CN104040162A - 燃料系统和相应的方法 - Google Patents

燃料系统和相应的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104040162A
CN104040162A CN201280065970.9A CN201280065970A CN104040162A CN 104040162 A CN104040162 A CN 104040162A CN 201280065970 A CN201280065970 A CN 201280065970A CN 104040162 A CN104040162 A CN 104040162A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel
high pressure
relief valve
pump
injector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201280065970.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104040162B (zh
Inventor
塞尔吉·尤达诺夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volvo Truck Corp
Original Assignee
Volvo Lastvagnar AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volvo Lastvagnar AB filed Critical Volvo Lastvagnar AB
Publication of CN104040162A publication Critical patent/CN104040162A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104040162B publication Critical patent/CN104040162B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/20—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863—Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/002—Arrangement of leakage or drain conduits in or from injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0003—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure
    • F02M63/0005—Fuel-injection apparatus having a cyclically-operated valve for connecting a pressure source, e.g. constant pressure pump or accumulator, to an injection valve held closed mechanically, e.g. by springs, and automatically opened by fuel pressure using valves actuated by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0028—Valves characterised by the valve actuating means hydraulic
    • F02M63/0029—Valves characterised by the valve actuating means hydraulic using a pilot valve controlling a hydraulic chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/005—Pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0205—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine
    • F02M63/0215—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine by draining or closing fuel conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0205—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine
    • F02M63/022—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine by acting on fuel control mechanism
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F02M63/023—Means for varying pressure in common rails
    • F02M63/0235—Means for varying pressure in common rails by bleeding fuel pressure
    • F02M63/0245—Means for varying pressure in common rails by bleeding fuel pressure between the high pressure pump and the common rail
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F02M63/0275—Arrangement of common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M67/00—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type
