CN103104388A - Dme共轨燃料供应装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种DME共轨燃料供应装置和方法，二甲醚（DME）共轨燃料供应装置可以包括：燃料泵，其与燃料箱和共轨件流体连接，并且经由燃料供应线路将所供应的DME燃料从燃料箱供应至共轨件；喷射器，其从共轨件接收DME燃料，并且以预定压力喷射DME燃料；检测器，其布置在与喷射器和燃料箱流体连接以将从喷射器返回的燃料收集至燃料箱的燃料返回线路上；以及燃料量控制阀，其根据由检测器测量的值将燃料泵中的一部分燃料返回至与喷射器连接的燃料返回线路。

Description

DME共轨燃料供应装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年11月15日提交的韩国专利申请第10-2011-0119071号的优先权，该申请的全部内容为所有目的通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及二甲醚（DME）共轨燃料供应装置和方法，更具体而言，涉及能够稳定地维持DME的液化状态的DME共轨燃料供应装置和方法。
背景技术
近来，随着全球变暖和汽油价格升高，世界上的所有国家关注作为替代燃料的DME，DME能够维持与柴油一样的功率级别，该柴油用于当前大批量生产且使颗粒物质（PM）和废气减小的局部改变柴油机。
从而，图1中所示的DME共轨件已经被应用来发展专用的发动机。然而，在构建系统时存在困难，因为燃料性质会导致蒸汽（在高于-25度或低于6个大气压的情形）适当出现。即，当DME燃料没有维持其性质时，部件（诸如喷射器4）的耐久性可能减小。
图2是示出DME燃料的温度-压力曲线的图表。参考图2，可以看出DME燃料在40至45度附近且在10巴时维持液化状态。
然而，通常在图1中的点a处所测得的温度等于或小于90度，并且在该点a处测得的压力等于或小于3Mpa。因此，参考图2的温度-压力曲线，可以看出DME燃料蒸发的可能性较高。由此，需要通过克服该问题来使DME燃料维持在液化状态的装置。
本发明背景部分所公开的信息仅仅为了增强理解本发明的总体背景，并且不应该被视为承认或者在任何形式上暗示：该信息构成已经为本领域技术人员所熟知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供以下DME共轨燃料供应装置和方法，其能够增加燃料流率以降低燃料的平均温度并且将燃料的性质维持在液化状态，由此提高发动机的耐久性。
在本发明的一方面中，一种二甲醚（DME）共轨燃料供应装置可以包括：燃料泵，其与燃料箱和共轨件流体连接，并且经由燃料供应线路将所供应的DME燃料从所述燃料箱供应至所述共轨件；喷射器，其从所述共轨件接收所述DME燃料，并且以预定压力喷射所述DME燃料；检测器，其布置在与所述喷射器和所述燃料箱流体连接以将从所述喷射器返回的燃料收集至所述燃料箱的燃料返回线路上；以及燃料量控制阀，其根据由所述检测器测量的值将所述燃料泵中的一部分燃料返回至与所述喷射器连接的燃料返回线路。
所述燃料量控制阀布置在旁通线路上，所述旁通线路将所述燃料泵和所述喷射器的燃料返回线路流体连接以使所述燃料泵的燃料直接绕道至所述喷射器的燃料返回线路。
所述检测器可以包括：温度传感器，其用于测量所述燃料返回线路中的燃料的温度；以及压力传感器，其用于测量所述燃料返回线路中的燃料的压力。
发动机控制单元（ECU）基于所述检测器所测得的温度和压力来控制所述燃料量控制阀打开和关闭。
所述ECU接收所述温度传感器所测得的温度和所述压力传感器所测得的压力，并且根据使用基于温度和压力的液态确定映射表所确定的结果，在气态燃料即将变为液化燃料时控制所述燃料量控制阀打开。
当所述温度传感器所测得的温度高于预定值同时所述压力传感器所测得的压力与液态确定映射表中的预定压力对应时，所述燃料量控制阀打开。
所述DME共轨燃料供应装置还可以包括在所述喷射器和所述燃料箱之间的燃料返回线路上的辅助冷却装置。
在本发明的另一方面中，一种DME共轨燃料供应方法可以包括：执行接通；启动发动机；将DME燃料的温度和压力的预定相关值输入至ECU，以形成数据映射表；通过将被测温度和被测压力与所述预定相关值比较来根据ECU数据映射表内的温度和压力确定液化状态；以及当满足所述确定液化状态的条件时，维持与喷射器的燃料返回线路流体连接的燃料量控制阀的关闭状态。
