8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation

The online version of this document is controlled.  

All printed versions are uncontrolled copies. 

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation 

8.0 L LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 

LIQUID PROPANE INJECTION SYSTEM 

DESCRIPTION AND OPERATION 

Figure 1 LPG Fuel System schematic 

The Liquid Propane Injection system works the same  as a gasoline fuel injection system with the  exception it injects propane in a liquid state into the  intake port.  

The LPI® system consists of three main components:  the tank assembly, the fuel lines and the injectors. 

The tank is located on the vehicle frame and the  lines are routed forward to the engine compartment  injector rail assemblies. They are mounted in the  same location as a set of gasoline injector rails would  be installed. The fuel tank contains the most  complicated components of the LPI® system. It  includes an internal electric fuel pump, fuel supply,  return and bypass valves, and a baffle that keeps the  pump submerged in liquid propane. It also has a fuel  level float assembly, pressure relief valve, overfill  prevention device, and both liquid and vapor service  valves. The LPI® fuel pump increases or boosts the 

8.0 LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 REV E  tank pressure by 50–60 psi. The fuel is supplied to  the injectors then loops back to the return valve on  the tank. This return valve is integrated with a  regulator inside the tank. The regulator maintains  the fuel pump boost pressure between 50 to 60 PSI. 

This allows there to be a pocket of liquid supplying  the injectors at all times. Regardless of the propane  tank internal pressure, the pump boost pressure  remains constant. This is how the fuel remains liquid  throughout the supply section of the system. When  the engine is turned off heat soak increases the  pressure inside the rails causing the liquid to  vaporize and rapidly flow back to the tank. To help  with hot restarts, the system goes through a purge  cycle that will vary, depending on temperature and  pressure in the LPI® rails. With every start up the  system activates a bypass solenoid valve which  opens a larger return passage allowing the fuel rails  to be purged rapidly with liquid propane. This  strategy is built into the system’s LPG control  module. During the purge cycle the “Wait to Start”  indicator will be illuminated. 

Page 1 of 11

The online version of this document is controlled.  

All printed versions are uncontrolled copies. 

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation 

 

Figure 2 LPI® Fuel System Mechanization/Hydraulic Diagram 

 

8.0 LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 REV E 

Page 2 of 11

The online version of this document is controlled.  

All printed versions are uncontrolled copies. 

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation 

LPG Fuel Tanks 

are built into the tank to keep the fuel pump  submerged in liquid propane. 

Overfilling Prevention Device (OPD) (Figure 

3) 

80% full. The overfilling prevention device is a 

Figure 3 LPG Fuel Tank 

The fuel tanks meet American Society of Mechanical 

Engineers (ASME) design for a working pressure of 

312.5 psi and a burst pressure of 1250 psi. Baffles 

By code, tanks must not be filled tanks more than  mechanical float‐actuated valve that stops the tank  from being filled more than 80% capacity. This is to  allow room for the liquid propane to expand.   capacity and the fill process should be stopped and  the bleeder closed. Use of the 80% bleed valve is not  recommended when refueling the vehicle. Because  the tank is equipped with an OPD, the 80% bleed  valve it is not required to be used each time the tank  is filled. However, many fill station attendants prefer  to utilize it during the fill process. There are also fill  stations where bleeding fuel to the atmosphere is  prohibited. CAUTION: If this bleeder is utilized 

propane exits the valve and when mixed with air,  the area around the filling operation can become a  flammable/combustible environment. Follow  proper filling procedures when filling a propane 

tank.  

Pressure Relief Valve (Figure 4) 

Fixed  Liquid  level  Gauge  (80%  Bleeder) 

(Figure 4) 

The fixed liquid level gauge is a mechanical means of  verifying when the propane tank reaches 80%  capacity which is the maximum liquid capacity of any  propane tank.  This gauge is a bleeder opened by a  small thumb wheel that can be used for visual  monitoring during filling.  When a white mist  appears exiting this bleeder the tank is at 80% liquid 

8.0 LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 REV E 

If the pressure in the fuel tank exceeds 312.5 psi,  the pressure relief valve (PRV) will vent propane  vapor to the atmosphere. The pressure will not get  this high unless the tank has been overfilled, or  unless the tank is hotter than 60°C (140°F) or both. 

