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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bi-Fuel-Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es der Art nach im Wesentlichen aus der
DE 10 2008 034 465 A1 bekannt ist. Ein der Art nach im Wesentlichen vergleichbares Fahrzeug geht ferner aus der
DE 11 2011 101 408 B4 hervor. Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die Druckschriften
US 5 658 013 A und
FR 2 539 355 A1 verwiesen.
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Ferner betrifft die Erfindung ein mit einem Wärmemotor mit Dualbetrieb angetriebenes Fahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben solch eines Fahrzeugs sowie einen dualen Tank dafür.
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HINTERGRUND
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Einige Verbrennungsmotoren (ICEs) sind für den Betrieb mit einem speziellen Kraftstoff vorgesehen. Ein Verbrennungsmotor kann beispielsweise darauf ausgelegt sein, um mit herkömmlichem bleifreien Benzin mit einem Oktanwert von 87, oder Dieselsorte 1-D zu laufen. Verbrennungsmotoren in Flexfuel-Fahrzeugen laufen mit Benzin oder Benzin-Ethanol-Gemischen mit bis zu 85 % Ethanol (E85).
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Multi-Fuel-Motoren sind in der Lage, mit mehreren Kraftstoffsorten zu laufen. Bi-Fuel-Motoren sind beispielsweise in der Lage, mit zwei unterschiedliche Kraftstofftypen zu laufen. Ein Kraftstofftyp kann Kraftstoff in flüssigem Zustand einschließlich Benzin, Ethanol, Biodiesel, Dieselkraftstoff oder Kombinationen davon sein, die dem Bi-Fuel-Motor in hauptsächlich flüssigem Zustand zugeliefert werden. Der andere Kraftstofftyp kann einen alternativen Kraftstoff beinhalten, z. B. komprimiertes Erdgas (CNG), verflüssigtes Gas (LPG) von aus flüssigem Petroleum Gasisolierte (LPG), Wasserstoff usw. Die zwei verschiedenen Kraftstoffe werden in getrennten Tanks gelagert, und der B-Fuel-Motor kann mit einem Kraftstoff, oder alternativ mit einer Kombination der zwei verschiedenen Kraftstofftypen laufen.
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KURZDARSTELLUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bi-Fuel-Fahrzeug gemäß Anspruch 1, ein mit einem Wärmemotor mit Dualbetrieb angetriebenes Fahrzeug gemäß Anspruch 5, ein Verfahren zum Betreiben solch eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 9 sowie einen dualen Tank dafür gemäß Anspruch 8.
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Ein Bi-Fuel-Fahrzeug hat einen Verbrennungsmotor, um Antriebskraft des Fahrzeugs durch Verbrennung von flüssigem Kraftstoff und Gasphasenkraftstoff bereitzustellen. Das Fahrzeug hat einen dualen Kraftstofftank einschließlich eines Tanks für flüssigen Kraftstoff, um den flüssigem Kraftstoff aufzunehmen, den flüssigen Kraftstoff zu speichern, und den flüssigen Kraftstoff dem Verbrennungsmotor zwecks Verbrennung zuzuführen. Das Fahrzeug hat einen druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff, der durch eine Wand begrenzt ist. Gasphasenkraftstoff ist durch die Wand permeabel. Die druckbeaufschlagbaren Tanks für Gasphasenkraftstoff nimmt den Gasphasenkraftstoff auf, speichert den Gasphasenkraftstoff, und führt den Gasphasenkraftstoff dem Verbrennungsmotor zwecks Verbrennung zu. Eine Hülle umschließt den druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff und definiert einen Innenraum des Tanks für flüssigen Kraftstoff. Die Wand ist in Fluidverbindung mit dem Innenraum. Der Innenraum nimmt den durchgelassenen Gasphasenkraftstoff auf.
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Figurenliste
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Merkmale von Beispielen der vorliegenden Offenbarung werden durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen ähnlichen, obwohl vielleicht nicht identischen, Komponenten entsprechen, hervorgehen. Der Kürze halber können Bezugszeichen oder Merkmale mit einer zuvor beschriebenen Funktion in Verbindung mit anderen Zeichnungen, in denen sie erscheinen, beschrieben sein oder auch nicht.
- 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Fahrzeugsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung mit einem dualen Kraftstofftank, der einen Tank für flüssigen Kraftstoff in Form eines druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff, darstellt;
- 3 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung mit einem durch einen Wärmemotor mit Dualbetrieb betriebenes Fahrzeug darstellt;
- 4 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung mit einem dualen Tank, der einen druckbeaufschlagbaren Tank für flüssigen Kraftstoff aufweist, darstellt;
- 5 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung mit einem dualen Tank für ein durch einen Wärmemotor angetriebenes Fahrzeug darstellt;
- 5A ist ein Funktionsblockdiagramm, welches ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung mit einem dualen Tank, der operativ mit einem Wärmemotor verbunden ist, der einen Verbrennungs-Betriebsmodus und einen Nichtverbrennungsmodus durch Expansion komprimierten Gases hat, darstellt;
- 6 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung mit einem dualen Tank mit einem druckbeaufschlagbaren Tank für flüssigen Kraftstoff darstellt;
- 7 ist ein Flussdiagramm, das eine Betriebsmethode des mit Wärmemotor mit Dualbetrieb angetriebenen Fahrzeugs gemäß 3 darstellt; und
- 8 ist eine halb-schematische Zeichnung, welche einen dualen Tank mit einem Tank für flüssigen Kraftstoff und einen druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas innerhalb des Tanks für flüssigen Kraftstoff darstellt, wobei der druckbeaufschlagbare Tank für komprimiertes Gas eine Vielzahl von Tankuntereinheiten aufweist, die in Fluidverbindung miteinander stehen, gemäß eines Beispiels der vorliegenden Offenbarung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Verbrennungsmotoren (ICEs) verbrennen Kraftstoff innerhalb eines Motors. Einige Verbrennungsmotoren werden in Fahrzeugen eingesetzt, um Antriebskraft der Fahrzeuge bereitzustellen. Gemäß der vorliegenden Verwendung ist Fahrzeug eine selbstfahrende mobile Maschine, die Passagiere oder Beförderungsgut transportiert. Beispiele für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Offenbarung sind: Kraftfahrzeuge (Motorräder, Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Busse, Züge) und Oberflächenwasserfahrzeuge (Schiffe, Boote).
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In manchen Fällen, werden Verbrennungsmotoren anhand des Kraftstofftyps, den sie zu konsumieren konzipiert sind, definiert. So können beispielsweise einige Dieselmotoren mit Diesel der Sorte 1-D oder Diesel der Sorte 2-D laufen. Benzinmotoren laufen typischerweise mit Benzin. Bi-Fuel-Motoren können mit zwei Kraftstofftypen kompatibel sein, beispielsweise Benzin und Erdgas. FlexFuel-Fahrzeuge (FFVs) können mit verschiedenen Kombinationen aus Benzin und Ethanol laufen.
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In Beispielen der vorliegenden Offenbarung kann gelöstes Erdgas in einem Lösungsmittel für flüssigen Kraftstoff gelöst werden. Die Lösung des gelösten Erdgases im Lösungsmittel für flüssigen Kraftstoff hat mehr Energie pro Volumen als die flüssige Kraftstofflösung allein. Die in einer Gallone Benzin verfügbare Energie kann beispielsweise dadurch erhöht werden, dass Erdgas im Benzin aufgelöst wird. Die Lösung aus Erdgas und Benzin erhöht das Volumen des Benzins nicht wesentlich; jedoch ist die Energiedichte der Lösung höher als die Energiedichte des Benzins.
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Einige vorhandene Bi-Fuel-Fahrzeuge haben einen Tank zur Speicherung von Gasphasenkraftstoff und einen separaten Tank zur Speicherung von flüssigem Kraftstoff. In scharfem Gegensatz hierzu speichern Bi-Fuel-Fahrzeuge gemäß Beispielen der vorliegenden Offenbarung den Gasphasenkraftstoff und den flüssigen Kraftstoff im gleichen dualen Kraftstofftank. Ein druckbeaufschlagbarer Tank für Gasphasenkraftstoff befindet sich vollständig innerhalb des Tanks für flüssigen Kraftstoff. Eine kleine Menge des Gasphasenkraftstoffs kann die Wand des druckbeaufschlagbaren Tanks für Gasphasenkraftstoff permeieren und in den Innenraum des Tanks für flüssigen Kraftstoff gelangen. Die Freiraum kann mittels eines flüssigkeitsdifferenzierenden Entlüftungsventil entlüftet werden, um einen relativ geringen Druck im Freiraum beizubehalten.
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Gemäß der vorliegenden Verwendung bedeutet Permeation das Eindringen eines Permeats (wie beispielsweise des Gasphasenkraftstoffs) durch einen Festkörper (beispielsweise die Wand), der keine Löcher hat. Das Verfahren der Permeation beinhaltet Diffusion durch den Festkörper und kann Erscheinungen, wie Adsorption, Dissoziation, Wanderung und Desorption, beinhalten. Permeation steht in direkter Beziehung zum Konzentrationsgradienten des Permeats, der spezifischen Durchlässigkeit des Festkörpers und der Massendiffusität des Permeats und des Festkörpers.
