[发明专利]燃料系统和相应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于将加压的低粘性燃料供给到内燃机的燃料系统。燃料系统包括低压燃料系统、高压燃料泵、共轨、燃料喷射器和发动机管理系统(EMS)。高压燃料泵布置为将加压的燃料供给到共轨，且共轨布置为将高压燃料供给到燃料喷射器，所述燃料喷射器构造为将高压燃料喷射到发动机的燃烧室内。本发明也涉及用于提供通过至少一个高压燃料泵的循环冷却燃料流动的方法。

背景技术

用于将高压燃料供给到燃料喷射器的燃料系统在背景技术中已熟知。这些燃料系统通常包括低压燃料系统、高压燃料泵以及其上连接有燃料喷射器的共轨。低压燃料系统的低压燃料泵将燃料送给到高压燃料泵，所述高压燃料泵构造为将加压的燃料供给到共轨。燃料喷射器构造为从共轨接收高压燃料且将高压燃料喷射到内燃机的燃烧室内。

与此燃料系统相关的一个潜在的问题是在热状态下的沸腾，特别是在使用例如二甲醚(DME)等的低粘性燃料的情况下。当高压燃料泵内燃料沸腾时，容积效率降低，这又可导致燃料压力的降低或完全消失。作为结果，发动机可能停机。

用于避免高压燃料泵内的燃料沸腾的一个已知的措施是为高压燃料泵提供以冷却开孔，所述冷却开孔位于高压燃料泵的入口计量阀(metering valve)的上游处。这样的解决方法从US2010/0282211A1中已知。冷却开孔提供了从高压燃料泵入口到低压燃料泵出口的流动路径，且燃料通过高压燃料泵的流动由于将运行期间在泵内生成的热导出而起到将泵冷却的作用。然而，尽管提供了冷却开孔，但在一定的运行条件期间和燃料泵设计的情况下，在高压燃料泵内仍可能出现燃料沸腾。

因此，对于消除了上述缺点的、改进的燃料系统，存在着需求。

发明内容

本发明的任务是提供根据本发明的燃料系统，其中降低了高压燃料泵内的燃料沸腾的风险。此任务通过独立权利要求1和14的特征实现。从属权利要求包含了本发明的有利的方法、另外的扩展和变体。

本发明涉及用于将特别是二甲醚(DME)或其混合物的加压的低粘性燃料供给到特别是压燃式发动机的内燃机的燃料系统，所述燃料系统包括低压燃料系统、高压燃料泵、共轨、至少一个燃料喷射器和发动机管理系统(EMS)，其中所述高压燃料泵布置为将加压的燃料供给到所述共轨，且所述共轨布置为将高压燃料供给到所述至少一个燃料喷射器，所述燃料喷射器构造为将高压燃料喷射到所述内燃机的燃烧室内。

本发明的燃料系统的特征在于，所述发动机管理系统(EMS)可启动通过至少高压燃料泵的循环冷却燃料流动以避免燃料沸腾，这通过如下方式实现：

使共轨内的燃料的目标压力升高为高于触发布置在所述高压燃料泵的下游的高压燃料释放阀的打开的阈值水平，而使得由所述高压燃料泵供给的燃料的至少一部分经过所述高压燃料释放阀返回到所述低压燃料系统，或

在所述至少一个燃料喷射器内提供增加的内部燃料泄漏而使得通过所述高压燃料泵供给的燃料的至少一部分通过返回管线返回到所述低压燃料系统。

本发明进一步涉及用于提供通过至少高压燃料泵的循环冷却燃料流动的方法，其中所述燃料泵是燃料系统的部分，所述燃料系统构造为将特别是二甲醚(DME)或其混合物的加压的低粘性燃料供给到特别是压缩式发动机的内燃机，所述燃料系统包括低压燃料系统、高压燃料泵、共轨、至少一个燃料喷射器和发动机管理系统(EMS)，其中所述高压燃料泵布置为将加压的燃料供给到所述共轨，且其中所述共轨布置为将高压燃料供给到所述至少一个燃料喷射器，所述燃料喷射器构造为将高压燃料喷射到所述内燃机的燃烧室内。

本发明的方法的特征在于启动通过至少高压燃料泵的循环冷却燃料流动以避免燃料沸腾，这通过如下方式实现：

使共轨内的燃料的目标压力升高为高于触发布置在所述高压燃料泵的下游的高压燃料释放阀的打开的阈值水平，而使得由所述高压燃料泵供给的燃料的至少一部分经过所述高压燃料释放阀返回到所述低压燃料系统，或

在所述至少一个燃料喷射器内提供增加的内部燃料泄漏而使得通过所述高压燃料泵供给的燃料的至少一部分通过返回管线返回到所述低压燃料系统。

本发明的燃料系统和相应的方法通过保证经过整个高压燃料泵的燃料冷却流动而降低了高压燃料泵内的燃料沸腾的可能性。如上所述的带有冷却开孔的现有技术的解决方法仅冷却了高压燃料泵的部分，即直至冷却开孔自身的部分，但不冷却高压燃料泵的超过入口计量阀的部分。燃料在入口计量阀下游即在高压燃料泵的高压泵送单元的抽吸侧形成的蒸汽泡因此将不被现有技术的解决方法排空，因此明显地降低了泵的容积效率。