燃料系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于液體和氣體燃料的分離以便噴射的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壓縮天然氣(CNG)是有利于減少發(fā)動(dòng)機(jī)爆震、減少冷啟動(dòng)情況下的碳?xì)浠衔锱欧乓约皽p少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間的二氧化碳排放的高辛烷值燃料。然而，與諸如柴油燃料或汽油之類的液體碳?xì)浠衔锶剂舷啾龋珻NG的能量密度低。為了增加存儲(chǔ)在車輛中的范圍和總?cè)剂狭浚珻NG可以與汽油或柴油燃料相結(jié)合地使用，這需要車輛在燃料之間進(jìn)行切換以實(shí)現(xiàn)最佳的性能。然而，由于空間限制，在車輛中包括分開(kāi)的燃料箱一一一個(gè)燃料箱用于氣體燃料，一個(gè)燃料箱用于液體燃料一一可能是不合適的。一個(gè)優(yōu)選的系統(tǒng)可以是將液體燃料和加壓的氣體燃料在同一個(gè)燃料箱中存儲(chǔ)在一起的系統(tǒng)。特別地，當(dāng)以相對(duì)低壓(?10psi)存儲(chǔ)在一起時(shí)，CNG基本上可溶于汽油或柴油燃料。
[0003]發(fā)明人這里認(rèn)識(shí)到了上述方法的潛在問(wèn)題。S卩，由于從燃料箱供給的液體燃料可能含有液體燃料和溶解的氣體燃料的混合物，所以燃料計(jì)量精度可能降低，并且氣體燃料可以在燃料噴射期間形成泡沫。另外，氣體燃料泡沫的形成可能不利地改變噴射的燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)中的分散，從而降低了燃料經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種燃料系統(tǒng)以提高經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)效率。
[0005]一種至少部分地解決了上述問(wèn)題的方法包括如下一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該方法包括:在車輛上從燃料箱供給燃料到燃料分離器，其中燃料包括溶解在液體燃料中的氣體燃料；在燃料分離器中使氣體燃料從液體燃料中脫溶解；以及在燃料分離器中使氣體燃料與液體燃料分尚。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該方法還包括通過(guò)氣體燃料噴射器將溶解的氣體燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中，以及通過(guò)液體燃料噴射器將液體燃料噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，使氣體燃料從液體燃料中脫溶解包括通過(guò)燃料分離器中的聚結(jié)過(guò)濾器對(duì)燃料進(jìn)行過(guò)濾。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，使氣體燃料從液體燃料中脫溶解包括使燃料壓力降低到閾值壓力以下。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，過(guò)濾器的膨脹室中的壓力低于lOOpsi。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，氣體燃料在燃料噴射器上游與液體燃料分離。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該方法還包括在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷低于閾值負(fù)荷時(shí)在燃料分離器中使氣體燃料從液體燃料中脫溶解和分離。
[0012]在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種向發(fā)動(dòng)機(jī)輸送燃料的方法可以包括:在車輛上將燃料存儲(chǔ)在燃料箱中，其中燃料包括溶解在液體燃料中的氣體燃料；在第一條件期間，在燃料分離器中使氣體燃料從液體燃料中脫溶解并與液體燃料分離，并且將氣體燃料和液體燃料供給至燃料噴射器；以及在第二條件期間，在繞過(guò)燃料分離器的同時(shí)將燃料從燃料箱供給至燃料噴射器。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，第一條件包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷低于閾值發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷時(shí)。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，第一條件包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于閾值發(fā)動(dòng)機(jī)溫度時(shí)。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，第一條件包括當(dāng)燃料系統(tǒng)壓力低于閾值壓力時(shí)或環(huán)境溫度低于閾值溫度時(shí)。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，第二條件包括當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷高于閾值發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于閾值發(fā)動(dòng)機(jī)溫度時(shí)、燃料系統(tǒng)壓力高于閾值燃料系統(tǒng)壓力時(shí)或環(huán)境溫度高于閾值溫度時(shí)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，燃料噴射器包括氣體燃料噴射器和液體燃料噴射器，并且方法還包括向氣體燃料噴射器供給氣體燃料以及向液體燃料噴射器供給液體燃料和混合燃料。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，使氣體燃料脫溶解包括使燃料分離器中的燃料壓力降低到10psi以下。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，使氣體燃料脫溶解還包括通過(guò)聚結(jié)過(guò)濾器對(duì)燃料進(jìn)行過(guò)濾。
[0020]在另一個(gè)實(shí)施方式中，一種燃料系統(tǒng)可以包括:位于車輛上的燃料箱，該燃料箱包括溶解在液體燃料中的氣體燃料；位于燃料箱下游的燃料噴射系統(tǒng)，該燃料噴射系統(tǒng)包括氣體燃料噴射器和液體燃料噴射器；以及在燃料箱和燃料噴射系統(tǒng)之間流體連接的燃料分離器。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括在燃料箱和燃料噴射系統(tǒng)之間流體連接的旁通閥，其中在旁通閥打開(kāi)時(shí)，來(lái)自燃料箱的燃料在繞過(guò)燃料分離器的同時(shí)被供給至燃料噴射系統(tǒng)。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，燃料分離器包括聚結(jié)過(guò)濾器和位于聚結(jié)過(guò)濾器下游的膨脹室，其中
[0023]膨脹室中的壓力低于聚結(jié)過(guò)濾器上游的壓力，并且
[0024]在通過(guò)聚結(jié)過(guò)濾器對(duì)燃料進(jìn)行過(guò)濾時(shí)，氣體燃料脫溶解進(jìn)入膨脹室中，并且液體燃料聚結(jié)并保持在聚結(jié)過(guò)濾器的上游。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，聚結(jié)過(guò)濾器包括燒結(jié)過(guò)濾器。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，還包括控制器，控制器包括指令，指令能夠被執(zhí)行為:
[0027]在第一條件期間，在燃料分離器中使氣體燃料從液體燃料中脫溶解并與液體燃料分離，并且將氣體燃料和液體燃料供給至燃料噴射器；以及
[0028]在第二條件期間，在繞過(guò)燃料分離器的同時(shí)將混合燃料從燃料箱供給至燃料噴射器。
[0029]這樣，可以實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)效果:在提供了更穩(wěn)健且更精確的燃料噴射控制的同時(shí)保持了噴射的燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的一致的分布，使得發(fā)動(dòng)機(jī)排放可以減少并且燃料經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)效率可以提高。本文的上述優(yōu)點(diǎn)以及其他優(yōu)點(diǎn)和特征將從單獨(dú)地或者結(jié)合附圖來(lái)理解時(shí)的下文詳細(xì)描述中顯而易見(jiàn)。
[0030]應(yīng)當(dāng)理解的是，提供上文的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分是為了以簡(jiǎn)化的形式引入將在詳細(xì)的描述中進(jìn)一步說(shuō)明的一系列概念。其并不意在確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，其中要求保護(hù)的主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一地限定。另外，要求保護(hù)的主題不限于解決了在上文中或者在本公開(kāi)的任何部分中提到的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1示意性地描繪了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性汽缸。
[0032]圖2示出了圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖以及構(gòu)造成以氣體燃料和液體燃料的混合物運(yùn)行的燃料系統(tǒng)。
[0033]圖3示出了用于運(yùn)行圖1至圖2的發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料系統(tǒng)的示例性方法的流程圖。
[0034]圖4示出了用于運(yùn)行圖1至圖2的發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料系統(tǒng)的示例性時(shí)間線。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本文涉及用于向發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料系統(tǒng)供給氣體燃料和液體燃料的系統(tǒng)和方法。在圖1和圖2中示出了示例性的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料系統(tǒng)。圖3示出了用于運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)和燃料系統(tǒng)以向發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣體燃料和/或液體燃料的方法的流程圖。圖4是表示在各種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件期間從燃料系統(tǒng)向發(fā)動(dòng)機(jī)供給氣體燃料和/或液體燃料的示例性時(shí)間線。
[0036]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1，其描繪了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室或汽缸的示例性實(shí)施方式。發(fā)動(dòng)機(jī)10可以至少部分地由包括控制器12的控制系統(tǒng)13以及由車輛操作人員130經(jīng)由輸入裝置132的輸入來(lái)控制。在一個(gè)示例中，輸入裝置132包括加速器踏板和用于產(chǎn)生比例踏板位置信號(hào)PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動(dòng)機(jī)10的汽缸(例如，燃燒室)14可以包括燃燒室壁136，活塞138定位在汽缸14中?；钊?38可以連接于曲軸140，使得活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸140可以通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)連接于乘用車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。另外，啟動(dòng)機(jī)馬達(dá)可以通過(guò)飛輪連接于曲軸140以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10的啟動(dòng)操作。
[0037]汽缸14能夠通過(guò)一系列的進(jìn)氣通道142、144和146接收進(jìn)氣。除了汽缸14之外，進(jìn)氣通道146還能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)10的其他汽缸連通。在一些實(shí)施方式中，進(jìn)氣通道中的一個(gè)或多個(gè)可以包括諸如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器之類的增壓裝置。例如，圖1示出了配置有渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)10，該渦輪增壓器包括布置在進(jìn)氣通道142和144之間的壓縮機(jī)174以及沿著排氣通道148布置的排氣渦輪機(jī)176。壓縮機(jī)174可以至少部分地由排氣渦輪機(jī)176通過(guò)軸180驅(qū)動(dòng)，其中增壓裝置配置為渦輪增壓器。然而，在其他示例中，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)10設(shè)置有機(jī)械增壓器的示例中，排氣渦輪機(jī)176可以被選擇性地省略，在這種情況下壓縮機(jī)174可以通過(guò)來(lái)自馬達(dá)或發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械輸入驅(qū)動(dòng)。沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道可以設(shè)置有包括節(jié)流閥板164的節(jié)氣門162，用于改變提供給發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣的流率和/或壓力。例如，節(jié)氣門162可以如圖1所示地設(shè)置在壓縮機(jī)174的下游，或者可替代地，設(shè)置在壓縮機(jī)174的上游。
[0038]除了汽缸14之外，排氣通道148還能夠接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)10的其他汽缸的排氣。排氣傳感器128示出為連接于排放控制裝置178上游的排氣通道148。傳感器128可以是用于提供排氣的空燃比的指示的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋?傳感器、雙態(tài)氧傳感器或EGO傳感器(如圖中所描繪的)、HEG0 (加熱EG0)傳感器、NOx傳感器、HC傳感器或CO傳感器。排放控制裝置178可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其他排放控制裝置或以上所述的組合。
[0039]發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以包括一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣閥門以及一個(gè)或多個(gè)排氣閥門。例如，汽缸14示出為包括位于汽缸14的上部區(qū)域的至少一個(gè)進(jìn)氣提升閥門150和至少一個(gè)排氣提升閥門156。在一些實(shí)施方式中，包括汽缸14在內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)10的每個(gè)汽缸可以包括位于汽缸的上部區(qū)域的至少兩個(gè)進(jìn)氣提升閥門和至少兩個(gè)排氣提升閥門。
[0040]進(jìn)氣閥門150可以由控制器12通過(guò)致動(dòng)器152來(lái)控制。類似地，排氣閥門156可以由控制器12通過(guò)致動(dòng)器154來(lái)控制。在一些條件期間，控制器12可以改變提供給致動(dòng)器152和154的信號(hào)以控制相應(yīng)的進(jìn)氣閥門和排氣