    • F02M67/10—Injectors peculiar thereto, e.g. valve less type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/46—Details, component parts or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus covered by groups F02M69/02 - F02M69/44
    • F02M69/462—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down
    • F02M69/465—Arrangement of fuel conduits, e.g. with valves for maintaining pressure in the pipes after the engine being shut-down of fuel rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
    • F02D41/123—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3863—Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves
    • F02D41/3872—Controlling the fuel pressure by controlling the flow out of the common rail, e.g. using pressure relief valves characterised by leakage flow in injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/18—Fuel-injection apparatus having means for maintaining safety not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/40—Fuel-injection apparatus with fuel accumulators, e.g. a fuel injector having an integrated fuel accumulator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/95—Fuel injection apparatus operating on particular fuels, e.g. biodiesel, ethanol, mixed fuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

本发明公开燃料系统，所述燃料系统包括低压燃料系统(4)、高压燃料泵(5)、共轨(6)、至少一个燃料喷射器(7)、和发动机管理系统(20)。发动机管理系统(20)可启动通过高压燃料泵(5)的循环冷却燃料流动以避免燃料沸腾，这通过使共轨(6)内的燃料的目标压力升高为高于触发高压燃料释放阀(14)的打开的阈值水平而使得由所述高压燃料泵(5)供给的燃料经过所述高压燃料释放阀(14)返回到所述低压燃料系统(4)内进行，或通过在所述至少一个燃料喷射器(7)内提供增加的内部燃料泄漏而使得由所述高压燃料泵(5)供给的燃料经由返回管线(13)返回到所述低压燃料系统(4)来进行。

Description

燃料系统和相应的方法
技术领域
本发明涉及用于将加压的低粘性燃料供给到内燃机的燃料系统。燃料系统包括低压燃料系统、高压燃料泵、共轨、燃料喷射器和发动机管理系统(EMS)。高压燃料泵布置为将加压的燃料供给到共轨，且共轨布置为将高压燃料供给到燃料喷射器，所述燃料喷射器构造为将高压燃料喷射到发动机的燃烧室内。本发明也涉及用于提供通过至少一个高压燃料泵的循环冷却燃料流动的方法。
背景技术
用于将高压燃料供给到燃料喷射器的燃料系统在背景技术中已熟知。这些燃料系统通常包括低压燃料系统、高压燃料泵以及其上连接有燃料喷射器的共轨。低压燃料系统的低压燃料泵将燃料送给到高压燃料泵，所述高压燃料泵构造为将加压的燃料供给到共轨。燃料喷射器构造为从共轨接收高压燃料且将高压燃料喷射到内燃机的燃烧室内。
与此燃料系统相关的一个潜在的问题是在热状态下的沸腾，特别是在使用例如二甲醚(DME)等的低粘性燃料的情况下。当高压燃料泵内燃料沸腾时，容积效率降低，这又可导致燃料压力的降低或完全消失。作为结果，发动机可能停机。
用于避免高压燃料泵内的燃料沸腾的一个已知的措施是为高压燃料泵提供以冷却开孔，所述冷却开孔位于高压燃料泵的入口计量阀(metering valve)的上游处。这样的解决方法从US2010/0282211A1中已知。冷却开孔提供了从高压燃料泵入口到低压燃料泵出口的流动路径，且燃料通过高压燃料泵的流动由于将运行期间在泵内生成的热导出而起到将泵冷却的作用。然而，尽管提供了冷却开孔，但在一定的运行条件期间和燃料泵设计的情况下，在高压燃料泵内仍可能出现燃料沸腾。
因此，对于消除了上述缺点的、改进的燃料系统，存在着需求。
发明内容
本发明的任务是提供根据本发明的燃料系统，其中降低了高压燃料泵内的燃料沸腾的风险。此任务通过独立权利要求1和14的特征实现。从属权利要求包含了本发明的有利的方法、另外的扩展和变体。
本发明涉及用于将特别是二甲醚(DME)或其混合物的加压的低粘性燃料供给到特别是压燃式发动机的内燃机的燃料系统，所述燃料系统包括低压燃料系统、高压燃料泵、共轨、至少一个燃料喷射器和发动机管理系统(EMS)，其中所述高压燃料泵布置为将加压的燃料供给到所述共轨，且所述共轨布置为将高压燃料供给到所述至少一个燃料喷射器，所述燃料喷射器构造为将高压燃料喷射到所述内燃机的燃烧室内。
本发明的燃料系统的特征在于，所述发动机管理系统(EMS)可启动通过至少高压燃料泵的循环冷却燃料流动以避免燃料沸腾，这通过如下方式实现：
使共轨内的燃料的目标压力升高为高于触发布置在所述高压燃料泵的下游的高压燃料释放阀的打开的阈值水平，而使得由所述高压燃料泵供给的燃料的至少一部分经过所述高压燃料释放阀返回到所述低压燃料系统，或
在所述至少一个燃料喷射器内提供增加的内部燃料泄漏而使得通过所述高压燃料泵供给的燃料的至少一部分通过返回管线返回到所述低压燃料系统。