所述DME共轨燃料供应方法还可以包括，当所述确定液化状态的条件不满足时，打开所述燃料量控制阀。
所述DME共轨燃料供应方法还可以包括，当被测温度高于ECU数据映射表中的预定温度，同时被测压力与数据映射表中的预定温度对应时，打开燃料量控制阀。
根据本发明的示例性实施例，DME燃料的性质可以有效地维持在液化状态，这可以提高DME共轨燃料供应装置的耐久性。
本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的本发明的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的本发明的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1示意性示出了根据现有技术的DME共轨燃料供应装置。
图2是DME燃料的一般温度-压力曲线。
图3示意性示出了根据本发明示例性实施例的DME共轨燃料供应装置的结构。
图4是示出根据本发明的另一个示例性实施例的DME共轨燃料供应方法的流程图。
图5是根据本发明示例性实施例的DME共轨燃料供应装置应用于温度和压力较低的DME燃料时的温度-压力曲线。
应该理解，附图没必要按比例，从而在一定程度上简化表示由本发明的基本原理所说明的多个特征。如文中所公开的本发明的具体设计特征，例如包括具体尺寸、方位、位置和形状，将由特意应用和使用环境来部分确定。
图中，在附图部分的所有图中附图标记涉及本发明的相同或等价的部件。
具体实施方式
下面详细参考本发明的各个实施例，其实例示出在附图中并且在下文中进行描述。虽然将结合示例性实施例描述本发明，但应该理解该描述的意图不是将本发明限制于那些示例性实施例。相反，本发明意在不仅覆盖示例性实施例，而且还覆盖可包含在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的各种替代、修改、等同物和其它实施例。
下面，参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例。
图3示意性示出了根据本发明示例性实施例的DME共轨燃料供应装置的结构。如图3所示，根据本发明示例性实施例的DME共轨燃料供应装置包括燃料箱10、低压泵20、冷却装置30、燃料泵40、共轨件50、喷射器60和燃料量控制阀41。
燃料箱10存储DME燃料，并且低压泵20设置成将DME燃料传送至燃料供应线路L。燃料箱10可以包括检测燃料是否泄漏的气体警报器11。
然后，低压泵20将存储在燃料箱10中的DME燃料传送至冷却装置30。冷却装置30主要用于降低DME燃料的温度。
DME燃料经过冷却装置30传给燃料泵40。燃料泵40产生高压，同时将所产生的压力泵送至共轨件50（将在下文中描述）。共轨件50维持由燃料泵40产生的压力并且将压力泵送至喷射器60。
旁通线路B形成在喷射器60的燃料返回线路中，并且燃料量控制阀41安装在旁通线路B上，以便控制燃料沿旁通线路B从燃料泵40直接绕道至喷射器60的燃料返回线路。发动机控制单元（ECU）基于检测器42（将在下文中描述）的所测值来控制燃料量控制阀41的打开和关闭。
同时，检测器42形成在喷射器60的下游侧。检测器42包括对DME燃料的温度和压力进行测量的温度传感器421和压力传感器422。
ECU监视由温度传感器421和压力传感器422实时测量的值，并且基于测量值控制燃料量控制阀41的打开和关闭。
经过检测器42的DME燃料可以经过燃料返回线路R返回至燃料箱10。此处，燃料返回线路R可以包括布置在其上以辅助冷却DME燃料的辅助冷却装置70。
图4是示出根据本发明示例性实施例的DME共轨燃料供应方法的流程图。如图4所示，通过执行接通（key-on）启动程序（S100）。当发动机启动时（S120），将DME燃料的温度和压力的预定值输入至ECU（S130）。
参考图2来确定DME的性质（S140），图2中示出了通常可以用在ECU内的DME温度-压力曲线。在该情形下，可以ECU控制数据的形式输入用于根据可使DME燃料维持在液化状态的温度和压力而确定液化状态的映射表。
