用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2011年11月17日提交的韓國專利申請第10-2011-0120506號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此用于通過該引用的所有目的。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)，更特別地，涉及這樣的用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)，所述LPG氣罐即使在低溫下也維持LPG燃料的壓力從而改善車輛的冷啟動能力。

背景技術(shù)：
通常地，LPG(液化石油氣)燃料具有高的辛烷值，出色的耐熱性且價格低廉，因此其普遍用于包括汽車的各種商用車輛中。這種LPG燃料為氣態(tài)物質(zhì)，其在室溫下通過施加固定大小的壓力而被液化并被泵入氣罐中以待使用。一般地，LPG氣罐使用具有固定最小厚度的鋼板形成，且其以具有一定容量的圓筒形狀形成。一方面形成有加注閥(chargingvalve)以加注LPG燃料，并且另一方面形成有壓力指示器以指示內(nèi)部儲存的氣體的體積。LPG燃料的加注通過加注閥來進行，一旦加注完成，關(guān)閉加注閥以避免過度加注。LPG氣罐中儲存的LPG燃料通過固定的最小壓力以發(fā)動機需要的量供應(yīng)至燃燒室。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LPG氣罐的情況下，燃料箱的容積效率純粹通過壓縮來實現(xiàn)，因此，如果壓縮壓力下降并達到大氣壓力，燃料箱中的LPG燃料不再能夠被使用且必須再加注。特別地，發(fā)動機的啟動能力在冬季下降。例如，在溫度為20～30℃的夏季(丁烷100％)，燃料箱中的壓力為大約3bar，且注射器處的表壓(gaugepressure)為8至10bar，但在溫度為-25℃至0℃的冬季(丁烷100％)，燃料箱中的壓力達到0bar，而注射器處的表壓為5bar，這意味著燃料壓力降低且發(fā)動機的啟動能力顯著下降。因此需要壓力維持系統(tǒng)，所述壓力維持系統(tǒng)將LPG氣罐中的壓力保持恒定且高于大氣壓力，使得在例如冬天的低溫下啟動能力不下降。公開于本發(fā)明的背景部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的各個方面涉及提供用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)，所述壓力維持系統(tǒng)將LPG氣罐內(nèi)的壓力保持在高于大氣壓力，使得在冷啟動以及加速或減速的情況下，車輛的駕駛性能穩(wěn)定。本發(fā)明打算解決的技術(shù)問題不限于上文提及的技術(shù)問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明的說明書應(yīng)清楚理解未提及的技術(shù)問題。在本發(fā)明的一個方面中，用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)可包括LPG氣罐和止回閥單元，在所述LPG氣罐中注入有LPG燃料，且所述LPG氣罐配備有用于噴射LPG氣罐內(nèi)的空氣的通風道，所述止回閥單元安裝在通風道的開口處，并具有固定的轉(zhuǎn)換壓力從而將LPG氣罐內(nèi)的空氣壓力保持在高于預定值。用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)可進一步包括滑動地接合至通風道的空氣通風閥，所述空氣通風閥開啟或關(guān)閉通風道。當生產(chǎn)LPG氣罐時，LPG氣罐內(nèi)的空氣在水密試驗之后不完全除去，且預定量的空氣殘留在LPG氣罐中。LPG氣罐中的殘留空氣占LPG氣罐總體積的10％和20％之間。止回閥單元安裝在LPG氣罐存在殘留空氣的部分。預定量的轉(zhuǎn)換壓力大于大氣壓力。止回閥單元可包括球閥、橡膠閥或金屬閥。通風道單向形成。根據(jù)本發(fā)明的壓力維持系統(tǒng)，通過在制造過程中使少量空氣殘留在LPG氣罐中且通過在通風道的開口處安裝止回閥從而將LPG氣罐內(nèi)的空氣壓力維持在高于預定值，空氣體積在低溫下壓縮，因此氣罐內(nèi)的壓力即使在冷啟動情況下(在冷啟動時LPG燃料的揮發(fā)性減弱)也保持穩(wěn)定，使得LPG燃料的噴射平穩(wěn)進行。換言之，即使在例如冬天的低溫下，由于LPG燃料的液化(丁烷100％，丙烷10至20％)而導致的發(fā)動機啟動延遲以及加速或減速時故障的問題能夠被解決。通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實施方式，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點將更為具體地變得清楚或得以闡明。附圖說明圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實例的用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)的示意圖。