CN111237091A - 内燃机的燃料输送装置和调节燃料输送装置中压力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的燃料喷射装置的燃料输送装置，具有至少一个气泵(10)，其中，通过所述至少一个气泵(10)将作为处于液相中的气体存在于贮存容器中(4)中的燃料经由气体管线(22)从贮存容器(4)输送到缓冲箱(18)中，其中，所述缓冲箱经由可切换阀(19)与气轨(20)连接，其中，双流体喷射器(21)与所述气轨(20)和燃料轨(26)连接。所述气轨(20)和所述燃料轨(26)经由带有用于介质分隔的可运动分隔元件(31)的公共储存器(30)处于相互连接中。

Description

内燃机的燃料输送装置和调节燃料输送装置中压力的方法
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机燃料喷射装置的燃料输送装置和一种用于调节根据本发明的燃料输送装置中的压力的方法。
背景技术
由文件号为102017221329.9的德国申请已知一种用于调节气体燃料压力的气体压力调节器，其具有壳体，在所述壳体中布置有可纵向运动的气体活塞，所述气体活塞限界气体室和能被工作液体充注的压力室。通过气体活塞与阀座的共同作用形成控制阀，气体可以经由所述控制阀从气体室被导出到回流部中。在气体活塞的外侧构造有环绕的第二密封件，通过该密封件，气体活塞在壳体中也密封地被导向，其中，气体活塞至少区段地被低压气体室围绕并且第二密封件使低压气体室与气体回流室分隔开，其中，气体室能通过溢流阀与气体回流室连接。用于给内燃机供应气体燃料的系统具有中间箱和这种气体压力调节器。此外，在用于运行该系统的方法中存在回流储存器，所述回流储存器的压力被设定在气体室中的压力和气箱中的压力之间。
发明内容
本发明的任务是，提供一种具有气体压力调节器的燃料输送装置，所述气体压力调节器可以在没有气体回流的情况下运行。
燃料输送装置中的气体回流可能引起负面效果。当气体回流被引导到贮存容器中时，会发生不希望的向贮存容器中的热量输入。热量输入导致贮存容器中的温度提高和压力提高，使得在最坏的情况下必须将气体排放到周围环境中。
在一个替代的解决方案中将气体回流馈给到燃料输送装置的管线系统中，这种解决方案由于附加的、花费成本的部件例如另外的储存器、阀和传感器而是不利的。此外，由于由热量输入引起的压力提高而会发生燃料输送装置的部件损坏。
具有本发明特征的燃料输送装置和方法具有以下优点：完全避免气体回流和由此引起的问题。
因为在本发明的燃料输送装置内不出现气体回流，所以可以省去将气体回流馈给到贮存容器中或管线系统中的费事的措施，使得燃料输送装置的整个结构被简化并且成本更低。
此外，通过气轨中的和燃料轨中的压力之间的直接耦合改善了压力调节的精度。双流体喷射器在动态运行中在气态和液压燃料之间具有较小的压力差，由此明显减少在不同介质之间的内部密封的问题。
通过气轨中的和燃料轨中的压力之间的直接耦合，可以选择性地通过气泵或通过燃料泵或通过两个泵共同提供为提高气轨中的压力所需的推移功。
在扩展技术方案中说明本发明的设备和本发明的方法的有利构型和扩展方案。
当公共储存器构造为活塞储存器或膜片储存器时，是有利的，因为活塞储存器或膜片储存器能够低成本地集成到燃料输送装置中。
当燃料轨具有可电操控的压力调节阀，燃料能经由所述压力调节阀溢流到回流管线中时，得到进一步的优点，因为通过可电操控的阀能够精确地且以更简单的方式调节燃料轨中的压力降并从而调节气轨中的压力降。
处于燃料轨上的限压阀是有利的，因为当燃料轨中的压力超过最大值时该限压阀以可靠的方式打开并且由此避免燃料轨的损坏并从而避免与其连接的燃料输送装置部件的损坏。
当通过位置传感器能感测分隔元件的位置时，是有利的，因为以该方式能够通过合适的调节策略使分隔元件占据一个位置，以便在气轨中不但为压力提高而且为压力降低提供运动能力储备。以该方式可以使气轨中的压力随时可靠地匹配于燃料轨中的压力变化。
通过关闭可切换阀和/或通过经由可电操控的压力调节阀将燃料从燃料轨溢流而降低燃料轨中的压力是有利的，因为在燃料输送装置中不针对气体燃料形成回流并且根据希望的压力降低程度可以或者关闭可切换阀、或者经由可电操控的压力调节阀将燃料从燃料轨溢流，或者可以将两种可能性都使用以降低压力。
当为了提高气轨中的压力而打开可切换阀和/或提高燃油泵的输送量时是有利的，因为这提高了在调节压力时的灵活性。
附图说明
在附图中示出并且在下面的说明中详细阐明本发明的优选实施例。
图1示出根据第一实施例的内燃机燃料输送装置的示意图。
具体实施方式
在附图1中示出内燃机的燃料喷射装置，该燃料喷射装置具有燃料输送装置。所述燃料输送装置具有至少一个气泵10，所述气泵将燃料从贮存容器4中抽吸出并且经由气体管线22从贮存容器4输送到缓冲箱18中。
贮存容器4构造为用于接收作为液化气(LNG)或处于液相中的气体而存在的气体燃料。液化气(LNG)或处于液相中的气体在非常低的温度下被接收在贮存容器4中。
气体燃料可以由于热量输入或压力变化而经历相变，使得气体经历从液相到气相的状态变化。下面，使用术语“处于液相中的气体”或“处于气相中的气体”，以便区分气体燃料主要具有哪种物态。
气体燃料或气体可以在燃料输送装置内经历从液相到气相中的相变。
为了使气体保持处于液相中，必须将气体燃料在非常低的温度下存储在贮存容器4中。贮存容器4在一个优选构型中具有绝热装置，以避免从外界到气体燃料中的热量输入。
在至少一个气泵10和缓冲箱18之间布置有热交换器31。热交换器31将热能传递给气体燃料，使得气体部分或全部经历从液相到气相的相变。
通过至少一个气泵10将气体压缩到提高的压力水平。在按附图的实施例中仅示出唯一的气泵10。在一个替代实施例中，也可以彼此相继地或相互平行地布置多个气泵10，以便将气体压缩到希望的压力水平。
缓冲箱18构造为用于储存处于提高的压力下的燃料的储存器并且可以直接或间接地布置在气体管线22上。缓冲箱18经由可切换阀19与气轨20连接。
可切换阀19使得能够在高压储存器20中设定希望的压力情况，其方式是，所述可切换阀调节从缓冲箱18流到高压储存器20中的燃料量。
经由气轨20给至少一个双流体喷射器21供应气体燃料(气)。所述至少一个双流体喷射器21附加地与燃料轨26连接。经由燃料轨26给所述至少一个双流体喷射器21供应液压燃料、尤其柴油。
燃料轨26经由液压管线23与燃料箱14连接。燃料箱14构造为用于接收液压燃料、尤其柴油。在液压管线23中布置由至少一个燃料泵25，其中，所述至少一个燃料泵25将液压燃料从燃料箱14输送到燃料轨26中。在液压管线23中可以布置其他部件，例如过滤器、传感器或阀。
燃料轨26具有可电操控的压力调节阀28，燃料能经由所述压力调节阀溢流到回流管线27中。可电操控的压力调节阀28可以根据燃料轨26中的希望压力打开或关闭，使得过量的液压燃料从燃料轨26溢流到回流管线27中并且燃料轨26中的压力降低。
燃料轨26可以具有限压阀29，一旦超过最大允许压力阈值，限压阀29就打开。限压阀29与回流管线27连接。
回流管线27与燃料箱14连接。在一个替代实施例中，回流管线27也可以与液压管线23的管线区段、尤其处于燃料箱14和所述至少一个燃料泵25之间的管线区段连接。
气轨20和燃料轨26经由带有用于介质分隔的可运动分隔元件31的公共储存器30处于相互连接中。通过带有可运动分隔元件31的公共储存器30实现气轨20和燃料轨26中的压力的自动匹配，因为在气轨20和/或燃料轨26中的压力变化时可运动分隔元件31被这两种燃料(气体和液压燃料)推移，使得达到压力平衡。
公共储存器30可以构造为活塞储存器或膜片储存器。活塞储存器具有活塞或盘作为可运动分隔元件31，气体和液压燃料通过该活塞或盘相互分隔开。膜片储存器可以具有柔性膜片。
分隔元件31的位置能通过位置传感器32感测。
通过公共储存器30使气轨20中的压力等于燃料轨26中的压力。因此，燃料轨26中的压力变化也始终引起气轨20中的压力变化。
为了降低气轨20中的压力，也必须降低燃料轨26中的压力。为了降低气轨20中的压力，可以将燃料从燃料轨26经由可电操控的压力调节阀28溢流。这引起燃料轨26中的压力下降，该压力下降经由公共储存器30也对气轨20产生影响，使得气轨20中的压力下降。
此外或替代地，可以将可切换阀19关闭，使得没有气体能够从缓冲箱18经由气体管线22到达气轨20中。
为了提高气轨20中的压力，也必须提高燃料轨26中的压力。为了提高气轨20中的压力，可以提高燃料泵25的输送量。这引起燃料轨26中的压力提高，该压力提高经由公共储存器30也对气轨20产生影响，使得气轨20中的压力提高。
此外或替代地，也可以将可切换阀19打开。通过打开可切换阀19，气体燃料或者说气体从缓冲箱18流到气轨20中，使得气轨20中的压力提高。
分隔元件31可以通过合适的调节策略占据一个位置，以便随时能够确保通过燃料轨26中的压力下降使气轨20中的压力降低。例如为了改变分隔元件31的位置，可以打开可切换阀19，使得气体体积增大。同时，可以经由可电操控的压力调节阀28将液压燃料溢流到回流管线27中。在气轨20或燃料轨26中的压力恒定的情况下，以这种方式改变气体燃料(气体)和液压燃料在公共储存器中的比例，使得分隔元件31可以占据一个位置，以便确保在需要的情况下能够通过燃料轨26中的压力下降使气轨20中的压力降低。

Claims (10)

1.用于内燃机燃料喷射装置的燃料输送装置，具有至少一个气泵(10)，其中，通过所述至少一个气泵(10)将作为处于液相中的气体存在于贮存容器中(4)中的燃料经由气体管线(22)从贮存容器(4)输送到缓冲箱(18)中，其中，所述缓冲箱经由可切换阀(19)与气轨(20)连接，其中，双流体喷射器(21)与所述气轨(20)和燃料轨(26)连接，其特征在于，所述气轨(20)和所述燃料轨(26)经由带有用于介质分隔的可运动分隔元件(31)的公共储存器(30)处于相互连接中。
2.根据权利要求1所述的燃料输送装置，其特征在于，通过所述公共储存器(30)使所述气轨(20)中的压力等于所述燃料轨(26)中的压力。
3.根据权利要求1所述的燃料输送装置，其特征在于，所述公共储存器(30)构造为活塞储存器或膜片储存器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的燃料输送装置，其特征在于，所述燃料轨(26)经由至少一个燃料泵(25)与燃料箱(14)连接，其中，通过所述燃料泵(25)从所述燃料箱(14)输送液压燃料、尤其柴油。
5.根据前述权利要求中任一项所述的燃料输送装置，其特征在于，所述燃料轨(26)具有可电操控的压力调节阀(28)，燃料能经由所述压力调节阀溢流到回流管线(27)中。
6.根据权利要求5所述的燃料输送装置，其特征在于，所述燃料轨(26)具有限压阀(29)，燃料能经由所述限压阀溢流到回流管线(27)中。
7.根据前述权利要求中任一项所述的燃料输送装置，其特征在于，通过位置传感器(32)能感测所述分隔元件(31)的位置。
8.用于调节根据前述权利要求中任一项所述的燃料输送装置中的压力的方法，其特征在于，为了降低所述气轨(20)中的压力，将所述可切换阀(19)关闭和/或经由可电操控的所述压力调节阀(28)将燃料从所述燃料轨(26)溢流。
9.根据权利要求8所述的用于控制压力的方法，其特征在于，为了提高所述气轨(20)中的压力，打开所述可切换阀(19)和/或提高所述燃料泵(25)的输送量。
10.根据权利要求8或9所述的用于控制压力的方法，其特征在于，所述分隔元件(31)通过合适的调节策略占据一个位置，以便通过所述燃料轨(26)中的压力下降和可电操控的压力调节阀(28)的打开能够确保所述气轨(20)中的压力降低。
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