管线中的压力由于辅助泵组件60的蒸汽消除和燃料加压操作已达到参考压力或者更大压力的状态下，启动车辆的时候(S108)，三通电磁阀40可以关闭(S109)，因此，通过燃料泵12的驱动，从LPG高压储罐10排出的LPG燃料可以经过第一燃料供给管线20而供给至发动机70。
同时，由于在炎热的天气(例如，在约40℃或更高的温度)期间燃料管线中的温度升高，可能使LPG燃料发生汽化，因此，可能在燃料管线中产生蒸汽。相应地，控制器80可以配置为在启动的状态下，接收来自环境温度传感器的感测信号，并且确定感测温度是否为预定温度或者更高温度(S201)。当感测温度为预定温度或者更高温度时候，控制器80可以配置为操作辅助泵组件60的辅助泵64预定的时间段(S202)。
相应地，可以驱动辅助泵64的电机64-1以使泵轮64-2旋转，以便在由图8中的“A”表示的区域中朝向发动机加压LPG燃料，并且通过电机64-1的驱动，LPG燃料可以与旋转的泵轮64-2接触。相应地，可以消除包含在LPG燃料中的蒸汽，并且消除的蒸汽可以经过盖罩64-3中的蒸汽排出孔65而排出到辅助腔室61中的后部空间，盖罩64-3中的蒸汽排出孔65可以防止燃料管线中的蒸汽的产生。
从以上描述可以看出，根据本发明，可以应用无回油燃料系统，其可以以预定压力或者更高压力从LPG高压储罐将LPG燃料供给至发动机，并且可以防止LPG燃料中产生蒸汽，从而不需要将供给到发动机的LPG燃料的一部分返回到LPG高压储罐。另外，尽管相关技术具有的问题是由于返回至LPG高压储罐的高温燃料引起的LPG高压储罐的内部压力升高超过填加所需的加气压力，因此，使得LPG燃料不能从加气枪填加至LPG高压储罐，但是根据本发明，通过应用不将高温燃料返回到LPG高压储罐的无回油燃料供给系统，可以消除LPG高压储罐中的内部压力升高的原因，从而确保具有LPG燃料的LPG高压储罐的高效的填加。
已经参考示例性实施方案详细描述本发明。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，本发明可以通过，例如组成元件的添加、改变或者省略而在各种修改和改变中实现，并且这些修改和改变包括在本发明的范围内。
另外，在本发明的示例性的实施方案的描述中，如果结合于本文中的公知功能和配置的具体描述会使本发明的主题变得相当不清楚，则省略这些具体描述。此外，以上描述中使用的术语是考虑到本发明的实施方案中的功能而定义的，并且可以基于用户或者操作者的习惯、习俗等替换为其他术语。因此，这些术语的含义应当基于本说明书的全部内容。因此，本发明的以上详细描述并非旨在通过所公开的示例性实施方案来限制本发明，并且所附权利要求应被解释为包括其他示例性的实施方案。

Claims (9)

1.一种用于液化石油气车辆的燃料供给系统，包括：
第一燃料供给管线，其连接至发动机，并且连接至安装在液化石油气高压储罐中的燃料泵；
三通电磁阀，其安装在所述第一燃料供给管线的后端部分；
调节器，其安装在所述第一燃料供给管线的前端部分，并且包括电磁阀和压力传感器，所述电磁阀允许或者阻止液化石油气燃料朝向发动机流动，所述压力传感器配置为测量液化石油气燃料所流过的燃料管线中的压力；
第二燃料供给管线，其从所述三通电磁阀分支，并且在调节器入口附近连接至所述第一燃料供给管线；
辅助泵组件，其安装在所述第二燃料供给管线上，以将流过所述第二燃料供给管线的燃料加压至参考压力或者更大压力，并且消除包含在燃料中的蒸汽；以及
控制器，其配置为打开或者关闭所述三通电磁阀并操作所述辅助泵组件。
2.根据权利要求1所述的用于液化石油气车辆的燃料供给系统，其中，所述辅助泵组件包括：
辅助腔室，其具有预定的体积；
蒸汽消除过滤器，其安装在所述辅助腔室的入口侧，以首先破碎包含在液化石油气燃料中的蒸汽；以及
辅助泵，其经由支架而固定地安装在所述辅助腔室的内侧，以将液化石油气燃料加压至参考压力或者更大压力。
3.根据权利要求2所述的用于液化石油气车辆的燃料供给系统，其中，所述蒸汽消除过滤器包括：
过滤器框架；以及
多个类型的多层无纺织物，所述多个类型的多层无纺织物具有不同的格栅结构以首先破碎液化石油气燃料中的蒸汽，并且附接至所述过滤器框架。
4.根据权利要求2所述的用于液化石油气车辆的燃料供给系统，其中，所述辅助泵包括：
电机，其安装在壳体内；
泵轮，其配置为通过所述电机的驱动而加压并且泵送燃料；以及盖罩，其安装在所述壳体的后部，以遮罩所述泵轮；
其中，所述盖罩形成有蒸汽排出孔，以便在通过电机的驱动使所述泵轮旋转以泵送燃料的时候，将包含在液化石油气燃料中的蒸汽排出至辅助腔室中的后部空间。
5.根据权利要求1所述的用于液化石油气车辆的燃料供给系统，进一步包括第一单向阀，其安装在所述调节器与所述三通电磁阀之间的第一燃料供给管线上。
6.根据权利要求1所述的用于液化石油气车辆的燃料供给系统，进一步包括：
第二单向阀，其安装在所述调节器与所述辅助泵组件之间的第二燃料供给管线上。
7.根据权利要求1所述的用于液化石油气车辆的燃料供给系统，其中，所述控制器配置为接收来自所述压力传感器的感测信号，并且当燃料管线中的压力为参考压力或者更大压力的时候，所述控制器配置为关闭所述三通电磁阀，以将所述液化石油气高压储罐中的液化石油气燃料经过所述第一燃料供给管线而供给至发动机。
8.根据权利要求1所述的用于液化石油气车辆的燃料供给系统，其中，所述控制器配置为接收来自所述压力传感器的感测信号，并且当燃料管线中的压力小于参考压力的时候，所述控制器配置为打开所述三通电磁阀，以将所述液化石油气高压储罐中的液化石油气燃料经过所述第二燃料供给管线加压并且供给至发动机，并且操作所述辅助泵组件的辅助泵。
9.根据权利要求1所述的用于液化石油气车辆的燃料供给系统，其中，所述控制器配置为在启动以后接收来自环境温度传感器的感测信号，并且在感测温度为预定温度或者更高温度的时候，所述控制器配置为操作所述辅助泵组件的辅助泵预定的时间段。
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