用于气体和液体燃料喷射的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于气体和液体燃料喷射的方法和系统。提供了用于将液体和气体燃料(如丙烷)喷射到发动机的方法和系统。在一个例子中，在第一条件下，喷射来自燃料箱底部的液体燃料；在第二条件下，燃料箱底部的液体燃料被汽化，并且作为汽化的液体燃料喷射到发动机；以及在第三条件下，将燃料箱顶部的气体燃料喷射到发动机。

【技术实现步骤摘要】
用于气体和液体燃料喷射的方法和系统
本申请涉及喷射气体和液体燃料(如丙烷)到内燃发动机。
技术介绍
诸如丙烷的燃料可以以各种相(如，液态和气态)被输送到发动机。在一些例子中，只有液态丙烷可被输送到发动机；然而，在相对热的条件下，液态丙烷的喷射会是不利的。在其他的例子中，只有气态丙烷可被输送到发动机；然而，在相对冷的条件下，气态丙烷的喷射会是不有利的。在一些例子中，发动机系统可包括用于液体和气体燃料喷射系统的带有分隔箱的多相燃料系统，该系统会是昂贵的且需要大量的空间。 在美国专利5479906中描述了一种解决多相燃料系统中分隔箱的需求的方法。在这个例子中，描述了多相燃料供应系统。可经由多个进气道喷射器将液体燃料喷射到发动机，并且可在经过压力调节器之后经由单个进气道喷射器将气体燃料喷射到发动机。然而，美国专利5479906没有说明从燃料箱直接将气体燃料喷射到发动机而没有首先经过通常与汽化器集成的压力调节器。
技术实现思路
因此，专利技术人在此已经设计了一种至少部分解决上述问题的方法。在一个例子中，一种用于运转发动机的方法，其包括，在第一条件下，喷射液体燃料到发动机。该方法进一步包括，在第二条件下，将汽化的液体燃料喷射到发动机。该方法进一步包括，在第三条件下，将气体燃料喷射到发动机。例如，液体燃料可从燃料箱的底部引导至发动机，气体燃料可从燃料箱的顶部引导至发动机，而汽化的液体燃料可以是燃料箱的底部的液体燃料，其被弓I导通过汽化器以形成气体燃料。 因此，例如，发动机系统可包括包含单个燃料箱的多相燃料系统。燃料可以在某一时间以单相喷射或根据工况可同时使用多相燃料。例如，液体喷射可用于增加动力。汽化的液体燃料喷射可用于增加燃料经济性和/或可在相对热的环境条件期间使用。气体燃料喷射可在相对热的环境条件期间和/或当燃料率低时使用。以此方式，当降低成本且满足空间限制时，可采用多相燃料系统。 应当明白，提供上面的概要是以简化形式介绍一些概念，其将在【具体实施方式】中进一步描述。这并不意味着所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由紧随【具体实施方式】之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。 【附图说明】 图1示出发动机的示意图。 图2示出多相燃料系统的示意图。 图3示出表格，该表格列出了气体和液体燃料喷射的条件。 图4示出基于燃料储运考虑图示说明用于确定燃料喷射类型的程序的流程图。 图5示出基于燃料经济性考虑图示说明用于确定燃料喷射类型的程序的流程图。 图6示出基于燃料箱储运考虑图示说明确定燃料喷射类型的程序的流程图。 图7示出基于燃烧考虑图示说明确定燃料喷射类型的程序的流程图。 图8示出基于工况图示说明用于确定(一种或多种)燃料喷射类型的程序的流程图。 【具体实施方式】 下面的描述涉及用于包括多相燃料系统的发动机系统的系统和方法，如图1所示的发动机系统和图2所示的多相燃料系统。气体或液体燃料喷射是否理想可取决于各种条件，如图3的表格中所示。另外，每个条件可是燃料储运考虑、燃料经济性考虑、燃料箱储运考虑或燃烧考虑，如参照图4-7所示的流程图所述。根据工况，可经由进气道喷射器或直接喷射器将液体燃料喷射到发动机，或气体燃料(从燃料箱的顶部或燃料箱的底部的汽化燃料)可经由进气道喷射器喷射到发动机。在一些条件下，如参照图8所述，液体和气体燃料喷射可同时使用。 参照图1，内燃发动机10包括由电子发动机控制器12控制的多个汽缸，图1中示出一个汽缸。发动机10包括燃烧室(即汽缸)30和具有其中设置有活塞36的汽缸壁32，并且该活塞连接至曲轴40。燃烧室30被示出与进气歧管44和排气歧管48经由各自的进气门52和排气门54连通。每个进气门和排气门可通过进气凸轮51和排气凸轮53来运转。可替代地，一个或更多个进气门和排气门可通过机电控制地气门线圈和电枢组件来运转。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55来确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57来确定。 所示的直接液体燃料喷射器66被定位成直接喷射液体燃料到汽缸30里，其为本领域技术人员所知的直接喷射。可替代地，液体燃料可被喷射到进气道，其为本领域技术人员所知的进气道喷射。直接液体燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例的输送液体燃料。液体燃料通过包含燃料箱、燃料泵、燃料轨的燃料系统(图2所示)输送至直接液体燃料喷射器66。 所示的进气道液体燃料喷射器81被定位成从燃料箱91喷射液体燃料到进气歧管44里。