燃料供应系统、内燃机系统和向内燃机供应LPG燃料的方法技术方案

本发明专利技术涉及燃料供应系统、内燃机系统和向内燃机供应液化石油气(LPG)燃料的方法。提供用于内燃机系统(具体为机动车辆的内燃机系统)的燃料供应系统的方法和系统，所述燃料供应系统具有用于存储LPG燃料的至少一个LPG箱和至少一个直接喷射单元，所述直接喷射单元具有直接喷射燃料分配器和能够经由所述分配器被供应燃料的直接喷射阀。为了改进向内燃机系统供应LPG燃料，燃料供应系统包括被插入在LPG箱与直接喷射燃料分配器之间的升压泵。升压泵的排出侧通过至少一个管路被直接连接至直接喷射燃料分配器，并且直接喷射阀的每一个均具有从阀座向外升起以打开相应的直接喷射阀的闭合部分。

The fuel supply system, the internal combustion engine system and the method of supplying LPG fuel to the internal combustion engine

The present invention relates to a fuel supply system, an internal combustion engine system, and a method for the supply of liquefied petroleum gas (LPG) fuel to an internal combustion engine. Provide a system for an internal combustion engine (internal combustion engine system specifically for motor vehicles) method and system for the fuel supply system, the fuel supply system has at least one storage box for LPG LPG and at least one direct fuel injection unit, the direct injection unit with direct injection fuel distributor and direct injection valve can pass through the distributor is the supply of fuel. In order to improve the supply of LPG fuel to the internal combustion engine system, the fuel supply system includes a boost pump inserted between the LPG box and the direct injection fuel distributor. The discharge side of the booster pump is directly connected to the direct injection fuel distributor through at least one pipeline, and each of the direct injection valves has a closed part which rises outward from the valve seat to open the corresponding direct injection valve.

【技术实现步骤摘要】
燃料供应系统、内燃机系统和向内燃机供应LPG燃料的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年8月25日提交的德国专利申请号102016215972.0的优先权。上面提及的申请的整个内容在此以引用方式被完全并入本文用于所有目的。
本说明书大体涉及用于内燃机系统(具体为机动车辆的内燃机系统)的燃料供应系统的方法和系统，所述燃料供应系统具有至少一个用于存储LPG燃料的LPG箱和至少一个直接喷射单元，所述直接喷射单元具有直接喷射燃料分配器和能够经由所述分配器被供应燃料的直接喷射阀。
技术介绍
一些内燃机系统能够利用液体液化石油气(液化石油气；LPG，在下面被称为LPG燃料)或利用汽油和/或汽油燃料混合物(例如，醇燃料混合物)运转。在一些示例中，如果LPG燃料被用完，汽油向内燃机的供应可以被用作备用供应。通常，这种内燃机系统包括用于存储LPG燃料的LPG箱和用于将LPG燃料直接喷射到内燃机的燃烧室内的至少一个直接喷射单元。直接喷射单元包括燃料分配器和能够经由所述分配器被供应燃料的直接喷射阀。LPG燃料通过高压泵被供给到燃料分配器。例如，从EP2143916A1了解到对应的内燃机系统。然而，专利技术人在此已经认识这类系统的潜在问题。作为一个示例，在热启动状况下，直接喷射单元内(诸如直接喷射阀和燃料轨道内)的LPG燃料会从液体变为气体。因此，对应装备的机动车辆不能被启动，或可能在运转期间熄火。例如，在热启动期间，高压泵可以在液体LPG被喷射之前运转一持续时间(例如，1-2分钟)，导致不可接受地长的启动时间。增加高压泵上游的LPG燃料的压力至大约50巴可以使得高压泵能够供应LPG燃料。然而，目前不存在能够承受如此高的上游压力的可用的高压泵。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可以通过一种用于内燃机的燃料供应系统来解决，所述燃料供应系统包括：LPG箱，所述LPG箱用于存储LPG燃料；直接喷射单元，所述直接喷射单元包括直接喷射燃料分配器和经由所述分配器被供应燃料的直接喷射阀，其中所述直接喷射阀均具有从阀座向外升起以打开相应的直接喷射阀的闭合部分；以及升压泵，所述升压泵被联接在所述LPG箱与所述直接喷射燃料分配器之间，所述升压泵的排出侧通过至少一个管路被直接联接至所述直接喷射燃料分配器。以此方式，通过包括升压泵而非高压泵以用于向直接喷射燃料分配器输送LPG燃料，总体车辆重量和车辆成本可以被降低。作为一个示例，燃料供应系统可以进一步包括用于存储汽油的燃料箱、用于将燃料喷射到内燃机的进气管内的进气道喷射单元、和燃料切换阀。燃料切换阀可以具有汽油被供给到进气道喷射单元的第一切换状态和LPG燃料被供给到进气道喷射单元的第二切换状态。通过在切换状态之间致动燃料切换阀，可以改变被供给到进气道喷射单元的燃料(LPG燃料或汽油)。例如，当LPG箱中的LPG燃料的量低(例如，小于阈值)时，燃料切换阀可以被致动到第一切换状态以为进气道喷射单元提供汽油。相比之下，当LPG箱中的LPG燃料的量较高(例如，大于或等于阈值)时，燃料切换阀可以被致动到第二切换状态以为进气道喷射单元提供LPG燃料。例如，当发动机在热启动状况下时，LPG燃料可以经由进气道喷射单元而非直接喷射单元进行喷射。在另一示例中，当发动机的功率水平高(例如，高于阈值)时，LPG燃料可以经由直接喷射单元和进气道喷射单元两者进行喷射。以此方式，即使当热启动状况存在时，LPG燃料向内燃机的供应可以被增加，从而允许机动车辆被启动并且熄火的发生被减少。应当理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定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被随附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是根据本公开的内燃机系统的示例性实施例的示意图示。图2是根据本公开的内燃机系统的另一示例性实施例的示意图示。图3是根据本公开的内燃机系统的另一示例性实施例的示意图示。图4是用于控制燃料供应系统在不同的燃料和燃料喷射单元之间进行选择的第一示例方法的流程图。图5是用于控制燃料供应系统在不同的燃料和燃料喷射单元之间进行选择的第二示例方法的流程图。图6是用于在车辆运转期间在不同的燃料和燃料喷射单元之间进行切换的预测性示例时间线。具体实施方式以下描述涉及用于可以被包括在车辆中的内燃机系统的燃料供应系统的系统和方法。在图1-3中示出了在燃料供应系统的配置方面不同的内燃机系统的示例实施例。例如，在图1和图2中示出的燃料供应系统配置使得LPG燃料能够经由直接喷射和进气道燃料喷射两者来输送，并且使得汽油能够经由进气道燃料喷射而非直接喷射来输送。相比之下，在图3中示出的燃料供应系统配置允许汽油经由直接喷射被额外地输送。关于图4和图5描述了用于诸如通过基于发动机工况而在多种燃料和多个燃料喷射单元之间进行切换来控制燃料供应系统的示例方法。例如，图4的方法可以被用来控制在图1和图2中示出的燃料供应系统配置，而图5的方法可以被用来控制在图3中示出的燃料供应系统配置。在图6中示出了预测性示例，其示出燃料供应系统可以在发动机运转期间如何被控制以便随着状况改变而在多种燃料和多个燃料喷射单元之间进行切换。根据本公开的用于内燃机系统的燃料供应系统包括用于存储LPG燃料的至少一个LPG箱、至少一个直接喷射单元，所述直接喷射单元具有直接喷射燃料分配器和能够经由所述分配器被供应燃料的直接喷射阀，并且燃料供应系统包括升压泵，所述升压泵被插入在LPG箱与直接喷射燃料分配器之间。升压泵的排出侧可以通过至少一个管路被直接联接至直接喷射燃料分配器，并且直接喷射阀均具有从阀座向外升起以打开相应的直接喷射阀的闭合部分。通过燃料供应系统，向内燃机(例如，被增压或不被增压的火花点火式发动机)供应LPG燃料是可能的。内燃机系统能够被用来驱动机动车辆(诸如陆地车辆(例如，客车或重型货车))、轨道车辆、船舶或飞行器。根据本公开，不产生高压的升压泵代替高压泵被用来供应直接喷射阀。通过升压泵，液体(具体为已经在压力下的液化气体(例如，LPG燃料))内的压力能够被增加。例如，升压泵能够被设计为活塞式压缩机。升压泵在本文中也可以被称为压力提升泵。在一些示例中，燃料供应系统包括一个升压泵，但是在其他示例中，一个或多个额外的升压泵可以被包括。包括升压泵而非高压泵具有重量的有利降低和成本的降低。升压泵能够将要被供给到直接喷射燃料分配器的LPG燃料内的压力增加至在从大约30巴到大于50巴、替代地从大约35巴到大于45巴的范围内的值，这取决于LPG箱中的压力，LPG箱中的压力具体取决于环境温度和LPG箱的加注液位。具体地，升压泵可以增加其排出侧的压力大约30巴。由升压泵产生的压力显著低于由高压泵产生的压力(例如，大约150巴)。由于要被供给到直接喷射燃料分配器的LPG燃料的较低压力，均具有从阀座向内升起以打开相应的直接喷射阀的闭合部分的常规直接喷射阀由于在LPG燃料的如此低的压力下利用所述阀可实现的LPG燃料的不足的雾化而不再能够被可靠地使用。LPG燃料的不足的雾化将会损害内燃机的燃烧室中的LPG燃料的燃烧，并且因此损害内燃机系统的效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的燃料供应系统，其包括：LPG箱，所述LPG箱用于存储LPG燃料；直接喷射单元，所述直接喷射单元包括直接喷射燃料分配器和经由所述分配器被供应燃料的直接喷射阀，其中所述直接喷射阀的每一个均具有从阀座向外升起以打开相应的直接喷射阀的闭合部分；以及升压泵，所述升压泵被联接在所述LPG箱与所述直接喷射燃料分配器之间，所述升压泵的排出侧通过至少一个管路被直接联接至所述直接喷射燃料分配器。

【技术特征摘要】
2016.08.25 DE 102016215972.01.一种用于内燃机的燃料供应系统，其包括：LPG箱，所述LPG箱用于存储LPG燃料；直接喷射单元，所述直接喷射单元包括直接喷射燃料分配器和经由所述分配器被供应燃料的直接喷射阀，其中所述直接喷射阀的每一个均具有从阀座向外升起以打开相应的直接喷射阀的闭合部分；以及升压泵，所述升压泵被联接在所述LPG箱与所述直接喷射燃料分配器之间，所述升压泵的排出侧通过至少一个管路被直接联接至所述直接喷射燃料分配器。2.根据权利要求1所述的燃料供应系统，其进一步包括：燃料箱，所述燃料箱用于存储汽油；进气道喷射单元，所述进气道喷射单元用于将所述汽油喷射到所述内燃机的进气管内；以及燃料切换阀，所述燃料切换阀具有为所述直接喷射单元和所述进气道喷射单元两者供给所述LPG燃料的切换状态。3.根据权利要求2所述的燃料供应系统，其进一步包括被插入在所述LPG箱与所述燃料切换阀之间的减压器，并且其中所述燃料切换阀和所述减压器被布置在所述升压泵的所述排出侧或抽吸侧。4.根据权利要求2所述的燃料供应系统，其进一步包括被插入在所述燃料切换阀与所述进气道喷射单元之间的减压器，并且其中所述燃料切换阀和所述减压器被布置在所述升压泵的抽吸侧。5.根据权利要求1所述的燃料供应系统，其中所述升压泵被配置为在范围从30巴到50巴的压力下在所述升压泵的所述排出侧上提供燃料。6.一种用于机动车辆的系统，其包括：内燃机，所述内燃机包括多个气缸；进气管道，所述进气管道用于向所述内燃机供应空气；多个进气管，每个进气管被联接在所述进气管道与所述多个气缸中的一个之间；燃料供应系统，所述燃料供应系统用于向所述内燃机供应燃料，所述燃料供应系统包括容纳LPG燃料的LPG箱、用于直接向所述多个气缸供应燃料的直接喷射单元、用于经由所述多个进气管向所述多个气缸供应燃料的进气道喷射单元、升压泵、和被联接在所述LPG箱与所述进气道喷射单元之间的减压器；以及控制器，所述控制器具有被存储在存储器上的计算机可读指令，该计算机可读指令用于：基于所述LPG箱中的燃料量、所述内燃机的状态和所述内燃机的功率中的一个或多个，区别燃料供给状况；以及响应于识别的燃料供给状况，调整运转。7.根据权利要求6所述的系统，其进一步包括用于存储汽油的燃料箱以及具有第一切换状态和第二切换状态的燃料切换阀，并且其中所述控制器具有进一步的计算机可读指令以：在第一燃料供给状况下，将所述燃料切换阀致动到所述第二切换状态，并且经由所述直接喷射单元向所述内燃机供应所述LPG燃料；在第二燃料供给状况下，将所述燃料切换阀致动到所述第二切换状态，并且经由所述进气道喷射单元向所述内燃机供应所述LPG燃料；在第三燃料供给状况下，将所述燃料切换阀致动到所述第二切换状态，并且经由所述直接喷射单元和所述进气道喷射单元两者向所述内燃机供应所述LPG燃料；以及在第四燃料供给状况下，将所述燃料切换阀致动到所述第一切换状态，并且经由所述进气道喷射单元向所述内燃机供应汽油。8.根据权利要求7所述的系统，其中在所述第一切换状态下为所述直接喷射单元供给所述LPG燃料并且为所述进气道喷射单元供给所述汽油，在所述第二切换状态下为所述直接喷射单元和所述进气道喷射单元两者供给所述LPG燃料。9.根据权利要求7所述的系统，其中：所述第一燃料供给状况包括所述LPG燃料箱中的所述燃料量大于或等于阈值、热启动状况不存在、和所述内燃机的所述功率小于或等于第一阈值功率；所述第二燃料供给状况包括所述LPG燃料箱中的所述燃料量大于或等于所述阈值、和热启动状况存在；所述第三燃料供给状况包括所述LPG燃料箱中的所述燃料量大于或等于所述阈值、所述热启动状况不存在、和所述内燃机的所述功率大于所述第一阈值功率；以及所述第四燃料供给状况包括所述燃料箱中的所述燃料量小于所述阈值。10.根据权利要求9所述的系统，其中在所述第一切换状态下为所述直接喷射单元和所述进气道喷射单元两者供给所述汽油，而在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·贝克迈尔，A·布罗伊尔，U·克莱默，
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