[发明专利]气体燃料系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及气体燃料系统，且更具体地，涉及气体燃料系统中的发动机冷却剂。

背景技术

重型机械，如机车或者大型矿用卡车可依赖使用多于一种燃料的发动机而运行。该发动机可以是直喷式气体(DIG)发动机或者双燃料发动机系统，在其中，在源自柴油引燃的气缸中的燃烧已经进行时，气体燃料如压缩天然气在高压下注入到气缸中。在DIG发动机中，气体燃料在低压下诸如大气压下、以及低温温度下以液态存储于液体储罐中。当离开液体储罐时，在将这样的气体燃料提供给发动机气缸之前，需要将液化的气体燃料加热到最终汽化并达到气态。

使液化的气体燃料汽化所需要的热量可通过使用来自发动机的暖热冷却剂提供至流经热交换器或加热器的液化的气体燃料。然而，当发动机在寒冷环境下工作时，在足以使发动机以期望的功率输出运行的速率下，发动机冷却剂可能没有足够的热量来汽化液化的气体燃料。此外，在发动机冷启动条件下，发动机冷却剂需要加热，这样来自冷却剂的热量可通过液化气体燃料的汽化以获得发动机最大功率。发动机冷却剂可利用辅助机构诸如但不限于加热器来加热，或者使用发动机废热来加热。然而，使用辅助机构会是增量加热过程。此外，包含了辅助装置会增加发动机系统的复杂性和成本。

英国专利GB2088475公开了内燃机的液化气供给设备。该设备包括将液化气体从储压器供应到汽化／调节装置的机构，其连接到发动机的冷却回路，以通过所述装置提供冷却剂流。此外，汽化／调节装置包括电子加热元件诸如设置在冷却剂流动路径中的、快速加热的火花塞，并在发动机冷启动期间和之后不久根据温度和／或时间工作。然而，现有技术中仍存在需要改进的地方。

发明内容

在本发明的一个实施例中，公开了一种用于发动机的气体燃料系统。该气体燃料系统包括配置为供应低温燃料的燃料罐。低温泵被配置为对从燃料罐接收到的低温燃料加压。热交换器被配置为接收已加压的低温燃料以及发动机冷却剂。此外，发动机冷却剂流经热交换器以使已加压的低温燃料汽化。该气体系统进一步包括配置为接收指示发动机冷却剂温度的信号的控制器。此外，该控制器基于发动机冷却剂的温度发送信号，以在发动机上施加一种或多种附加负载。

在本发明的另一个实施例中，公开了一种加热发动机冷却剂的方法。该方法包括在低温泵中对低温流体加压。此外，该方法包括向热交换器供应已加压的低温流体，并将发动机冷却剂供应给热交换器以使低温流体汽化。该方法还包括检测冷却剂的温度，并根据冷却剂的温度对发动机施加一种或多种附加负载。

从下面的描述和附图中，本发明的其它特征和实施例将是显而易见的。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的机器的侧视图；

图2为根据本发明的一个实施例的发动机系统的框图；及

图3示出了根据本发明的发动机冷却剂的加热策略。

具体实施例

图1示出了机器100诸如机车的侧视图，本发明的多个实施例都在该机车中实施。机器100包括了框架102。框架102可支承发动机104、第一燃料罐106和第二燃料罐108。此外，框架102可设置在一个或多个轴线110上，并具有多个轮子112。在所示实施例中，框架102可进一步支承多个部分，诸如动力传动系、液压泵、马达、阀、液压管路、热交换器以及控制系统。发动机104可以是任意类型，诸如但不限于内燃机、燃气涡轮发动机、或其组合。根据本发明的一个方面，发动机104可以为直喷汽油发动机104，其使用多于一种燃料。发动机104可用在这样的场合，诸如但不限于大型矿用卡车、电动车等。

第一燃料罐106和第二燃料罐108可由，诸如标准尺寸集装(ISO)罐的钢主体制成。第一燃料罐106和第二燃料罐108还可以包括多个开口和接入点，以便可移除地连接多种软管、控制阀等。此外，第一燃料罐106和第二燃料罐108可配置为保持燃料，像诸如液化天然气(“LNG”)、压缩天然气(“CNG”)、汽油、柴油及其等同物。第一燃料罐106和第二燃料罐108各配置为通过多条管线将燃料供应到发动机104。第一燃料罐106和第二燃料罐108可包括一个或多个过滤器及泵。过滤器可移除存在于燃料中的任何杂质如污物或者尘土颗粒，而所述泵可将燃料吸入、加压和输送到发动机104的喷射器。