作为参考，所示的直接液体燃料喷射器80被定位成直接喷射液体燃料到汽缸30里。在一些例子中，进气道液体燃料喷射器81可定位在进气道中(其可以集成到汽缸盖或进气歧管)。在其他的例子中，液体燃料喷射器81可喷射液体燃料到进气歧管的中心区域中。进气道液体燃料喷射器81和直接液体燃料喷射器80 二者都可向发动机10提供液体燃料。然而，在其他的例子中，液体燃料可仅经由进气道液体燃料喷射器81供应，而不经由直接液体燃料喷射器80。此外，在另外的一些例子中，液体燃料可仅经由直接液体燃料喷射器80供应，而不经由进气道液体燃料喷射器81。进气道液体燃料喷射器81和直接液体燃料喷射器80经由燃料轨90和燃料箱91接收液体燃料。 此外，所示的进气道气体燃料喷射器94被定位成从燃料箱91喷射气体燃料到进气歧管44中。在一些例子中，进气道气体燃料喷射器94可定为在汽缸盖的进气道中。在其他的例子中，气体燃料喷射器94可将气体燃料喷射到进气歧管的中心区域中。气体燃料喷射器94可向发动机10提供气体燃料。进气道气体燃料喷射器94经由燃料轨93和燃料箱91接受气体燃料。压力调节器86或汽化器控制由燃料箱91输送到燃料轨93的压力，并且当液体燃料从燃料箱91的底部引导至燃料轨93时，可以形成汽化的液体燃料。在此，燃料箱91中的气体压力可经由压力传感器60来感测；然而，在一些实施例中，燃料箱91中的气体压力可经由高压管路压力来推知。燃料轨90中的压力可经由压力传感器61来感测。 所示的进气歧管44与可选的电子节气门62连通，该节气门调节节流板64的位置以控制从空气进气口 42到进气歧管44的空气流。所示的电子节气门62定位在进气歧管44和空气进气口 42之间。 无分电器点火系统88响应于控制器12经由火花塞92提供点火火花至燃烧室30。所示的通用排气氧(UEG0)传感器126耦接到催化转化器70上游的排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可替UEG0传感器126。 在一个例子中，转换器70可包括多个催化剂砖。在另一例子中，可使用每个都具有多个砖的多个排放控制装置。在一个例子中，转换器70可以是三元型催化剂。 控制器12在图1中被示为常规微型计算机，其包括:微处理器单元(CPU) 102、输入/输出端口(I/o) 104、只读存储器(RAM) 106、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM) 110和常规数据总线。传感器12被示出，其从耦接到发动机10的传感器接收各种信号，除了前面讨论的那些，还包括:来自耦接到冷却套筒114的温度传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运转发动机的方法，其包含： 在第一条件下，喷射液体燃料到所述发动机； 在第二条件下，喷射汽化的液体燃料到所述发动机；以及 在第三条件下，喷射气体燃料到所述发动机。

【技术特征摘要】
2013.08.22 US 13/973,8421.一种用于运转发动机的方法，其包含: 在第一条件下，喷射液体燃料到所述发动机； 在第二条件下，喷射汽化的液体燃料到所述发动机；以及 在第三条件下，喷射气体燃料到所述发动机。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括:在所述第二条件下，经由汽化器汽化来自燃料箱的底部液体燃料以形成所述汽化的液体燃料，并且其中，在所述第三条件下，所述气体燃料来自所述燃料箱的顶部。3.根据权利要求1所述的方法，其还包括:进气道喷射所述汽化的液体燃料和所述气体燃料。4.根据权利要求1所述的方法，其还包括:进气道喷射和直接喷射所述液体燃料中的至少一种。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一条件包括用于增加功率的要求。6.根据权利要求1所述的方法，其还包括:在所述第一条件期间，增加增压冷却。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二条件包括:高环境温度和用于提高燃料经济性的要求中的至少一个。8.根据权利要求1所述的方法，其还包括，在所述第二条件期间，降低通过汽化器的冷却液的温度，所述汽化器汽化液体燃料。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三条件包括:高环境温度和低燃料率中的至少一个。10.根据权利要求1所述的方法，其还包括:在所述第三条件期间，降低燃料箱温度。11.根据权利要求1所述的方法，其中同时发生所述第一条件、所述第二条件和所述第三条件中的两个或更多个。12.—种用于发动机系统的方法,其包含: 响应于增压空气温度大于阈值增压空气温度,将液体燃料喷射到所述发动机系统的发动机； 响应于冷却液温度大于阈值冷却液温度，将汽化的液体燃料喷射到所述发动机；以及 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·D·珀西富尔，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US