本发明进一步涉及用于提供通过至少高压燃料泵的循环冷却燃料流动的方法，其中所述燃料泵是燃料系统的部分，所述燃料系统构造为将特别是二甲醚(DME)或其混合物的加压的低粘性燃料供给到特别是压缩式发动机的内燃机，所述燃料系统包括低压燃料系统、高压燃料泵、共轨、至少一个燃料喷射器和发动机管理系统(EMS)，其中所述高压燃料泵布置为将加压的燃料供给到所述共轨，且其中所述共轨布置为将高压燃料供给到所述至少一个燃料喷射器，所述燃料喷射器构造为将高压燃料喷射到所述内燃机的燃烧室内。
本发明的方法的特征在于启动通过至少高压燃料泵的循环冷却燃料流动以避免燃料沸腾，这通过如下方式实现：
使共轨内的燃料的目标压力升高为高于触发布置在所述高压燃料泵的下游的高压燃料释放阀的打开的阈值水平，而使得由所述高压燃料泵供给的燃料的至少一部分经过所述高压燃料释放阀返回到所述低压燃料系统，或
在所述至少一个燃料喷射器内提供增加的内部燃料泄漏而使得通过所述高压燃料泵供给的燃料的至少一部分通过返回管线返回到所述低压燃料系统。
本发明的燃料系统和相应的方法通过保证经过整个高压燃料泵的燃料冷却流动而降低了高压燃料泵内的燃料沸腾的可能性。如上所述的带有冷却开孔的现有技术的解决方法仅冷却了高压燃料泵的部分，即直至冷却开孔自身的部分，但不冷却高压燃料泵的超过入口计量阀的部分。燃料在入口计量阀下游即在高压燃料泵的高压泵送单元的抽吸侧形成的蒸汽泡因此将不被现有技术的解决方法排空，因此明显地降低了泵的容积效率。
根据本发明的第一实施例，为保证经过整个高压燃料泵的燃料冷却流动，通过布置在高压燃料泵下游的高压燃料释放阀提供了从所述高压燃料泵到低压燃料系统的冷却燃料流动。因此保证冷却燃料流动通过高压燃料泵的所有关键部分，因此抑制了不仅在入口计量阀的上游而且在所述入口计量阀的下游即在高压泵送单元处的任何不希望的燃料蒸汽泡的形成，且将其排空。通过将共轨内的目标压力临时升高到阈值水平以上提供了通过所述高压燃料释放阀的所述冷却流动，这触发了高压燃料释放阀的打开。
如果现有的安全释放阀提供在高压燃料泵下游以用于防止由于过大的燃料压力对于高压燃料泵、共轨或燃料喷射器的损坏，则所述现有的安全释放阀自身可能优选地用作高压燃料释放阀，使得不要求另外的高压释放阀，因此降低了燃料系统的成本以及增加了燃料系统的可靠性和耐久性。
根据本发明的第二实施例，为保证经过整个高压燃料泵的所述燃料冷却流动，通过所述至少一个燃料喷射器内的增加的内部燃料泄漏提供了从高压燃料泵到低压燃料系统的冷却燃料流动。在从喷射器泄漏之后，冷却燃料流动通过将每个燃料喷射器与低压燃料系统连接的返回管线被返回到所述低压燃料系统。此解决方法通常不要求任何另外的硬件部件且优选地仅通过新的软件实施。因此，不要求或至少不要求另外的高压燃料释放阀，因此降低了成本且增加了燃料系统的可靠性和耐久性。
根据本发明，发动机管理系统(EMS)优选地布置为在确定了高压燃料泵内的燃料沸腾的风险时启动通过高压燃料泵的循环冷却燃料流动。循环冷却燃料流动因此仅在确定了燃料沸腾的风险时被启动。当估计为无风险或仅低的风险时，不提供循环冷却燃料流动。风险的水平优选地通过发动机管理系统基于一个或多个指标确定，如在下文中将更详细地论述。循环燃料流动的程度可以是固定的或变化的。
根据本发明，发动机管理系统(EMS)优选地构造为当发动机在燃料非喷射模式中运行时确定在所述高压燃料泵内存在燃料沸腾的风险。对于燃料沸腾的升高风险，在燃料非喷射模式下的发动机运行是容易实施的指标，因为在燃料非喷射模式中，基本上无燃料流动通过整个高压燃料泵，即也经过高压泵送单元。高压燃料泵入口计量阀几乎关闭，且然后高压燃料泵内的燃料可迅速地蒸发，从而导致容积效率的损失。燃料非喷射模式例如可在车辆的滑行或发动机制动期间发生。
根据本发明，发动机管理系统(EMS)优选地构造为根据如下参数的至少一个确定高压燃料泵内的燃料沸腾的风险：发动机运行模式，发动机运行模式的持续时间，邻近高压燃料泵和/或在高压燃料泵内的燃料温度，邻近高压燃料泵和/或在高压燃料泵内的燃料压力，燃料沸点。如上所述，燃料非喷射模式可用作用于燃料沸腾的高风险的更简单的指标。然而，在一些情况中，可能有利的是基于仅进入非喷射模式而不启动循环冷却燃料流动。例如，发动机运行模式的持续时间是相关的，因为短时间的发动机非喷射模式持续时间不立即导致燃料沸腾。此外，燃料温度和燃料自身的特性是在确定风险时可考虑的相关指标。
根据本发明，高压燃料释放阀优选地是机械释放阀，高压燃料释放阀沿燃料供给管线布置在高压燃料泵和共轨之间，或连接到共轨。机械释放阀意味着低成本，这不仅对于阀自身而且因为不要求对于阀的电控。阀的定位是在高压燃料泵下游的某处。
根据本发明，高压燃料释放阀优选地也作为燃料系统的安全限压释放阀起作用，以防止由于过高的燃料压力对于共轨、所述至少一个燃料喷射器或高压燃料泵中的任何的损坏。通过提供允许循环冷却燃料流动以及作为安全限压释放阀运行的带有双重功能性的高压燃料释放阀，在高压燃料泵下游仅要求单独的释放阀，因此降低了燃料系统的成本且增加了其可靠性和耐久性。
根据本发明，高压燃料释放阀优选地是在高压燃料泵下游和所述至少一个燃料喷射器上游的单独的释放阀。
根据本发明，所述燃料系统可进一步包括布置在高压燃料泵下游且所述至少一个燃料喷射器上游的另外的安全释放阀，其中触发高压燃料释放阀打开的阈值水平低于触发所述另外的安全释放阀打开的阈值水平。包括两个释放阀而每个释放阀具有触发其打开的不同的阈值的此布置由于释放阀冗余性在燃料系统的安全方面可能是有利的。此外，另外的安全释放阀可被电控，使得触发其打开的阈值可取决于运行模式等变化。
根据本发明，所述至少一个燃料喷射器内的所述临时增加的内部燃料泄漏优选地通过增加所述至少一个燃料喷射器内的阀控制泄漏来提供。此类型的临时增加的内部燃料泄漏容易实施，优选地仅通过合适的软件实施。无需修改高压燃料泵或共轨，因此避免了昂贵的再设计。
根据本发明，优选通过允许燃料从共轨进入所述至少一个燃料喷射器的内部喷射器空间并同时和/或随后允许燃料从内部喷射器空间排放到返回管线来增加所述至少一个燃料喷射器内的所述阀控制泄漏，其中所述燃料的进入和排放由发动机管理系统(EMS)直接或间接地控制，使得无燃料喷射到所述燃烧室内。
根据本发明，所述至少一个燃料喷射器优选地包括：弹簧加载的喷嘴以用于将高压燃料喷射到所述燃烧室内；布置在将所述喷嘴与共轨连接的燃料供给管线上的入口阀，所述入口阀直接或间接地通过所述发动机管理系统(EMS)控制；和在将低压燃料系统与燃料供给管线连接的返回管线上布置在入口阀和喷嘴之间的燃料溢流阀，所述燃料溢流阀直接或间接地通过发动机管理系统(EMS)控制；其中燃料的进入通过入口阀控制，且燃料的排放通过溢流阀控制，且其中在所述至少一个燃料喷射器内的所述临时增加的内部燃料泄漏的时间期间，控制入口阀和溢流阀，使得内部喷射器空间内的燃料压力不超过触发喷嘴的打开的阈值水平，因此防止燃料被喷射到燃烧室内。
