[发明专利]用于向内燃机供应燃料、特别是供应液化石油气的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于向内燃机供应燃料、特别是液化石油气的设备。

背景技术

减小由内燃机排放物引起的污染以及确定除汽油和柴油以外的燃料的需要导致许多机动车辆制造商发展由人们所熟知的“替代性”燃料提供动力的发动机和车辆。其中一种最为熟知的用于车辆的替代性燃料当属通常为丙烷和丁烷的混合物的LPG(液化石油气)，LPG因其低污染排放、容易在世界范围内获得以及成本效率而受到关注。其它正在被日益广泛地应用在车辆上的替代性燃料是LNG(液化天燃气)、甲醇和乙醇。

在车辆上使用这些燃料需要特殊的燃料箱/容器。对于LPG，必须使用将气体在压力下保持液态以防止它们气化的燃料箱/汽缸；对于LNG，所使用的燃料箱/汽缸不仅必须将气体保持在压力下，还必须保持它们热绝缘(燃料处于-163℃)；对于甲醇和乙醇，为了防止有毒烟气的泄漏，使用气密燃料箱是必要的。

如前面提及的，LPG是一种气体。为了运输并在车辆中使用LPG，其必须被置于压力燃料箱中(通常被称作汽缸或瓶)，该压力燃料箱使LPG在压力下保持液态。燃料箱/汽缸内LPG的压力可以根据其温度在0.5至22bar之间变化。燃料箱的最大工作压力设置在国际标准值27bar。当压力超出这个值时，适当的泄压装置就会开始工作。

在车辆中使用时，已经使用了很多年的LPG燃料箱现在可以配有多种类型的阀或多阀(众所周知，多阀是一种集不同的功能于一体的阀)中的任何一种，用于引入和充注的目的，以及检测燃料箱内的LPG水平，以将其保持在燃料箱总容量的80％这一充注限制之内，从而保证安全标准。

在大多数情况下，这些用于燃料充注和引入目的的阀或多阀具有一带有止回阀的供给管，用于将燃料注入到燃料箱/汽缸中，并且具有带电磁阀的入口管，用于将LPG以液态吸出燃料箱，所述电磁阀在汽车发动机停止时自动关闭。由于LPG的沸腾在燃料箱/汽缸中引起的压力(燃料箱/汽缸中的气相LPG在压力下将液相LPG从入口管的出口排出)，使得通过浸在液相LPG中的多阀入口管从燃料箱/汽缸供给LPG。液相LPG是从气相自然加压形成的，并且通常供给到被发动机冷却剂加热的减压器/喷雾器，因此从液相变成气相，并且通过合适的设备(电控混合器或电磁阀)以气相提供给发动机。

仅仅到最近才开发出用于喷射液相LPG的系统，从而能够满足配备有先进的相控连续多点喷射系统的最新发动机的需要，并且具有满足最新的汽油直喷发动机需要的前景。这些新系统不需要减压器/喷雾器，因为它们不喷射气相LPG，而是配备有位于燃料箱/汽缸中的电泵，该电泵将LPG加压至液相，并且通过合适的多阀和管道系统将其泵送至安装在发动机内的共轨中，所述共轨配备有用于液相LPG的特定喷射器，所述喷射器以顺序和相控方式将液相LPG供给到每个汽缸的引入管中。

更简单地说，液相LPG喷射系统与汽油喷射系统非常相似，但是与汽油喷射系统的主要不同和复杂之处在于，液相LPG喷射系统必须控制位于完全密封的燃料箱/汽缸中的处于连续可变压力下的燃料，该压力受周围温度的影响或受从喷射系统中返回的已加热燃料的影响很大，液体燃料(即LPG)在一定条件下非常容易挥发，并有沸腾/蒸发的危险。

能够喷射液相而不是气相LPG在发动机的性能和环境保护方面具有重要的优点。压力下的液相燃料能够以高精度和高速度喷射，不仅提高了发动机的效率，与通常的汽油系统相比具有较高的功率和扭矩(因为发动机汽缸被液化气更好地充注，该液化气温度非常低，并且在喷射时经历迅速膨胀)，而且大大减少了发动机排放。

同样，控制喷射液相LPG的系统大大简化了发动机最初的汽油喷射系统的电气/电子接口。喷射液相的LPG意味着电气/电子的接口可以是非浸入式的，基本上使用最初的汽油喷射系统控制并且排除了与现代车辆上配备的许多系统之间的“电子干扰”的危险，这些系统例如是发动机控制系统、ABS系统、自动换挡系统、ESP系统、牵引力控制系统、空调系统，特别是车载诊断系统。这与当前以气相喷射LPG的系统相比，要好得多。当前的系统通常涉及复杂的电气/电子接口操作，从而需要强行设置在原系统上的连接件，以及特定的、单独的发动机计算机控制系统，该计算机控制系统必须按照车辆来逐一编程，甚至还存在导致故障的干涉危险，在某些情况下这是非常严重的。

简言之，喷射液相LPG的共轨系统大大地促进了安装，不会产生现代车辆上日益复杂的电控系统的接口问题，排除了与车载诊断系统的所有冲突，改善了发动机性能和排放，并且因为安装所需时间减少而十分显著地减少了转换成本。