DE19602441A1

DE19602441A1 - Motorbrennstoffliefersystem

Info

Publication number: DE19602441A1
Application number: DE19602441A
Authority: DE
Inventors: John M Bailey; Bernard G Richards
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 1996-08-01
Also published as: FR2730010A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brenn stoffliefersystem für einen Motor und insbesondere auf ein Brennstoffliefersystem zum Liefern von Erdgas und Luft an einen Motor und zwar in einer solchen Art und Weise, daß der Motor, wenn er eine Mischung des Erdgases mit der Luft verbrennt geringere Mengen an Stickoxid emissionen erzeugt.

Ausgangspunkt

Es wird angenommen, daß das Verbrennen von Benzin durch einen herkömmlichen funkengezündeten Motor einen erhebli chen Beitrag zu schlechter Luftqualität leistet. Infol gedessen wurden Versuche unternommen, einen Motor zu ent wickeln der mit alternativen Brennstoffen arbeiten kann, die reiner bzw. sauberer als Benzin verbrennen. Diese al ternativen Brennstoffe umfassen Erdgas, Propan, Methanol, Äthanol, Wasserstoff, umgeformtes Benzin und Biodiesel (d. h. Pflanzenölesther). Die Motoren, die entwickelt wer den, um diese alternativen Brennstoffe zu verbrennen, sind primär funkengezündete Motoren für leichte Anwendun gen zum Gebrauch in Autos.

Von den alternativen oben aufgelisteten Brennstoffen ist Erdgas das kostengünstigste. Die Kosten zum Modifizieren eines Dieselmotors zum Verbrennen von Erdgas können in vernünftiger Weise durch die geringen Kosten für Erdgas aufgefangen werden. Das Umwandeln oder Modifizieren eines Dieselmotors zum Verbrennen von Erdgas, so daß dieser den effizienten Dieselzyklus beibehält, umfaßt das Unter- Drucksetzen des Erdgases auf einen Druck von ungefähr 3000 psi, was erheblich höher ist als der Kompressions druck, der an den Verbrennungszylinder des Motors gelie ferten Luft. Eine abgemessene Menge dieses Hochdruckerd gases wird an den Verbrennungszylinder des Dieselmotors geliefert.

Wenn flüssiges Erdgas verwendet wird, kann das Erdgas in seinem Flüssigzustand gepumpt werden unter Verwendung ei ner relativ kleinen Pumpe, die minimale Leistung ver braucht. Das flüssige Erdgas wird durch diese Pumpe auf einen Druck von ungefähr 3000 psi gesetzt und wird dann verdampft, während es sich unter diesem Druck befindet, durch die Verwendung von überschüssiger Wärme des Motors.

Motoren, die herkömmliche Brennstoffe oder alternative Brennstoffe verbrennen, wie z. B. Erdgas, erzeugen Stickoxidemissionen. Die Menge der Stickoxidemissionen, die durch einen Motor erzeugt werden, können reduziert werden durch Verringern der Temperatur der an die Ver brennungskammern gelieferten Luft. Es ist bei Brenn stoffliefersystemen, die Erdgas von einer Flüssigerdgas versorgung liefern zusätzlich bekannt, das flüssige Erd gas zu verdampfen bzw. in den Gaszustand zu versetzen, bevor das Erdgas an den Motor geliefert wird, und es ist ferner bekannt diese Verdampfungswärme zu verwenden, um die Luft zu kühlen, die an den Motor geliefert wird. Da die an den Motor gelieferte Luft gekühlt wird, gibt der Motor reduzierte Mengen von Stickoxidemissionen ab. Bei diesen bekannten Systemen wird das flüssige Erdgas jedoch durch einen Wärmetauscher geleitet. Die Luft, die an den Motor geliefert wird, wird auch durch denselben Wärme tauscher geleitet, so daß die Luft durch das flüssige Erdgas gekühlt werden kann. Diese Anordnung besitzt meh rere Nachteile. Zum Beispiel ist der Kern des Wärme tauschers bei dieser Anordnung typischerweise so aufge baut, daß er in effizienter Weise Wärme von der Luft zu einem Kühlmedium überträgt. Demgemäß ist der Kern des Wärmetauschers typischerweise groß, um einen Druckverlust in der Luftströmung zu minimieren. Um das Gewicht und die Kosten eines solchen großen Wärmetauschers zu reduzieren, sind die Komponenten bzw. Bauteile des Kerns des Wärme tauschers vorzugsweise dünn. Das flüssige Erdgas steht jedoch jedoch unter sehr hohem Druck, was eine beschädi gende Belastung an diese dünnen Bauteile des Wärme tauscherkerns anlegen kann. Zusätzlich tritt das Erdgas als eine Flüssigkeit in den Wärmetauscher ein und verän dert während es in dem Wärmetauscher ist, seinen Zustand von einer Flüssigkeit zu einem Gas während es durch den Kern des Wärmetauschers hindurchgeht. Dies hat ein schwieriges Gas/Flüssigkeitseparations- bzw. Trennungs problem bei dieser Art von Wärmetauscher zur Folge.