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Permeation unterscheidet sich von Entweichen. Entweichen unterliegt der Dynamik von Gasgesetzen. Dies bedeutet, dass leichte Gase durch ein Leck mit höherem Maße eindringen als schwerere Gase. Die Menge des durch ein Leck fließenden Gases bestimmt sich sodann durch die Leitfähigkeit des Lecks und das Molekulargewicht des Gases. Die Dynamik von Gasgesetzen findet auf sämtliche Leckmechanismen Anwendung, von Stiftlöchern bis zu langen Labyrinthpassagen. Ein Leck ist ein freier Durchgang durch den Festkörper über einen Kanal oder eine Öffnung. Permeation andererseits ist ein Verfahren, einschließlich Sorption auf der Innenfläche, Diffusion durch den Festkörper, und Resorption auf der Außenfläche, bevor das Permeat in den Raum auf der gegenüberliegenden Seite des Festkörpers desorbieren kann.
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Ein permeabler Festkörper unterscheidet sich von einem porösen Festkörper. Ein poröser Festkörper kann Risse, Lücken, und Zwischenräume oder Löcher im Festkörper aufweisen, um eine Leitung zum Entweichen bereitzustellen. Eine gewöhnliche Erfahrung der Permeation erfolgt mit einem mit Helium gefüllten Latexballon. Obwohl der Ballon keine Löcher oder Lecks aufweist, kann ein Latexballon infolge Permeation innerhalb von ein oder zwei Tagen den Großteil des im Ballon enthaltenen Heliums verlieren.
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Permeation ist teilweise die Diffusion der durchdringenden Moleküle durch eine Membran oder Schnittstelle. Permeation ist verbunden mit Diffusion. Das Permeat bewegt sich von hoher Konzentration zu niedriger Konzentration über die Schnittstelle. Ein gegenüber bestimmten Materialien permeables und gegenüber anderen Materialien nicht permeables Material wird als semipermeabel bezeichnet. Nur Moleküle oder Ionen mit bestimmten Eigenschaften können durch semipermeables Material diffundieren. Permeation kann durch die meisten Materialien, einschließlich Metalle, Keramik und Polymere, auftreten. Jedoch ist die Permeabilität von Metallen aufgrund ihrer Kristallstruktur wesentlich geringer ist als die Permeabilität von Keramik und Polymeren.
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Permeabilität ist abhängig von der Temperatur der Wechselwirkung, sowie von den Eigenschaften des Festkörpers und des Permeats. Durch das Verfahren der Sorption können Moleküle des Permeats an der Schnittstelle sowohl absorbiert als auch adsorbiert werden.
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In den Beispielen der vorliegenden Offenbarung kann Gasphasenkraftstoff durch die Wand des druckbeaufschlagbaren Tanks für Gasphasenkraftstoff in den Innenraum permeieren. Der Freiraum kann mittels eines flüssigkeitsdifferenzierenden Entlüftungsventil entlüftet werden, um einen relativ geringen Druck im Freiraum beizubehalten. Permeation ist direkt verbunden mit einer Druckdifferenz entlang einer permeablen Membran. In Beispielen, in denen der Druck im Freiraum verhältnismäßig klein gehalten wurde, sind Permeationsverluste aus dem dualen Kraftstofftank gering. In Beispielen kann der Druck im Freiraum bei weniger als 25,4 cm auf dem Wasserdruckmessgerät bezüglich des das Fahrzeug umgebenden atmospherischen Drucks gehalten werden.
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In Beispielen der vorliegenden Offenbarung kann das Bi-Fuel-Fahrzeug eine Kohlenwasserstoffemission von weniger als ungefähr 2 Gramm aufweisen im Rahmen der Tankatmungs- und Heißabstellprüfung, basierend auf der Bestimmung der Verdunstungsemission aus verschlossenen Gehäusen (SHED) nach Titel 40, Code of Federal Regulations, Abschnitte 86.130-78 bis 86.143-90 in der Fassung vom 1. Juli 1989. In einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung kann der Anteil Kohlenwasserstoffemission, die von dem Dualen Kraftstofftank verursacht wird, geringer als ungefähr 0,01 Gramm sein.
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Ein Teil des permeierten Gasphasenkraftstoffs wird im Tank für flüssigen Kraftstoff des dualen Kraftstofftanks gespeicherten Gasphasenkraftstoff gelöst oder absorbiert. Die Menge des Gasphasenkraftstoffs, der im flüssigen Kraftstoff gespeichert wird, ist abhängig von der Temperatur der Lösung und dem Druck im Freiraum.
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Eine andere Möglichkeit den permeierten Gasphasenkraftstoff im Tank für flüssigen Kraftstoff zu speichern ist als ein Gas im Freiraum. Es soll davon ausgegangen werden, dass keine der hierin offengelegten Kraftstoffe im druckbeaufschlagbaren Tank in einem überkritischen Zustand sind. Daher steigt das Gas über eine Oberfläche der Flüssigkeit im Tank für flüssigen Kraftstoff. Gemäß der vorliegenden Verwendung ist der Freiraum das Volumen im druckbeaufschlagbaren Behälter, das nicht von Flüssigkeit belegt ist. Ebenfalls gemäß der vorliegenden Verwendung wächst das Volumen des Freiraums, wenn das Volumen der Flüssigkeit im druckbeaufschlagbaren Tank abnimmt. Der Gasphasenkraftstoff im Freiraum erreicht einen ausgeglichenen Druck gleich dem Dampfdruck des in der Lösung gelösten Gasphasenraftstoffs. Da der Gasphasenkraftstoff eine Mischung einzelner Gase sein kann, neigt jedes der einzelnen Gase zu einem ausgeglichenen Partialdruck gleich des Dampf-Partialdrucks des in der Lösung gelösten Bestandteils. Gemäß der vorliegenden Verwendung ist Partialdruck der Gasphasenkraftstoffs die Summe der Partialdrücke aller einzelnen Gase, die im Gasphasenkraftstoff enthalten sind. Es soll davon ausgegangen werden, dass der flüssige Kraftstoff ebenfalls flüchtigen Komponenten mit Dampfdrücken haben kann. Die Gesamtdruck im Freiraum des Tanks für flüssigen Kraftstoff ist die Summe der Partialdrücke aller Gase im Freiraum.
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ASTM International, bekannt bis 2001 als American Society for Testing and Materials (ASTM), ist eine Internationale Normungsorganisation, die auf freiem Konsens beruhende technische Standards für eine Vielzahl von Materialien, Produkten, Systemen und Leistungen entwickelt und veröffentlicht. Ein Verfahren zum Messen von Dampfdruck ist das Prüfverfahren ASTM-D-323, das den Reid-Dampfdruck (RVP) bestimmt. RVP ist eine Messung der Flüchtigkeit von flüchtigem Rohöl und flüchtigen nichtviskosen Flüssigkeiten auf Erdölbasis, mit Ausnahme von verflüssigten Gasen. Es ist definiert als der absolute Dampfdruck ausgeübt durch eine Flüssigkeit bei 37,8°C, bestimmt durch das Prüfverfahren ASTM-D-323.
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Es soll davon ausgegangen werden, dass der flüssige Kraftstoff in Beispielen der vorliegenden Offenbarung nicht beschränkt ist auf flüssigen Erdölkraftstoff. Die flüssigen Kraftstoffe können beispielsweise Biodiesel, oder Bio-Ethanol oder andere Alkohole einschließen. Obwohl Ethanol aus Erdöl hergestellt werden kann (durch Hydrolyse von Ethylen), wird das meiste Ethanol aus landwirtschaftlichen Erzeugnissen hergestellt. Ethanol kann ein flüssiger Erdölkraftstoff oder ein flüssiger Kraftstoff ohne Erdölgehalt sein. Biodiesel wird aus landwirtschaftlichen Erzeugnissen hergestellt. Flüssige Erdölkraftstoffe schließen Benzin, Kerosin, Dieselkraftstoff und weitere ähnliche flüssige Kraftstoffe ein.
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SAE International, ursprünglich als Society of Automotive Engineers (SAE) gegründet, ist eine in den USA ansässige, weltweit aktive gemeinnützige Organisation für Technik und Wissenschaft, die sich dem Fortschritt der Mobilitätstechnologie widmet.
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Gemäß SAE-Standard J313 für Fahrzeugoberflächen, Dieselkraftstoffe, 28. Juli 2008, werden Automobil- und Bahndieselkraftstoffe im Allgemeinen aus Erdölderivaten gewonnen, die gemeinhin als Mitteldestillate bezeichnet werden. Mitteldestillate stellen Produkte dar, die einen höheren Siedebereich als Benzin haben und durch fraktionierte Destillation des Rohöls, oder durch Ströme anderer Raffinationsverfahren, gewonnen werden. Vollendete Dieselkraftstoffe stellen Mischungen von Mitteldestillaten dar. Die Eigenschaften der kommerziellen Dieselkraftstoff-Destillate hängen von den angewandten Raffinationspraktiken und der Rohölart, von der sie abgeleitet werden, ab. Somit können sie sowohl vollständig diesbezüglich, oder auch nur innerhalb des Bereichs, in dem sie gefertigt werden, variieren. Derartige Kraftstoffe sieden im Allgemeinen in einem Bereich zwischen 163 °C und 371 °C. Ihr Aufbau kann verschiedene Kombinationen von Flüchtigkeit, Zündwilligkeit, Viskosität, Schwefelgehalt, Schwerkraft und andere Eigenschaften, aufweisen. Additive können verwendet werden, um dem vollendeten Dieselkraftstoff besondere Eigenschaften zu verleihen.
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ASTM D 975 beinhaltet fünf Sorten von Dieselkraftstoff: Sorte Nr. 1-D; Schwefelarme Sorte Nr. 1-D; Sorte Nr. 2-D; Schwefelarme Sorte Nr. 2-D; und Sorte 4-D.
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SAE Empfohlene Praxis für Fahrzeugoberflächen J312, Automobilbenzine, 1/2/2001, liefert eine Zusammenfassung der Zusammensetzung von Automobilbenzinen, die Bedeutung ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften, und die einschlägigen Messverfahren zur Bestimmung oder Bewertung dieser Eigenschaften.
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Gemäß der vorliegenden Verwendung sind flüssige Kraftstoffe Kraftstoffe, die bei einer Standardumgebungstemperatur von 25°C und Druck (100 kPa absolut) in flüssiger Phase vorliegen. Es soll davon ausgegangen werden, dass, obwohl flüssige Kraftstoffe im Allgemeinen in flüssiger Phase vorliegen, flüssige Kraftstoffe flüchtig sein können und vollständig verdampfen können, wenn sie für eine gewisse Zeit in einem offenen Behälter gelagert werden. Gemäß der vorliegenden Verwendung haben flüssige Kraftstoffe Siedepunkte, die höher sind als 25°C. Es soll davon ausgegangen werden, dass einige flüssige Kraftstoffe Mischungen mehrerer Komponente flüssige Kraftstoffe sind. In Beispielen der vorliegenden Offenbarung kann der flüssige Kraftstoff flüssigen Erdölkraftstoff, Biodiesel, Alkohol, oder Kombinationen hiervon, beinhalten.
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Gemäß der vorliegenden Verwendung sind Gasphasenkraftstoffe Kraftstoffe, die bei einer Standardumgebungstemperatur von 25°C und Druck (100 kPa absolut) in flüssiger Gasphase vorliegen. Erdgas, Methan, Propan und Wasserstoff sind Beispiele für Gasphasenkraftstoffe. In einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist der Gasphasenkraftstoff 22 Erdgas. SAE Empfohlene Praxis für Fahrzeugoberflächen J1616, Empfohlene Praxis für Fahrzeugkraftstoff, Veröffentlicht im Februar 1994, beschreibt Erdgas wie folgt: Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan (im Allgemein 88 bis 96 Molprozent), wobei der Rest auf einen abnehmenden Anteil von Nicht-Methan Alkanen (d. h., Ethan, Propan, Butane usw.) entfällt. Andere in Erdgas auffindbare Komponenten sind Stickstoff (N2) Kohlendioxid (CO2) Wasser, Sauerstoff, und Spuren von Schmieröl (von Kompressoren) und Schwefel in Form von Schwefelwasserstoff (H2S) und anderen Schwefelverbindungen. Vor Eintritt in das kommerzielle Erdgasfernleitungsnetz, wird Erdgas behandelt, um Mindestwerte für Schwefelwasserstoff, Wasser, kondensierbare schwerere Kohlenwasserstoffe, Edelgasen, wie CO2 und N2, und Energieinhalt einzuhalten. Mercaptan-Odoriermittel (z. B. tertiäres Butyl-Mercaptan) werden durch lokale Herstellerfirmen (LDC's) ergänzt, um Erdgas einen durch Menschen feststellbaren Geruch beizufügen, da Erdgas sonst geruchslos wäre.
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1 ist ein Funktionsblockdiagramm, welches ein Beispiel eines Fahrzeugs 10 mit einem Antriebsstrang 60 mit einem Verbrennungsmotor (ICE) 70 zur Bereitstellung von Antriebskraft des Fahrzeugs 10 durch Verbrennung eines flüssigen Brennstoffs 52 und eines Gasphasenkraftstoffs 22 darstellt. Das Fahrzeug 10 ist in einer Umgebung 90 dargestellt. Das Fahrzeug 10 hat Sensoren 48, die Umgebungsdaten 92 an die Antriebsstrangsteuerung 40 liefern. Beispiele für Umgebungsdaten 92 beinhalten Umgebungsluftdruck, Temperatur, und Feuchtigkeit. Das Fahrzeug 10 hat einen dualen Kraftstofftank 20. Der duale Kraftstofftank 20 beinhaltet einen Tank für flüssigen Kraftstoff 26, der den flüssigen Kraftstoff 52 aufnimmt, den flüssigem Kraftstoff 52 speichert und den flüssigen Kraftstoffs 52 dem Verbrennungsmotor 70 zwecks Verbrennung zuführt. Der duale Kraftstofftank 20 beinhaltet einen druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24, definiert durch eine Wand 25. Die Wand 25 kann eine Polymereinlageschicht und eine Faserverstärkungsschicht aufweisen, um die Polymereinlageschicht gegen Druck des Gasphasenkraftstoffs 22 druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24 zu schützen.
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Gasphasekraftstoff 22 ist durch die Wand 25 permeabel. Der druckbeaufschlagbare Tank für Gasphasenkraftstoff 24 nimmt den Gasphasenkraftstoff 22 auf, speichert den Gasphasenkraftstoff 22, und führt den Gasphasenkraftstoff 22 dem Verbrennungsmotor 70 zwecks Verbrennung zu. Eine Hülle 28 umschließt den druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24 und definiert einen Innenraum 27 des Tanks für flüssigen Kraftstoff 26. Die Wand 25 ist in Fluidverbindung mit dem Innenraum 27. Der Innenraum 27 nimmt den permeierten Gasphasenkraftstoff 31 auf. Anders gesagt ist der druckbeaufschlagbare Tank für Gasphasenkraftstoff 24 vollständig umgeben von dem Tank für flüssigen Kraftstoff 26. Alle permeierten Gasphasenkraftstoffe 31, die durch die Wand 25 permeieren, werden von dem Tank für flüssigen Kraftstoff 26 aufgenommen.
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Gasdaten 78 über den Gasphasenkraftstoff 22 druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24 werden an die Antriebsstrangsteuerung 40 gesendet. Daten des flüssigen Kraftstoffs 79 über den flüssigen Brennstoff 52 Tank für flüssigen Kraftstoff 26 (beispielsweise Kraftstoffstand) werden an die Antriebsstrangsteuerung 40 gesendet. Der Antriebsstrang 60 sendet Antriebsstrangsdaten 38 an die Antriebsstrangsteuerung 40. Beispiele für Antriebsstrangdaten 38 beinhalten sämtliche Motordaten zur Steuerung des Verbrennungsmotors 70. So können beispielsweise Drehzahl und Temperatur Antriebsstrangdaten 38 sein. Der Antriebsstrang 60 beinhaltet den Verbrennungsmotor 70. Der in 1 dargestellte Verbrennungsmotor 70 hat ein Einspritzventil für flüssigen Kraftstoff 76, in Fluidverbindung mit der Versorgungsleitung für flüssigen Kraftstoff 54 und einem Brennraum des Verbrennungsmotors 70, so dass wahlweise eine vorbestimmte Menge des flüssigen Kraftstoffs 52 in einen Brennraum oder einen Ansaugkrümmer für die Verbrennung im Verbrennungsmotor 70 eingespritzt werden kann. Der in 1 dargestellte Verbrennungsmotor 70 hat ebenfalls ein Einspritzventil für Gasphasenkraftstoff 74, in Fluidverbindung mit der Zufuhrleitung für Gasphasenkraftstoff 84 und einem Brennraum des Verbrennungsmotors 70, so dass wahlweise eine vorbestimmte Menge des flüssigen Gasphasenkraftstoffs 22 in einen Brennraum oder einen Ansaugkrümmer für die Verbrennung im Verbrennungsmotor 70 eingespritzt werden kann. In Beispielen der vorliegenden Offenbarung können das Einspritzventil für Gasphasenkraftstoff 74 und das Einspritzventil für flüssigen Kraftstoff 76 kombiniert werden zu einem Einspritzventil, das die Fähigkeit hat, sowohl den Gasphasenkraftstoff 22, als auch den flüssigen Kraftstoff 52, einzuspritzen.
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Das Einspritzventil für flüssigen Kraftstoff 76 kann wahlweise eine vorbestimmte Menge des flüssigen Kraftstoffs 52 oder eine vorbestimmte Menge des Gasphasenkraftstoffs 22 in den Verbrennungsmotor 70 zwecks Verbrennung im Verbrennungsmotor 70 einspritzen. Das Einspritzventil für Gasphasenkraftstoff 74 kann wahlweise eine vorbestimmte Menge des Gasphasenkraftstoffs 22 in den Verbrennungsmotor 70 zwecks Verbrennung im Verbrennungsmotor 70 einspritzen. Die Antriebsstrangsteuerung 40 sendet das Antriebsstrangsteuermodul 44 zum Einspritzen des flüssigen Kraftstoffs 52, oder des Gasphasenkraftstoffs 22, zu einer vorbestimmten Rate in den Verbrennungsmotor 70. Das Antriebsstrangsteuermodul 44 beinhaltet die Einspritzventilsteuerung 45 zur Steuerung des Einspritzventils für Gasphasenkraftstoff 74, sowie eine weitere Einspritzventilsteuerung 47 zur Steuerung des Einspritzventils für flüssigen Kraftstoff 76. Die Fahrzeugsteuerungen 30 liefert den Bedarfsanteil 39 an die Antriebsstrangsteuerung 40.
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Der Verbrennungsmotor 70 kann den flüssigen Kraftstoff 52 und den Gasphasenkraftstoff 22 in separaten Prozessen eines Verbrennungszyklus verbrennen. In einem Beispiel kann das Fahrzeug 10 im Allgemeinen den Gasphasenkraftstoff 22 als primären Kraftstoff für das Fahrzeug 10 nutzen. In dem Beispiel kann der flüssige Kraftstoff 52 als Reservekraftstoff dienen zur Erweiterung der Reichweite des Fahrzeugs 10 über die Betriebsreichweite des Fahrzeugs 10 mit Gasphasenkraftstoff 22. Das Fahrzeug 10 kann mit Gasphasenkraftstoff 22 bei relativ geringem Druck betankt werden, beispielsweise durch eine Heim-Erdgasbetankungsstation bis 50 bar, und über ausreichende Reichweite im Bereich des Gasphasenkraftstoff 22 für gewöhnlichen täglichen Gebrauch verfügen (z. B. ungefähr 60,37 Kilometer). In anderen Beispielen kann das Fahrzeug 10 mit Gasphasenkraftstoff 22 bei Drücken bis zu ungefähr 250 bar betankt werden. Wenn zusätzliche Reichweite erforderlich ist, kann der flüssige Brennstoff 52 als Kraftstoff für den Verbrennungsmotor 70 verwendet werden. In einem anderen Beispiel können der Gasphasenkraftstoff 22 und der flüssige Kraftstoff 52 gemeinsam in den Verbrennungsmotor 70 eingespritzt werden, um zusammen in demselben Verbrennungszyklus des Verbrennungsmotors 70 verbraucht zu werden.
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Ein Verbrennungszyklus ist eine zyklische Reihe von Betriebsstufen eines Verbrennungsmotors. So haben Benzinmotoren beispielsweise üblicherweise einen Viertakt-Verbrennungszyklus mit einem Ansaug-, Kompressions-, Leistungs, und Auslasshub eines Kolbens, der sich nach zwei Umdrehungen der Kurbelwelle wiederholt. Ein Zweitakt-Motor ist ein Verbrennungsmotor, der einen Leistungszyklus (Verbrennungszyklus) mit nur einer Umdrehung der Kurbelwelle und mit zwei Hüben der Kolben abschließt. Der Zeitpunkt und Ort der Kraftstoffeinspritzung hat mit dem Betrieb des Motors kompatibel zu sein.
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Der Ort zum Einspritzen des Gasphasenkraftstoffs 22 und des flüssigen Kraftstoffs 52 in den Verbrennungsmotor 70 kann vom Typ des Verbrennungsmotors 70 abhängen. Das Einspritzventil für Gasphasenkraftstoff 74 und das Einspritzventil für flüssigen Kraftstoff 76 können beispielsweise gemeinsam ihren jeweiligen Kraftstoff in einen Ansaugkrümmer des Verbrennungsmotors 70 einspritzen, sofern der flüssige Kraftstoff Benzin ist und der Verbrennungsmotor 70 über Fremdzündung verfügt. Ein solcher Verbrennungsmotor 70 kann die Fähigkeit haben, separat auf Gasphasenkraftstoff 22, auf Benzin, oder auf einer Kombination von sowohl des Gasphasenkraftstoffs 22 als auch des Benzins zu laufen. Das Erdgas 22 kann in einen Ansaugkrümmer (nicht dargestellt), oder in die Ansaugvorrichtung eines Turboladers (nicht dargestellt) oder Abgasturboladers (nicht dargestellt), eingespritzt werden.
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Ein Beispiel des Betriebs des in 1 dargestellten Fahrzeugs 10 ist wie folgt: Der flüssige Kraftstoff 52 wird von der Flüssigkeitsbetankungsdüse 63 in den Tank für flüssigen Kraftstoff 26 des dualen Tanks für Kraftstoff 20 zugeführt. Die Flüssigkeitsbetankungsdüse 63 kann eine konventionelle Dosierdüse für flüssigen Kraftstoff sein. (Siehe SAE Empfohlene Praxis für Fahrzeugoberflächen J285, Benzindispenserauslassdüse, Bestätigt Januar 1999.) In einem Beispiel mit bleifreiem Benzin als flüssiger Kraftstoff kann eine SAE-Standard-Dispenserdüse beispielsweise OPW-11AP (im Handel erhältlich von OPW, Dover Company, Hamilton, Ohio) sein.
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Gasphasenkraftstoff 22 kann von der Betankungsdüse für Gasphasenkraftstoff 85 durch den Betankungsanschluss für Gasphasenkraftstoff 82 in den druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24 des dualen Kraftstofftanks 20 geführt werden. Der Druck kann relativ niedrig sein, beispielsweise von ungefähr 2 bar bis ungefähr 50 bar. Jedoch soll in Beispielen der vorliegenden Offenbarung der druckbeaufschlagbare Gasphasenkraftstofftank 24 mit Maximaldrücken von ungefähr 250 bar druckbeaufschlagt werden. In anderen Beispielen kann der Maximaldruck niedriger sein, beispielsweise von ungefähr 2 bar bis ungefähr 200 bar. Der Maximaldruck kann beispielsweise ungefähr 50 bar betragen.
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Die Hülle 28 des dualen Kraftstofftanks 20 kann eine Permeations-Barriereschicht beinhalten. In den Beispielen kann die Permeations-Barriereschicht ein Polymer sein. In einem Beispiel kann die Permeations-Barriereschicht ein Fluorpolymer sein. In anderen Beispielen kann die Permeations-Barriereschicht metallisch sein. So kann beispielsweise eine dünne Aluminiumschicht (ungefähr 1 Mikrometer dick) durch physikalischen Dampfabscheidungsprozess auf einem Hüllensubstrat angebracht werden. Eine weitere Polymerschicht kann angewendet werden, um chemische Wechselwirkung zwischen dem Aluminium und dem Gasphasenkraftstoff 22 oder dem flüssigen Kraftstoff 52 zu vermeiden.
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Über einen gewissen Zeitraum kann eine relativ geringe Menge Gasphasenkraftstoff 22 durch die Wand 25 permeieren und sich im Innenraum 27 ansammeln. In einem Beispiel kann sich der permeierte Gasphasenkraftstoff 31 Freiraum 23 ansammeln, wo sich der permeierte Gasphasenkraftstoff 31 mit dem verdunsteten Dampf des flüssigen Kraftstoffs 52 mischt und eine gasförmige Mischung 55 Freiraum 23 bildet. Der Druck im Freiraum 23 ist die Summe des Partialdrucks des permeierten Gasphasenkraftstoffs 31 und des Partialdrucks des Dampfs des flüssigen Kraftstoffs 52, plus des Partialdrucks irgendeines anderen Tank vorhandenen Gases (beispielsweise Luft oder Wasserdampf).
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Der Antrieb des Verbrennungsmotors 70 kann ein wesentliches Entleeren des Gasphasenkraftstoffs 22 aus dem druckbeaufschlagbaren Tanks für Gasphasenkraftstofftank 24 bewirken; jedoch verbleibt flüssiger Kraftstoff 52 Tank für flüssigen Kraftstoff 26. Der Verbrennungsmotor 70 kann auf dem flüssigen Kraftstoff 52 weiterlaufen bis der Flüssigkeitsspiegel leer ist.
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Bei einer bestimmten Temperatur bewirkt ein höherer Partialdruck des permeierten Gasphasenkraftstoffs Freiraum 23, dass sich mehr permeierter Gasphasenkraftstoff 31 flüssigen Kraftstoff 52 auflöst. Der flüssige Kraftstoff 52 kann mit in diesem gelösten permeierten Gasphasenkraftstoff 31 angereichert werden. In im Folgenden beschrieben Beispielen kann der Gasphasenkraftstoff 22 in den Tank für flüssigen Kraftstoff 26 zur Druckbeaufschlagung des Tanks für flüssigen Kraftstoff 26 eingeführt werden. Flüssiger Kraftstoff 52, der mit dem Gasphasenkraftstoff 22 oder permeierten Gasphasenkraftstoff 31 angereichert wurde, liefert eine größere Fahrzeugsreichweite per Liter des flüssigen Kraftstoffs 52 im Vergleich zu flüssigem Kraftstoff 52, in dem kein Gasphasenkraftstoff 22 aufgelöst wurde.
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Das Fahrzeug 10 kann jederzeit über den Betankungsanschluss für Gasphasenkraftstoff 82 mit Gasphasenkraftstoff 22 betankt werden.
