CN113719381B - 一种燃料供给系统和汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料供给系统及汽车，用于给动力源提供燃料，包括：燃料供给设备，包括抽取组件、燃料源和缓冲罐，所述缓冲罐与所述抽取组件和燃料源相连，所述抽取组件与所述动力源驱动连接并抽取所述燃料源内的燃料并释放气态燃料进入缓冲罐，所述缓冲罐与所述动力源相连；监测设备，设置在所述缓冲罐内并与所述抽取组件通讯连接，所述监测设备监测所述缓冲罐内的压力并控制所述抽取组件的开启和关闭，以使所述缓冲罐内的气体燃料保持在第一预设压力。上述燃料供给设备，通过抽取组件和监测设备相互配合，使得缓冲罐内的气体燃料能够保持一个适合动力源使用的压力，不再受到罐内压力和气化器气化速率的影响。

Description

一种燃料供给系统和汽车

技术领域

本发明涉及天然气汽车技术领域，特别是涉及一种燃料供给系统和汽车。

背景技术

LNG（液化天然气）汽车是以天然气为燃料提供动力的汽车。天然气的甲烷含量90%以上，是很好的汽车发动机燃料。天然气汽车在世界和我国各省市得到了推广应用。

目前LNG汽车主要依靠LNG储罐自增压维持罐内压力，并依靠罐内LNG压力的作用，将LNG排入气化器内气化，气化后的LNG再然后进入汽车发动机燃烧。在这种燃料供给方式中，进入汽车发动机中的LNG受到LNG储罐内压力和气化器气化速度的多重影响，导致进入汽车发动机的LNG压力容易产生波动，进而对汽车动力的产生影响。

发明内容

基于此，有必要针对传统LNG汽车燃料供给系统中进入汽车发动机的LNG压力容易产生波动问题，提供一种改善上述缺陷的燃料供给系统和汽车。

一种燃料供给系统，用于给动力源提供燃料，所述燃料供给系统包括：

燃料供给设备，包括抽取组件、燃料源和缓冲罐，所述抽取组件与所述缓冲罐和所述燃料源相连，所述抽取组件用于抽取所述燃料源内的液态燃料，并将液态燃料气化后释放至所述缓冲罐，所述缓冲罐与所述动力源相连；

监测设备，设置在所述缓冲罐内，并与所述抽取组件通讯连接，所述监测设备用于监测所述缓冲罐内的压力，并根据监测到的压力值控制所述抽取组件开启或关闭，以使所述缓冲罐内保持第一预设压力。

在其中一个实施例中，所述抽取组件包括与所述燃料源相连的抽吸件以及与所述抽吸件相连的气化器，所述气化器与所述缓冲罐相连，所述抽吸件抽取所述燃料源提供的液态燃料进入所述气化器，所述气化器用于将液态燃料气化并释放至所述缓冲罐。

在其中一个实施例中，所述抽吸件为增压泵。

在其中一个实施例中，所述燃料供给系统还包括用于冷却所述动力源的冷却液管路；所述冷却液管路经过所述气化器，并与所述气化器进行热交换。

在其中一个实施例中，所述燃料供给系统还包括液压设备，所述液压设备包括液压泵和液压管路，所述液压泵通过所述液压管路与所述抽吸件相连。

在其中一个实施例中，所述液压设备还包括与所述液压管路相连的液压油冷却器，所述冷却液管路经过所述液压油冷却器，并与所述液压油冷却器进行热交换。

在其中一个实施例中，所述燃料供给设备还包括调压组件，所述缓冲罐与所述调压组件相连，所述调压组件与所述动力源和所述燃料源相连，所述缓冲罐释放至所述调压组件的气体燃料的压力为第一压力，所述动力源所需气体燃料的压力为第二压力；

当所述第一压力小于所述第二压力时，所述调压组件将所述缓冲罐输出的气体燃料升压至所述第二压力，并输出至所述动力源；

当所述第一压力大于所述第二压力时，所述调压组件将所述缓冲罐输出的部分气体燃料释放至所述燃料源，以使所述缓冲罐输出的部分气体燃料的压力为所述第二压力，并由所述调压组件输送至所述动力源。

