[发明专利]燃料泵送系统、运行燃料泵送系统的方法和包括燃料泵送系统的燃料喷射系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分的燃料泵送系统，运行燃料泵送系统的方法和包括燃料泵送系统的燃料喷射系统。

背景技术

也已知为DME的二甲醚是替代柴油燃料的清洁燃料。二甲醚可由天然气、煤炭或生物质制造。在现代车辆中，共轨系统用于内燃机的更好的性能。在此共轨系统中，燃料被共轨泵压缩到高压且供应到发动机。然而，DME的泵送是困难的，因为DME具有非常低的粘性，从而导致高的内部泄漏，且液体DME的润滑性能非常差。因此，泵的故障是商用发动机应用的主要障碍之一。

也需要将喷射压力增大到大约1000巴以改进循环效率，这例如通过由喷射导致的湍流生成而导致的改进的燃烧正时和改进的燃烧效率来实现。因此，为使DME可用作车用清洁燃烧燃料，必须解决这些问题。

US 6,742,479 B2公开了一种用于内燃机的燃料供应系统。燃料喷射系统特别地适合于例如DME的低粘性燃料。系统的目的是避免损坏燃料泵，这通过仅当通过监测DME燃料的状态来确保泵的润滑的情况时才使用泵来实现。

发明内容

本发明的任务是提供带有高可靠性和稳定性的燃料泵送系统，特别地用于与柴油燃料相比润滑特性差和/或粘性特性不利的燃料，例如DME。另一个目的是提供用于这样的燃料泵送系统的运行方法。本发明的另一个目的是提供带有这样的燃料泵送系统的燃料喷射系统。

此任务通过独立权利要求的特征实现。其他权利要求和描述公开了本发明的有利的实施例。

根据本发明建议了用于燃料的燃料泵送系统，其中至少一个贮料器设置有：用于燃料的第一容纳部和用于压缩流体的第二容纳部，第一容纳部和第二容纳部之间的隔离膜，用于将燃料供应到第一容纳部内的入口，用于将燃料以高压排出的出口，和用于将压缩流体供应到第二容纳部或从第二容纳部去除的流体口。

通过提供两个隔开的容纳部，即一个容纳部用于燃料且一个容纳部用于压缩流体，可避免燃料和泵之间的接触。泵，例如泵的活塞衬仅接触压缩流体。此压缩流体可具有对于泵有利的润滑特性和粘性。因此，可使用任何燃料而与所述燃料的润滑特性和/或粘性特性等无关。燃料可对于其意图中的使用，例如对于燃烧目的而优化。压缩流体在闭环内移动。因此，压缩流体可对于泵和压缩动作优化而与其燃烧特性无关。

压缩流体和燃料通过柔性膜隔开。此膜可优选地由强化橡胶制造，例如由用于火箭导弹内存储燃料的类型的强化橡胶。例如，膜可以是横膈膜或折囊等。此膜将通过施加到压缩流体的压力被压缩，且因此需要抵抗此系统容许的最大压力。然而，在优选的设置中，燃料和压缩流体之间的压力差是低的，因此主要须考虑所述膜的压缩，且其保持在合理的范围内的膨胀或延长的考虑程度较小。因此，避免了施加到膜的可能限制膜的耐久性的应力。

本发明可用于任何类型的燃料，但特别地用于与柴油相比具有不良润滑特性或低粘性的燃料，或具有低粘性和不良润滑特性的燃料。二甲醚(DME)是这样的比柴油粘性低且润滑特性差的燃料的一个例子。DME以已知为具有大变化的压力和温度相关性，这对于使用在必须在温度非常低和水的冰点以上温度中工作的汽车系统内是不方便的。另一方面，对于粘性非常高的燃料的已知的问题是在通常高压泵内压缩燃料。本发明甚至可以应用于这样的应用，特别地用于需要进一步加热以在进入到喷射器喷嘴前降低粘性的燃料。优选地，所述燃料具有比柴油燃料更差的润滑特性，和/或在可比较的环境条件下具有至少比柴油燃料高或低50％，优选比柴油燃料高或低两倍的粘性。例如，DME已知为仅具有柴油燃料的粘性的10％。如果使用所谓的船用油，则船用油的粘性非常高。船用油经常用作例如船只的燃料。船用油的粘性大约比柴油燃料的粘性高五倍。此类型的流体需要被预热，使得它可以在正常的泵内被泵送。优选地，当使用在根据本发明的高压级的泵送系统内时，加热需要更低，这通过优选地仅将通过喷射器的燃料加热到在使用在共轨喷射系统内时在喷射喷嘴内形成喷雾可接受的粘性即可。

流体口可联接到压缩流体泵单元，用于向贮料器供给压缩流体或从贮料器去除压缩流体。可使用能够输送直至1000巴或更高的高压的标准共轨泵，所述高压对于车辆内的标准共轨装置是合适的。泵完全地与燃料隔离且仅与压缩流体接触。

优选地，衰减单元可布置在流体口和压缩流体泵单元之间。这避免了压力峰值，且消除了施加到膜和系统的其他部件的应力。

通过将控制阀布置在流体口和泵单元之间的流体管道内，泵的泵送方向可切换。优选地，控制阀可布置在衰减单元和泵单元之间。因此，衰减单元可补偿泵单元和贮料器之间的压力尖峰。