圖2(a)和圖2(b)是根據(jù)本發(fā)明的一個實例當LPG氣罐內(nèi)壓力變化時通風道開口的示例性實施方案。圖3(a)和圖3(b)是根據(jù)本發(fā)明的一個實例通過加注LPG的LPG氣罐內(nèi)壓力變化的示例性實施方案。圖4(a)和圖4(b)是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的和本發(fā)明的用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)圖表，所述實驗數(shù)據(jù)圖表顯示臨界時間(crackingtime)等。應(yīng)當了解，所附附圖并不一定是按比例的，其顯示了本發(fā)明的基本原理的圖示性的各種特征的略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計特征(包括例如具體尺寸、方向、位置和外形)將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。在這些圖形中，貫穿附圖的多幅圖形，附圖標記表示本發(fā)明的同樣的或等同的部分。具體實施方式接下來將對本發(fā)明的不同實施方案詳細地作出引用，實施方案的實例被顯示在附圖中并描述如下。雖然本發(fā)明與示例性的實施方案相結(jié)合進行描述，但是應(yīng)當了解，本說明書不是要將本發(fā)明限制為那些示例性的實施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等同和其它實施方案。下面將參考附圖對本發(fā)明的示例性實施方案進行詳細描述。開始之前應(yīng)注意，基于發(fā)明人能夠恰當?shù)囟x術(shù)語的概念從而以最合理的方式解釋其自有發(fā)明的原則，本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語和詞語并不應(yīng)被僅僅解釋為一般含義或詞典含義，它們應(yīng)被解釋為符合本發(fā)明的技術(shù)理念的含義和概念。因此，示例性實施方案中描述的組成和本說明書的附圖僅為最優(yōu)選類型的實施方案，且它們不代表本發(fā)明的整個技術(shù)理念，因此，應(yīng)理解在提交本申請之時可存在能夠代替這些實施方案的各種等價或替換。通常地，LPG車輛的駕駛性能直接受LPG揮發(fā)特性和外部溫度的影響，且在氣罐內(nèi)部蒸發(fā)壓力低的冬季，所述駕駛性能更受初始啟動能力的影響。特別是在丁烷燃料的情況下(丁烷的揮發(fā)性低)，當溫度低于-15℃時，LPG氣罐內(nèi)的壓力接近大氣壓力。這降低了燃料泵的噴射速率且導致發(fā)動機較差的啟動性能和停車性能。因此，本發(fā)明旨在提供用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)，所述壓力維持系統(tǒng)即使在冷啟動環(huán)境下(-25℃至-15℃)(例如LPG燃料的揮發(fā)性低的冬天)也可穩(wěn)定地維持氣罐內(nèi)的壓力并平穩(wěn)地噴射LPG燃料。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實例的用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)的示意圖。一般地，LPG氣罐的生產(chǎn)過程包括如下：注射固定量的空氣(大約18.6bar)，進行水密滲漏試驗并開啟空氣通風閥137以除去LPG氣罐內(nèi)的壓力。在生產(chǎn)過程中，通過在LPG氣罐的空氣通風閥137的前部內(nèi)加入具有少量轉(zhuǎn)換壓力(conversionpressure)的單向止回閥130，并通過使一部分空氣(其是在水密試驗過程中注入的)殘留在LPG氣罐中，使用當加注LPG燃料時壓力隨殘留空氣體積降低而升高的效果，本發(fā)明設(shè)計成即使在低揮發(fā)性時段下也維持啟動所必需的最小氣罐壓力。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案的用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)包括LPG氣罐110、空氣通風閥137和止回閥130，在所述LPG氣罐110中注入有LPG燃料，且所述LPG氣罐110配備有用于噴射內(nèi)部空氣的通風道135，所述空氣通風閥137開啟和關(guān)閉通風道135，所述止回閥130具有固定的轉(zhuǎn)換壓力從而將LPG氣罐內(nèi)的空氣壓力保持在高于預定值，且所述止回閥130安裝在通風道135的開口處。LPG氣罐110可用具有一定厚度的鐵板形成，且LPG燃料通過加注元件140供應(yīng)至所述LPG氣罐110。然而，LPG氣罐110內(nèi)的空氣可能沒有完全除去，且少量空氣可在水密試驗之后殘留在氣罐內(nèi)。殘留空氣的體積應(yīng)被選定為LPG氣罐能夠擁有的總體積的10％和20％之間的范圍。換言之，本發(fā)明將氣罐內(nèi)的壓力保持在與大氣壓力相比高于止回閥的轉(zhuǎn)換壓力，從而維持啟動所必需的最小氣罐壓力。