在其中一个实施例中，所述燃料供给设备还包括截止阀，所述调压组件通过所述截止阀与所述缓冲罐相连。

在其中一个实施例中，所述缓冲罐上设置有安全阀。

一种汽车，包括如上所述的燃料供给系统。

上述燃料供给设备，通过抽取组件和监测设备相互配合，使得缓冲罐内的气体燃料能够保持一个适合动力源使用的压力，不再受到罐内压力和气化器气化速率的影响。

附图说明

图1为本发明一实施例中燃料供给系统的机构示意图。

动力设备1；动力源11；冷却液管路12；

燃料供给设备2；抽吸件21；燃料源22；缓冲罐23；安全阀231；气化器25；调压组件26；截止阀27；高压滤清器28；背压阀29；

监测设备3；缓冲罐压力传感器31；缓冲罐温度传感器32；旁通阀压力传感器33；

液压设备4；液压泵41；液压管路42；液压油冷却器43；液压油箱44；旁通阀45；换向阀46。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，本发明一实施例提供了一种燃料供给系统，用于给动力源11提供燃料，该燃料供给系统包括：燃料供给设备2和监测设备3。

燃料供给设备2包括抽取组件、燃料源22和缓冲罐23，抽取组件与缓冲罐23和燃料源22相连。燃料源22用于储存并输出液态燃料，抽取组件用于抽取燃料源22中的液态燃料，并将该液态燃料气化后输送至缓冲罐23中。缓冲罐23则与动力源11相连，以提供气态燃料给动力源11燃烧。如此，进入动力源11内的燃料不再受到燃料源22的输出压力的影响，液态燃料也能够在缓冲罐23内充分气化再进入到动力源11中。

监测设备3设置在缓冲罐23内，并与抽取组件通讯连接。监测设备3用于监测缓冲罐23内气体燃料的压力，并根据检测到的压力值控制抽取组件的开启或关闭，以使缓冲罐23内的气体燃料保持在第一预设压力。

上述燃料供给设备2，通过抽取组件和监测设备3相互配合，使得缓冲罐23输出给动力源11的气体燃料能够保持第一预设压力，有利于减小进入动力源11的气态燃料的压力波动。

需要说明的是，由于动力源11的工作状态不确定，每时每刻所需的气体燃料也不确定。因此，为了简化抽取组件的工作状态，缓冲罐23内的压力并不为一个固定值，而是一个压力范围。在实际使用时，缓冲罐23内的压力与第一预设压力有±10bar左右的波动范围，当监测设备3监测到缓冲罐23内的压力超过该波动范围时，监测设备3控制抽取组件开启和关闭。

具体地，缓冲罐23上设置有安全阀231。通过安全阀231可以避免抽取组件关闭不及时或抽取组件故障时，缓冲罐23内压力过高。

具体地，监测设备3包括设置在缓冲罐23内的缓冲罐压力传感器31和缓冲罐温度传感器32，通过控制抽取组件的开启和关闭，使得缓冲罐23内的压力和温度能够保持在一个适合动力源11工作的范围内。

本发明的实施例中，抽取组件包括与燃料源22相连的抽吸件21以及与抽吸件21相连的气化器25，气化器25与缓冲罐23相连。抽吸件21抽取燃料源22提供的液态燃料进入气化器25，气化器25将液态燃料气化并输送至缓冲罐23中储存。可选地，燃料源22为液化天然气储存罐。在实际使用过程中，抽吸件21抽取燃料源22中的液化天然气进入气化器25，高压的液化天然气在气化器25里经过第一次气化，大部分的液化天然气在气化器25内部气化为气态天然气。剩余未气化的液化气天然气进入缓冲罐23内再进一步地气化。如此，缓冲罐23不仅能够保证提供给动力源11足够压力的气态燃料，还能够保证液态燃料在缓冲罐23内充分汽化。进一步地，抽取组件还包括分别与气化器25和缓冲罐23相连的背压阀29，气化器25生成的气态燃料经过背压阀29进入到缓冲罐23内，通过背压阀29可以调整进入缓冲罐23中气体燃料的压力，同时也避免缓冲罐23内气体燃料回流至气化器25内。

在一些实施例中，动力设备1还包括用于冷却动力源11的冷却液管路12；冷却液管路12经过气化器25，并与气化器25进行热交换。当液态燃料在气化器25中气化时，气化器25冷却冷却液管路12中的冷却液。在实际使用过程中，动力源11在燃烧气体燃料的时候又会释放大量热量，需要对动力源11进行降温，而液态燃料在气化器25内气化的时候需要吸收大量的热量。如此，可以将动力源11释放的热量提供气化器25，以使液态燃料气化，而通过液化气体的气化，又可以吸收热量来给动力源11降温，进而形成能量的闭环，避免能量的浪费。具体地，通过冷却液管路12，将动力源11产生的热量带到气化器25中，液态燃料在气化器25内气化并吸收冷却液管路12中冷却液的热量。冷却液管路12中的冷却液经气化器25降温后再回到动力源11中，给动力源11降温，通过冷却液管路12实现能量的闭环。

