CN108019301A - 柴油低压/高压流控制系统 - Google Patents

柴油低压/高压流控制系统 Download PDF

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Abstract

用于内燃机的燃料喷射装置包括与燃料箱连通的燃料供应管线和燃料泵系统。燃料轨道连接到燃料供应系统和多个燃料喷射器。返回管线，从燃料轨道延伸到燃料箱。旁路通道，从供应管线延伸到返回管线，并且包括具有预设启动压力的压力释放阀。燃料温度传感器，用于感测燃料供应系统中的燃料的进料温度。压力控制模块，当进料温度低于预设温度时，将燃料轨道中的第一压力设定点设定在预设启动压力以下，并且当进料温度高于预设温度时，将第二压力设定点设定在压力释放阀的预设启动压力以上。

Description

柴油低压/高压流控制系统
技术领域
本公开涉及用于冷却来自柴油燃料系统的返回燃料的系统。
背景技术
本节提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
构造成从燃料泵向一组燃料喷射器供应高压燃料的燃料喷射系统是众所周知的。在这种系统中，燃料轨道组件由共轨道和从泵向喷射器供应燃料的喷射器进料管线。返回到燃料箱的热柴油对于通常使用的材料来说可能太热。已经提供冷却系统来冷却返回到燃料箱的燃料，包括需要附加硬件并具有许多封装约束的主动空气或液体冷却选项。因此，期望提供能够消除冷却硬件并增加燃料处理部件的耐久性的系统。
发明内容
本节提供本公开的总体概述，并且不全面地公开其全部范围或其全部特征。
用于具有多个燃烧室的内燃机的燃料喷射装置。该装置包括燃料供应系统，该燃料供应系统包括与燃料箱连通的燃料供应管线和用于从燃料箱通过燃料供应管线泵出燃料的燃料泵。燃料喷射系统，其连接到燃料供应系统，并且包括燃料轨道和多个燃料喷射器，其可操作以将燃料喷射到多个燃烧室中的相关联的一个燃烧室中。燃料返回管线，从燃料喷射系统延伸到燃料箱。旁路通道，从燃料供应管线延伸到燃料返回管线，并且包括具有预设启动压力的压力调节阀。燃料温度传感器，用于感测燃料供应系统中的燃料的进料温度。燃料压力控制模块，用于控制燃料供应系统中的燃料的压力，其中当进料温度低于预设温度时，燃料压力控制模块将第一压力设定点设定在压力释放阀的预设启动压力以下，并且当进给温度高于预设温度时，将第二压力设定点设定在压力释放阀的预设启动压力之上。
本公开的系统通过对返回燃料管线的冷却硬件的限制导致质量减少。此外，通过混合来自燃料箱的燃料以冷却返回管线燃料，增加燃料处理部件的耐久性。此外，本公开的系统与返回线路上的接头和连接不太复杂。本公开还允许包装和性能的灵活性，并且允许用于柴油冷却应用的常见解决方案。另外，灵活的燃料输送控制策略提供低压流控制系统的更好的性能和更好的能量优化。
根据本文提供的描述，其它适用范围将变得显而易见。本发明内容中的描述和具体示例仅仅是为了说明的目的，而不是为了限制本发明的范围。
附图说明
这里描述的附图仅用于所选择的实施例的说明性目的，而不是所有可能的实现，并不意图限制本公开的范围。
图1是用于内燃机的燃料喷射系统的示意图。
在附图的几个视图中，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。
提供了示例性实施例，使得本公开内容将是彻底的，并且将向本领域技术人员充分地传达该范围。阐述许多具体细节，诸如，特定部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施例的透彻理解。对于本领域技术人员显而易见的是，不需要采用具体细节，该示例性实施例可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，不详细描述公知的过程、公知的设备结构和公知技术。
本文使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也可以包括复数形式，除非上下文另有明确指出。术语“包括”、“包含”和“具有”是包容性的，因此表示所述特征整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。本文描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求其以所讨论或示出的特定顺序进行，除非特别指出按照顺序进行。还应当理解，可以采用附加的或替代的步骤。
当将元件或层称为在另一元件或层“上”、“接合到”、“连接到”、或“耦接到”另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层上、接合到、连接到或耦接到在另一元件或层，或者也可存在中间元件或层。相反，当元件称为“直接”在另一个元件或层“上”、“直接接合到”、“直接连接到”、或“直接耦合到”另一个元件或层时，可以不存在中间元件或层。应该以类似的方式来解释用于描述元件之间的关系的其它词语(例如，“之间”与“直接在...之间“、”相邻“与”直接相邻“等)。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
尽管术语第一、第二、第三等可以用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开来。诸如“第一”、“第二”等术语在本文中使用时并不意味着序列或顺序，除非上下文清楚地表示。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不脱离示例性实施例的教示。
现在参考图1，示出了内燃机10，其包括燃料喷射组件12。燃料喷射组件12包括燃料箱14和与燃料箱14连通的燃料供应系统16。燃料供应系统16可以包括流体耦接到燃料箱14的低压进料泵18，其可以通过燃料供应管线21将燃料泵送到高压喷射泵20。高压喷射泵20将燃料供应到包括一个或多个燃料轨道24的燃料喷射系统22。燃料喷射系统22还包括从燃料轨道24延伸并与多个燃料喷射器28流体耦接的多个喷射器管线26，用于将燃料直接喷射到内燃机10的相关联的燃烧室30中。
燃料返回管线32从燃料喷射系统22延伸到燃料箱14。特别地，燃料返回管线32可以从燃料轨道24延伸到燃料箱14。喷射器返回燃料管线连接在燃料喷射器28和燃料返回管线32之间。高压喷射泵20可以设置有泵机构20a和从燃料供应管线21经由通道47延伸到燃料返回管线32的旁通通道34，并且包括具有预设启动压力Pa的压力释放阀36。作为非限制性示例，可以将压力释放阀36的预设启动压力Pa设定为500kPa。
燃料温度传感器38用于感测燃料供应系统16中的燃料的进料温度Tf。特别地，燃料温度传感器38可以设置在燃料供应管线21中。提供燃料压力控制模块40，用于基于燃料供应系统16中的燃料的进料温度Tf来控制燃料供应系统16中的燃料的压力。特别地，当燃料供应系统16中的燃料的供应温度Tf低于预设的供应温度Ts(例如，55℃)时，燃料压力控制模块40将第一压力设定点Ps1设定为低于压力释放阀36的预设启动压力Pa。当燃料供应系统16中的燃料的进料温度Tf高于预设的进料温度Ts时，燃料压力控制模块40将第二压力设定点Ps2设定在压力释放阀36的预设启动压力Pa以上。通过主动监测燃料轨道压力和控制高压泵的操作，或通过其它已知的压力控制技术，可以通过控制燃料轨道24和燃料返回管线32之间的压力调节阀42控制设定点压力Ps1、Ps2。高压喷射泵20还可以包括受限制的流动冷却通道44，其包括可经由通道47在燃料供应管线21和燃料返回管线32之间连通的喷孔46。
作为非限制性示例，第一压力设定点Ps1可以是410kPa，而第二压力设定点Ps2可以是600kPa。将第二压力设定点Ps2升高到压力调节阀36的预设启动压力Pa(例如，500kPa)以上的效果是使来自燃料箱14的燃料与返回管线32中的燃料混合，以冷却返回到燃料箱14的燃料。换句话说，本公开使用多点控制策略来增加通过旁路管线34的旁路流，以在发动机处于高负载下时启动返回燃料的冷却。这可以通过将柴油高压和低压流系统的控制相结合来实现，其中高压系统基于燃料供应温度Tf转变到更高的低压输送设定点。尽管关于使用燃料供应温度Tf描述了本公开的系统，但是也可以使用其它控制参数，诸如，发动机转速或表示高发动机负载的其它参数。当进料温度升高时，压力设定点的升高通过打开旁通通道34中的压力释放阀36来冲击冷却，从而允许更冷的燃料流入返回管线32，并有效地降低到达燃料箱14之前的返回管线32中的燃料的温度。当供应管线中的燃料的进料温度低于第二预设温度(诸如，50℃)时，为了冷却的目的，控制模块40将压力设定点复位到第一压力设定点Ps1，这将导致较少的燃料返回到燃料返回管线32。
为了说明和描述的目的，提供对实施例的前述描述。其并不意图是穷举的或者限制本公开。特定实施例的单个元件或特征通常不限于该特定实施例，但是在适用的地方是可互换的，并且可以在所选择的实施例中使用，即使没有具体示出或描述。同样的(方案)也可以多种方式改变。这些变化不被视为偏离本公开，并且所有这些修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (2)

1.一种用于具有多个燃烧室的内燃机的燃料喷射装置，所述装置包括：
燃料箱；
燃料供应系统，其包括与所述燃料箱连通的燃料供应管线和用于从所述燃料箱通过所述燃料供应管线泵送燃料的燃料泵；
燃料喷射系统，其连接到所述燃料供应系统，并且包括燃料轨道和可操作用于将燃料喷射到所述多个燃烧室中的相关联的一个中的多个燃料喷射器；
燃料返回管线，从所述燃料喷射系统延伸到所述燃料箱；
旁通通路，从所述燃料供应管线延伸到所述燃料返回管线，包括具有预设启动压力的压力释放阀；
燃料温度传感器，用于感测所述燃料供应系统中的燃料的进料温度；
燃料压力控制模块，用于控制所述燃料供应系统中燃料的压力，其中当所述进料温度低于所述预设温度时，所述燃料压力控制模块将第一压力设定点设定在所述压力释放阀的所述预设启动压力以下，并且当所述进料温度高于所述预设温度时，将第二压力设定点设定在所述压力释放阀的所述预设启动压力以上。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射装置，还包括压力调节阀，所述压力调节阀设置成与所述燃料轨道和所述燃料返回管线连通，并且在所述第一压力设定点和所述第二压力设定点之间可控。
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