Darüber hinaus ist das flüssige Erdgas, das an diesen Wärmetauscher geliefert wird, sehr kalt. Da dieses sehr kalte flüssige Erdgas direkt an den Wärmetauscher gelie fert wird, der auch zu kühlende Luft aufnimmt, gibt es die Gefahr einer Vereisung in dem Kern dieses Wärme tauschers, wenn sich Feuchtigkeit in der zu kühlenden Luft befindet.

Die vorliegende Erfindung löst eines oder mehrere der oben beschriebenen Probleme.

Die Erfindung

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Brennstoff- und Luftliefersystem folgendes auf: Brenn stoffliefermittel, Luftliefermittel, Luftkühlmittel, Brennstoffverdampfungs- bzw. Vergasungsmittel und Ener gietransfermittel. Die Brennstoffliefermittel liefern Brennstoff an einen Motor. Die Luftliefermittel liefern Luft an den Motor. Die Luftkühlmittel sind mit den Luft versorgungsmitteln gekoppelt und kühlen die an den Motor gelieferte Luft. Die Brennstoffverdampfungsmittel sind mit den Brennstoffliefermitteln gekoppelt und verdampfen den an den Motor gelieferten Brennstoff. Die Energie transfermittel koppeln die Luftkühlmittel und die Brenn stoffverdampfungsmittel und übertragen Energie zwischen den Luftkühlmitteln und den Brennstoffverdampfungsmit teln, um das Kühlen der an den Motor gelieferten Luft durch die Luftkühlmittel zu ermöglichen, und um das Ver dampfen des an den Motor gelieferten Brennstoffes durch die Brennstoffverdampfungsmittel zu ermöglichen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Brennstoff- und Luftliefersystem zum Liefern von Brennstoff und Luft an einen Motor folgendes auf:
Brennstoffliefermittel, Luftliefermittel, Brennstoffver dampfungsmittel, Luftkühlmittel und Kopplungsmittel. Die Brennstoffverdampfungsmittel besitzen einen Brennstoff eingang, der mit den Brennstoffliefermitteln gekoppelt ist und verdampft durch die Brennstoffliefermittel gelie ferten Brennstoff. Die Brennstoffverdampfungsmittel be sitzen einen Brennstoffausgang zur Kopplung mit einem Brennstoffeingang des Motors. Die Brennstoffverdampfungs mittel besitzen einen Eingang für ein Wärmetauschermedium und die Brennstoffverdampfungsmittel besitzen einen Aus gang für ein Wärmetauschermedium. Die Luftkühlmittel be sitzen einen Lufteingang, der mit den Luftliefermitteln gekoppelt ist und kühlt durch die Luftliefermittel gelie ferte Luft. Die Luftkühlmittel weisen einen Luftausgang auf zur Kopplung mit einem Lufteinlaß des Motors, die Luftkühlmittel weisen ferner einen Eingang für ein Wärme tauschermedium und einen Ausgang für ein Wärmetauscherme dium auf. Die Kopplungsmittel koppeln den Eingang des Wärmetauschermediums der Brennstoffverdampfungsmittel mit dem Ausgang des Wärmetauschermediums der Luftkühlmittel und die Kopplungsmittel koppeln den Ausgang des Wärme tauschermediums der Brennstoffverdampfungsmittel mit dem Eingang des Wärmetauschermediums für die Luftkühlmittel, so daß Wärme mittels eines Wärmetauschermediums zwischen den Luftkühlmitteln und den Brennstoffverdampfungsmitteln übetragen wird.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfin dung verbinden Wärmetauscherleitungen die Brennstoffver dampfungsmittel und die Luftkühlmittel, die jeweils einen Wärmetauscher aufweisen, um ein Wärmetauschermedium durch beide Wärmetauscher zu zirkulieren, so daß der Brenn stoffverdampfungswärmetauscher Erdgas verdampft, und so daß der Luftkühlwärmetauscher die durch die Luftliefer mittel gelieferte Luft kühlt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die einzige Figur zeigt ein schematisches Diagramm des Brennstoff- und Luftliefersystems gemäß der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung

Wie in der Zeichnung gezeigt ist, liefert ein Brennstoff- und Luftliefersystem 10 Brennstoff und Luft an einen Mo tor 12. Ein Speichertank 14 speichert flüssiges Erdgas als Brennstoff, der durch den Motor 12 verbrannt wird. Der Speichertank 14 ist mittels einer Leitung 16 mit ei ner Pumpe 18 verbunden. Die Pumpe 18 ist so angeordnet, daß sie flüssiges Erdgas von dem Speichertank 14 pumpt und zwar mit einem vorbestimmten Druck von ungefähr 3000 psi. Die Pumpe 18 liefert das flüssige Erdgas mit dem vorbestimmten Druck durch eine Leitung 20 zu einem Wärme tauscher 22, der ein Wärmetauscher einer Hochdruckbauart sein kann. Der Wärmetauscher 22 nimmt ein Wärmetauscher medium auf, wie z. B. flüssiges Frostschutzmittel, um das unter hohem Druck stehende flüssige Erdgas zu erwärmen, daß von der Leitung 20 an den Wärmetauscher geliefert wurde. Der Wärmetauscher 22 verdampft dadurch das Gas.

Eine Leitung 24, die mit einem Ausgang des Wärmetauschers 22 verbunden ist, leitet das verdampfte Erdgas zu einem Wärmetauscher 26. Der Wärmetauscher 26 nimmt ein Wärme tauschermedium auf, um jegliches, in der Leitung 24 be findliche Erdgas zu verdampfen, das nach der Verdampfung durch den Wärmetauscher 22 in dem flüssigen Zustand ver blieben ist. Eine Leitung 28 leitet das gasförmige Erdgas von dem Wärmetauscher 26 zu einer Hochdruckgaseinspritz vorrichtung 30. Die Hochdruckgaseinspritzvorrichtung 30 führt (d. h. injiziert) das unter hohem Druck stehende gasförmige Erdgas in die Verbrennungskammern des Motors 12 zu. Das Wärmetauschermedium, das sich in dem Wärme tauscher 26 befindet, kann die Form von Wasser aufweisen, das zwischen dem Wärmetauscher 26 und dem Motormantel 12 mittels Leitungen 32 und 34 zirkuliert.

Ein Lufteinlaß 36 nimmt Luft von einem Luftreiniger auf und liefert diese Luft an einen Turbolader 38. Der Turbo lader 38 verwendet Energie von dem Abgas des Motors 12, um die Luft zu komprimieren (d. h. zu laden), die durch den Lufteinlaß 36 geliefert wird, und die mit dem Brenn stoff gemischt und durch den Motor 12 verbrannt wird.

Die aufgeladene Luft von dem Turbolader 38 wird durch ei ne Leitung 40 zu einem Wärmetauscher 42 geleitet. Der Wärmetauscher 42, der als ein Nachkühler bezeichnet wer den kann, ist angeordnet zum anfänglichen Kühlen (d. h. Vorkühlen) der aufgeladenen Luft, die erwärmt ist infolge des Aufladungsvorgangs der durch den Turbolader 38 durch geführt wird. Der Wärmetauscher 42 kann ein Luft zu Luft wärmetauscher sein, der z. B. Luft verwendet, die daran durch ein Gebläse 44 geliefert wird, um die aufgeladene Luft zu kühlen. Der Wärmetauscher 42 kühlt z. B. die Luft, die über die Leitung 40 daran geliefert wird auf eine Temperatur von 43°C. Eine Leitung 46 leitet die aufgela dene und vorgekühlte Luft von dem Wärmetauscher 42 zu ei nem Wärmetauscher 48, der auch als ein Nachkühler be zeichnet werden kann. Der Wärmetauscher 48 kühlt die durch den Wärmetauscher 42 vorgekühlte Luft noch weiter.