进一步地，抽吸件21为增压泵，液态燃料进入到增压泵中的压缩活塞缸内，被增压泵进一步加压，使得液态燃料进入到气化器25内温度更低，能够吸收更多热量。

在一些实施例中，燃料供给系统还包括液压设备4，液压设备4包括液压泵41和液压管路42，液压泵41通过液压管路42与抽取组件相连，液压泵41与动力源11驱动连接，并通过液压管路42将动力源11的动力传递给抽取组件，以用于抽取燃料源22中的燃料供给给动力源11。燃料在动力源11内燃烧又可以给液压泵41提供动力，动力经过液压管路42传递给抽取组件。如此，通过液压设备4可以形成动力的闭环，也就是说，燃料供给系统中所有的需要动力的设备均可以通过从该系统中获得，无需增加其他的动力设备1。

具体到实施例中，液压设备4还包括与液压管路42相连的液压油冷却器43，液压油冷却器43用于冷却液压管路42中的液压油。液压油冷却器43可以单独设置风扇和冷凝器用于对液压油进行散热，也可以通过冷却液管路12中的冷却液对液压油进行冷却。具体地，冷却液管路12经过液压油冷却器43，并与液压油冷却器43进行热交换。需要说明的是，液压油冷却器43位于气化器25的下游。也就是说，冷却液管路12中的冷却液在经过气化器25降温后，再经过液压油冷却器43，并与液压管路42中的液压油在液压油冷却器43中换热以冷却液压管路42中的液压油。

具体到实施例中，液压设备4还包括设置在液压管路42上的旁通阀45和换向阀46，旁通阀45上设置有旁通阀45压力传感器33，旁通阀45压力传感器33与监测设备3通讯连接。监测设备3检测缓冲罐23内气体燃料的压力，并控制旁通阀45来对进入到换向阀46中液压油的流量进行控制，而增压泵即抽吸件21则是通过换向阀46来改变液压油的流向进而实现抽吸动作，当换向阀46中液压油的流量越大，增压泵的抽吸速度则越快。如此，监测设备3通过监测旁通阀45内液压油的压力，来控制进入到换向阀46中液压油的流量，进而间接控制增压泵的工作，来达到控制缓冲罐23内气体燃料压力恒定的目的。

具体到实施例中，液压设备4还包括与液压泵41和液压管路42相连液压油箱44，液压泵41从液压油箱44中抽取液压油进入到液压管路42中，并最后经过液压管路42回到液压油箱44中。

本发明的实施例中，燃料供给设备2还包括调压组件26，缓冲罐23与调压组件26相连，调压组件26则分别与动力源11和燃料源22相连。由于缓冲罐23中气体燃料的第一压力恒定，而动力源11所需的气体燃料压力受工作状态变化而发生变化，调压组件26便是用于调整缓冲罐23输送到动力源11内气体燃料的压力，以满足动力源11需要。

具体地，为便于描述，将缓冲罐23释放至调压组件26的气体燃料的压力定义为第一压力，将动力源11所需气体燃料的压力定义为第二压力。当第一压力小于第二压力时，调压组件26对缓冲罐23输出的气体燃料进行升压至第二压力，并将第二压力的气体燃料输出至动力源11。

当第一压力等于第二压力时，调压组件26将缓冲罐23与动力源11直接导通。

当第一压力大于第二压力时，调压组件26需要对缓冲罐23输出的气体燃料降压，以输出第二压力的气体燃料至动力源11。此时，调压组件26与燃料源22相导通，并将缓冲罐23输出的部分气体燃料释放至燃料源22内，以使得缓冲罐23输出的部分气体燃料的压力为第二压力，并由调压组件26输送至动力源11。

需要说明的是，第一预设压力不一定等于第一压力，在实际使用过程中，缓冲罐23释放的气体燃料还需要经过截止阀27、高压滤清器28的等元件，也就是说，第一预设压力会大于等于第一压力。

可选地，所述调压组件26为调压阀。

在一些实施例中，燃料供给设备2还包括截止阀27，调压组件26通过截止阀27与缓冲罐23相连。截止阀27可以调节缓冲罐23释放到调压组件26内气体燃料的压力，即第一压力。可选地，截止阀27为手动截止阀27。

具体到实施例中，截止阀27与调压组件26之间还设置有高压滤清器28。缓冲罐23中的气体燃料经过高压滤清器28的过滤再进入到动力源11内。

一种汽车，包括如上任意一实施例中的燃料供给系统。可选地，该汽车为天然气汽车。

需要说明的是，上述燃料供给系统可以但不仅限于用于汽车的燃料供应，在此不作限定。请继续参阅图1所示，以下将对本申请的燃料供给系统的使用过程进行详细说明。

首先，动力源11启动，驱动液压泵41使得液压油通过液压管路42进入到抽吸件21内，抽吸件21通过进入的液压油获得动力。

然后，抽吸件21获得动力后抽取燃料源22中的液态燃料进入气化器25，气化器25将液态燃料气化并释放至缓冲罐23中储存。与此同时，监测设备3监测在缓冲罐23内压力和温度，并控制抽吸件21的开启和关闭，使得缓冲罐23内的压力和温度能够保持在一个适合动力源11工作的范围内。