When the PRV vents the sudden pressure drop  significantly cools the remaining liquid, the boiling  liquid propane absorbs heat, pressure drops and the  valve closes. 

Page 3 of 11

The online version of this document is controlled.  

All printed versions are uncontrolled copies. 

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation 

Liquid Supply Valve (Figure 3) 

valve integrated into the LPG bypass solenoid valve. 

This manual valve must be opened for the by‐pass 

The liquid supply valve delivers liquid pressurized by  function to work correctly.  the fuel pump thru the fuel lines to the injector rails. 

The valve is excess flow protected and is integrated 

Fuel Pump Wire Pass‐Thru (Figure 3) 

with an external 12 volt operated solenoid. It is 

These two wires provide 12V and ground to the fuel  activated when the ignition key is cycled to the on  position. It is controlled by the OEM fuel pump  control strategy. The electric solenoid serves as a  pump through this hi‐pressure sealed plug.  The  wires are sealed and molded into the pipe fitting  without any added connections or terminals to 

100% fuel lock‐off for safety.  increase resistance.    

Regulated Vapor Return Valve (Figure 3) 

Fuel Level Float / Sensor (Figure 3) 

The liquid fuel is circulated from the fuel pump  through the liquid supply valve, fuel lines, and  injector rails and back to the tank via the return  valve. This return valve is a manual valve and the  fuel returns to the tank through a regulator and a  balancing orifice internal to the vapor space of the  tank.  This valve is equipped with an internal  hydrostatic line pressure relief device if the manual  valve is closed. 

Externally mounted, an arm and float extends to the  inside of the tank. It raises or lowers with the liquid  level of the fuel. An externally mounted sending unit  reacts magnetically to the fuel level and provides a  resistance value to the fuel level gauge on the dash.  

Resistance value is 250 ohms empty to 40 ohms full.  

Liquid Evacuation Service Valve (Figure 3) 

By‐pass Vapor Valve (Figure 3) 

This valve is used to evacuate the fuel from the tank  before servicing any valve on the tank or the tank  itself.  The valve is capped with a brass cap which  should always be reinstalled after any service  procedure.  

This normally closed valve opens when the LPG  control module energizes the LPG bypass relay. 

When energized, the fuel bypasses the fuel pressure  regulator and flows directly into the fuel tank. This  reduces the time required to purge all vapor from  the system during start up. The LPG bypass solenoid  has a built in excess flow valve that will reduce the  flow of LPG if the pressure difference between the  inlet and outlet of the valve is greater than the  calibrated amount. There is also a manual shut‐off 

Fuel Pump Access Cover (Figure 4) 

This port is used to provide access to the fuel pump  inside the tank. The fuel pump access cover utilizes  an o‐ring seal to seal to the flange. This O‐ring  should be replaced anytime it is removed.  

Page 4 of 11 8.0 LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 REV E 

The online version of this document is controlled.  

All printed versions are uncontrolled copies. 

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation 

Internal Fuel Tank 

Fuel Pump (Figure 5) 

The LPI® system is equipped with a submerged fuel  pump located in the bottom of the propane tank  much like a submerged gasoline fuel pump.  In order  to keep the fuel a liquid throughout the fuel lines 

  and injectors the fuel pump will boost pressure to  approximately 50 ‐ 60 PSI over tank pressure. 

Figure 4 LPG Fuel Tank 

Baffle Check Valve (Figure 5) 

A one way check valve is used to allow fuel to flow  into the baffled area freely, thus submerging the fuel  pump in liquid propane. The baffle check valve will  not allow fuel to escape out from outside the baffled  area. 

 

Figure 5 LPG Fuel Tank Internal View 

 

 

 

 

 

8.0 LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 REV E 

 

 

Page 5 of 11

The online version of this document is controlled.  

All printed versions are uncontrolled copies. 