根据本发明，所述至少一个燃料喷射器内的所述临时增加的内部燃料泄漏优选地通过来自发动机管理系统(EMS)的一系列短时控制脉冲提供，以提供燃料向内部喷射器空间内的重复短时进入以及燃料从所述空间中的重复短时排放。每次燃料进入的时长必须足够短，以免导致燃料喷射到燃烧室内，这例如取决于燃料喷射器的设计可在燃料喷射器的入口阀下游的燃料压力超过喷嘴关闭力时发生。在此，一系列短时控制脉冲导致通过燃料喷射器且经过返回管线回到低压燃料系统的充分的循环冷却燃料流动。
根据本发明，所述至少一个燃料喷射器内的所述临时增加的内部燃料泄漏优选地构造为也在发动机喷射运行模式期间实现，这通过将所述燃料的进入和排放安排在与发动机喷射运行模式相关的燃料正常进入时段和燃料正常排放时段之间来进行。因此，不仅在发动机非喷射运行模式中而且在发动机喷射运行模式中都可提供循环冷却燃料流动。在低燃料消耗运行模式期间，这可能是特别有利的，因为此时燃料消耗流动的冷却效果相对低。
附图说明
现在将参考附图详细描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明第一实施例的燃料系统；
图2示出了根据本发明第一实施例的修改的燃料系统；并且
图3示出了根据本发明第二实施例的燃料系统。
具体实施方式
本发明的多种方面将在后文中结合附图描述，所述附图提供为图示且非限制本发明，其中类似的标记指示类似的元件，且方面的变化不限制于特定的所示的方面，而是可应用于本发明的其它变化。
图1示出了根据本发明的第一实施例的燃料系统，所述燃料系统包括：燃料箱1、供应泵2、隔离阀3和其它的相关部件(未示出)，它们形成低压燃料系统4；和高压燃料泵5，高压燃料泵5将压力下的燃料输送到共轨6，共轨6将加压燃料供给到多缸发动机(未示出)的多个燃料喷射器7(图中仅示出一个)。燃料喷射器7可以是任何常规类型的燃料喷射器，例如US2008/0202471A1中公开的任何类型，其中，发动机管理系统20对正时和要喷射的燃料量进行电控。多个燃料喷射器7都连接到共同的燃料喷射器返回管线13，所述返回管线13依次经过压力隔离阀30和背压调节器18连接到低压系统4。压力隔离阀30布置为防止从低压系统经由燃料喷射器7到燃烧室内的泄漏，且施加了弱的关闭力，从而，该阀在发动机运行状态期间基本是打开的，并且在发动机停止时首先关闭。经过压力隔离阀30的阀杆泄漏的任何燃料经由单独的压力隔离阀返回管线31馈送到燃料箱1。对于压力隔离阀30的更多细节和功能，参见文献US2011/0005494和US6189517B1。弹簧加载的背压调节器18在背压调节器18的上游生成了一定的背压，以避免燃料的蒸发。背压调节器18被完全封闭以避免任何燃料泄漏。发动机管理系统(EMS)20至少控制了燃料喷射器7，但优选还控制高压燃料泵5和供应泵2。
根据本发明的燃料喷射系统的工作如下：在发动机的燃烧运行模式期间，即在燃料喷射运行模式期间，供应泵2将低压燃料供给到由马达19驱动的高压燃料泵5的泵入口。从该高压燃料泵入口将燃料送给到入口计量阀，所述入口计量阀可运行以计量到高压燃料泵5的高压泵送单元的精确的燃料体积。根据所使用的燃料类型，该泵送单元将燃料加压到高压力，取决于燃料特性，所述高压力通常从大约200巴直至2000巴以上。例如，柴油燃料通常被加压到高于2000巴，而DME燃料仅可被加压到大约350巴。加压的燃料随后被供给到共轨6，所述共轨6用作小的加压燃料存储器并将高压燃料供给到燃料喷射器7。
在燃料喷射运行模式期间的固有的燃料消耗会导致燃料的、经过该燃料系统的各个部件的自然的冷却流动，其中，来自燃料箱1的较冷燃料经过供应泵2、高压燃料泵5、共轨6和燃料喷射器7。然而，在发动机的非燃烧运行模式(也称为燃料非喷射运行模式)期间，例如在滑行或发动机制动期间，发动机的输出轴旋转但不提供动力输出，由于不存在到燃烧室内的燃料喷射而不发生燃烧。此运行模式停止了燃料经过燃料系统的消耗性冷却流动，从而导致燃料系统的各个部件的温度升高。燃料沸腾的问题则变得更明显，特别是在高压燃料泵5的高压泵送单元内，因为高压燃料泵的容积效率可能在燃料在其内部沸腾时降低。
图1中公开了对于此问题的根据本发明的第一实施例的解决方法，其中，在高压燃料泵5的下游设置高压燃料释放阀14。在此，高压燃料释放阀14在燃料管线上布置在高压燃料泵5和共轨6之间，但其它位置也是可以的，只要由高压燃料泵5供给的加压燃料被提供到高压燃料释放阀14即可。高压燃料释放阀14是常闭的机械释放阀，即弹簧加载的止回阀等，从而不需要昂贵而复杂的电控阀。高压燃料释放阀14的阈值水平被设定为比所述共轨的正常工作压力高的水平，该阈值水平触发了高压燃料释放阀14的打开。例如，在使用DME作为燃料期间，所述共轨的正常工作压力以及高压燃料泵5的输出压力可设定为350巴，且高压燃料释放阀14的触发其打开的阈值水平可设定为420巴。
发动机管理系统20连续监测一个或多个指标，以确定燃料系统内的燃料沸腾的风险。例如，当确定高压燃料泵5内存在燃料沸腾的高风险时，发动机管理系统20将共轨6内的燃料的目标压力调整为等于或高于高压燃料释放阀14的触发点。结果，高压燃料泵5的出口处的燃料压力升高，且在一段短时间之后达到高压燃料释放阀14的打开触发点，使得所述释放阀14打开。因此，允许来自高压燃料泵5的高压燃料经由释放阀返回管线返回到燃料系统的低压系统4，从而产生了经过整个高压燃料泵5的循环燃料冷却流动。一旦燃料沸腾的风险降低到足够低的水平，发动机管理系统20就将共轨6内的目标压力调整回到与使高压释放阀14关闭的正常运行相对应的值，而且，人为地产生的、经过高压燃料泵5的循环燃料冷却流动停止了。
图2中公开了第一实施例的变型，图2公开了基本上与结合图1所描述的燃料系统相同的燃料系统，但图2的燃料系统还包括另外的安全释放阀32，所述另外的安全释放阀32布置在所述高压燃料泵5下游但在所述至少一个燃料喷射器7上游。触发高压燃料释放阀14打开的阈值水平被设定为低于触发该另外的安全释放阀32打开的阈值水平。例如，触发高压燃料释放阀14打开的阈值水平被设定为420巴，而触发该另外的安全释放阀32打开的阈值水平被设定为430巴。如上所述，此解决方案由于释放阀的冗余性而提供了该燃料系统的安全方面的优点。此外，该另外的安全释放阀32可被机械地操作，即弹簧加载的，或者可以被电控，使得触发其打开的阈值可取决于运行模式而变化。
图3中公开了对于燃料沸腾问题的根据本发明的第二实施例的替代的解决方法。图3的燃料系统的许多方面与结合图1描述的燃料系统相同，且参考所述零件的前述公开。在图3中提供了常规的安全释放阀32。根据本发明的第二实施例，使用了特殊的燃料喷射器控制来增加燃料喷射器内的内部泄漏。泄漏的燃料经由返回管线13返回到低压系统4。如下文中将详述的，通过对燃料喷射器7内的各个阀的智能控制来产生燃料喷射器内的内部泄漏。