Zum Beispiel kann der Wärmetauscher 48 so angeordnet sein, daß er die aufgeladene und vorgekühlte Luft von dem Wärmetauscher 42 auf eine Temperatur von 19°C kühlt. Der Wärmetauscher 48 nimmt dasselbe Wärmetauschermedium auf, das durch den Wärmetauscher 22 verwendet wird, um das Erdgas zu verdampfen, das durch die Pumpe 18 über die Leitung 20 dazu gepumpt wird. Die Luft, die durch den Wärmetauscher 48 weitergekühlt wird, wird über eine Lei tung 50 an den Motor 12 geliefert. Demgemäß liefert die Leitung 50 die gekühlte Luft zu den Verbrennungszylindern des Motors 12, die auch das unter hohem Druck stehende gasförmige Erdgas empfangen, das durch die Hochdruck brennstoffeinspritzvorrichtung 30 zugeführt bzw. zuge messen wird. Das Wärmetauschermedium, das durch die Wär metauscher 22 und 48 geteilt wird, wird mittels der Lei tungen 52 und 54 dazwischen geleitet. Wie zuvor beschrie ben kann dieses Wärmetauschermedium flüssiges Antifrost schutzmittel sein. Eine Pumpe 56 in der Leitung 52 zirku liert das Wärmetauschermedium durch die Leitungen 52 und 54 und demgemäß durch die Wärmetauscher 22 und 48.

Industrielle Anwendbarkeit

Der Motor 12 ist z. B. ein Dieselmotor, der sein Abgas durch den Turbolader 38 abgibt, um die durch den Luftein laß 36 gelieferte Luft aufzuladen. Daher wird Luft mit erhöhtem Druck an den Motor 12 geliefert, wie es bei Mo toren mit Turboladern üblich ist. Die aufgeladene Luft, die aus dem Turbolader 38 austritt, wird durch die Lei tung 40 zu dem Wärmetauscher 42 geleitet. Der Wärme tauscher 42 kühlt die aufgeladene Luft, die von dem Tur bolader 38 daran geliefert wird, vor. Diese vorgekühlte Luft geht dann durch die Leitung 46 zu dem Wärmetauscher 48. Der Wärmetauscher 48 kühlt die durch die Leitung 46 daran gelieferte Luft weiter, und zwar durch das kalte, flüssige Antifrostschutzmittel, das durch seinen Kern zirkuliert. Diese gekühlte Luft wird dann durch die Lei tung 50 zu den Verbrennungskammern des Motors 12 gelie fert.

Das Wärmetauschermedium, das durch den Wärmetauscher 48 verwendet wird, um die an den Motor 12 gelieferte Luft weiter zu kühlen, wird durch die Pumpe 56 zwischen dem Wärmetauscher 48 und dem Wärmetauscher 22 zirkuliert. Der Wärmetauscher 48 überträgt Wärme von der durch die Lei tungen 46 und 50 strömende Luft zu diesem Wärmetauscher medium. Die Verdampfung des flüssigen Erdgases, das durch die Leitung 20 zu dem Wärmetauscher 22 gepumpt wird, ent nimmt Wärme aus dem Wärmetauschermedium, das durch den Kern des Wärmetauschers 22 strömt. Mit anderen Worten wird die Wärme, die durch den Wärmetauscher 48 in das Wärmetauschermedium übertragen wird, verwendet, um das flüssige Erdgas zu verdampfen, das durch die Leitung 20 zu dem Wärmetauscher 22 gepumpt wird, und die Verdampfung des flüssigen Erdgases durch den Wärmetauscher 22 kühlt das Wärmetauschermedium, so daß das gekühlte Wärme tauschermedium während es durch den Kern des Wärme tauschers 48 zirkuliert die Luft kühlen kann, die durch die Leitung 46 an den Wärmetauscher 48 geliefert wird. Demgemäß wird flüssiges Erdgas, das durch den Wärme tauscher 22 strömt, verdampft und das Wärmetauschermedi um, das durch den Kern des Wärmetauschers 22 zirkuliert, wird dadurch gekühlt. Das gekühlte Wärmetauschermedium wird durch die Pumpe 56 zurück zu dem Wärmetauscher 48 geliefert, um die aufgeladene Luft, die an den Motor 12 geliefert wird, zu kühlen.