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation 

FILTRATION AND FUEL LINES 

Fill Filter / Supply Filters (Figures 6‐8) 

It is necessary as with any fuel to filter contaminants  from entering the system.  The liquid propane  injection system incorporates a fill filter to catch  contaminants from entering the tank during  refueling.  This alone will prevent most  contamination from entering the fuel system  however our filtration continues as with a gasoline  system utilizing a “sock” type filter screen on the fuel  pump and another inline fuel filter, located on the  frame rail in the fuel supply line, to catch any finite  particles before the fuel reaches the injectors.  The  fill filter and the inline fuel filter are replaceable and  recommended replacement interval is 30,000 miles.  

When replacing the filters follow the fuel evacuation  procedures. Refer to Fuel Line Draining.  

Figure 6 LPG Fuel Tank Filter 

Figure 7 LPG Fuel Pump Filter 

 

Figure 8 LPG In‐line Filter 

 

LPG FUEL LINES (Figure 8) 

 

 

 

 

 

Fuel lines are Type III LPG approved hoses with  minimum permeability in order to pass the  evaporative shed test required by EPA/CARB.  These  hoses are very robust with rubber coated stainless  steel braiding to protect against chaffing while built  to a design working pressure of 350 PSI and burst  pressure of 1,750 PSI.  The lines are installed not to  impinge on any sharp edges of the vehicle, engine or 

 

  transmission components and are routed on the  vehicle chassis. 

 

 

 

Figure 8 LPG Fuel Lines (Shown in the back) 

 

 

8.0 LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 REV E 

Page 6 of 11

The online version of this document is controlled.  

All printed versions are uncontrolled copies. 

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation 

FUEL RAILS AND FUEL DISTRUBUTION  

utilities a “wait to start light” that illuminates for the  duration of the pump priming. It is recommended to 

 

follow the “wait to start light” procedure to start the  engine without the risk of a failed start. If the engine 

 

is started before the purge of vapor and the wait to 

 

start light goes out, a rough idle may be  experienced. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 9 Fuel Distribution System 

LPI® Fuel Rails (Figure 10 

The fuel rails are built of billet aluminum for  minimum heat transfer and to accommodate the  fuel distribution to each injector.  The liquid fuel is  delivered to each injector through a dedicated  supply passage while a separate return passage  allows for the fuel to flow back to the tank with  minimum restriction.  While the engine is running  the fuel flows through the rails and back to the tank  generally in a liquid state. However, the absorption  of heat from the engine and some restriction in the  return passage can cause production of vapor  bubbles which are returned to the tank and  condense   back to liquid.  Once the engine has been  turned off the absorption of heat into the rails will  vaporize the liquid fuel increasing the pressure in the  rail which pushes the liquid back to the tank until  temperature and pressure is equal to the tank.  This  leaves a void of vapor “a vapor lock” in the injector  rails. Therefore the pump must prime the system  before the engine is started.  The LPI® system 

8.0 LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 REV E 

 

Figure 10 LPG Fuel Flow in the Injector Rails 

 

LPI® Fuel Injector (Figure 11‐13) 

The injectors are high quality automotive injectors  manufactured by Siemens VDO which is now 

Continental AG.  The injectors are very reliable  unless subjected to fuel contamination, such as  water.  When water is present in large amounts,  freezing could occur causing random misfires. Other  contaminants such as rust particles sulfur or brine 

(salt) could restrict the injector orifice.   

The fuel injectors are a bottom feed design and the  high impedance operating coil electrically match the  resistance of most gasoline injector controllers at 12‐

13 Ω ohms.  Flow calibrations are sized to meet the  application.  The spray pattern is commonly referred  to as “pencil stream” and as liquid propane flows out 

  of the injector orifice it immediately starts to  vaporize. 

Page 7 of 11

 

The online version of this document is controlled.  

All printed versions are uncontrolled copies. 