燃料喷射器7包括布置在共轨6下游的另外的压力隔离阀8。该另外的压力隔离阀8的用途和功能基本上与布置在返回管线13内的压力隔离阀30相同，即，防止从共轨6到燃料喷射器7内且进一步到燃烧室内的燃料泄漏。类似于压力隔离阀30，该另外的压力隔离阀8被设计为使得：一旦该阀打开，阀8的暴露于上游燃料压力的面积足够大，以克服该阀的返回弹簧的力以及当上游压力在正常的用于运行发动机的共轨压力特征附近时作用在阀上的背压，从而使阀8保持打开。如果发动机停止且共轨压力降低到低于预定水平，则该另外的压力隔离阀8关闭且该阀的暴露于其上游压力的面积变得相对小，从而需要高于供给压力水平的压力来将该另外的压力隔离阀重新打开。经过该另外的压力隔离阀8的阀杆泄漏的燃料经由另外的返回管线36被返回到低压侧4。
燃料喷射器7还包括位于共轨6和喷嘴11之间的入口阀10。入口阀10控制经由将所述喷嘴11与所述共轨6连接的燃料供给管线35到燃料喷射器7的燃料进入。入口阀10可由发动机管理系统20直接控制的电促动的入口阀形成，但该入口阀优选由控制该入口阀10的电操作的先导阀9液压操作。燃料喷射器7还包括布置在入口阀10的出口和返回管线13之间的电操作的常开溢流阀12。溢流阀12在此被公开为由发动机管理系统20直接控制的电操作的阀，但其它构造也是可以的，例如液压操作的阀等。喷嘴11具有由返回弹簧朝着关闭该喷嘴11的方向偏置的针。返回弹簧安装在弹簧室内，所述弹簧室在被加压时将辅助弹簧将针向关闭喷嘴偏置。溢流阀12的出口连接到返回管线13。入口阀10包括出口室22和控制室23，所述控制室23由先导阀9经由所述另外的压力隔离阀8连接到共轨6，或者连接到返回管线13，这取决于来自控制该先导阀9和溢流阀12的发动机管理系统20的指令。
返回到图3，该燃料喷射系统工作如下：在单独的相继喷射之间且随着发动机的运行，高压燃料泵将高压燃料连续供给到共轨6。所述另外的压力隔离阀8打开；喷嘴11上游的压力等于返回管线13内的由背压调节器18设定的压力。先导阀9和溢流阀12未被发动机管理系统20激活。先导阀9处于其非激活位置，且将共轨6经由打开的所述另外的压力隔离阀8连接到入口阀10的控制室23。来自共轨6的压力与入口阀10内的弹性装置的力一起将入口阀10保持在其关闭位置。内部喷射器空间33经由处于打开状态的溢流阀12连接到低压系统4，所述内部喷射器空间33基本上由位于入口阀10和喷嘴11之间的燃料管线以及位于入口阀10和溢流阀12之间的燃料管线限定。喷嘴11由针返回弹簧关闭。
为了开始喷射，发动机管理系统20将控制电流施加到溢流阀12而将其关闭，且施加到先导阀9，所述先导阀9将入口阀10的控制室23从共轨6断开。控制室23内的压力降低而允许从出口室22作用在入口阀10上的共轨压力克服弹性装置的力和其控制室23内的降低压力而打开入口阀10。入口阀10的最初打开允许来自加压的共轨6的燃料进入喷嘴11且将喷嘴11处的压力升高为高于由喷嘴返回弹簧限定的喷嘴打开压力。所述针打开了喷嘴11且开始燃料喷射。通过喷嘴11离开而进入发动机的燃烧室内的流动产生了入口阀10两端的压降，因此产生了出口室22内的压力和控制室23内的压力之间的正差值，此差值完全打开入口阀10且只要先导阀9被加电则维持入口阀10打开。
为了终止喷射，发动机管理系统20将先导阀9解除激活，所述先导阀9然后将控制室23从入口阀10下游断开且将控制室23连接回到共轨6。控制室23内的压力升高且与入口阀10的弹性装置一起促使入口阀10朝向关闭位置降低。在入口阀10的关闭阶段和其流动面积的相应的降低期间，燃料继续从打开的喷嘴11喷射且喷嘴11内的压力降低，直至喷嘴11的返回弹簧将所述针向下移动且关闭喷嘴11。然后，发动机管理系统20将溢流阀12解除激活且打开溢流阀12，以释放喷嘴11的相对高的残余压力，否则所述残余压力可能经过关闭的喷嘴11泄漏到发动机内。喷嘴11内的压力下降到由背压调节器18设定的水平，且该系统返回到图3中描绘的其初始位置。
对于燃料沸腾的根据本发明的第二实施例的替代解决方法基于对所述先导阀9、入口阀10和溢流阀12的智能控制，使得实现了燃料喷射器7内的高程度的内部燃料泄漏，因此提供了至少经过高压燃料泵的循环冷却燃料流动，这种流动有助于避免燃料沸腾。
通过增加的水平的阀控制泄漏来实现燃料喷射器内的增加的内部泄露。通过允许燃料从共轨6进入燃料喷射器7的内部喷射器空间33内并同时和/或随后允许燃料从内部喷射器空间33排放到所述返回管线13，来增加燃料喷射器7内的阀控制泄漏，其中，所述燃料到燃料喷射器7中的进入和从燃料喷射器7中的排放由发动机管理系统20控制，使得无燃料被喷嘴11喷射到所述燃烧室内。
更详细地，在打开入口阀10之前，所述内部喷射器空间内的燃料压力基本上由背压调节器18控制，使得所述燃料压力大致低于共轨6的压力，因为溢流阀12打开，从而允许内部喷射器空间33内的残余高压经过返回管线13返回到低压系统4。当确定需要循环冷却燃料流动时，为了增加内部喷射器泄漏，发动机管理系统20布置为打开入口阀10，从而允许高压燃料进入内部喷射器空间33，同时维持溢流阀12打开。尽管溢流阀12打开，但由于溢流阀12的有限的流动容量，内部喷射器空间33内的压力迅速升高。在允许所述内部喷射器空间33内的燃料压力超过触发该喷嘴11打开的阈值水平之前，入口阀10关闭，且允许内部喷射器空间内的高压燃料经由溢流阀12返回到返回管线13内。
此过程可执行一次或以一系列进入/离开的过程执行，这通过来自所述发动机管理系统20的短时压力控制脉冲控制。
燃料喷射器7内的临时增加的内部燃料泄漏例如可在滑行或发动机制动的发动机非喷射运行模式期间实现，或在发动机喷射运行模式期间通过将燃料的所述进入和排放安排在与所述发动机喷射运行模式相关的燃料正常进入时段和燃料正常排放时段之间来进行。替代地，溢流阀12可构造为在一定的时间段内常开，同时仍通过喷射器11喷射燃料。因此，可大体上与增加的内部喷射器泄漏同时提供正常的燃料喷射。
所述另外的压力隔离阀8、先导阀9、入口阀10和溢流阀12的整合程度当然可变化。高程度的阀整合是优选的，但所述阀8、9、10、12的一些或全部可替代地布置在燃料喷射器7外部，如果此构造被认为是有利的。
发动机管理系统(EMS)基于一个或多个技术参数确定所述高压燃料泵内的燃料沸腾的风险，例如燃料温度、燃料特性、燃料压力、发动机运行模式、发动机温度、发动机转速、燃料消耗流量、燃料控制流量、发动机制动控制器接合等。取决于所用的风险确定算法的类型和复杂性，风险可具有布尔类型，即存在或不存在风险，或可确定风险的程度，即低程度、中等程度、高程度等。发动机管理系统则构造为当存在风险时或当风险的程度高于预先确定的值时启动且维持冷却燃料流动。
在权利要求中所提及的附图标号不应视作限制由权利要求所保护的主旨的范围，且其唯一的功能是使得权利要求更容易被理解。
如将认识到，本发明可在多个明显的方面上修改，所有所述方面不偏离附带的权利要求。因此，附图及其描述被视作本质上是阐述性的而非限制性的。