Der Wärmetauscher 26 verwendet die Wärme von dem im Man tel des Motors 12 befindlichen Wassers, um die Verdamp fung jeglichen Erdgases zu vervollständigen, das in dem Flüssigzustand geblieben ist, nach der Verdampfung durch den Wärmetauscher 22. Dieses im Mantel befindliche Wasser wird zwischen dem Mantel des Motors 12 und dem Wärme tauscher 26 zirkuliert und zwar durch die Leitungen 32 und 34.

Da nicht ein einzelner Wärmetauscher verwendet wird, um sowohl das flüssige Erdgas zu verdampfen als auch die an den Motor zu liefernde Luft zu kühlen, kann die Verdamp fung des flüssigen Erdgases und das Kühlen der an den Mo tor 12 zu liefernden Luft effizient bzw. wirtschaftlich durchgeführt werden und zwar ohne Beschädigung irgendei ner der Kernbauteile von irgendeinem Wärmetauscher. Dies bedeutet, da das zu verdampfende flüssige Erdgas mit ei nem hohen Druck an den separaten Wärmetauscher 22 gelie fert wird, müssen die Kernbauteile des Wärmetauschers 22 robust genug ausgebildet werden, um den durch den hohen Druck ausgeübten Belastungen des flüssigen Erdgases zu widerstehen. Somit kann ein robuster Primäroberflächen wärmetauscher wie z. B. ein Wärmetauscher der Mantel- und Rohrbauart, der sehr stark sein kann, als der Wärme tauscher 22 verwendet werden. Diese Art von Wärmetauscher ist weniger anfällig für eine Beschädigung durch den ho hen Druck des flüssigen Erdgases als ein Wärmetauscher, der weniger robust ist, aber für das Kühlen von Luft ge eigneter wäre. Während der Wärmetauscher 48 somit weniger robust ist, kann er effizienter und weniger luftein schränkend ausgebildet werden als der Wärmetauscher 22.

Ferner wird das Gas/Flüssigkeitsseparationsproblem, das sich ergibt, wenn flüssiges Erdgas direkt zu einem Wärme tauscher geliefert wird, der auch die an den Motor 12 zu liefernde Luft kühlt, beseitigt, da das flüssige Erdgas statt dessen an den Wärmetauscher 22 geliefert wird. Somit können durch die Verwendung eines dazwischenliegenden Wärmetauschermediums, vorzugsweise eines flüssigen Kühl mittels, die Wärmetransferkoeffizienten des Wärmer tauschersystems hoch sein und sie neigen dazu, den zwei Seiten des Wärmetauscherkerns angepaßt zu sein.

Durch die Verwendung eines dazwischen liegenden Wärme tauschermediums ist die Gefahr des Vereisens in dem Kern des Wärmetauschers 22 geringer. Das heißt, während die durch die Wärmetauscherkerne der Wärmetauscher 22 und 48 übertragene Wärme im Groben dieselbe ist, minimiert die viel größere Wärmekapazität des flüssigen, dazwischen liegenden Kühlmittels die Temperaturveränderung der Flüs sigkeit, wenn sie durch die zwei Wärmetauscher hindurch geht. Somit kann das Wärmetauschermedium, das zwischen den Wärmetauschern 22 und 48 zirkuliert auf einer Tempe ratur gehalten werden, die über dem Gefrierpunkt des Was serdampfes in der Luft ist, die durch den Wärmetauscher 48 durch die Leitungen 46 und 50 geleitet wird und trotz dem kann das Wärmetauschermedium weiterhin einen adäqua ten bzw. ausreichenden Wärmetransfer vorsehen, um das flüssige Erdgas zu verdampfen, das durch den Wärme tauscher 22 zirkuliert und um die Luft zu kühlen, die durch den Wärmetauscher 48 zirkuliert.

Durch Verdampfen des flüssigen Erdgases und durch Kühlen der Einlaßluft auf recht tiefe Werte, werden Stickoxid emissionen von dem Motor 12 reduziert und die thermische Effizienz des Motors 12 wird erhöht.