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Bezugnehmend auf 2 beinhaltet der Kraftstofftank 20' ferner einen Druckregler 29 zum Druckbeaufschlagen des Innenraums 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' zu einem Förderdruck des flüssigen Kraftstoffs mit einem komprimierten Gas 32 aus dem druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24. Das komprimierte Gas 32 im Innenraum 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' treibt den flüssigen Kraftstoff 52 zum Verbrennungsmotor 70 zur Verbrennung. Da das komprimierte Gas den flüssigen Kraftstoff 52 zum Verbrennungsmotor 70 treibt, kann der duale Kraftstofftank 20' den flüssigen Kraftstoff 52 ohne eine elektrische Kraftstoffpumpe, die in einigen vorhandenen flüssigen Kraftstofftanks für Fahrzeuge vorgesehen ist, liefern. Die Beseitigung der elektrischen Kraftstoffpumpe kann eine Kosteneinsparung darstellen.
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Ein Flüssigkeitsbetankungsanschluss 65 steht in Fluidverbindung mit dem Tank für flüssigen Kraftstoff 26, 26' des dualen Kraftstofftanks 20, 20' zur wahlweisen Verbindung mit einer Flüssigkeitsbetankungsdüse 63 zur Aufnahme des flüssigen Kraftstoffs 52 aus der Flüssigkeitsbetankungsdüse 63.
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Ein Betankungsanschluss für Gasphasenkraftstoff 82 steht in Fluidverbindung mit dem druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24 zur wahlweisen Verbindung mit einer Betankungsdüse für Gasphasenkraftstoff 85 zur Aufnahme des Gasphasenkraftstoffs 22 aus der Betankungsdüse für Gasphasenkraftstoff 85. Eine Zufuhrleitung für Gasphasenkraftstoff 84 befördert den Gasphasenkraftstoff 22 von dem druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24 dualen Kraftstofftank 20, 20' zum Verbrennungsmotor 70. Eine Zufuhrleitung für flüssigen Kraftstoff 54 befördert den flüssigen Kraftstoff 52 vom Tank für flüssigen Kraftstoff 26, 26' des dualen Kraftstofftanks 20, 20' zum Verbrennungsmotor 70.
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In Beispielen der vorliegenden Offenbarung kann das Bi-Fuel-Fahrzeug 10' mit dem druckbeaufschlagbaren Tank für flüssigen Kraftstoff 26' einen Flüssigkeitsbetankungsmodus aufweisen, der ermöglicht, dass flüssiger Kraftstoff 52 dem druckbeaufschlagbaren Tank für flüssigen Kraftstoff 26' jederzeit dann zugeführt werden kann, wenn der druckbeaufschlagbare Tank für flüssigen Kraftstoff 26' nicht voll ist (d. h. bis zum maximalen Kraftstoffpegel), und der Druck druckbeaufschlagbaren Tank für flüssigen Kraftstoff 26' niedrig genug ist, um den flüssigen Kraftstoff 52 dem druckbeaufschlagbaren Tank für flüssigen Kraftstoff 26' zuzuführen. In dem Flüssigkeitsbetankungsmodus wird Druck im Freiraumabschnitt 23 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' vor dem Deckel des Einfüllstutzen 59 entlüftet und entfernt.
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In Beispielen der vorliegenden Offenbarung entlüftet das flüssigkeitsdifferenzierende Entlüftungsventil 35 wahlweise den Freiraum 23 des Innenraums 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' in ein Dampfrückgewinnungssystem 33, wenn das Bi-Fuel-Fahrzeug 10' im Flüssigkeitsbetankungsmodus ist. Das flüssigkeitsdifferenzierende Entlüftungsventil 35 ermöglicht wahlweise, dass Gas aus dem Freiraumabschnitt 23 zu einem Dampfrückgewinnungssystem 33 entlüftet wird und vermieden wird, dass der flüssige Kraftstoff 52 fließt oder mit dem Gasfluss durch das flüssigkeitsdifferenzierende Entlüftungsventil 35 fließt. Das flüssigkeitsdifferenzierende Entlüftungsventil 35 kann eine Überschlagsfunktion haben, um Flüssigkeitsaustritt aus dem flüssigkeitsdifferenzierenden Entlüftungsventil 35 zu vermeiden, wenn der duale Kraftstofftank 20' invertiert ist.
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Das flüssigkeitsdifferenzierende Entlüftungsventil 35 kann beispielsweise ein Magnetventil enthalten, um zu ermöglichen, dass das flüssigkeitsdifferenzierende Entlüftungsventil 35 den Freiraumabschnitt 23 des Innenraums 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' zu einem Dampfrückgewinnungssystem 33 wahlweise entlüftet, wenn das Bi-Fuel-Fahrzeug 10' im Flüssigkeitsbetankungsmodus ist. Das Magnetventil kann ein normalerweise geschlossenes Ventil sein, das geöffnet wird, wenn die Magnetspule erregt wird. Wenn das Fahrzeug 10' bestimmt, dass der Flüssigkeitsbetankungsmodus aktiviert wurde, kann die Magnetspule erregt werden. Das flüssigkeitsdifferenzierende Entlüftungsventil 35 kann eine mechanische Override-Funktion haben, um eine Entlüftung des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' zu ermöglichen, wenn keine ausreichende elektrische Leistung zum Antrieb der Magnetspule vorhanden ist. Ein Absperrventil 34 ist in Fluidverbindung mit dem druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24 und dem Druckregler 29, um wahlweise zu verhindern, dass das komprimierte Gas 32 aus dem druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24 in den Innenraum 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' strömt, wenn das Bi-Fuel Fahrzeug 10' im Flüssigkeitsbetankungsmodus ist.
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In Beispielen des Fahrzeugs 10' kann das komprimierte Gas 32 ein komprimiertes Nicht-Brenngas 62 sein. Komprimiertes Nicht-Brenngas 62 kann nützlich sein, falls das Fahrzeug 10' mit flüssigem Kraftstoff 52 betankt ist und kein ausreichender Druck druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24 vorhanden ist, um eine Druckbeaufschlagung des Innenraums 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' zu bewirken, um den flüssigen Kraftstoff zum Verbrennungsmotor 70 zu treiben. Wenn beispielsweise das Fahrzeug 10' an einer kommerziellen Betankungseinrichtung betankt wird, die über keinen druckbeaufschlagten Gasphasenkraftstoff 22 verfügt, kann komprimiertes Gas 32 zum druckbeaufschlagbaren Gasphasenkraftstofftank 24 hinzugefügt werden, um den Druck zu erzeugen, damit der flüssige Kraftstoff 52 zum Verbrennungsmotor 70 getrieben wird. Viele kommerzielle Tankstellen haben beispielsweise Luftkompressoren, um Druckluft für Reifen zur Verfügung zu stellen. Solch ein Luftkompressor kann verwendet werden, um dem komprimierten Gas 32 Luft hinzuzufügen, um den flüssigen Kraftstoff zum Verbrennungsmotor 70 zu treiben.
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Beispiele des Bi-Fuel Fahrzeugs 10' können eine Einlassöffnung für komprimiertes Nicht-Brenngas 67 beinhalten, die in Fluidverbindung steht mit dem druckbeaufschlagbaren Tank für Gasphasenkraftstoff 24 zur wahlweisen Verbindung mit einer Quelle von komprimiertem Nicht-Brenngas 68 zur Aufnahme des komprimierten Nicht-Brenngases 62 von der Quelle von komprimiertem Nicht-Brenngas 68. Das komprimierte Nicht-Brenngas 62 kann das komprimierte Gas 32 zum Druckbeaufschlagen des Innenraums 27 des Tanks für flüssigen Kraftstoff 26 zum Förderdruck des flüssigen Kraftstoffs sein. In Beispielen kann das komprimierte Nicht-Brenngas 62 jedes beliebige Nicht-Brenngas sein. So sind beispielsweise Luft, Stickstoff, Kohlendioxid und Argon Nicht-Brenngase, die verwendet werden können. Gemäß vorliegender Verwendung würde ein Nicht-Brenngas beispielsweise kein Erdgas, Propan oder Wasserstoff enthalten.
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Verdunsteter Dampf des flüssigen Kraftstoffs 52 kann sich mit dem permeierten Gasphasenkraftstoff 31, dem Gasphasenkraftstoff 22, oder dem Nicht-Brenngas 62 Freiraum 23 vermischen. Das Dampfrückgewinnungssystem 33 kann ein Fahrzeugeigenes Betankungs-Dampfrückgewinnungssystem (ORVR) 36 beinhalten.
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Nach der Entlüftung des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' entlüftet wurde in das Dampfrückgewinnungssystem 33, können druckloser Gasphasenkraftstoff 22 und verflüchtigter Kraftstoffdampf des flüssigen Kraftstoffs 52 druckbeaufschlagbaren Tank für flüssigen Kraftstoff 26' zurückbleiben. Die Mischung von Gasen, die druckbeaufschlagbaren Tank für flüssigen Kraftstoff 26' zurückbleiben, werden von dem flüssigen Kraftstoff 52 während des Betankens mit Flüssigkeit verdrängt. Die Mischung von Gasen, die während des Betankens mit Flüssigkeit verdrängt werden, werden zwecks Rückgewinnung von dem ORVR-System 36 aufgenommen. Das ORVR-System 36 wird vorliegend auch als ein Dampfrückgewinnungssystem 33 bezeichnet, da es nicht auf Rückgewinnung von Betankungsdampf beschränkt werden kann. Das Dampfrückgewinnungssystem 33 kann beispielsweise den permeierten Gasphasenkraftstoff 31, der sich mit dem flüssigen Kraftstoff 52 Freiraum 23 vermischt, aufnehmen.
