[發(fā)明專利]包括加壓液體燃料系統(tǒng)的車輛以及用于運行加壓液體燃料系統(tǒng)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580082350.X
• 申請日: 2015-08-11
• 公開（公告）號: CN107923350B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴爾·胡佛
• 申請（專利權(quán)）人: 沃爾沃卡車集團
• 主分類號: F02M37/00
• 分類號: F02M37/00
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 陸弋;安翔

一種包括加壓液體燃料系統(tǒng)的車輛，其包括第一加壓液體燃料箱設(shè)備、第二加壓液體燃料箱設(shè)備和平衡管道，該平衡管道在第一燃料箱的最大液位和第二燃料箱的最大液位上方以及在第一燃料箱的最小液位和第二燃料箱的最小液位下方中的至少一個條件下接通到第一燃料箱和第二燃料箱。到第一燃料箱的第一返回管線和到第二燃料箱的第二返回管線被構(gòu)造成使得：從加壓液體燃料循環(huán)系統(tǒng)到第一燃料箱的第一返回管線兩端的壓降適合與從加壓液體燃料循環(huán)系統(tǒng)到第二燃料箱的第二返回管線兩端的壓降相同。還公開了用于運行加壓液體燃料系統(tǒng)的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及關(guān)于加壓液體燃料系統(tǒng)的車輛和方法，更具體地，涉及關(guān)于包括多個燃料箱的這種車輛和方法。

背景技術(shù)

已知提供加壓液體燃料系統(tǒng)以用于諸如丙烷和二甲醚(DME)的燃料。本發(fā)明總體涉及任何這種加壓液體燃料系統(tǒng)，然而，除非另外指明，否則將結(jié)合其在DME燃料系統(tǒng)的應(yīng)用來描述本發(fā)明。DME顯示了作為用于柴油發(fā)動機和其它發(fā)動機中的燃料的廣闊前景。DME的優(yōu)點包括它是無硫的且燃燒時帶有最小的微粒物排放，從而使得它對于滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)而言特別有吸引力。

DME具有低的蒸汽壓飽和曲線。DME將在環(huán)境溫度條件下在適度低的壓力保持液體狀態(tài)。例如，DME在20℃和5巴(bar)下將為液體。包含處于高壓下的燃料的DME燃料箱將被認(rèn)為是壓力容器，因為箱內(nèi)部壓力將超過環(huán)境壓力。目前設(shè)計的壓力箱或壓力容器遵循很好地建立的標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則以防止爆炸。箱設(shè)計涉及選擇合適的材料和厚度，以滿足應(yīng)用所要求的抗拉強度并提供對于所存儲的物質(zhì)的必要的化學(xué)耐受性。另外，壓力箱包含壓力釋放閥，所述壓力釋放閥允許在達到爆炸壓力前將過大的壓力引出容器，例如通過將液體泄放到地上或?qū)⒄羝狗诺酱髿庵小Ｏ湓O(shè)計的幾何形狀也是重要的，因為彎曲表面比平坦表面更好地在容器中均勻分布壓力。蒸汽頂部空間(headspace)通常用于在壓力容器中存儲液體。對于液體丙烷，典型地提供20％的蒸汽頂部空間，而對于液體DME，典型地提供15％的蒸汽頂部空間。

DME具有“1.88加侖DME相當(dāng)于1.0加侖柴油燃料”的能量等價水平。因此，與容納包含提供等價能量的燃料的柴油燃料相比，需要更大的箱來容納DME。這對于例如在諸如卡車的車輛上使用的柴油系統(tǒng)而言是重要的。對于使用DME燃料的卡車，必須提供大得多的箱，以便行駛與以柴油燃料運行的卡車相同的距離。不僅需要將等價柴油箱的體積增大1.88倍，而且需要允許液體燃料的膨脹而不超過箱的爆炸壓力。標(biāo)準(zhǔn)實踐方式是允許液體上方的15％的氣體緩沖區(qū)以用于膨脹。例如，假定100加侖的理論柴油燃料箱尺寸，對于包含能量等價量的DME的箱來說，首先將該體積乘以1.88，從而，對于能量等價量的DME，需要至少188加侖的箱。當(dāng)將15％的膨脹體積添加到此188加侖時，需要216.2加侖的箱，即188+(0.15)*(188)＝216.2加侖。

在通常設(shè)有例如100加侖的箱的常規(guī)柴油驅(qū)動式卡車上，為提供存儲等價量的能量的DME燃料箱所需的大的體積增大導(dǎo)致在這種箱的封裝方面存在問題。因此，本發(fā)明人提出在車輛上、包括在常規(guī)僅使用單個燃料箱的車輛上使用多個DME燃料箱。

本發(fā)明人已認(rèn)識到，多個加壓燃料箱在燃料系統(tǒng)(例如在車輛上使用的燃料系統(tǒng))中的使用存在一系列問題。例如，車輛經(jīng)常停駐為使得一側(cè)暴露于陽光而另一側(cè)處于陰影中。如果一個燃料箱處于熱陽光下而另一個燃料箱維持冷態(tài)，則可能在箱中出現(xiàn)不同的壓力。如果由于任何原因而使得一個箱中的壓力高于另一個箱中的壓力，則將存在如下趨勢：即，與較低壓力箱中的燃料相比，較高壓力箱中的燃料以不成比例地更高的流量被泵送到通向發(fā)動機的燃料循環(huán)系統(tǒng)中(假定每個箱具有相同的燃料泵)。同時，將存在如下趨勢：即，從燃料循環(huán)系統(tǒng)返回的燃料更多地流入較低壓力箱而非較高壓力箱中。因此，存在的風(fēng)險是這兩個箱中的燃料液位可能變得不平衡，使得一個箱被過填充而一個箱可能被排空。這可能導(dǎo)致如下情形：即，在某一時刻僅從一個箱泵送燃料，并且由于一個泵低效地嘗試抵抗處于較高壓力的箱中的另一個泵進行泵送而消耗過多的能量。