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation 

Figure 11 LPG Fuel Injectors 

 

 

 

 

 

Figure 13 LPG Fuel Injector Spray 

 

Pressure Temperature Sensor (Figure 14 & 

16)

The combination LPG pressure and temperature  sensor is located on the driver’s side fuel rail. The 

LPG control module provides a reference voltage  and ground to the sensor and receives the fuel  pressure and temperature signals from the  combination sensor. The values are used to calculate  the amount of purge time required for startup. 

Figure 12 LPG Fuel Injectors 

8.0 LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 REV E 

 

Figure 14 LPG Pressure Temperature Sensor 

Page 8 of 11

The online version of this document is controlled.  

All printed versions are uncontrolled copies. 

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation 

Fuel Distribution Blocks (Figure 15 & 16)

The LPI® system fuel distribution blocks are located  behind the intake manifold.  There is a supply block  and return block. The fuel passes into the supply  block from the tank and distributes fuel equally to  each rail, then once the fuel exits the other side of  both rails it is then returned to the return block and  sent back to the tank. 

 

Figure 15 LPG Fuel Distribution Block 

 

 

Figure 16 LPG Fuel Distribution  

 

 

Stainless Steel Fuel Lines (Figure 17) 

The fuel lines going from the distribution block to  the rails is made out of 1/4” OD 316 stainless steel. 

We incorporate a double flare for each connection  which gives added protection against leaks. The max  rated working pressure is 4300 PSI which is well over  the 350 Max PSI needed for running the LPI® System. 

8.0 LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 REV E 

Page 9 of 11

The online version of this document is controlled.  

All printed versions are uncontrolled copies. 

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation 

Figure 17 LPG Steel Line Routing   While the vehicle is parked a low amperage vacuum 

Evaporative Emissions System 

(Figure 18) 

For many years gaseous fueled vehicles were  exempt from evaporative emissions however after  re‐visiting the facts and conducting some testing; the  requirements of EPA/CARB have identified that  propane vehicles do need to pass evaporative  emissions tests.  There are difficulties in the doing  this, especially with “vapor style” propane systems  due to the fact that hoses are permeable,  diaphragms are permeable and injectors do leak.  

Actually gasoline injectors leak and additional 

“EVAP” considerations are made on some gasoline  vehicles instead of the usual handling of the vapors  in the gasoline storage tank.  With a propane vehicle  the fuel storage tank is a closed system containing a  pressurized fuel where control of fuel vapors is not  necessary although any small leak from a fitting, a  hose or an injector can cause failed test results over  a 72 hour “shed test.” The LPI® system has been  designed to minimize any possibilities of leaks by  using TYPE III hoses, stainless steel fuel supply tubes,  reducing the amount of openings in the tank,  utilizing environmental friendly thread sealing  compounds and using no external regulator or  vaporizer.  The injectors however have a specified  minimum leak rate and after mileage accumulation  the leak rate may increase. This does not the affect  performance of fuel control.  Therefore a proprietary  designed EVAP fuel vapor handling system was  implemented to assure compliance with regulations.    pump evacuates the manifold on command by the 

LPG Control Module.  The pump may be heard while  the vehicle is parked as it comes on at specific  intervals.  Once the vehicle is re‐started, the OEM  canister purge strategy is utilized to purge the  carbon canisters. The process starts over again when  the vehicle is turned off.   

  

Figure 18 LPG Evaporative Canister 

The LPI® system utilizes the OEM carbon canister  and canister purge solenoid as well as the addition of  a vacuum pump, to take care of any injector leakage  while the engine is not running.  This accomplishes  two goals, it eliminates the possibility of fuel vapor  leaking to the atmosphere and eliminates the chance  of a richer fuel mixture during start up; both of  which could cause non‐compliance of tailpipe  emissions or evaporative emissions.   

8.0 LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 REV E 

Page 10 of 11

The online version of this document is controlled.  

All printed versions are uncontrolled copies. 

8.0 Liter LPG Fuel System Description and Operation 

Figure 19 LPG Evaporative Canister Routing 

 

 

8.0 LPG FUEL SYSTEM DESCRIPTION AND OPERATION 

 REV E 

Page 11 of 11

Was this manual useful for you? yes no
Thank you for your participation!

* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project

Download PDF

advertisement