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In den in 1 und 2 dargestellten Beispielen wird Dampf durch die Dampfleitung 42 befördert, die in einen Behälter 41 führt, in dem Aktivkohle mit Kraftstoffdampfadsorptionsfähigkeit gelagert ist. Der Kraftstoffdampf wird auf die Aktivkohle des Behälters 41 adsorbiert. Eine Auslassleitung 43 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 70 und der Behälter 41 vorhanden. Entlüftungsleitung 56 ist an einem ersten Ende in den Behälter 41 geöffnet, das zweite, dem ersten gegenüberliegende Ende, wird der Umgebungsluft ausgesetzt. Die Entlüftungsleitung 56 kann ein normalerweise offenes Entlüftungsventil 37 enthalten, das gemäß Diagnose- oder Wartungsmaßnahmen wahlweise in einen geschlossenen Zustand versetzt werden kann. Entlüftungsventil 49, beispielsweise ein elektronisch gesteuertes Magnetventil, ist in der Auslassleitung 43 angeordnet. Wenn das Entlüftungsventil 49 durch elektrische Steuerung in eine geöffnete Position versetzt wird, wird der Behälter 41 dem Unterdruck des laufendem Verbrennungsmotors 70 ausgesetzt und zieht Umgebungsluft durch die Entlüftungsleitung 56 zum Behälter 41, über die Aktivkohle zwecks Entzugs von Kraftstoffdampf mit der Umgebungsluft von dem Behälter 41 und durch die Auslassleitung 43 in den Verbrennungsmotor 70, zur Verbrennung darin.
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Das flüssigkeitsdifferenzierende Entlüftungsventil 35 und das Dampfrückgewinnungssystem 33 verhindern, dass der Gesamtgasdruck Freiraum 23 einen vorbestimmten maximalen Gasdruck Freiraum überschreitet, ausgenommen im Fall einer Shut-Off-Flüssigkeitsbetankung. In Beispielen der vorliegenden Offenbarung ermöglicht der vorbestimmte maximale Gasdruck Freiraum, dass der Tank für flüssigen Kraftstoff 26 flüssigen Kraftstoffs 52 über den Flüssigkeitsbetankungsanschluss 65 zu einer vorbestimmten maximalen Betankungsrate mit flüssigem Kraftstoff aufnimmt. In einem Beispiel kann die maximale Betankungsrate mit flüssigem Kraftstoff ungefähr 56,78 Liter pro Minute betragen.
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Das folgende Beispiel verdeutlicht die Beziehung zwischen Betankungsrate mit flüssigem Kraftstoff, Gasstromrate durch das Dampfrückgewinnungssystem 33, und Druck Freiraum 23. Wenn das flüssigkeitsdifferenzierende Entlüftungsventil 35 den Gasstrom zu stark begrenzt, kann der Gesamtgasdruck Freiraum 23 den maximalen Gasdruck Freiraum erreichen, bevor der Tank für flüssigen Kraftstoff 26 vollständig mit flüssigem Kraftstoff 52 befüllt wurde. Der Druckaufbau bewirkt, dass der flüssige Kraftstoff 52 nach hinten bis in den Einfüllstutzen läuft, wodurch die Flüssigkeitsbetankungsdüse 63 abgeschaltet wird, bevor der Tank für flüssigen Kraftstoff 26 vollständig befüllt wurde. Im Fall einer normalen Shut-Off-Flüssigkeitsbetankung, falls der flüssige Kraftstoff 52 Tank für flüssigen Kraftstoff 26 voll ist, kann Dampfstrom durch das flüssigkeitsdifferenzierende Entlüftungsventil 35 abgeschaltet werden (z. B. durch ein Schwimmerventil oder ein Magnetventil), wodurch der Druck im Tank schnell ansteigt, bis der maximale Gasdruck Freiraum erreicht wurde, wodurch der flüssige Kraftstoff 52 nach hinten bis in den Einfüllstutzen gedrängt wird und die Flüssigkeitsbetankungsdüse 63 abgeschaltet wird. In einem Beispiel kann der maximale Gasdruck Freiraum zwischen ungefähr 25,4 cm Wasser und 38,1 cm Wasser liegen, welches den Maximaldruck des im Einfüllstutzen befindlichen Kraftstoffes ausgleicht.
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Der Verbrennungsmotor 70 ist ein Wärmemotortyp. Motoren wandeln Energie in mechanische Arbeit um. Wärmemotoren werden in ihrer Effizienz begrenzt durch das Carnot-Theorem; sind, dennoch werden Wärmemotoren häufig vorteilhaft zur Arbeitsverrichtung angewandt, weil die meisten Energieformen durch Verfahren, wie exothermen Reaktionen (z. B. Verbrennung), Lichtabsorption oder energetische Teilchen, Reibung, Wärmeableitung und Widerstand, in Wärme umgewandelt werden können.
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Ein Beispiel eines Wärmemotors der vorliegenden Offenbarung ist ein Nicht-Verbrennungs-Expansionsmotor mit komprimiertem Gas. Ein Verbrennungsmotor kann in einen Nicht-Verbrennungs-Expansionsmotor mit komprimiertem Gas umgewandelt werden durch Betätigung der Betriebe des Ansaug- und Auslassventils des Verbrennungsmotors. Ein typischer fremdgezündeter Verbrennungsmotor kann einen Ansaug-, Kompressions-, Leistungs-, und Auslasshub des Kolbens haben. In einem Beispiel eines Nicht-Verbrennungs-Expansionsmotors mit komprimiertem Gas sind Ansaug- und Auslasshub nicht erforderlich. Das komprimierte Gas wird dem Zylinder zugeführt und kann im Leistungshub expandieren, und der Auslasshub verdrängt die expandierte Luft aus dem Zylinder.
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Verbrennungsmotoren verbrennen flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff in einem Verfahren, die Kohlendioxid (CO2) Wasser, und andere Emissionsprodukte emittiert. Für jeden Liter des vom Verbrennungsmotor konsumierten Benzins werden ungefähr 2,4 Kilogramm CO2 produziert. Ein Verbrennungsmotor in einem Nicht-Verbrennungs-Expansionsmodus mit komprimiertem Gas kann ein Fahrzeug mit voller Geschwindigkeit antreiben, beispielsweise etwa 112,65 km/h, unter Verwendung von Luft als Arbeitsfluid, wenn die Luft einen Druck von mindestens ungefähr 145 bar hat. Die meisten Verluste im Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors treten während des Start-/Stopp-Betriebes auf.
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In einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung (siehe 5) enthält der druckbeaufschlagbare Tank für komprimiertes Gas 24" ungefähr 100L Druckgas 32. Falls das komprimierte Gas 32 Luft ist, und der Druck druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24" ungefähr 250 bar beträgt, werden annähernd 27 Kilogramm Luft innerhalb des druckbeaufschlagbaren Tanks für komprimiertes Gas 24" gespeichert. Zwischen 145 bar und 250 bar werden ungefähr 10 Kilogramm Luft 100L-Beispiel des druckbeaufschlagbaren Tanks für komprimiertes Gas 24" gespeichert. Unter der Annahme, dass weit geöffnete Drosselklappen für volle Geschwindigkeit erforderlich sind, kann das Fahrzeug im Beispiel pneumatisch laufen (d. h. in einem Nicht-Verbrennungs-Expansionsmodus mit komprimiertem Gas) oberhalb von 145 bar (mit einem Druckregler) für die ungefähr gleiche Strecke, die der Verbrennungsmotor 70" im Verbrennungsmodus unter Verbrauch von ungefähr 3,78 Litern Benzin zurücklegen würde. Der gesamte Betriebsbereich, einschließlich Start/Stopp, Leerlauf, Rollen, Beschleunigen, Bremsen und Hochgeschwindigkeitsbetrieb, steht im Nicht-Verbrennungs-Expansionsmodus mit komprimiertem Gas zur Verfügung, wenn der Druck druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24" über 145 bar liegt. Sobald der Druck im druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24" 145 bar unterschreitet, verliert im der im Nicht-Verbrennungs-Expansionsmodus mit komprimiertem Gas betriebene Verbrennungsmotor einige seiner Fähigkeiten; beispielsweise kann die Fahrzeugshöchstgeschwindigkeit beginnen nachzulassen. Jedoch kann Druckluft bei weniger als 145 bar verwendet werden, um das Fahrzeug 10"' für eine längere Entfernung, nicht unter Höchstgeschwindigkeit, anzutreiben. Wenn Höchstgeschwindigkeit erforderlich ist und der Druck druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24'" unter ungefähr 145 bar liegt, kann der Verbrennungsmotor in den Verbrennungsmodus wechseln.
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3 zeigt ein Beispiel eines mit einem Wärmemotor mit Dualbetrieb 70' angetriebenen Fahrzeugs 10" gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der Wärmemotor mit Dualbetrieb 70' hat einen Verbrennungsbetriebsmodus, um Antriebskraft für das Fahrzeug 10" durch Verbrennung eines flüssigen Kraftstoffs 52 bereitzustellen. Der Wärmemotor mit Dualbetrieb 70' hat ebenfalls einen Nicht-Verbrennungs-Expansionsmodus mit komprimiertem Gas. In dem Nicht-Verbrennungs-Expansionsmodus mit komprimiertem Gas liefert der Wärmemotor mit Dualbetrieb 70' Antriebskraft für das Fahrzeug 10" durch Nicht-Verbrennungs-Expansion von einem komprimiertem Nicht-Brenngas 62.
