CN110939532A - 内燃机的燃料输送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射装置的燃料输送装置(1)，所述燃料输送装置具有至少一个泵(10，16)，其中，通过所述至少一个泵(10，16)将燃料从贮存容器(12)输送到高压区域内，其中，所述高压区域具有缓冲箱(18)和高压储存器(20)。贮存容器(12)经由排流管路(30)与用于将燃料转换成所述至少一个泵(10，16)的驱动能量(40)的设备连接。

Description

内燃机的燃料输送装置
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射装置的燃料输送装置和一种用于减小燃料输送装置的贮存容器中的压力的方法。
背景技术
由DE 10 2006 052 109 A1已知这种燃料输送装置。这种车辆具有以气体运行的内燃机，其中，气体被存储在气罐中。如果气罐中超过预给定的气体压力(这例如能够通过由于太阳照射引起的过度变热而发生)，则采取对气罐进行压力卸载。这种压力卸载经由过压阀来进行，气体通过所述过压阀被排放到周围环境中。
由DE 10 2015 212 988 A1已知一种具有气罐的燃料输送装置，处于液体状态的气体被储存在所述气罐中。在车辆停车时间较长的情况下，通过阳光照射到气罐上，在气罐中产生过压，所述过压由于液态气体的蒸发而产生。为了避免气罐中的不允许的高的压力增大，设置安全装置，所述安全装置包括与气罐共同作用的、带有过压阀的排出管路，使得气体能够被排放到周围环境中。
发明内容
本发明所基于的任务在于，提出一种气体运行的车辆，所述车辆具有一种改进的燃料输送装置和一种用于减小燃料输送装置的贮存容器中的压力的方法。
根据本发明，提出一种用于内燃机的燃料喷射装置的燃料输送装置，所述燃料输送装置具有至少一个泵，其中，通过所述至少一个泵将燃料从贮存容器输送到高压区域内，其中，所述高压区域具有缓冲箱和高压储存器，其中，用于将燃料转换成所述至少一个泵的驱动能量的设备经由排流管路与所述贮存容器连接。
本发明的燃料输送装置具有以下优点：能够在没有气体到达环境中的情况下减小贮存容器中的压力。此外，存在于燃料中的能量能够被用于驱动燃料输送装置的至少一个泵。
在冷绝缘的贮存容器(例如LNG罐、低温罐)中，气态燃料在-140℃的温度储存。燃料由于低温而处于液相中。但是，为了发动机运行需要明显更高的温度(约-20℃)。由于从外部的热量输入，例如由于阳光照射或者由于通过回流管路流回到贮存容器中的变热的燃料，贮存容器中的燃料的温度会升高。
贮存容器中的燃料会由于热量输入而经受聚集态的变化，使得燃料的一部分从液相转换成气相，所述部分引起贮存容器中的压力升高。
通过排流管路和用于将燃料转换成至少一个泵的驱动能量的设备能够使燃料从贮存容器逸出并且用于驱动所述至少一个泵。以这种方式，处于燃料中的能量不会未被利用地例如由于流出到环境中而损失。
在优选实施方案中说明本发明的设备的有利构型和扩展方案。
如果用于将燃料转换成驱动能量的设备具有内燃发动机，是有利的，因为内燃发动机能够在没有大的集成费用的情况下被安装到车辆中。与内燃发动机连接的泵驱动能够以简单的方式直接在至少一个泵处进行。此外能够省去在正常情况中设置的高压泵液压驱动装置，使得省去附加的储存容积、液压泵和阀，这带来大的成本优点。
在此，内燃发动机以有利的方式经由轴、传动装置和/或液压离合器与所述至少一个泵连接。
如果用于将燃料转换成驱动能量的设备具有用于将气态燃料转换成电能的发电机、尤其燃料电池，得出另一优点，因为电能可以灵活地用于驱动所述至少一个泵的用途。在此，发电机经由换流器与电动机连接，其中，通过该电动机能驱动所述至少一个泵。
如果换流器与电池连接，得出一个特别的优点，因为以这种方式电池能够被用作用于所获取的电能的中间储存器，使得在没有能量被发电机获取的阶段中能够驱动所述至少一个泵。
通过布置在排流管路中的压力调节阀得出另一优点，因为从贮存容器流出的燃料量能够准确地并且以简单的方式被控制。
布置在排流管路中的热交换器是有利的，因为通过该热交换器能够使从贮存容器提取的燃料变热，使得该燃料能够具有用于将燃料转换成驱动能量的设备所需的运行温度。
附图说明
在附图中示出并且在下面的说明书中进一步阐明本发明的优选实施例。
附图示出：
图1根据第一实施例的内燃机燃料输送装置的示意图和
图2根据第二实施例的内燃机燃料输送装置的示意图。
具体实施方式
在图1中示出内燃机的燃料喷射装置，所述燃料喷射装置具有燃料输送装置1。燃料输送装置1具有输送泵10，所述输送泵将燃料从贮存容器12抽吸出。
贮存容器12能够构造为用于接收作为液化气(LNG)或者说处于液相中的气体而存在的燃料。
燃料输送装置1设计为用于输送处于液相中的、作为燃料的气体。在贮存容器12中接收在非常低的温度时处于液体聚集态或者说液相中的气体。为了将气体保持在液体聚集态或者说液相中，必须将气体在非常低的温度下保存在贮存容器12中。贮存容器12在一个优选构型中具有绝热装置，以便避免从外部到燃料中的热量输入。
通过输送泵10将燃料输送到至少一个高压泵16的抽吸侧，所述高压泵也是燃料输送装置1的组成部件。通过所述至少一个高压泵16将燃料输送到燃料喷射装置1的高压区域内。
输送泵10能够或者布置在贮存容器12中、或者布置在贮存容器12之外并且将燃料压缩到第一压力水平，而高压泵16布置在输送泵10之后并且将燃料从第一压力水平压缩到第二压力水平，尤其到500和600bar之间的压力水平。
高压区域包括缓冲箱18和高压储存器20，其中，高压储存器20与用于将燃料喷射到燃烧室中的至少一个喷射器21连接。
喷射器21能够构造为双液体喷射器并且与用于液体燃料的高压轨22连接。
在缓冲箱18和高压储存器20之间布置有压力调节器19。压力调节器19使得能够在高压储存器20中设定希望的压力情况，其方式是，该压力调节器对从缓冲箱18流到高压储存器20中的燃料量进行调节。
在高压泵16和缓冲箱18之间布置有热交换器31。所述热交换器31将热能传递给处于高压泵16和缓冲箱18之间的管路中的燃料。
由于到贮存容器12中的热量输入，贮存容器12中的燃料能够经受聚集态变化并且从液相转换成气相或者转换成具有较低密度的中间状态。这引起贮存容器12中的燃料的压力升高，所述压力升高可能如此大，使得燃料必须从贮存容器12逸出，以便不超过允许的最高压力。
排流管路30经由接口36与贮存容器12连接并且使得能够实现：如果在贮存容器12中的燃料压力过高，燃料、尤其处于气相中的气体能够从贮存容器12逸出。
接口36能够布置在贮存容器12的上部三分之一内，以便确保尤其处于气相中的燃料从贮存容器12逸出。在一个特别的实施方式中，接口36布置在贮存容器12的上部边缘处。在图1中在贮存容器12内部示出一虚线，所述虚线表明特别是处于液相中的燃料和处于气相中的燃料位于哪些区域内。
排流管路30将贮存容器12与用于将燃料转换成驱动能量40的设备连接，其中，所述驱动能量用于驱动高压泵16和/或输送泵10。
在贮存容器12和用于将燃料转换成驱动能量40的设备之间的排流管路30中布置有压力调节阀32，使得能够有意识地控制能从贮存容器12流到抽吸管路30中的燃料量。根据贮存容器12中的希望的压力损失，压力调节阀32能够打开较长时间或较短时间。
压力调节阀32能够被这样地操控，使得贮存容器12中的压力下降。这能够通过对压力调节阀32的打开时间或打开横截面的选择来实现，所述打开时间或打开横截面使得一定量的燃料能够从贮存容器12逸出。此外，压力调节阀32能够用于使贮存容器12截止，使得没有燃料能够从贮存容器12逸出。
为了使燃料在其流到用于将燃料转换成驱动能量40的设备之前变热，可以在排流管路30中布置热交换器33。
根据第一实施例，用于将燃料转换成驱动能量40的设备是内燃发动机41。内燃发动机41用于驱动高压泵16。在一个替代的实施方式中，内燃发动机能够附加地或者替代地也驱动输送泵10。
内燃发动机41能够经由轴、传动装置和/或液压离合器与高压泵16和/或输送泵10连接。
在图2中示出第二实施例。燃料输送装置1的部件相应于已经在第一实施例中所说明的构造。用于将燃料转换成驱动能量40的设备具有用于将气态燃料转换成电能的发电机42、尤其燃料电池42。燃料电池42从原理上可以是固态氧化物燃料电池。
通过发电机42产生的电能经由换流器43提供给电动机44。电动机44与高压泵16和/或输送泵10连接。电动机44能够符合需求地驱动高压泵16和/或输送泵10。
在一个替代的实施方式中，换流器43也能够与电池45连接。电池45能够被用作用于驱动所述至少一个泵10，16的能量的中间储存器。

Claims (10)

1.用于内燃机的燃料喷射装置的燃料输送装置(1)，所述燃料输送装置具有至少一个泵(10，16)，其中，通过所述至少一个泵(10，16)将燃料从贮存容器(12)输送到高压区域内，其中，所述高压区域具有缓冲箱(18)和高压储存器(20)，其特征在于，用于将燃料转换成所述至少一个泵(10，16)的驱动能量(40)的设备经由排流管路(30)与所述贮存容器(12)连接。
2.根据权利要求1所述的燃料输送装置(1)，其特征在于，通过用于将燃料转换成驱动能量(40)的所述设备能将来自所述贮存容器(12)的气态燃料转换成所述至少一个泵(10，16)的驱动能量。
3.根据上述权利要求中任一项所述的燃料输送装置(1)，其特征在于，用于将燃料转换成驱动能量(40)的所述设备是内燃发动机(41)。
4.根据权利要求3所述的燃料输送装置(1)，其特征在于，所述内燃发动机(41)经由轴、传动装置和/或液压离合器与所述至少一个泵(10，16)连接。
5.根据权利要求1或2所述的燃料输送装置(1)，其特征在于，用于将燃料转换驱动能量(40)的所述设备具有用于将气态燃料转换成电能的发电机(42)、尤其燃料电池(42)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的燃料输送装置(1)，其特征在于，所述发电机(42)经由换流器(43)与电动机(44)连接，其中，通过所述电动机(44)能驱动所述至少一个泵(9，10)。
7.根据权利要求6所述的燃料输送装置(1)，其特征在于，所述换流器(43)与电池(45)连接。
8.根据上述权利要求中任一项所述的燃料输送装置(1)，其特征在于，在所述排流管路(30)中布置有压力调节阀(32)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的燃料输送装置(1)，其特征在于，在所述排流管路(30)中布置有热交换器(33)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的燃料输送装置(1)，其特征在于，所述贮存容器(12)构造为用于接收作为液化气(LNG)或者说处于液相中的气体的燃料。
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