Die benötigte Energie oder Wärme zum Verdampfen des flüs sigen Erdgases ist eine Funktion der Motorbrennstoffrate, die wiederum eine Funktion der Motorbelastung ist. Das heißt größere Mengen eines flüssigen Erdgases werden bei größeren Motorbelastungen verwendet, was es notwendig macht, daß größere Mengen flüssigen Erdgases verdampft werden, und geringere Mengen von flüssigen Erdgas werden bei niedrigeren Motorbelastungen verwendet, was es not wendig macht, daß kleinere Mengen von flüssigem Erdgas verdampft werden. In gleicher Weise ist auch die Wärme menge, die aus der an den Motor 12 gelieferten Luft ent fernt wird, eine Funktion der Motorbelastung. Das heißt der Motor 12 und der Turbolader 38 erzeugen eine größere Luftströmung bei höheren Motorbelastungen und der Motor 12 und der Turbolader 38 erzeugen eine geringere Luft strömung bei geringeren Motorbelastungen. Demgemäß sind die Wärmeaustauschfähigkeiten des Brennstoff- und Luft liefersystems 10 im wesentlichen selbst kompensierend, da die größere Luftströmung bei höheren Motorbelastungen ei ne größere Wärmemenge erzeugt, die durch das Wärmetauschermedium, das durch die Leitungen 52 und 54 zirkuliert, verwendet wird zum Verdampfen der größeren Menge an flüssigem Erdgas, die bei höheren Motorbelastun gen notwendig ist und da die geringere Luftströmung bei geringeren Motorbelastungen eine geringere Wärmemenge er zeugt, die durch das durch die Leitungen 52 und 54 zirku lierende Wärmetauschermedium verwendet wird zum Verdamp fen der geringeren Menge an flüssigen Erdgas, die bei niedrigeren Motorbelastungen benötigt wird.

Somit bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein ver bessertes System zum Verdampfen von flüssigem Brennstoff, wie z. B. unter Druck stehendem flüssigen Erdgas. Es ver wendet ferner den flüssigen Brennstoff, der sehr kühl sein kann und die Verdampfungswärme des flüssigen Brenn stoffes, um eine erhebliche Kühlung der Einlaßluft für den Motor vorzusehen, um durch den Motor erzeugte Stickoxidemissionen zu reduzieren.

Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar bei der Ver wendung von flüssigem Erdgas im funkengezündeten Otto-Mo toren, bei denen gasförmiger Brennstoff mit einem modera ten Druck an einen Vergaser oder ein Gaszuführventil ge liefert wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch insbe sondere bei modifizierten Dieselzyklusmotoren anwendbar infolge des hohen Drucks (3000 psi), der an die Ein spritzvorrichtung dieses Typs von Motors geliefert werden muß und da diese Motoren größere Mengen an Stickoxid emissionen erzeugen als Otto-Motoren.

Dem Fachmann werden sich bestimmte Modifikationen der vorliegenden Erfindung ergeben. Zum Beispiel könnte die Verwendung des Wärmetauschers 26 nicht notwendig sein, wenn der Wärmetauscher 22 das flüssige Erdgas adäquat bzw. angemessen verdampft. Auch die Verwendung des Wärme tauschers 42 könnte nicht notwendig sein, wenn der Wärme tauscher 48 die an den Motor 12 zu liefernde Luft adäquat bzw. angemessen kühlt. Ferner kann es bei geringen Motor drehzahlen wünschenswert sein, die Strömung des Wärme tauschermediums, das durch die Leitungen 52 und 54 gegen über der Strömung, die ansonsten in dem Brennstoff- und Luftliefersystem 10 auftreten würde, zu reduzieren, um eine Überkühlung der Einlaßluft, die durch die Leitung 50 in den Motor 12 eintritt, zu verhindern. Eine Überkühlung der Luft könnte erhöhte Kohlenwasserstoffemissionen und andere unerwünschte Effekte zur Folge haben. Diese wei tere Reduzierung der Strömung des Wärmetauschermediums, das durch die Leitungen 52 und 54 zirkuliert, könnte er reicht werden durch die Verwendung eines geeigneten Ven til- und Steuersystems.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Ein Brennstoff- und Luftliefersystem kann folgendes auf weisen: einen Tank für flüssiges Erdgas, einen ersten Wärmetauscher, der zum Verdampfen von flüssigem Erdgas angeordnet ist, eine Pumpe, die zwischen dem Tank für flüssiges Erdgas und dem ersten Wärmetauscher verbunden ist, um flüssiges Erdgas unter Druck von dem Tank für flüssiges Erdgas zu dem ersten Wärmetauscher zu pumpen, eine Luftlieferleitung, einen zweiten Wärmetauscher, der mit der Luftlieferleitung verbunden ist und der zum Küh len von Luft angeordnet ist, die durch die Luftlieferlei tung geliefert wird und Wärmetauscherleitungen, die die ersten und zweiten Wärmetauscher miteinander verbinden, um ein Wärmetauschermedium durch sowohl die ersten als auch die zweiten Wärmetauscher zu zirkulieren, so daß der erste Wärmetauscher das flüssige Erdgas verdampft und so daß der zweite Wärmetauscher die durch die Luftlieferlei tung gelieferte Luft kühlt.

Claims

1. Brennstoff- und Luftliefersystem, das folgendes auf weist:
Brennstoffliefermittel zum Liefern von Brennstoff an einen Dieselmotor, wobei die Brennstoffliefermittel eine Pumpe aufweisen zum Erhöhen des Brennstoff drucks auf ein Niveau, das geeignet ist für die Ver wendung in dem Dieselmotor;
Luftliefermittel zum Liefern von Luft an den Die selmotor;
Luftkühlmittel, die mit den Luftliefermitteln gekop pelt sind zum Kühlen der an den Dieselmotor gelie ferten Luft;
Brennstoffverdampfungsmittel, die mit den Brenn stoffliefermitteln gekoppelt sind zum Verdampfen des an den Dieselmotor gelieferten Brennstoffs; und Energietransfermittel zum Übertragen von Energie zwischen den Luftkühlmitteln und den Brennstoffver dampfungsmitteln, um das Kühlen der an den Dieselmo tor gelieferten Luft durch die Kühlmittel zu ermög lichen und um das Verdampfen des an den Dieselmotor gelieferten Brennstoffs durch die Brennstoffver dampfungsmittel zu ermöglichen, wobei die Energie transfermittel die Luftkühlmittel und die Brenn stoffverdampfungsmittel koppeln.

2. Brennstoff- und Luftliefersystem nach Anspruch 1, wobei die Luftliefermittel einen Turbolader aufwei sen, der zum Aufladen bzw. Unterdrucksetzen der Luft angeordnet ist, und zwar durch die Verwendung des Motorabgases.

3. Brennstoff- und Luftliefersystem nach Anspruch 2, wobei die Luftliefermittel ferner einen Luftwärme tauscher aufweisen, der zur Aufnahme der durch den Turbolader aufgeladenen Luft angeordnet ist, um die aufgeladene Luft vorzukühlen und die vorgekühlte und aufgeladene Luft an die Luftkühlmittel zu liefern.

4. Brennstoff- und Luftliefersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brennstoffliefermittel einen Brennstoffwärmetauscher aufweisen, der zum Verdampfen jeglichen Brennstoffs angeordnet ist, der nicht durch die Brennstoffver dampfungsmittel verdampft wurde.

5. Brennstoff- und Luftliefersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Energietransfermittel ein Wärmetauschermedium ver wenden und Leitungen aufweisen, die zum Leiten des Wärmetauschermediums zwischen den Luftkühlmitteln und den Brennstoffverdampfungsmitteln angeordnet sind.

6. Brennstoff- und Luftliefersystem nach Anspruch 5, wobei die Energietransfermittel ferner eine Pumpe aufweisen, die zum Pumpen des Wärmetauschermediums durch die Leitungen angeordnet ist.

7. Brennstoff- und Luftliefersystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Luftliefermittel einen Turbolader aufweisen, der zum Aufladen bzw. Unterdrucksetzen von Luft durch die Verwendung von Motorabgas und zum Liefern der aufge ladenen Luft an die Luftkühlmittel angeordnet ist.