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Das Fahrzeug 10" hat einen dualen Tank 20", einschließlich eines Tanks für flüssigen Kraftstoff 26, der den flüssigen Kraftstoff 52 aufnimmt, den flüssigem Kraftstoff 52 speichert und den flüssigen Kraftstoff 52 dem Wärmemotor mit Dualbetrieb 70' zwecks Verbrennung zuführt. Der duale Tank 20" hat ebenfalls einen druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24', der durch eine Wand 25' definiert wird. Der druckbeaufschlagbare Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' nimmt das komprimierte Nicht-Brenngas 62 auf, speichert das komprimierte Nicht-Brenngas 62 und liefert das komprimierte Nicht-Brenngas 62 zum Antrieb des Wärmemotors mit Dualbetrieb 70' im Nicht-Verbrennungs-Expansionsmodus mit komprimiertem Gas. Eine Hülle 28 umschließt den druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' und definiert einen Innenraum 27 des Tanks für flüssigen Kraftstoff 26. Die Wand 25' steht in Fluidverbindung mit dem Innenraum 27. Der Innenraum 27 soll den druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' enthalten.
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3 zeigt Abgas 72 von dem Wärmemotor mit Dualbetrieb 70', das in das Abgasnachbehandlungssystem 57 fließt. Ein Teil des komprimierten Nicht-Brenngases 62 kann von dem Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' dem Abgasnachbehandlungssystem zugeführt werden, um als Reaktionsmittel zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden (NOx) genutzt zu werden. In einem anderen Beispiel kann Luft aus dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' dem Abgasnachbehandlungssystem 57 zugeführt werden, um eine Reaktion der Luft mit unverbranntem Kohlenwasserstoff herbeizuführen zum Erhitzen eines Katalysators auf eine Light-Off-Temperatur oder für Ruß- Regeneration eines Partikelfilters 53. In einem Beispiel ist der Partikelfilter 53 ein Diesel- oder Benzinpartikelfilter. In einem weiteren Beispiel kann Luft aus dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' dem Abgasnachbehandlungssystem 57 zur Kühlung eines Katalysators zugeführt werden, wenn der Wärmemotor mit Dualbetrieb 70' zu einem vorbestimmten Prozentsatz einer maximalen Leistung des Wärmemotors mit Dualbetrieb 70' betrieben wird.
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Wie in 4 dargestellt, kann in Beispielen des dualen Tanks 20" der Tank für flüssigen Kraftstoff 26 ein druckbeaufschlagbarer Tank für flüssigen Kraftstoff 26' sein. Der duale Tank 20" kann außerdem einen Druckregler 29 beinhalten zum Druckbeaufschlagen des Innenraums 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' zu einem Förderdruck für flüssigen Kraftstoff mit dem komprimierten Nicht-Brenngas 62 aus dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24'. Das komprimierte Nicht-Brenngas 62 im Innenraum 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' treibt den flüssigen Kraftstoff 52 zum Wärmemotor mit Dualbetrieb 70' zwecks Verbrennung.
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In Beispielen des Fahrzeugs 10" der vorliegenden Offenbarung kann das mit einem Wärmemotor mit Dualbetrieb angetriebene Fahrzeug 10" einen Flüssigkeitsbetankungsmodus haben. Gemäß des in 4 dargestellten Beispiels kann ein flüssigkeitdifferenzierendes Entlüftungsventil 35 wahlweise den Freiraum 23 des Innenraums 27 des Tanks für flüssigen Kraftstoff 26 zu einem Dampfrückgewinnungssystem 33 entlüften, wenn das mit einem Wärmemotor mit Dualbetrieb angetriebene Fahrzeug 10" im Flüssigkeitsbetankungsmodus ist. Ein Absperrventil 34 ist in Fluidverbindung mit dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' und dem Druckregler 29, um wahlweise zu verhindern, dass das komprimierte Nicht-Brenngas 62 aus dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' in den Innenraum 27 des Tanks für flüssigen Kraftstoff 26 fließt, wenn das mit einem Wärmemotor mit Dualbetrieb angetriebene Fahrzeug 10" im Flüssigkeitsbetankungsmodus ist.
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Die in 3 und 4 dargestellten Beispiele haben einen Flüssigkeitsbetankungsanschluss 65 in Fluidverbindung mit dem Tank für flüssigen Kraftstoff 26, 26' zur wahlweisen Verbindung mit einer Flüssigkeitsbetankungsdüse 63 zur Aufnahme des flüssigen Kraftstoffs 52 aus der Flüssigkeitsbetankungsdüse 63. Eine Einlassöffnung für komprimiertes Nicht-Brenngas 67' ist in Fluidverbindung mit dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' zur wahlweisen Verbindung mit einer Betankungsdüse für komprimiertes Nicht-Brenngas 86 zur Aufnahme des komprimierten Nicht-Brenngases 62 von der Wiederbefüllungsdüse für komprimiertes Nicht-Brenngas 86. Eine Zufuhrleitung für komprimiertes Nicht-Brenngas 88 befördert das komprimierte Nicht-Brenngas 62 vom druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' zum Wärmemotor mit Dualbetrieb 70'. Eine Zufuhrleitung für flüssigen Kraftstoff 54 befördert den flüssigen Kraftstoff 52 vom Tank für flüssigen Kraftstoff 26' zum Wärmemotor mit Dualbetrieb 70'.
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5 zeigt ein Beispiel eines dualen Tanks 20" für ein mit einem Wärmemotor angetriebenes Fahrzeugs 10"'. Die duale Tank 20" beinhaltet einen Tank für flüssigen Kraftstoff 26, der den flüssigen Kraftstoff 52 aufnimmt, den flüssigem Kraftstoff 52 speichert und den flüssigen Kraftstoff 52 dem Wärmemotor mit Dualbetrieb 70" zwecks Verbrennung zuführt. Ein druckbeaufschlagbarer Tank für komprimiertes Gas 24" ist durch eine Wand 25' definiert. Der druckbeaufschlagbare Tank für komprimiertes Gas 24" nimmt ein komprimiertes Gas 32 auf, speichert ein komprimiertes Gas 32, und führt das komprimierte Gas 32 dem Wärmemotor 70" zum Antrieb zu. Der duale Tank 20" beinhaltet eine Hülle 28, die den druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24" umschließt und einen Innenraum 27 des Tanks für flüssigen Kraftstoff 26 definiert. Die Wand 25' ist in Fluidverbindung mit dem Innenraum 27. Der Innenraum 27 soll den druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24" enthalten.
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Wie in 5 dargestellt, gemäß Beispielen der vorliegenden Offenbarung, nimmt der Tank für flüssigen Kraftstoff 26 flüssigen Kraftstoffs 52 aus einer Flüssigkeitsbetankungsdüse 63 über einen Flüssigkeitsbetankungsanschluss 65 in Fluidverbindung mit dem Tank für flüssigen Kraftstoff 26, auf. Der druckbeaufschlagbare Tank für komprimiertes Gas 24" nimmt komprimiertes Gas 32 aus einer Wiederbefüllungsdüse für komprimiertes Gas 69 über einen Wiederbefüllunganschluss für komprimiertes Gas 64 in Fluidverbindung mit dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24", auf. Eine Auslassöffnung für komprimiertes Gas 71 führt das komprimierte Gas 32 von dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24" in eine Zufuhrleitung für komprimiertes Gas 83 zwecks Zuführen des komprimierten Gases 32 zum Wärmemotor 70". Eine Auslassöffnung für flüssigen Kraftstoff 61 führt den flüssigen Kraftstoff 52 von dem Tank für flüssigen Kraftstoff 26 in eine Zufuhrleitung für flüssigen Kraftstoff 54 zwecks Zuführen des flüssigen Kraftstoffs 52 zum Wärmemotor 70" zwecks Verbrennung.
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Wie in 5A dargestellt, ist der duale Tank 20" operativ verbunden mit einem Wärmemotor 70", der einen Verbrennungsbetriebsmodus hat, um Antriebskraft für das Fahrzeug 10"' durch Verbrennung eines flüssigen Kraftstoffs 52 bereitzustellen. Der Wärmemotor 70" hat einen Nicht-Verbrennungs-Expansionsmodus mit komprimiertem Gas, in dem der Wärmemotor 70" Antriebskraft für das Fahrzeug 10"' durch Nicht-Verbrennungs-Expansion des komprimierten Gases 32, liefert. In dem in 5A dargestellten Beispiel ist das komprimierte Gas 32 ein komprimiertes Nicht-Brenngas 62. In dem in 5A dargestellten Beispiel ist der Wärmemotor 70" ein Wärmemotor mit Dualbetrieb 70'. In einem Beispiel kann der Antrieb des Fahrzeugs 10'" durch Nicht-Verbrennungs-Expansion des komprimierten Gases 32 zur Einleitung Bewegung des Fahrzeugs 10"' aus dem Stillstand dienen, und sich fortsetzen, um Antriebskraft bis zu einer vorbestimmten Zeit oder Reichweite bereitzustellen. Somit kann der Wärmemotor mit Dualbetrieb 70' im Nicht-Verbrennungs-Expansionsmodus mit komprimiertem Gas im Stop-and-go-Verkehr genutzt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass kein Kompressionshub vorhanden ist, wenn der Wärmemotor mit Dualbetrieb 70' im Nicht-Verbrennungs-Expansionsmodus mit komprimiertem Gas läuft, und kein Bedarf für einen elektrischen Anlasser für Stop-Start-Betrieb besteht.