而且，上文提及的殘留空氣比LPG燃料更輕，因此其漂浮在LPG氣罐110的最頂部，且由于隨溫度變化的壓力變化極小，因此能夠保持啟動發(fā)動機所必需的最小壓力。止回閥單元120可在通風道135中形成，且可選自如下選項：球閥、橡膠閥或金屬閥。此外，止回閥單元120可配備有彈簧138從而在開啟和關(guān)閉時賦予其彈性和動力穩(wěn)定性。止回閥單元120具有固定量的轉(zhuǎn)換壓力從而將內(nèi)部空氣壓力保持在高于預定值，且所述轉(zhuǎn)換壓力必須設(shè)定為高于大氣壓力。因此可設(shè)置壓力計測量外部大氣壓力和溫度計測量外部溫度。圖2(a)和圖2(b)是根據(jù)本發(fā)明的一個實例當LPG氣罐內(nèi)壓力變化時通風道開口的示例性實施方案。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，當使少量空氣殘留在LPG氣罐110內(nèi)時，如果氣罐內(nèi)的空氣壓力小于用壓力計測量的外部大氣壓力，止回閥130如圖2(a)所示地關(guān)閉且氣罐內(nèi)的空氣不會泄露。另一方面，如果LPG氣罐110內(nèi)的空氣壓力大于用壓力計測量的外部大氣壓力，止回閥130如圖2(b)所示地開啟且氣罐內(nèi)的空氣150被噴射。如上文所解釋的，在本發(fā)明的一個示例性實施方案中，通過對比氣罐內(nèi)的空氣壓力和氣罐外的大氣壓力來決定止回閥130是否開啟或關(guān)閉。因此，這就適當?shù)乜刂屏藲夤迌?nèi)LPG燃料的蒸發(fā)壓力，并因此提供了具有LPG燃料的燃料箱。因此，能夠避免發(fā)動機啟動延遲或發(fā)動機完全不啟動的問題。圖3(a)和圖3(b)是根據(jù)本發(fā)明的一個實例通過加注LPG的LPG氣罐內(nèi)壓力變化的示例性實施方案。一般地，當注入LPG燃料170時，建議注入氣罐最大容積的大約85％，因為存在因LPG膨脹而爆炸的危險。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，例如，如果止回閥130的轉(zhuǎn)換壓力設(shè)為0.5bar，當產(chǎn)品離開工廠時將有0.5bar的空氣殘留在LPG氣罐中，當LPG燃料加注至氣罐時，該壓力會隨著殘留空氣體積的降低而升高。此時，可通過如下數(shù)學表達式1計算升高的壓力大小。數(shù)學表達式1：P1V1＝P2V2假設(shè)初始壓力(P1)為0.5bar，LPG氣罐的體積(V1)為85升(l)，且氣罐完全加注之后的殘留體積為13升(l)，升高的壓力大小(p2)可使用上述數(shù)學表達式來計算，(0.5bar×85l)/13l＝3.27bar。表1參考表1，使用上述數(shù)學表達式1，如果氣罐被加注滿(85％)LPG燃料，氣罐內(nèi)的空氣壓力將升高大約3.3bar，當在測試條件下殘留燃料為40％時，理論上將維持0.83bar的空氣壓力。換言之，即使在100％丁烷燃料和冷啟動的嚴峻的測試條件下，氣罐內(nèi)維持大約1bar大小的空氣壓力，因此可避免LPG燃料的揮發(fā)性減弱。圖4(a)和圖4(b)是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)的實驗數(shù)據(jù)圖表，所述實驗數(shù)據(jù)圖表顯示臨界時間等。圖4(a)顯示了用現(xiàn)有技術(shù)下的低溫(-25℃)浸透的冷啟動能力評估的實驗數(shù)據(jù)，圖4(b)顯示了用本發(fā)明的低溫(-25℃)浸透的冷啟動能力評估的實驗數(shù)據(jù)。這些實驗數(shù)據(jù)總結(jié)于下表2中。[表2]換言之，參考圖4(a)和圖4(b)和表2，現(xiàn)有技術(shù)的燃料壓力的上升時間為26.7秒且啟動時間為18.8秒，而如果使用本發(fā)明的用于LPG氣罐的壓力維持系統(tǒng)，燃料壓力的上升時間為1.3秒且啟動時間僅為3秒。因此，顯然車輛的啟動能力被顯著改善了。而且，如果使用現(xiàn)有技術(shù)時，LPG氣罐內(nèi)的空氣壓力為約0.3bar(丁烷95％)，但是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案，如果0.5bar的空氣殘留在氣罐中，通過體積壓縮而增加0.9bar的空氣壓力，且氣罐內(nèi)的空氣壓力增加至大約1.2bar。如上文所解釋的，本發(fā)明具有改善啟動性能的優(yōu)點，因為通過由于空氣體積降低而產(chǎn)生的壓力升高，通過在空氣通風閥的前部安裝單向止回閥和通過留下在生產(chǎn)過程中注入氣罐的一定量的空氣，使得氣罐內(nèi)的空氣壓力可保持在高于大氣壓力水平，從而即使在冷啟動條件下(此時LPG揮發(fā)性減弱)也穩(wěn)定地維持氣罐壓力。前面對本發(fā)明具體示例性實施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不旨在成為窮舉的，也并不旨在把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實施方案以及本發(fā)明的精神內(nèi)和權(quán)利要求的范圍內(nèi)的不同的選擇形式和修改形式。