在步骤S140中，确定从检测器42输入的温度和压力是否等于或小于DME温度-压力曲线。当满足该条件时，确定DME燃料维持液化状态，并且执行正常操作（S141）。
另一方面，当步骤S140的条件不满足时，确定DME燃料已经蒸发，并且燃料量控制阀41打开（S150）。
在本发明的示例性实施例中，当由检测器42所测得的温度高于ECU数据映射表中的预定温度，同时被测压力与数据映射表中的预定压力对应时，燃料量控制阀41打开。
如上所述，ECU监视由检测器42实时测量的值。当确定被测值高于预定值时，燃料泵40的燃料经过燃料量控制阀41直接绕过并且直接供应至喷射器60的燃料返回线路。即，当低温燃料加入用于在喷射器60喷射之后返回其余燃料的燃料通道时，燃料量同时增加。因此，温度减小。从而，如图5中所示，燃料的温度和压力减小，以抑制DME燃料蒸发，从而DME燃料维持液化状态。
此外，当燃料量控制阀41打开时，来自燃料泵40的燃料经过旁通线路B和燃料返回线路R绕道至辅助冷却装置70，从而燃料被进一步冷却。
出于说明和描述的目的给出以上本发明具体示例性实施例的描述。其目的不在于穷举或将本发明限定为所公开的确切形式，并且显然可以根据以上教导进行许多修改和变型。选择并且描述示例性实施例是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能够构造和利用本发明的各种示例性实施例，以及其各种替代和修改。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同内容限定。

Claims (10)

1.一种二甲醚共轨燃料供应装置，包括：
燃料泵，其与燃料箱和共轨件流体连接，并且经由燃料供应线路将所供应的二甲醚燃料从所述燃料箱供应至所述共轨件；
喷射器，其从所述共轨件接收所述二甲醚燃料，并且以预定压力喷射所述二甲醚燃料；
检测器，其布置在与所述喷射器和所述燃料箱流体连接以将从所述喷射器返回的燃料收集至所述燃料箱的燃料返回线路上；以及
燃料量控制阀，其根据由所述检测器测量的值将所述燃料泵中的一部分燃料返回至与所述喷射器连接的燃料返回线路。
2.根据权利要求1所述的二甲醚共轨燃料供应装置，其中所述燃料量控制阀布置在旁通线路上，所述旁通线路将所述燃料泵和所述喷射器的燃料返回线路流体连接以使所述燃料泵的燃料直接绕道至所述喷射器的燃料返回线路。
3.根据权利要求2所述的二甲醚共轨燃料供应装置，其中所述检测器包括：
温度传感器，其用于测量所述燃料返回线路中的燃料的温度；以及
压力传感器，其用于测量所述燃料返回线路中的燃料的压力。
4.根据权利要求3所述的二甲醚共轨燃料供应装置，其中发动机控制单元基于所述检测器所测得的温度和压力来控制所述燃料量控制阀打开和关闭。
5.根据权利要求4所述的二甲醚共轨燃料供应装置，其中所述发动机控制单元接收所述温度传感器所测得的温度和所述压力传感器所测得的压力，并且根据使用基于温度和压力的液态确定映射表所确定的结果，在气态燃料即将变为液化燃料时控制所述燃料量控制阀打开。
6.根据权利要求5所述的二甲醚共轨燃料供应装置，其中当所述温度传感器所测得的温度高于预定值同时所述压力传感器所测得的压力与液态确定映射表中的预定压力对应时，所述燃料量控制阀打开。
7.根据权利要求1所述的二甲醚共轨燃料供应装置，还包括在所述喷射器和所述燃料箱之间的燃料返回线路上的辅助冷却装置。
8.一种二甲醚共轨燃料供应方法，包括：
执行接通；
启动发动机；
将二甲醚燃料的温度和压力的预定相关值输入至发动机控制单元，以形成数据映射表；
通过将被测温度和被测压力与所述预定相关值比较来根据发动机控制单元数据映射表内的温度和压力确定液化状态；以及
当满足所述确定液化状态的条件时，维持与喷射器的燃料返回线路流体连接的燃料量控制阀的关闭状态。
9.根据权利要求8所述的二甲醚共轨燃料供应方法，还包括：
当所述确定液化状态的条件不满足时，打开所述燃料量控制阀。
10.根据权利要求8所述的二甲醚共轨燃料供应方法，还包括：
当被测温度高于发动机控制单元数据映射表中的预定温度，同时被测压力与数据映射表中的预定温度对应时，打开燃料量控制阀。
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