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6 zeigt einen dualen Tank 20" mit einem druckbeaufschlagbaren Tank für flüssigen Kraftstoff 26' gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der duale Tank 20" beinhaltet einen Druckregler 29 zum Druckbeaufschlagen des Innenraums 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' zu einem Förderdruck für flüssigen Kraftstoff mit dem komprimierten Gas 32 aus dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24". Das komprimierte Gas 32 Innenraum 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' treibt den flüssigen Kraftstoffs 52 zum Wärmemotor 70" zur Verbrennung. In 6 kann das komprimierte Gas 32 ein komprimiertes Nicht-Brenngas 62, ein komprimierter Gasphasenkraftstoff 22, oder eine Mischung von komprimiertem Nicht-Brenngas 62 und Gasphasenkraftstoff 22, sein. Das komprimierte Gas 32 kann für einen Zeitraum ein komprimiertes Nicht-Brenngas 62, und für einen weiteren Zeitraum ein komprimierter Gasphasenkraftstoff 22, sein.
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Der in 6 dargestellte duale Tank 20" kann beispielsweise den flüssigen Kraftstoff 52 und den Gasphasenkraftstoff 22 zu einem Wärmemotor 70" liefern, welcher ein Verbrennungsmotor 70 zur Bereitstellung von Antriebskraft für das Fahrzeug 10'" durch Verbrennung des flüssigen Kraftstoffs 52 und des Gasphasenkraftstoffs 22, ist. Der Gasphasenkraftstoff 22 kann das komprimierte Gas 32 zum Antrieb des Wärmemotors 70", Verbrennungsmotor 70, sein. Der duale Tank 20" kann eine Einlassöffnung beinhalten für komprimiertes Nicht-Brenngas 67 in Fluidverbindung mit dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24" zur wahlweisen Verbindung mit einer Quelle von komprimiertem Nicht-Brenngas 68 zur Aufnahme des komprimierten Nicht-Brenngases 62 von der Quelle von komprimiertem Nicht-Brenngas 68. Das komprimierte Nicht-Brenngas 62 kann das komprimierte Gas 32 zum Druckbeaufschlagen des Innenraums 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' zu einem Förderdruck für flüssigen Kraftstoff sein, wenn der Verbrennungsmotor 70 mit dem flüssigen Kraftstoff 52 angetrieben werden soll.
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Wie in 6 dargestellt, können Beispiele des dualen Tanks 20" einen Flüssigkeitsbetankungsmodus haben. Ein flüssigkeitdifferenzierendes Entlüftungsventil 35 kann wahlweise den Freiraum 23 des Innenraums 27 des druckbeaufschlagbaren Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' zu einem Dampfrückgewinnungssystem 33 entlüften, wenn der duale Tank 20" im Flüssigkeitsbetankungsmodus ist. Ein Absperrventil 34 ist in Fluidverbindung mit dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24" und dem Druckregler 29, um wahlweise zu verhindern, dass das komprimierte Gas 32 aus dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24" in den Innenraum 27 des Tanks für flüssigen Kraftstoff 26' fließt, wenn der duale Tank 20" im Flüssigkeitsbetankungsmodus ist.
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7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 100 des Betriebs des mit einem Wärmemotor mit Dualbetrieb angetriebenen Fahrzeugs 10", gemäß 3, darstellt. Bei Referenznummer 110 beinhaltet das Verfahren 100 den Antrieb des Fahrzeugs 10" mit dem komprimierten Nicht-Brenngas 62, wenn der Gasdruck des Nicht-Brenngases druckbeaufschlagbaren Tank für Nicht-Brenngas 24' größer ist als ungefähr 145 bar. Bei Referenznummer 120 beinhaltet das Verfahren 100 das Zuführen des Nicht-Brenngases 62 von dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' zum Abgasnachbehandlungssystem 57, wenn der Gasdruck des Nicht-Brenngases Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' niedriger ist als ungefähr 145 bar. In einem Beispiel kann das bei Referenznummer 120 dargestellte Zuführen des Nicht-Brenngases 62 von dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' das Zuführen von Sauerstoff, als Reaktionsmittel zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden, zum Abgasnachbehandlungssystem 57 beinhalten. Der Sauerstoff kann ein Bestandteil einer Mischung von Gasen sein. So ist Sauerstoff beispielsweise ein Bestandteil von Luft. In einem anderen Beispiel kann das bei Referenznummer 120 dargestellte Zuführen des Nicht-Brenngases 62 von dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' das Zuführen von Luft zum Abgasnachbehandlungssystem 57 beinhalten, so dass Luft mit unverbranntem Kohlenwasserstoff reagiert zwecks Erhitzens eines Katalysators auf eine Zündungstemperatur, oder für Ruß-Regeneration für einen Partikelfilter. In einem weiteren Beispiel kann das bei Referenznummer 120 dargestellte Zuführen des Nicht-Brenngases 62 von dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24' das Zuführen von Luft zum Abgasnachbehandlungssystem 57 beinhalten, zwecks Kühlung eines Katalysators, wenn der Wärmemotor mit Dualbetrieb zu einem vorbestimmten Prozentsatz einer maximalen Leistung des Wärmemotors mit Dualbetrieb betrieben wird.
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Es gibt viele Verwendungen für das Nicht-Brenngas 62 von dem druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24'. Das Nicht-Brenngas 62 kann beispielsweise verwendet werden, um den Motorraum oder Teile des Unterbodens zu kühlen, pneumatischen Antrieb zu erzeugen, oder zum Ergänzen oder Erhöhen der Luftansaugung zum Verbrennungsmotor 70.
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8 ist eine semi-schematische Zeichnung eines druckbeaufschlagbaren Tanks für komprimiertes Gas gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der druckbeaufschlagbare Tank für komprimiertes Gas 24", der druckbeaufschlagbare Tank für komprimiertes Nicht-Brenngas 24', und der druckbeaufschlagbare Tank für Gasphasenkraftstoff 24, fügen sich in den durch die Hülle 28 definierten Innenraum ein. Die Hülle 28 kann unregelmäßige Oberflächenkonturen haben, um sich in das Fahrzeug 10, 10', 10", 10'" einzufügen. So können beispielsweise der duale Kraftstofftank 20, 20' und der duale Tank 20" eine Position am Unterboden einnehmen, die typischerweise von einem Benzintank für ein Fahrzeug eingenommen wird. Zur Erhöhung der Kapazität des druckbeaufschlagbaren Tank für komprimiertes Gas 24", des druckbeaufschlagbaren Tanks für komprimiertes Nicht-Brenngas 24', und des druckbeaufschlagbaren Tanks für Gasphasenkraftstoff 24, kann der Tank 24, 24', 24" ein formanpassungsfähiger Tank sein. Formanpassungsfähige Tanks können unregelmäßige Konturen aufweisen, jedoch können unregelmäßigen Konturen in einem Druckbehälter zu einer Reduzierung der Festigkeit, und hiermit zu einer Reduzierung der Kapazität des Tanks 24, 24', 24", führen. Wie in 8 dargestellt, kann der Tank 24, 24', 24" aus einer Vielzahl von Tankuntereinheiten 21 bestehen, die in Fluidverbindung miteinander sind. Der Tank 24, 24', 24" kann auch eine einzelne Tankuntereinheit 21 sein.
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Bezugnahme in der Beschreibung auf „ein Beispiel“, „ein weiteres Beispiel“, „Beispiel“ usw. bedeutet, dass ein bestimmtes Element (z. B. Merkmal, Struktur und/oder Eigenschaft), die in Verbindung mit dem Beispiel beschrieben ist, in mindestens einem hierin beschriebenen Beispiel beinhaltet ist und in anderen Beispielen vorhanden sein kann oder nicht. Darüber hinaus ist es selbstverständlich, dass die beschriebenen Elemente für jedes Beispiel in jeder geeigneten Weise in den verschiedenen Beispielen kombiniert werden können, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt.
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Es ist selbstverständlich, dass die hier bereitgestellten Bereiche den angegebenen Bereich und einen beliebigen Wert oder Teilbereich innerhalb des angegebenen Bereichs beinhalten. So sollte beispielsweise ein Bereich von ungefähr 2 bar bis ungefähr 50 bar interpretiert werden, um nicht nur die explizit angegebenen Grenzen von ungefähr 2 bar bis ungefähr 50 bar, sondern auch Einzelwerte zu beinhalten, wie beispielsweise 5 bar, 10 bar, 15 bar usw., und Teilbereiche, wie von ungefähr 10 bar bis ungefähr 18 bar; von ungefähr 15 bar bis ungefähr 19,5 bar usw. Weiterhin, wenn „ungefähr“ verwendet wird, um einen Wert zu beschreiben, ist dies in der Weise zu verstehen, das geringfügige Variationen des angegebenen Wertes umfasst werden (bis zu +/- 10 %).
