燃料喷射系统技术方案

一种用于将加压燃料、特别是二甲醚(DME)或其混合物供应到内燃机中的燃料喷射系统(1)，所述燃料喷射系统包括：低压液压回路(2)；燃料泵(3)，该燃料泵(3)具有泵送元件(4)和出口阀(5)，用于将加压燃料供应到共轨(7)；和喷射器(9)，该喷射器(9)将用于燃烧的燃料从共轨输送到发动机，其中所述燃料喷射系统还包括连接在燃料泵(3)的出口阀(5)与共轨(7)之间的隔离阀(8)，其中所述隔离阀适于使得其阀座的进行相互机械接触的频率低于所述燃料泵(3)的出口阀(5)的运行频率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于将加压燃料、特别是二甲醚(DME)或其混合物供应到内燃机中的燃料喷射系统(1)，所述燃料喷射系统包括：低压液压回路(2)；燃料泵(3)，该燃料泵(3)具有泵送元件(4)和出口阀(5)，用于将加压燃料供应到共轨(7)；和喷射器(9)，该喷射器(9)将用于燃烧的燃料从共轨输送到发动机，其中所述燃料喷射系统还包括连接在燃料泵(3)的出口阀(5)与共轨(7)之间的隔离阀(8)，其中所述隔离阀适于使得其阀座的进行相互机械接触的频率低于所述燃料泵(3)的出口阀(5)的运行频率。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于将加压燃料、特别是二甲醚（DME)或其混合物供给到内燃机 中的燃料喷射系统。 燃料喷射系统
技术介绍
诸如DME的高挥发性燃料在以周期方式且以非常高的压力运行的快速作用的系 统中可能存在困难，这对于内燃机燃料喷射系统在系统元件的液压密封性方面是常见的。 这样的燃料在已经相当低的温度和较低的压力下蒸发，从而使得难于防止泄漏，因为系统 的阀必须被有效地气密密封；这与这些阀在高液压压力和流动下的可靠耐久的运行的要求 相结合，所述流动通常意味着阀座中的大的作用力和接触压力。 不能确保燃料喷射系统的阀中的气密密封导致了系统中的外部泄漏和内部泄漏。 外部泄漏通常发生在喷射器喷嘴处，并且还发生在燃料泵的动态密封件中，虽然已知特殊 的装置以有效防止这种泄漏。只要内部泄漏相对小，通常就不着重地控制所述内部泄漏。然 而，在一定的条件下，即使小的内部泄漏也可导致发动机的重要功能性的丧失。 一种这样的发动机状况是发动机在相对高的温度下运行之后的相对长的关闭状 态。失效模式可表现为发动机开始点火且启动所需的相对长的发动时间的形式。发动 时间长的原因是可能存在如下事实：即，高压泵和喷射器之间的中间空间（intermediate volume)部分地或完全无液体燃料，而是替代地填充有燃料蒸汽，使得高压泵需要首先将此 空间重新填充有液体燃料，然后压力可升高到高于在给定温度下的饱和蒸汽压以上以实现 燃料喷射。一般而言，所述中间空间越大，泵将其重新填充所需的时间越长，因此，由于必须 将共轨的大量空间放置在高压泵和喷射器之间，所谓的共轨燃料喷射系统在此方面是特别 脆弱的。因为大多数用于柴油发动机的低粘性燃料喷射系统是共轨型的，所以在后文中将 中间空间称为共轨空间或简单地称为共轨。 共轨在上述的特定条件下缺少液体燃料的根源可能是共轨的或者经由喷射器、经 由通常出于安全性和其他原因而用在该系统中的高压释放阀、或者向后经由高压泵到燃料 喷射系统的低压部分中的内部燃料泄漏。也可能存在液压连接到共轨的其他部件，这些部 件也导致此泄漏。泄漏自身通过共轨和靠近发动机安装的燃料喷射系统的其他零件中的与 燃料喷射系统的低压部分中的蒸汽压相比较高的燃料蒸汽压驱动。这样的蒸汽压差是由于 燃料温度的差异造成的，这自然地因为热的发动机将靠近发动机的燃料持续加热而燃料箱 维持相对冷却而发生的。在这种情况中，因为停止的热发动机将持续长时间将其燃料加热， 所以，即使很小的泄漏率也足以将大量燃料排出到共轨之外。 在发动机启动时在共轨中的蒸汽腔的问题是已熟知的，且存在已知的方式对应此 问题。在一些设备中，清扫阀（purge valve)用于在尝试启动发动机之前、允许用处于由低 压燃料供给系统产生的低压下的液体燃料重新填充共轨。这样的系统例如在US6024064中 公开。此解决方案的缺点至少有两方面：首先，必须存在从启动发动机所需的时间到发动 机可实际启动的时间的允许的时间延迟，以使得低压系统的泵清扫该系统；其次，清扫阀必 须是可应对高压的阀，因为所述清扫阀连接到共轨，因此该阀可能具有成本、可靠性和其他 方面的缺点。