之后，冷却液管路12内的冷却液开始在冷却液管路12内循环。冷却液经过动力源11时，与动力源11进行热交换，以冷却动力源11。冷却液与动力源11进行热交换之后，再经过气化器25与气化器25进行热交换，当气化器25中的液态燃料气化吸热时，能够将经过气化器25的冷却液降温。经过降温的冷却液再经过液压油冷却器43，并与液压油冷却器43中的液压油进行换热，以冷却液压管路42中的液压油。最后，冷却液再回到动力源11，对动力源11进行冷却，如此循环，达到能量的闭环。

上述燃料供给系统具有以下优点：

通过抽取组件和监测设备3相互配合，使得缓冲罐23内的气体燃料能够保持一个适合动力源11使用的压力，不再受到罐内压力和气化器25气化速率的影响。

将动力源11释放的热量提供气化器25，以使液态燃料气化，而通过液化气体的气化，又可以吸收热量来给动力源11降温，进而形成能量的闭环，避免能量的浪费。

压泵41与动力源11驱动连接，并通过液压管路42将动力源11的动力传递给抽取组件，以用于抽取燃料源22中的燃料供给给动力源11。燃料在动力源11内燃烧又可以给液压泵41提供动力，动力经过液压管路42传递给抽取组件。如此，通过液压设备4可以形成动力的闭环。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种燃料供给系统，用于给动力源（11）提供燃料，其特征在于，所述燃料供给系统包括：

燃料供给设备（2），包括抽取组件、燃料源（22）和缓冲罐（23），所述抽取组件与所述缓冲罐（23）和所述燃料源（22）相连，所述抽取组件用于抽取所述燃料源（22）内的液态燃料，并将液态燃料气化后释放至所述缓冲罐（23），所述缓冲罐（23）与所述动力源（11）相连；

监测设备（3），设置在所述缓冲罐（23）内，并与所述抽取组件通讯连接，所述监测设备（3）用于监测所述缓冲罐（23）内的压力，并根据监测到的压力值控制所述抽取组件开启或关闭，以使所述缓冲罐（23）内保持第一预设压力；

所述抽取组件包括与所述燃料源（22）相连的抽吸件（21）以及与所述抽吸件（21）相连的气化器（25），所述气化器（25）与所述缓冲罐（23）相连，所述抽吸件（21）抽取所述燃料源（22）提供的液态燃料进入所述气化器（25），所述气化器（25）用于将液态燃料气化并释放至所述缓冲罐（23）；

所述燃料供给系统还包括用于冷却所述动力源（11）的冷却液管路（12）；所述冷却液管路（12）经过所述气化器（25），并与所述气化器（25）进行热交换；

所述燃料供给系统还包括液压设备（4），所述液压设备（4）包括液压泵（41）和液压管路（42），所述液压泵（41）通过所述液压管路（42）与所述抽吸件（21）相连；

所述液压设备（4）还包括与所述液压管路（42）相连的液压油冷却器（43），所述冷却液管路（12）经过所述液压油冷却器（43），并与所述液压油冷却器（43）进行热交换。

2.根据权利要求1所述的燃料供给系统，其特征在于，所述抽吸件（21）为增压泵。

3.根据权利要求1所述的燃料供给系统，其特征在于，所述燃料供给设备（2）还包括调压组件（26），所述缓冲罐（23）与所述调压组件（26）相连，所述调压组件（26）与所述动力源（11）和所述燃料源（22）相连，所述缓冲罐（23）释放至所述调压组件（26）的气体燃料的压力为第一压力，所述动力源（11）所需气体燃料的压力为第二压力；

当所述第一压力小于所述第二压力时，所述调压组件（26）将所述缓冲罐（23）输出的气体燃料升压至所述第二压力，并输出至所述动力源（11）；

当所述第一压力大于所述第二压力时，所述调压组件（26）将所述缓冲罐（23）输出的部分气体燃料释放至所述燃料源（22），以使所述缓冲罐（23）输出的部分气体燃料的压力为所述第二压力，并由所述调压组件（26）输送至所述动力源（11）。

4.根据权利要求3所述的燃料供给系统，其特征在于，所述燃料供给设备（2）还包括截止阀（27），所述调压组件（26）通过所述截止阀（27）与所述缓冲罐（23）相连。

5.根据权利要求1所述的燃料供给系统，其特征在于，所述缓冲罐（23）上设置有安全阀（231）。

6.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的燃料供给系统。

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