專利名稱：讓燃料流過雙燃料發(fā)動機的直接噴射泵的系統(tǒng)和方法
讓燃料流過雙燃料發(fā)動機的直接噴射泵的系統(tǒng)和方法技術領域
本發(fā)明大致涉及用于用汽油供應車輛的雙燃料發(fā)動機的燃料供應系統(tǒng)和操作該車輛的方法。
背景技術：
雙燃料發(fā)動機能夠以兩種不同類型燃料運行，即第一類型燃料和第二類型燃料。通常，第一類型燃料包括汽油或柴油燃料，而第二類型燃料包括替換的燃料，諸如但不限于壓縮天然氣(CNG)、液化石油氣(LPG)或氫。兩種不同燃料在分開的儲罐內(nèi)存儲，且雙燃料發(fā)動機一次以一種燃料運行，或可以替換地以第一類型燃料和第二類型燃料的組合運行。
一些雙燃料發(fā)動機利用直接噴射組件，所述直接噴射組件具有高壓泵，所述高壓泵直接地附接到發(fā)動機，用于增加第一類型燃料(例如汽油)的壓力，其隨后被直接地噴射到發(fā)動機的燃燒室中。在雙燃料發(fā)動機以第二類型燃料運行時，第一類型燃料在其燃料供應系統(tǒng)中保持不流動。這樣，設置在直接噴射組件內(nèi)直接鄰近雙燃料發(fā)動機(且特別是高壓泵)的燃料變熱。第一類型燃料的過熱可導致第一類型燃料在直接噴射組件內(nèi)的汽化。發(fā)明內(nèi)容
提供一種車輛。車輛包括雙燃料發(fā)動機，所述雙燃料發(fā)動機可獨立地以第一類型燃料、第二類型燃料、或第一類型燃料和第二類型燃料的組合運行。燃料供應系統(tǒng)聯(lián)接到雙燃料發(fā)動機。燃料供應系統(tǒng)用第一類型燃料供應雙燃料發(fā)動機。燃料供應系統(tǒng)包括儲罐，所述儲罐存儲第一類型燃料的液體供應。提升泵設置為與儲罐流體連通，且對第一類型燃料加壓并讓第一類型燃料流過燃料供應系統(tǒng)。直接噴射組件直接聯(lián)接到雙燃料發(fā)動機。直接噴射組件與提升泵流體連通以用于從其接收第一類型燃料，且與雙燃料發(fā)動機流體連通以用于對其供應第一類型燃料。燃料供應系統(tǒng)進一步包括冷卻回路，所述冷卻回路與直接噴射組件流體連通。在雙燃料發(fā)動機以第二類型燃料運行時，冷卻回路讓第一類型燃料流過直接噴射組件，以冷卻設置在直接噴射組件內(nèi)的第一燃料。
還提供一種操作車輛的方法。該方法包括操作雙燃料發(fā)動機，所述雙燃料發(fā)動機可獨立地以第一類型燃料、第二類型燃料、或第一類型燃料和第二類型燃料的組合運行。第一類型燃料流過直接噴射組件，所述直接噴射組件聯(lián)接到雙燃料發(fā)動機，以在雙燃料發(fā)動機以第二類型燃料運行時冷卻第一類型燃料，由此防止第一類型燃料在直接噴射組件內(nèi)的汽化。
因而，在雙燃料發(fā)動機以第二類型燃料運行時，冷卻回路連續(xù)讓第一類型燃料(例如汽油)流過直接噴射組件，由此防止第一類型燃料在直接噴射組件內(nèi)變得過熱和可能的汽化。
在下文結合附圖進行的對實施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點以及其他的特征和優(yōu)點。


圖1是用于雙燃料發(fā)動機的燃料系統(tǒng)的示意圖，顯示了冷卻回路的第一實施例。
圖2是用于雙燃料發(fā)動機的燃料系統(tǒng)的示意圖，顯示了冷卻回路的第二實施例。
具體實施方式
本領域技術人員將認識到，諸如“上方”、“下方”、“向上、“向下”、“頂”、“底”等的術語是用于描述附圖的，而不代表對本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍通過所附權利要求限定。
參見附圖，其中幾幅圖中相同的附圖標記指示相同的部件，車輛大致在20處示出。參見圖1和2，車輛20包括雙燃料發(fā)動機22。雙燃料發(fā)動機22可獨立地以第一類型燃料或第二類型燃料運行。換句話說，雙燃料發(fā)動機22可以以第一類型燃料運行，或可以替換地以第二類型燃料運行。第一類型燃料可以包括，例如，汽油或柴油中的一種。第二類型燃料可以包括，例如，壓縮天然氣、液化石油氣或氫中的一種。
車輛20包括第一燃料供應系統(tǒng)24。第一燃料供應系統(tǒng)24聯(lián)接到雙燃料發(fā)動機22，且用第一類型燃料供應雙燃料發(fā)動機22。應認識到，車輛20可以進一步包括第二燃料供應系統(tǒng)(未示出)，所述第二燃料供應系統(tǒng)聯(lián)接到雙燃料發(fā)動機22且用第二類型燃料供應雙燃料發(fā)動機22。
用于將第一類型燃料供應至雙燃料發(fā)動機22的第一燃料供應系統(tǒng)24包括儲罐26和提升泵28，所述儲罐26用于存儲第一類型燃料的液體供應源，所述提升泵28與儲罐26流體連通。提升泵28 (即燃料泵)加壓第一類型燃料且讓第一類型燃料流過第一燃料供應系統(tǒng)24。儲罐26可以包括適用于存儲第一類型燃料的任何尺寸、形狀和構造。類似地，提升泵28可以包括適用于與第一類型燃料一起使用且能夠提供第一燃料供應系統(tǒng)24所需的提升的任何尺寸、樣式和/或構造。
第一燃料供應系統(tǒng)24進一步包括直接噴射泵組件30。直接噴射泵組件30與提升泵28流體連通，用于從其接收第一類型燃料。直接噴射泵組件30包括低壓入口 32，用于從提升泵28接收第一類型燃料。供應管線36將提升泵28和低壓入口 32流體連通地互連。直接噴射泵組件30聯(lián)接到雙燃料發(fā)動機22且與雙燃料發(fā)動機22流體連通，用于對其供應第一類型燃料。直接噴射泵組件30包括高壓出口 34，用于將第一類型燃料供應到雙燃料發(fā)動機22。如所示的，高壓出口 34可以與燃料軌(fuel rail)流體連通，所述燃料軌具有多個直接噴射器38，所述直接噴射器38又將第一類型燃料直接噴射到雙燃料發(fā)動機22的每一個燃燒室中。
直接噴射泵組件30包括高壓泵40。高壓泵40可以從動地聯(lián)接到雙燃料發(fā)動機22，即雙燃料發(fā)動機22的旋轉驅動高壓泵40。無論是以第一類型燃料還是以第二類型燃料雙燃料運轉時，高壓泵40都被雙燃料發(fā)動機22驅動。高壓泵40將低壓入口 32和高壓出口 34流體連通地互連，且操作為增加用于噴射到雙燃料發(fā)動機22中的第一類型燃料的壓力。如圖1和2所示，泵示出為是活塞42，所述活塞42在孔43內(nèi)可往復運動且經(jīng)由桿44連接到雙燃料發(fā)動機22。高壓泵40包括與低壓入口 32流體連通的低壓側46和與高壓出口 34流體連通的高壓側48。如所示的，桿44延伸通過高壓泵40的低壓側46，由此相對于高壓泵40的高壓側48減少低壓側46的排量(swept volume)。圖1所示的高壓泵40代表排量大于零的泵。圖2所示的高壓泵40代表排量等于零的泵。
如本領域已知且如圖所示的，直接噴射泵組件30可以進一步包括可變緩沖器76、組合的入口和控制閥78、和壓力釋放閥80?？勺兙彌_器76、入口和控制閥78、和壓力釋放閥80都互連，且以本領域技術人員已知的方式與高壓泵40關聯(lián)且彼此關聯(lián)地操作。
第一燃料供應系統(tǒng)24進一步包括冷卻回路52、66。冷卻回路52、66與直接噴射泵組件30流體連通，且在雙燃料發(fā)動機22運行時，即，在雙燃料發(fā)動機22以第一類型燃料、第二類型燃料、或第一類型燃料和第二類型燃料的組合運轉時，讓第一類型燃料流過直接噴射泵組件30，以冷卻設置在直接噴射泵組件30中的第一燃料。冷卻回路52、66可以在直接噴射泵組件30的內(nèi)部，或可以替換地在直接噴射泵組件30的外部。在雙燃料發(fā)動機22運行時讓第一類型燃料流過直接噴射泵組件30減少直接噴射泵組件30內(nèi)，且尤其是在高壓泵40內(nèi)，第一類型燃料的溫度，由此用于防止第一類型燃料在直接噴射泵組件30內(nèi)的汽化。優(yōu)選地，第一類型燃料從直接噴射泵組件30的低壓側46流到進入直接噴射泵組件30的入口上游的燃料系統(tǒng)供應管線36 (諸如如圖1所示)或流到燃料存儲儲罐26 (諸如如圖2所示)中的一個。
如圖所示，冷卻回路52、66包括流出口 50，所述流出口 50與高壓泵40的低壓側46流體連通。然而，應認識到，流出口 50可以在沿直接噴射泵組件30的低壓流體流動路徑設置的一些其他位置處連接到且流體連通于直接噴射泵組件30。
具體參見圖1，大致在52處示出冷卻回路的第一實施例。冷卻回路52包括冷卻管線54，所述冷卻管線54將流出口 50和供應管線36流體連通地互連。高壓泵40通過雙燃料發(fā)動機22的操作讓第一類型燃料從高壓泵40的低壓側46流動，通過冷卻回路52，回到供應管線36。冷卻回路52可以包括熱交換器56,所述熱交換器56與冷卻管線54流體連通。熱交換器56配置為從流過它的第一類型燃料除去熱量。熱交換器56可以包括任何合適的類型、尺寸和/或樣式的熱交換器56，諸如散熱器或其他類似的裝置。替換地，冷卻管線54可以配置為從流過它的第一類型燃料消散熱量。
冷卻回路52包括設置在其中的第一單向閥58。第一單向閥58配置為允許沿箭頭60指示的方向從高壓泵40的低壓側46通過冷卻回路52并回到供應管線36的流體連通或流動，且配置為防止沿相反方向的流體連通或流動。第一單向閥58可以包括任何合適的類型、尺寸、樣式和/或構造的適于在燃料供應系統(tǒng)24中使用的單向閥。
冷卻回路52需要的是，直接噴射泵組件30包括第二單向閥62，所述第二單向閥62設置在高壓泵40的低壓側46和低壓入口 32之間。第二單向閥62配置為允許沿箭頭64指示的方向從高壓泵40的低壓入口 32朝向低壓側46的流體連通或流動，且配置為防止沿相反方向的流體連通或流動。第二單向閥62可以包括任何合適的類型、尺寸、樣式和/或構造的適于在燃料供應系統(tǒng)24中使用的單向閥。
參見圖2，大致在66處示出冷卻回路的第二實施例。冷卻回路66包括返回管線68，所述返回管線68將流出口 50和儲罐26流體連通地互連。當雙燃料發(fā)動機22以第一類型燃料、第二類型燃料或第一類型燃料和第二類型燃料的組合運行時，提升泵28的促動使得第一類型燃料流過泵的低壓側46、通過返回管線68、并回到儲罐26。返回管線68可以配置為從流動通過它的第一類型燃料消散熱量。進一步地，來自流動通過直接噴射泵組件30并回到儲罐26的第一類型燃料的熱量可以被消散到存儲在儲罐26內(nèi)的更大量的燃料，熱量最終在一段時間后通過儲罐消散到外部空氣。
冷卻回路66包括背壓釋放閥70。在第一類型燃料的流體壓力大于預定值時，背壓釋放閥70允許沿箭頭72指示的方向從高壓泵40的低壓側46、通過冷卻回路66、并回到儲罐26的流體連通。在第一類型燃料的流體壓力小于預定值時，背壓釋放閥70防止沿相反方向的流體連通。背壓釋放閥70保持燃料供應的最小壓力以消除蒸汽和改善啟動時間。背壓釋放閥70可以包括適于在燃料供應系統(tǒng)24中使用的任何壓力敏感閥。
冷卻回路66進一步包括流動限制裝置74。流動限制裝置74將通過冷卻回路66的流體流動限制到預定義的流體流動速率。流動限制裝置74限制通過返回管線68的流體流動，以保持燃料供應系統(tǒng)24的壓力同時允許第一類型燃料在雙燃料發(fā)動機22運行時流動通過返回管線68。在雙燃料發(fā)動機22以第一類型燃料、第二類型燃料或第一類型燃料和第二類型燃料的組合運行時，流動限制裝置74將供應壓力保持在燃料蒸汽壓力以上以避免液體燃料汽化。流動限制裝置74可以包括孔口限制或一些其他相似的裝置。
盡管已經(jīng)對執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進行了詳盡的描述，但是熟悉本發(fā)明涉及的領域的技術人員將認識到在所附的權利要求的范圍內(nèi)的用來實施本發(fā)明的許多替換設計和實施例。
權利要求
1.一種車輛,包括: 雙燃料發(fā)動機，可獨立地以第一類型燃料、第二類型燃料、或第一類型燃料和第二類型燃料組合中之任一種運行；和 燃料供應系統(tǒng)，聯(lián)接到雙燃料發(fā)動機且配置為用于用第一類型燃料供應雙燃料發(fā)動機，所述燃料供應系統(tǒng)包括: 儲罐，配置為用于存儲第一類型燃料的液體供應源； 提升泵，與儲罐流體連通且配置為用于對第一類型燃料加壓和使其流動； 直接噴射泵組件，聯(lián)接到雙燃料發(fā)動機，且與提升泵流體連通以用于從其接收第一類型燃料，且與雙燃料發(fā)動機流體連通以用于對其供應第一類型燃料；和 冷卻回路，與直接噴射泵組件流體連通且配置為用于讓第一類型燃料流過直接噴射泵組件，以在雙燃料發(fā)動機運行時冷卻設置在直接噴射泵組件內(nèi)的第一燃料。
2.如權利要求1所述的車輛，其中，直接噴射泵組件包括用于從提升泵接收第一類型燃料的低壓入口和用于將第一類型燃料供應到雙燃料發(fā)動機的高壓出口。
3.如權利要求2所述的車輛，其中，直接噴射泵組件包括高壓泵，所述高壓泵從動地聯(lián)接到雙燃料發(fā)動機且將低壓入口和高壓出口流體連通地互聯(lián)，且可操作為增加第一類型燃料的壓力。
4.如權利要求3所述的車輛，其中，高壓泵包括與低壓入口流體連通的低壓側和與高壓出口流體連通的高壓側。
5.如權利要求4所述的車輛，其中，冷卻回路包括流出口，所述流出口與高壓泵的低壓側流體連通。
6.如權利要求5所述的車輛，其中，燃料供應系統(tǒng)進一步包括供應管線，所述供應管線將直接噴射泵組件的低壓入口和提升泵流體連通地互連。
7.如權利要求6所述的車輛，其中，冷卻回路包括冷卻管線，所述冷卻管線將流出口和供應管線流體連通地互連。
8.如權利要求5所述的車輛，其中，冷卻回路包括返回管線，所述返回管線將流出口和儲罐流體連通地互連。
9.如權利要求8所述的車輛，其中，提升泵的促動使得第一類型燃料流過泵的低壓側、通過返回管線、并回到儲罐。
10.如權利要求9所述的車輛，其中，冷卻回路包括背壓釋放閥，所述背壓釋放閥配置為，在第一類型燃料的流體壓力大于預定值時允許沿從高壓泵的低壓側、通過冷卻回路、并回到儲罐的方向的流體連通，且配置為在第一類型燃料的流體壓力小于預定值時防止沿相反方向的流體連通。
全文摘要
本發(fā)明為讓燃料流過雙燃料發(fā)動機的直接噴射泵的系統(tǒng)和方法。一種用于用第一類型燃料，例如汽油，供應雙燃料發(fā)動機的燃料供應系統(tǒng)，包括冷卻回路。冷卻回路讓第一類型燃料流過直接噴射泵組件，以防止第一類型燃料在直接噴射泵組件中過熱。
文檔編號F02D19/06GK103104356SQ201210449219
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權日2011年11月10日
發(fā)明者C.D.馬里奧特, B.W.莫謝羅施 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司