8. Brennstoff- und Luftliefersystem zum Liefern von Brennstoff und Luft an einen Dieselmotor, wobei das System folgendes aufweist:
Brennstoffliefermittel zum Liefern von Brennstoff, wobei die Brennstoffliefermittel eine Pumpe aufwei sen zum Erhöhen des Drucks des Brennstoffs auf ein Niveau, das zur Verwendung in dem Dieselmotor geeig net ist;
Luftliefermittel zum Liefern von Luft;
Brennstoffverdampfungsmittel zum Verdampfen von durch die Pumpe der Brennstoffliefermittel geliefer tem Brennstoff, wobei die Brennstoffverdampfungsmit tel einen Brennstoffeingang der mit dem Brenn stoffliefermitteln gekoppelt ist, einen Brennstoff ausgang, der mit einem Brennstoffeingang des Diesel motors gekoppelt ist, einen Eingang für ein Wärme tauschermedium, und einen Ausgang für ein Wärme tauschermedium aufweist;
Luftkühlmittel zum Kühlen von durch die Luftliefer mittel gelieferte Luft, wobei die Luftkühlmittel ei nen Lufteingang, der mit den Luftliefermitteln ge koppelt ist, einen Luftausgang, der mit einem Luft eingang des Dieselmotors gekoppelt ist, einen Ein gang für ein Wärmetauschermedium und einen Ausgang für ein Wärmetauschermedium aufweisen; und
Kopplungsmittel zum Koppeln des Eingangs für das Wärmetauschermedium der Brennstoffverdampfungsmittel mit dem Ausgang für das Wärmetauschermedium der Luftkühlmittel und zum Koppeln des Ausgangs für Wär metauschermedium der Brennstoffverdampfungsmittel mit dem Eingang für das Wärmetauschermedium der Luftkühlmittel, so daß Wärme durch ein Wärme tauschermedium zwischen den Luftkühlmitteln und den Brennstoffverdampfungsmitteln übertragen wird.

9. Brennstoff- und Luftliefersystem nach Anspruch 8, wobei die Luftliefermittel einen Turbolader aufwei sen, der zum Aufladen bzw. zum Unterdrucksetzen von Luft angeordnet ist, und zwar durch die Verwendung von Motorabgas.

10. Brennstoff- und Luftliefersystem nach Anspruch 9, wobei die Luftliefermittel ferner einen Luftwärme tauscher aufweisen, der zur Aufnahme der durch den Turbolader aufgeladenen Luft angeordnet ist zum Vor kühlen der aufgeladenen Luft und zum Liefern der vorgekühlten und aufgeladenen Luft an die Luftkühl mittel.

11. Brennstoff- und Luftliefersystem nach einem der An sprüche 8-10, wobei die Brennstoffliefermittel einen Brennstoffwärmetauscher aufweisen, der zum Verdamp fen jeglichen Brennstoff angeordnet ist, der nicht durch die Brennstoffverdampfungsmittel verdampft wurde.

12. Brennstoff- und Luftliefersystem nach einem der An sprüche 8-11, wobei die Kopplungsmittel eine Pumpe aufweisen, die zum Pumpen des Wärmetauschermediums von dem Ausgang für das Wärmetauschermedium der Luftkühlmittel zu dem Eingang für das Wärmetauscher medium der Brennstoffverdampfungsmittel, und zum Pumpen des Wärmetauschermediums von dem Ausgang für das Wärmetauschermedium der Brennstoffverdampfungs mittel zu dem Eingang für das Wärmetauschermedium der Luftkühlmittel angeordnet ist.

13. Brennstoff- und Luftliefersystem nach einem der An sprüche 8-12, wobei die Brennstoffverdampfungsmittel einen ersten Wärmetauscher aufweisen;
wobei die Luftliefermittel eine Luftlieferleitung aufweisen;
wobei die Luftkühlmittel einen zweiten Wärmetauscher aufweisen, der zum Kühlen von Luft angeordnet ist, die durch die Luftlieferleitung geliefert wird und zum Liefern der gekühlten Luft an den Dieselmotor; und wobei Kopplungsmittel Wärmetauscherleitungen aufweisen, die die ersten und zweiten Wärmetauscher miteinander verbinden zum Zirkulieren eines Wärme tauschermediums durch sowohl die ersten als auch zweiten Wärmetauscher, so daß der erste Wärme tauscher das flüssige Erdgas verdampft und der zwei te Wärmetauscher die durch die Luftlieferleitung ge lieferte Luft kühlt.

14. Brennstoff- und Luftliefersystem nach Anspruch 13, wobei das System ferner eine Pumpe aufweist, die zum Pumpen des Wärmetauschermediums durch die Wärme tauscherleitungen angeordnet ist.