Claims (14)

1.一种用于将加压的低粘性燃料供给到内燃机中的燃料系统，所述低粘性燃料尤其是二甲醚(DME)或其混合物，所述内燃机尤其是压燃式发动机，所述燃料系统包括低压燃料系统(4)、高压燃料泵(5)、共轨(6)、至少一个燃料喷射器(7)、和发动机管理系统(20)，所述高压燃料泵(5)布置为将加压的燃料供给到所述共轨(6)，且所述共轨(6)布置为将高压燃料供给到所述至少一个燃料喷射器(7)，所述燃料喷射器(7)被构造为将高压燃料喷射到所述内燃机的燃烧室内，其特征在于，所述发动机管理系统(20)能够通过以下方式中的任一种来启动至少经过所述高压燃料泵(5)的循环冷却燃料流动以避免燃料沸腾：
将所述共轨(6)内的燃料的目标压力升高到高于阈值水平，该阈值水平触发了布置在所述高压燃料泵(5)下游的高压燃料释放阀(14)的打开，从而，由所述高压燃料泵(5)供给的燃料的至少一部分经由所述高压燃料释放阀(14)返回到所述低压燃料系统(4)，或者
提供所述至少一个燃料喷射器(7)内的、增加的内部燃料泄漏，使得由所述高压燃料泵(5)供给的燃料的至少一部分通过返回管线(13)返回到所述低压燃料系统(4)。
2.根据权利要求1所述的燃料系统，其特征在于，所述发动机管理系统(20)布置为：当确定所述高压燃料泵(5)内存在燃料沸腾的风险时，启动经过所述高压燃料泵(5)的所述循环冷却燃料流动。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述发动机管理系统(20)被构造为：当发动机处于燃料非喷射模式时，确定所述高压燃料泵(5)内是否存在燃料沸腾的风险。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述发动机管理系统(20)构造为基于以下参数中的至少一个来确定所述高压燃料泵(5)内的燃料沸腾的风险：发动机运行模式、所述发动机运行模式的持续时间、所述高压燃料泵(5)附近和/或所述高压燃料泵(5)内的燃料温度、所述高压燃料泵(5)附近和/或所述高压燃料泵(5)内的燃料压力、燃料沸点。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述高压燃料释放阀(14)是机械释放阀，优选地，所述机械释放阀沿着燃料供给管线(34)布置在所述高压燃料泵(5)和所述共轨(6)之间，或者连接到所述共轨(6)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述高压燃料释放阀(14)也用作所述燃料系统的安全限压释放阀，以防止由于过高的燃料压力而造成所述共轨(6)、所述至少一个燃料喷射器(7)或所述高压燃料泵(5)中的任一个损坏。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述高压燃料释放阀(14)是位于所述高压燃料泵(5)下游但在所述至少一个燃料喷射器(7)上游的单个释放阀。
8.根据前述权利要求1至5中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述燃料系统还包括另外的安全释放阀(32)，所述另外的安全释放阀(32)布置在所述高压燃料泵(5)下游，但在所述至少一个燃料喷射器(7)上游，其中，触发所述高压燃料释放阀(14)打开的阈值水平低于触发所述另外的安全释放阀(32)打开的阈值水平。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，通过增加所述至少一个燃料喷射器(7)内的阀控制泄漏来提供所述至少一个燃料喷射器(7)内的所述临时增加的内部燃料泄漏。
10.根据权利要求9所述的燃料系统，其特征在于，通过允许燃料从所述共轨(6)进入所述至少一个燃料喷射器(7)的内部喷射器空间(33)并同时和/或随后允许燃料从所述内部喷射器空间(33)排放到所述返回管线(13)，来增加所述至少一个燃料喷射器(7)内的所述阀控制泄漏，其中，所述燃料的进入和排放由所述发动机管理系统(20)直接或间接控制，使得无燃料被喷射到所述燃烧室(11)内。
11.根据权利要求10所述的燃料系统，其特征在于，所述至少一个燃料喷射器(7)包括：弹簧加载的喷嘴(11)，所述喷嘴(11)用于将高压燃料喷射到所述燃烧室内；入口阀(10)，所述入口阀(10)布置在将所述喷嘴(11)与所述共轨(6)连接的燃料供给管线(35)上，所述入口阀(10)由所述发动机管理系统(20)直接或间接控制；以及溢流阀(12)，所述溢流阀(12)在将所述低压燃料系统(4)与所述燃料供给管线(35)连接的返回管线上布置在所述入口阀(10)和所述喷嘴(11)之间，所述燃料溢流阀(12)由所述发动机管理系统(20)直接或间接控制；其中，所述燃料的进入由所述入口阀(10)控制，所述燃料的排放由所述溢流阀(12)控制，并且其中，在所述至少一个燃料喷射器(7)内的所述临时增加的内部燃料泄漏的时间内，所述入口阀(10)和所述溢流阀(12)被控制，使得所述内部喷射器空间(33)内的燃料压力不超过触发所述喷嘴(11)打开的阈值水平，由此，防止燃料被喷射到所述燃烧室内。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的燃料系统，其特征在于，通过来自所述发动机管理系统(20)的一系列短时控制脉冲来提供所述至少一个燃料喷射器(7)内的所述临时增加的内部燃料泄漏，以提供燃料向所述内部喷射器空间(33)内的重复短时进入以及燃料从所述空间(33)中的重复短时排放。
13.根据前述权利要求10至12中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，在发动机喷射运行模式期间也实现所述至少一个燃料喷射器(7)内的所述临时增加的内部燃料泄漏，这通过将燃料的所述进入和排放安排在与所述发动机喷射运行模式相关的燃料正常进入时段和燃料正常排放时段之间来进行。
14.一种用于提供至少经过高压燃料泵(5)的循环冷却燃料流动的方法，其中，所述高压燃料泵(5)是构造为将加压的低粘性燃料供给到内燃机中的燃料系统的一部分，所述低粘性燃料尤其是二甲醚(DME)或其混合物，所述内燃机尤其是压燃式发动机，所述燃料系统包括低压燃料系统(4)、高压燃料泵(5)、共轨(6)、至少一个燃料喷射器(7)、和发动机管理系统(20)，其中，所述高压燃料泵(5)布置为将加压的燃料供给到所述共轨(6)，并且所述共轨(6)布置为将高压燃料供给到所述至少一个燃料喷射器(7)，所述燃料喷射器(7)构造为将高压燃料喷射到所述内燃机的燃烧室内，所述方法的特征在于：
通过以下方式中的任一种来启动至少经过所述高压燃料泵(5)的循环冷却燃料流动以避免燃料沸腾：