在其他设备中，使用具有较高压力的电驱动的燃料供给系统，以便能够推动燃 料经过仍静止的高压泵进入共轨中，且在实际开始发动发动机之前使共轨中的燃料蒸汽液 化。这些系统具有类似的缺点：需要一定时间来准备实际的发动机启动，并且由于需要建立 更高的供给压力而更昂贵、复杂。 因此，存在对于克服了上述缺点的、改进的燃料喷射系统的需求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种解决了前述发动机可启动性问题的、创新性的燃料 喷射系统。该目的通过权利要求1的特征部分的特征来实现。 本专利技术涉及一种用于将加压燃料供应到内燃机中的燃料喷射系统，该加压燃料尤 其是二甲醚（DME)或其混合物，所述燃料喷射系统包括：低压液压回路；高压燃料泵，该高 压燃料泵具有出口阀，用于将加压燃料供应到共轨；和喷射器，该喷射器用于将用于燃烧的 燃料从共轨输送到发动机。所述出口阀的打开和关闭被布置为以第一频率发生。 本专利技术的特征在于，所述燃料喷射系统还包括隔离阀，该隔离阀连接在燃料泵的 出口阀和共轨之间，其中，所述隔离阀布置为以第二频率打开和关闭，该第二频率低于所述 第一频率。 如先前段落中所述，在高压泵和共轨之间的通常的止回阀（例如与泵的出口阀类 似的止回阀）可能会不可靠地发挥密封功能以防止燃料蒸汽从共轨返回逸出。在本专利技术的 燃料喷射系统中，通过使用运行频率比所述泵的出口阀的运行频率低的隔离阀，使得能够 优化隔离阀的用于气密密封的阀座，因为所述隔离阀并不需要被设计用于对高压进行密封 或用于高频运行。 根据一个实施例，第二频率是低频率，所述低频率的大小类似于将共轨压力升高 到或维持在内燃机通常运行水平的需求所出现的频率，并且其中，所述第一频率是相对高 的频率，所述相对高的频率的大小类似于燃料泵的至少一个泵送元件的泵送冲程的频率。 隔离阀必须被设计为密封的最大压差可能通常仅至多且略微高于可能在使用中 出现的最大燃料蒸汽压力。在DME的情况中，这可通常大约为60巴。也根据本专利技术，隔离 阀被设计为使得隔离阀在发动机运行期间打开，并且在发动机停止或共轨压力被命令降低 时、在不存在从泵到共轨的高燃料压力和/或燃料流的情况下开始自动关闭。因此，该阀的 阀座不需要设计为抵抗明显的疲劳和撞击载荷，因此可由相对软的材料制成以实现可靠的 气密密封。 本专利技术的另一个目的是以简单、低成本的方式提供对于现有技术系统的问题的解 决方法，同时确保良好的可靠性和耐久性。该目的在本专利技术中通过使用如以上所述的简单 和自动地执行功能的隔离阀实现，所述隔离阀防止了共轨无燃料的问题，而不是像现有技 术系统那样每次在发动机需要启动时通过利用相对复杂且高成本的高压和电致动的清扫 阀来试图解决该问题。优选地，隔离阀被设计为对流动状态作出反应，利用从高压泵向共轨 的流动而容易地打开，且在所述流动中止时或当流动反向时在复位弹簧的作用下缓慢地关 闭。该优选的实施例不需要参考第三压力源，而是可将隔离阀设计为压力致动阀的形式，此 阀可由在高压泵和共轨之间的管线中高压力打开，且通过复位弹簧和基准管线压力（例如 低压液压回路中的压力或环境压力）而关闭。所述阀的打开压力可选择为显著高于在使用 中可能出现的最大燃料蒸汽压力，同时显著低于运行的发动机的最小工作压力。通过这种 措施，将系统的成本维持为相对低，而隔离阀的设计和自动功能整体上简化了燃料喷射系 统。 在根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将加压燃料供应到内燃机中的燃料喷射系统(1)，所述加压燃料尤其是二甲醚(DME)或其混合物，所述燃料喷射系统包括：低压液压回路(2)；燃料泵(3)，所述燃料泵(3)具有泵送元件(4)和出口阀(5)，所述燃料泵(3)用于将加压燃料供应到共轨(7)；以及喷射器(9)，所述喷射器(9)把用于燃烧的燃料从所述共轨输送到所述内燃机，其中，所述出口阀(5)的打开和关闭被布置为以第一频率发生，其特征在于，所述燃料喷射系统还包括隔离阀(8)，所述隔离阀(8)连接在所述共轨(7)与所述燃料泵(3)的所述出口阀(5)之间，其中，所述隔离阀(8)被布置为以第二频率打开和关闭，所述第二频率低于所述第一频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：塞尔吉·尤达诺夫，
申请(专利权)人：沃尔沃拉斯特瓦格纳公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE