燃料系统和减少从燃料系统的燃料泄漏的方法技术方案

本发明专利技术涉及用于将加压燃料、特别是二甲醚（DME）或其混合物供应到内燃机中的燃料系统（1），该燃料系统（1）包括燃料泵（4），燃料泵（4）具有：部分地布置在容纳润滑油的壳体（16）中的泵送机构（10、11），连接到壳体（16）且适于至少将燃料蒸汽从壳体（16）内部排出的排放管线（22），连接到壳体（16）的润滑油供给管线（22），安装在润滑油供给管线（22）中的润滑油供给阀（31），安装在泵送机构（10、11）和壳体（16）之间的用于至少防止到壳体（16）外部的润滑油泄漏的密封件（21），和安装在排放管线（24）中的排放阀（30），其中，排放阀（30）和润滑油供给阀（31）都被控制为在发动机非运行的状态下关闭，以防止燃料蒸汽从壳体（16）泄漏。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于一种将加压燃料特别是二甲醚(DME)或其混合物供给到内燃机的燃料系统。该燃料系统包括燃料泵，燃料泵具有部分地布置在容纳润滑油的壳体内的泵送机构和连接到该壳体且适于至少将燃料蒸汽从该壳体内部排出的排放管线。本专利技术还涉及一种用于减少从对应的燃料系统的燃料泄漏的方法。该燃料系统特别地适合于将低粘性燃料诸如DME供给到重载卡车的柴油机。
技术介绍
特别地，低粘性的燃料诸如DME可能经过泵送元件的高压密封件泄漏到燃料泵的曲轴室中，从曲轴室处燃料可能不受控制地进一步泄漏到燃料系统外。对于此问题的一个现有技术的解决方案从JP10281029A已知，其中泄漏气体管设置在燃料泵的曲轴室和内燃机的进气管之间，使得在发动机运行期间气态燃料泄漏可被从曲轴室移除且安全地被发动机燃烧掉。然而，到外界的燃料蒸汽泄漏总是在一定的运行条件下在限定的程度下可能发生。因此，存在对于去除上所缺点的改进的燃料系统的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供本专利技术的燃料系统和对应的方法，其中先前所述的问题至少部分地得以避免。该目的通过权利要求1或28的特征部分的特征实现。本专利技术涉及用于一种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系统，该燃料系统包括燃料泵，燃料泵具有部分地布置在容纳润滑油的壳体内的泵送机构、和连接到壳体且适于至少将燃料蒸汽从壳体的内部排出的排放管线。本专利技术的特征在于，燃料系统进一步包括:连接到壳体的润滑油供给管线，安装在润滑油供给管线内的润滑油供给阀，安装在泵送机构和壳体之间的用于防止至少到所述壳体外的润滑油泄漏的密封件，和安装在排放管线中的排放阀，其中，排放阀和润滑油供给阀都构造为在发动机不运行的状态下关闭，以防止燃料蒸汽从壳体泄漏。如结合现有技术所述，尽管存在泄漏气体管，但是燃料蒸汽泄漏可能在一定的运行条件下到限定的程度上发生，特别是在发动机不运行状态下当没有通过内燃机的做功气缸生成负压时。该问题通过本专利技术解决，即通过将排放阀安装在排放管线中，且通过在进入发动机不运行状态时关闭排放管线来解决。此外，关闭排放管线的结果是，相对高压力的燃料蒸汽维持在燃料泵的该室内，且本专利技术的润滑油供给阀用于防止受限的加压燃料蒸汽促使润滑油通过润滑油供给管线的回流，在回流中燃料蒸汽可能经由润滑油系统传播到发动机内部，或者通过曲轴箱通风从发动机传出等。本专利技术还涉及一种用于降低从布置为将加压燃料特别是二甲醚(DME)或其混合物供给到内燃机的燃料系统的燃料泄漏的方法，该燃料系统包括燃料泵，燃料泵具有部分地布置在容纳润滑油的壳体中的泵送机构、和连接到壳体且适合于至少将燃料蒸汽从壳体内部排出的排放管线。本专利技术的方法包括如下步骤:将润滑油供给管线连接到壳体，将润滑油供给阀安装在润滑油供给管线中，在泵送机构和壳体之间安装密封件以防止至少到所述壳体外的润滑油泄漏，在排放管线中安装排放阀，以及，将排放阀和润滑油供给阀都构造为在发动机不运行的状态下关闭，以防止燃料蒸汽从壳体泄漏。另外的优点通过实施从属权利要求的特征的一个或若干个来实现。根据本专利技术，壳体中的、至少在发动机不运行的状态下的润滑油填充水平可以设定为使得:密封件在发动机不运行的状态下完全浸没在润滑油中，以进一步加强壳体的燃料蒸汽密封。本专利技术的泵送机构至少包括往复泵送元件和用于借助外部动力装置例如内燃机驱动泵送元件的驱动机构。安装在泵送机构和壳体之间的密封件布置为防止润滑油泄漏到壳体外。在发动机不运行的状态下，通常通过提供密封件来防止受限的加压燃料蒸汽经过密封件泄漏，其中密封件由与所使用的燃料相容的材料制成，使得密封件具有对该燃料的低渗透性。然而，与特别地低粘性的燃料例如DME相容的密封材料价格昂贵，且可能具有比通常用于该密封应用的常规密封件低的耐久性。提供至少在发动机不运行的状态下完全浸没的密封件的解决方案，允许使用常规的且因此更经济的用于密封件的密封材料。此外，燃料泵室的密封性能得以改进，因为密封件能够布置为仅用作液态油密封件，而具有与气态燃料密封件相比的、固有的对磨损和退化的更低的敏感性。根据本专利技术，所述润滑油供给阀可以适于由发动机润滑油压力以液压方式促动，使得润滑油供给阀在发动机运行状态下当机油压力高时打开，且在发动机不运行的状态下当机油压力低时关闭。通过将润滑油供给阀构造为由发动机润滑油压力以液压方式促动，实现了润滑油供给阀的自动打开控制，这不要求任何电子控制，因此导致降低的燃料系统的成本。根据本专利技术，所述排放阀可以是弹簧加载的、液压操作的控制阀，其中，该控制阀的控制管线连接到润滑油供给管线，使得:润滑油供给管线中的、由运行的发动机导致的高机油压力被布置为打开该排放阀，并且，润滑油供给管线中的、由未运行的发动机导致的低机油压力与上述弹簧加载一起被布置为关闭该排放阀。通过将排放阀构造为由发动机润滑油压力以液压方式促动，实现了润滑油供给阀的自动打开控制，这不要求任何电子控制，因此导致了降低的燃料系统成本。根据本专利技术，密封件可以由常规的机油密封橡胶材料制成，诸如由丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶、氟化橡胶、丙烯酸橡胶制成，且密封件可以没有任何耐DME涂层。由常规的基本上不耐DME的密封材料制成的密封件可大量获得，其具有低成本且提供在宽温度范围内的高且可靠的密封性能。根据本专利技术，排放管线的至少区段或部分不仅可以用作燃料蒸汽排放管线，而且可以用作润滑油返回管线，且润滑油分离器可以沿着排放管线设置，用于将润滑油从燃料蒸汽分离，其中润滑油分离器布置在排放阀下游。通过将排放管线用于排放燃料蒸汽和用作润滑油返回管线，要求用于两种流体的与壳体的单一管连接，且单一的控制阀可以用于在发动机不运行的状态下密封泵送机构室。根据本专利技术，燃料系统可以还包括润滑油返回阀，润滑油返回阀能够打开和关闭连接到壳体的润滑油返回管线，其中润滑油返回阀适合于在所述发动机不运行的状态下关闭。因此，该燃料系统设计不将排放管线用作润滑油返回管线，而是提供专用于此目的的分离的润滑油返回管线，即提供用于润滑油的分离的循环路径。此外，因为排放阀能够不再用于关闭润滑油返回管线，所以用于此目的的另外的阀设置在返回管线中，即润滑油返回阀。该设计因此能够省去安装在排放管线中的润滑油分离器。而且，润滑油返回管线的位置和尺寸可以更特别地适合于此目的。进一步地，排放阀和润滑油返回阀的关闭和打开控制可以相互不同且对其特定目的被优化。根据本专利技术，润滑油返回阀可以是弹簧加载的、液压操作的控制阀，其中，润滑油返回阀的控制管线连接到润滑油供给管线，使得:润滑油供给管线中的、由运行的发动机导致的高机油压力被布置为打开该润滑油返回阀，并且，润滑油供给管线中的、由未运行的发动机导致的低机油压力与上述弹簧加载一起被布置为关闭该润滑油返回阀。通过将润滑油返回阀构造为由发动机润滑油压力以液压方式促动，实现了润滑油返回阀的自动打开和关闭控制，这不要求任何电子控制，因此导致了降低的燃料系统成本。根据本专利技术，润滑油填充水平可以通过润滑油返回管线与壳体的连接位置控制，或者通过排放管线与壳体的连接位置控制。取决于润滑油在哪个管线中从燃料泵返回到发动机的低压润滑油存储器，即在排放管线还是润滑油返回管线中，管线与泵送机构壳体的连接位置可以控制在运行的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将加压燃料供给到内燃机中的燃料系统（1），所述加压燃料尤其是二甲醚（DME）或其混合物，所述燃料系统（1）包括：燃料泵（4），所述燃料泵（4）具有泵送机构（10、11），所述泵送机构（10、11）部分地布置在容纳润滑油的壳体（16）中；和排放管线（24），所述排放管线（24）连接到所述壳体（16）且适于至少将燃料蒸汽从所述壳体（16）的内部排出，其特征在于，所述燃料系统（1）还包括：润滑油供给管线（22），所述润滑油供给管线（22）连接到所述壳体（16）；润滑油供给阀（31），所述润滑油供给阀（31）安装在所述润滑油供给管线（22）中；密封件（21），所述密封件（21）安装在所述泵送机构（10、11）和所述壳体（16）之间，以至少防止到所述壳体（16）外部的润滑油泄漏；排放阀（30），所述排放阀（30）安装在所述排放管线（24）中；其中，所述排放阀（30）和所述润滑油供给阀（31）均被控制为在发动机不运行的状态下关闭，以防止从所述壳体（16）的燃料蒸汽泄漏。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.14 US 61/496,5951.用于将加压燃料供给到内燃机中的燃料系统(1)，所述加压燃料尤其是二甲醚(DME )或其混合物，所述燃料系统(I)包括:燃料泵(4 )，所述燃料泵(4 )具有泵送机构(IO、11)，所述泵送机构(10、11)部分地布置在容纳润滑油的壳体(16)中；和排放管线(24)，所述排放管线(24)连接到所述壳体(16)且适于至少将燃料蒸汽从所述壳体(16)的内部排出，其特征在于，所述燃料系统(I)还包括: 润滑油供给管线(22)，所述润滑油供给管线(22)连接到所述壳体(16)； 润滑油供给阀(31)，所述润滑油供给阀(31)安装在所述润滑油供给管线(22)中； 密封件(21)，所述密封件(21)安装在所述泵送机构(10、11)和所述壳体(16)之间，以至少防止到所述壳体(16)外部的润滑油泄漏； 排放阀(30)，所述排放阀(30)安装在所述排放管线(24)中； 其中，所述排放阀(30)和所述润滑油供给阀(31)均被控制为在发动机不运行的状态下关闭，以防止从所述壳体(16)的燃料蒸汽泄漏。2.根据权利要求1所述的燃料系统，其特征在于，所述壳体(16)内的、至少在所述发动机不运行的状态下的润滑油填充水平(20)被设定为使得:所述密封件(21)在所述发动机不运行的状态下完全浸没在润滑油中，以进一步增强所述壳体(16)的燃料蒸汽密封。3.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述润滑油供给阀(31)是弹簧加载的止回阀，所述止回阀被布置为仅允许润滑油在单一方向上流动。4.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述润滑油供给阀(31)适于由发动机润滑油压力`以液压方式促动，使得:所述润滑油供给阀(31)在机油压力较高时的发动机运行状态下打开，并在机油压力较低时的发动机不运行的状态下当关闭。5.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述排放阀(30)被构造为在发动机运行状态下打开，以至少将燃料蒸汽从所述壳体(16)排出。6.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述排放阀(30)是液压操作或电磁操作的控制阀。7.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述排放阀(30)是弹簧加载的、液压操作的控制阀，其中，所述控制阀的控制管线(32)连接到所述润滑油供给管线(22)，使得:所述润滑油供给管线(22)中的、由运行的发动机导致的高机油压力被布置为打开所述排放阀(30)，并且，所述润滑油供给管线(22)中的、由未运行的发动机导致的低机油压力与所述弹簧加载一起被布置为关闭所述排放阀(30)。8.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述排放管线(24)连接到所述发动机的进气口(29)，使得从所述壳体(16)排出的燃料蒸汽能够被吸入到所述发动机的燃烧室中。9.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述密封件(21)由常规的机油密封橡胶材料制成，例如丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、硅橡胶、氟化橡胶或丙烯酸橡胶，并且，所述密封件不含任何耐DME的涂层。10.根据前述权利要求中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述排放管线(24)的一部分也用作润滑油返回管线，并且，沿着所述排放管线(24)设置有润滑油分离器(26)，用于将润滑油与燃料蒸汽分离，其中，所述润滑油分离器(26)布置在所述排放阀(30)下游。11.根据权利要求10所述的燃料系统，其特征在于，所述润滑油分离器(26)连接到所述发动机的润滑油系统的低压润滑油存储器(27)，用于返回所分离的润滑油。12.根据权利要求1至9中的任一项所述的燃料系统，其特征在于，所述燃料系统还包括润滑油返回阀(36)，所述润滑油返回阀(36)能够打开和关闭与所述壳体(16)连接的润滑油返回管线(35)。13.根据权利要求12所述的燃料系统，其特征在于，所述润滑油返回阀(36)被构造为在发动机运行状态下打开。14.根据权利要求12或13所述的燃料系统，其特征在于，所述润滑油返回阀(36)适于在所述发动机不运行的状态...

【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：
国别省市：