将所述共轨(6)内的燃料的目标压力升高到高于阈值水平，该阈值水平触发了布置在所述高压燃料泵(5)下游的高压燃料释放阀(14)的打开，从而，由所述高压燃料泵(5)供给的燃料的至少一部分经由所述高压燃料释放阀(14)返回到所述低压燃料系统(4)，或者
提供所述至少一个燃料喷射器(7)内的、增加的内部燃料泄漏，使得由所述高压燃料泵(5)供给的燃料的至少一部分通过返回管线(13)返回到所述低压燃料系统(4)。
CN201280065970.9A 2012-01-03 2012-01-03 燃料系统和相应的方法 Active CN104040162B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2012/000010 WO2013102467A1 (en) 2012-01-03 2012-01-03 Fuel system and corresponding method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104040162A true CN104040162A (zh) 2014-09-10
CN104040162B CN104040162B (zh) 2016-11-09

Family

ID=45464578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280065970.9A Active CN104040162B (zh) 2012-01-03 2012-01-03 燃料系统和相应的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9394857B2 (zh)
EP (2) EP3135902B1 (zh)
CN (1) CN104040162B (zh)
WO (1) WO2013102467A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107849989A (zh) * 2015-06-03 2018-03-27 西港能源有限公司 多燃料发动机设备
CN110869605A (zh) * 2017-08-28 2020-03-06 沃尔沃卡车集团 用于发动机的加压燃料系统以及操作用于发动机的加压燃料系统的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9617927B2 (en) * 2014-11-04 2017-04-11 Ford Global Technologies, Llc Method and system for supplying liquefied petroleum gas to a direct fuel injected engine
GB2532252A (en) * 2014-11-13 2016-05-18 Gm Global Tech Operations Llc A fuel injection system of an internal combustion engine
JP6583304B2 (ja) * 2017-02-17 2019-10-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN112055778A (zh) * 2017-12-14 2020-12-08 康明斯公司 用于降低共轨燃料系统中的轨道压力的系统和方法
CN114270028A (zh) * 2019-08-29 2022-04-01 沃尔沃卡车集团 燃料喷射系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020092505A1 (en) * 2000-08-16 2002-07-18 Helmut Rembold Fuel supply apparatus for an internal combustion engine
US20020134323A1 (en) * 2001-03-22 2002-09-26 Naoki Yanagisawa Fuel supply system for dimethyl ether engine
CN1675463A (zh) * 2002-08-16 2005-09-28 罗伯特·博世有限公司 用于内燃机的燃料喷射装置
WO2006100207A1 (de) * 2005-03-21 2006-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Druckabbauverfahren für eine einspritzanlage und entsprechende einspritzanlage
CN101297108A (zh) * 2005-10-19 2008-10-29 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 适合于低粘性燃油的燃油喷射系统
CN101358572A (zh) * 2007-07-05 2009-02-04 玛涅蒂马瑞利动力系统股份公司 用于在共轨型燃料供给系统中控制过压的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6189517B1 (en) 1998-02-12 2001-02-20 Avl Powertrain Engineering, Inc. Internal combustion engine with low viscosity fuel system
DE19957742A1 (de) * 1999-12-01 2001-06-07 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffzuführvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
SE536105C2 (sv) 2008-03-04 2013-05-07 Volvo Lastvagnar Ab Bränsleinsprutningssystem för en förbränningsmotor och fordon innefattande ett sådant bränsleinsprutningssystem
DE102008001015A1 (de) * 2008-04-07 2009-10-08 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzsystem
EP2123890A1 (en) * 2008-05-21 2009-11-25 GM Global Technology Operations, Inc. A method and system for controlling operating pressure in a common-rail fuel injection system, particularly for a diesel engine
EP2249021A1 (en) 2009-05-06 2010-11-10 Delphi Technologies Holding S.à.r.l. Fuel Delivery System

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020092505A1 (en) * 2000-08-16 2002-07-18 Helmut Rembold Fuel supply apparatus for an internal combustion engine
US20020134323A1 (en) * 2001-03-22 2002-09-26 Naoki Yanagisawa Fuel supply system for dimethyl ether engine
CN1675463A (zh) * 2002-08-16 2005-09-28 罗伯特·博世有限公司 用于内燃机的燃料喷射装置
WO2006100207A1 (de) * 2005-03-21 2006-09-28 Siemens Aktiengesellschaft Druckabbauverfahren für eine einspritzanlage und entsprechende einspritzanlage
CN101297108A (zh) * 2005-10-19 2008-10-29 沃尔沃拉斯特瓦格纳公司 适合于低粘性燃油的燃油喷射系统
CN101358572A (zh) * 2007-07-05 2009-02-04 玛涅蒂马瑞利动力系统股份公司 用于在共轨型燃料供给系统中控制过压的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107849989A (zh) * 2015-06-03 2018-03-27 西港能源有限公司 多燃料发动机设备
CN110869605A (zh) * 2017-08-28 2020-03-06 沃尔沃卡车集团 用于发动机的加压燃料系统以及操作用于发动机的加压燃料系统的方法
CN110869605B (zh) * 2017-08-28 2021-12-28 沃尔沃卡车集团 发动机加压燃料系统和操作发动机加压燃料系统的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2800896A1 (en) 2014-11-12
CN104040162B (zh) 2016-11-09
EP2800896B1 (en) 2017-05-31
EP3135902B1 (en) 2018-04-18
EP3135902A1 (en) 2017-03-01
WO2013102467A1 (en) 2013-07-11
US9394857B2 (en) 2016-07-19
US20150068496A1 (en) 2015-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104040162A (zh) 燃料系统和相应的方法
CN105317605B (zh) 用于提升燃料泵的电流脉冲控制方法
CN101737185B (zh) 内燃机的控制装置
CN101435376B (zh) 内燃机起动系统及方法
CN103958872B (zh) 燃料系统控制
KR101602970B1 (ko) 탄화수소 인젝터를 구비한 엔진용 연료 분사 시스템
CN102713235B (zh) 使用于喷射燃料到内燃机燃烧室里面的喷射装置的喷射器恒温的方法
US8651089B2 (en) Injection system for an internal combustion engine
US20110232270A1 (en) Fuel system having multi-functional electric pump
CN105189982B (zh) 用于燃料调节的方法和装置
CN100398809C (zh) 燃料喷射系统
US9395274B2 (en) Method to test equipment with variable geometries of an aircraft engine
JP7033616B2 (ja) 内燃機関を気相の気体燃料によって、そして液相の気体燃料によって駆動するように適応させるシステム
CN105829703A (zh) 混合燃料喷射设备
CN105229296B (zh) 用于对燃料供给管道排气的方法和内燃机
CN108386285B (zh) 内燃机的燃料喷射装置
CN111212967B (zh) 发动机运行的控制策略
KR20060028699A (ko) 귀환 레일 내의 압력 맥동이 감소된 연료 분사 시스템
EP3249206B1 (en) System for adapting an internal combustion engine to be powered by gaseous fuel in gas phase and by gaseous fuel in liquid phase
JP5445413B2 (ja) 燃料供給装置
CN112539126A (zh) 具有跛行回家模式的共轨燃料喷射系统
WO2017021583A1 (en) Fuel injection system and method for operating a piston engine
CN108138676A (zh) 用于操作包括高压燃料注射系统的内燃机的方法和设备
WO2015157858A1 (en) Fuel system for an internal combustion engine
US20190242350A1 (en) Fuel-pumping device for an internal combustion engine, and a method for pumping fuel in a fuel-pumping device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant