内燃机的燃料供应模块及具有该燃料供应模块的车辆的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年11月7日提交的德国专利申请no.102016221709.7的优先权权益，该申请以引用的方式全部并入本文。

本申请涉及用于内燃机(特别是柴油发动机)的燃料供应模块和具有所述燃料供应模块的车辆。

背景技术：

通常地，柴油系统的布局特别包括如下构件：燃料箱、低压泵、至少一个通往燃料过滤器的供应管路、燃料过滤器以及至少一个通往高压泵的另外的管路。燃料电加热器通常设置在燃料过滤器的前方。此外，内燃机包括高压部件例如具有喷射器的轨道(特别是共轨)。内燃机通过储存在燃料箱中的燃料驱动，所述燃料一般通过低压燃料机构。

通常地，在低压燃料布置中，来自燃料箱的燃料经由与供应管路结合的低压泵而被泵送至燃料过滤器。燃料过滤器随时过滤燃料箱的燃料，而燃料电加热器对低温燃料进行加热。

当燃料穿过燃料过滤器时，其被引导至高压泵。然后一定量的燃料特别在高压泵中被进一步加压。可以通过计量单元来控制精确的加压量。通常地，更大量的燃料不被加压而是用于冷却和润滑高压泵。该燃料可以经由第一燃料回流管路和之后的主燃料回流管路回流或被反向引导至燃料箱，其中经加压燃料被供应至轨道，例如共轨。经加压燃料然后被供应至相应内燃机的喷射器。然而，并非被引导至轨道的所有经加压燃料最终到达燃烧室。在轨道中的希望的燃料压力低于检测的实际压力的情况下，为了实现和控制精确的轨道压力，轨道的压力控制阀经由第二燃料回流管路将燃料送至主燃料回流管路。

上述喷射器通常需要一定量的燃料来操作伺服系统，这是因为柴油喷射器既不是电磁喷射器也不是压电喷射器。换言之，可以特别地仅通过伺服回路实现喷射器的致动。该伺服回路通常通过燃料驱动，这意味着需要一定量的燃料来操作喷射器因此将所述燃料排出至喷射器的回流。来自喷射器的伺服系统和来自压力控制阀的燃料量均被设置成被引导至低压燃料布置的主燃料回流管路从而返回至燃料箱。特别由于高压泵的加压和摩擦，特别经由主燃料回流管路的整体返流的温度远高于经由供应管路来自燃料箱的燃料的温度。

低压燃料布置进一步包括用于供电的电线。这些电线需要特别与低压泵连接。特别地，至少三根(在通常应用中为五根)电线通常铺设在车辆内从而连接至低压泵。这些电线通常从车辆前方的发动机舱铺设至车辆后方的燃料箱。因此，电线长度通常需要为2至6米。

燃料过滤器通常装配有燃料电加热器从而避免燃料过滤器在低温操作或低温启动的过程中阻塞，这是因为例如柴油在燃料过滤器内倾向于分离石蜡从而使得石蜡可能阻塞燃料过滤器，这可能造成发动机停转或发动机不操作。

燃料电加热器通常需要电力，这可能影响车辆的总效率。除燃料电加热器的效率及其能耗外，由于经过供电管路的较高安培，燃料电加热器进一步需要具有大横截面的其它供电管路。电力供应管路通常由昂贵的铜制成。

除了供电管路之外，还需要继电器从而启动燃料电加热器。

此外，通常的共轨系统需要上述计量单元从而控制轨道中的燃料压力。该计量单元较为昂贵并且具有复杂部件。

因此，需要进一步改进低压燃料布置。因此，需要提高能效并且节省成本的燃料供应模块。

技术实现要素：

根据本申请的示例性实施方案，用于内燃机(例如柴油内燃机中的)的燃料供应模块包括：低压泵；燃料过滤器；和高压泵。低压泵、燃料过滤器和高压泵为燃料供应模块的必备部件，并且燃料过滤器设置在低压泵与高压泵之间。

术语“必备”应被理解为低压泵、燃料过滤器和高压泵为模块的必需构件。换言之，燃料供应模块可以为独立式模块，其中燃料供应模块的每个构件对于燃料供应模块的功能来说是必需的。燃料供应系统的低压泵可以设置于高压泵使得低压泵和高压泵特别通过燃料过滤器分离，其中可以通过燃料过滤器的宽度或横向尺寸限定低压泵与高压泵之间的距离。换言之，低压泵和高压泵可以彼此靠近地设置在燃料供应模块内从而保证经由低压泵精确和迅速地控制燃料计量。

燃料供应模块可以是自主模块。

根据本申请的另一个示例性实施方案，具有燃料供应模块的车辆包括：低压泵；燃料过滤器；和高压泵。低压泵、燃料过滤器和高压泵为燃料供应模块的必备部件，并且燃料过滤器设置在低压泵与高压泵之间。

本申请的一方面提供燃料供应模块，通过所述燃料供应模块可以实现改进的燃料再循环和co2减少。

根据本申请的示例性实施方案，通过采用所述燃料供应模块，可以省去高压泵的计量单元，这是因为燃料供应模块经由低压泵提供改进的燃料计量概念。通过省去高压泵的计量单元，可以实现进一步的成本效益。可以通过控制低压泵实现燃料计量。

此外，通过采用所述燃料供应模块，可以通过将低压泵完整地重新设置在燃料供应模块内从而省去燃料电加热器及其供电线路。

燃料供应模块可以安装在发动机舱中。

发动机舱特别包括内燃机。通过采用所述燃料供应模块，可以省去位于车辆后方的燃料箱中的低压泵与发动机舱之间的由铜制成的供电管路。

低压泵可以经由供应管路与燃料箱连接。

燃料过滤器和高压泵还可以与供应管路连接。通过上述燃料供应模块，低压泵可以安装、布置或设置在发动机舱中，因此可以以简单和节省成本的方式经由供电管路实现供电。亦即，低压泵不位于或设置在燃料箱中，因此可以避免使用供电管路进行复杂和成本密集的连接。

高压泵可以经由第一燃料回流管路与主燃料回流管路连接并且主燃料回流管路与燃料箱连接。

因此，用于冷却和润滑高压泵的燃料可以经由第一燃料回流管路而被容易地引导至主燃料回流管路。

具有再循环阀的再循环管路可以设置在供应管路与主燃料回流管路之间并且再循环管路设置在低压泵的前方。

例如，可以在发动机舱内经由内燃机结合具有再循环阀的再循环管路来控制燃料的加热。例如在发动机启动之后，可以根据燃料温度来利用具有再循环阀的再循环管路的操作从而经由低压泵为燃料过滤器供应已加热的燃料。因此，可以容易地改进燃料供应布局的构建。亦即，通过使用本文描述的燃料供应模块，可以移除燃料电加热器，实现进一步的成本节约和节能。

可以结合燃料温度来对再循环阀进行控制。

因此，燃料供应模块可以以节能方式驱动。

在燃料温度高于40℃的情况下再循环阀可以关闭，或者在燃料温度等于或低于40℃的情况下再循环阀可以打开。

通过上述燃料供应模块，燃料可以被内燃机加热，因此可以省去燃料电加热器。在内燃机的正常操作的过程中，燃料温度可以高于40℃。在低温启动时，上述燃料供应模块可以迅速加热发动机舱(特别是内燃机)内的燃料，使得内燃机可以启动而无需使用燃料电加热器。

高压泵可以经由高压管路与轨道连接。

在共轨系统中，燃料从被称为轨道的高压蓄能器被分配至喷射器。通过高压泵(也被称为高压燃料泵)向轨道给送。以电子方式控制轨道中的压力以及每个汽缸的启动信号的开始和结束。因此，通过使用燃料供应模块，可以省去高压泵中的计量单元。

轨道可以包括第二燃料回流管路并且第二燃料回流管路与主燃料回流管路连接。

因此，可以使用第二燃料回流管路将轨道中的未燃烧燃料从轨道的压力控制阀容易地引导至主燃料回流管路。

至少一个喷射器可以经由第三燃料回流管路而与主燃料回流管路连接。

因此，可以经由第三燃料回流管路将喷射器中的未燃烧燃料容易地引导至主燃料回流管路。

第一燃料回流管路、第二燃料回流管路和第三燃料回流管路通往主燃料回流管路。

通过在发动机舱中采用或安装燃料供应模块，第一燃料回流管路、第二燃料回流管路和第三燃料回流管路可以容易地与主燃料回流管路连接。

本文针对燃料供应模块描述的特征也应用于具有燃料供应模块的车辆，反之亦然。

附图说明

图1为根据现有技术的低压燃料布置的示意图；

图2为基于图1的根据现有技术的低压燃料布置的示意图；

图3为根据本申请的第一个实施方案的燃料供应模块的示意图；

图4为根据本申请的第二个实施方案的燃料供应模块的示意图；并且

图5为具有根据图3或图4的燃料供应模块的车辆的横截面示意图。

除非另有声明，图中相同的附图标记表示相同的元件。

具体实施方式

在图中，通过箭头显示相应的供应管路4和燃料回流管路10、12、13、14内的燃料方向。

图1显示了根据现有技术的低压燃料布置的示意图。

图1显示了发动机系统(特别是柴油系统)的布局。所述柴油系统包括：燃料箱1、低压泵2、至少一个通往燃料过滤器3的供应管路4、燃料过滤器3和至少一个通往高压泵5的另外的供应管路4’。低压泵2位于燃料箱1内并且低压泵2经由例如由铜制成的供电管路与发动机舱ec1连接。燃料电加热器h1通常设置在燃料过滤器3的前方。发动机舱ec1的内燃机17包括高压部件，例如轨道8(特别是共轨)和喷射器11。内燃机17通过储存在燃料箱1中的燃料驱动，所述燃料经过低压燃料布置s1。

通常地，在低压燃料布置s1中，来自燃料箱1的燃料经由低压泵2结合供应管路4被泵送至燃料过滤器3。燃料过滤器3随时过滤燃料箱的燃料，而燃料电加热器h1加热低温燃料。

当燃料穿过燃料过滤器3时，其被引导至高压泵5。一定量的燃料然后在高压泵5中进一步加压。可以例如通过计量单元6控制精确的加压量。然而，更大量的燃料不被加压而是仅用于冷却和润滑高压泵5。该燃料经由第一燃料回流管路13和之后的主燃料回流管路14回流至燃料箱1，其中经加压燃料被供应至轨道8，例如共轨。经加压燃料然后被供应至相应内燃机17的喷射器11。然而，并非被引导至轨道8的所有经加压燃料最终到达内燃机17的燃烧室。在轨道中的希望的燃料压力低于检测的实际压力的情况下，为了实现和控制精确的轨道压力，轨道8的压力控制阀9经由第二燃料回流管路10将燃料送至主燃料回流管路14。

上述具有电子控制单元(ecu)20的喷射器11通常需要一定量的燃料来操作私服系统，因为柴油喷射器既不是电磁喷射器也不是直接作用的压电喷射器。换言之，可以仅通过伺服回路实现喷射器11的致动。该伺服回路通常通过燃料驱动，即需要一定量的燃料来操作喷射器11因此将所述燃料排出至喷射器的回流。来自喷射器11的伺服系统和来自压力控制阀9的燃料量均被引导至低压燃料布置s1的主燃料回流管路14从而返回至燃料箱1。特别由于高压燃料泵5的加压和摩擦，经由主燃料回流管路14的整体返流的温度高于经由供应管路4来自燃料箱1的流的温度。

低压燃料布置s1进一步包括用于供电的电线(未显示)。这些电线需要特别与低压燃料泵2连接。例如，至少三根(在通常应用中为五根)电线通常铺设在车辆a1内从而连接至低压燃料泵2。这些电线通常从车辆a1前方的发动机舱ec1铺设至车辆a1后方的燃料箱1。因此，需要长度通常为2至6米的电线。

燃料过滤器3通常装配有燃料电加热器h1从而避免燃料过滤器3在低温操作或低温启动的过程中阻塞，因为例如柴油倾向于分离燃料过滤器3内的石蜡使得石蜡可能阻塞燃料过滤器3，这可能造成发动机停转或发动机不操作。

此外，通常的共轨系统需要计量单元6从而控制轨道8中的燃料压力。该计量单元6通常为昂贵部件。

图2显示了基于图1的根据现有技术的低压燃料布置的示意图。

图2显示了图1的简化示意图并且基本上基于图1，区别在于分离地显示了燃料过滤器3的燃料电加热器h1从而特别显示低压燃料布置s1和本申请的燃料供应模块m1之间的区别。

燃料电加热器h1通常需要电力，可能影响车辆a1的总效率。不管燃料电加热器h1的效率及其能耗，由于经过供电管路的较高安培，燃料电加热器h1进一步需要具有大横截面的供电管路。供电管路通常由昂贵的铜制成。

如图1和2中可见，低压燃料泵2布置、位于或设置在燃料箱1中。燃料箱1通常布置、位于或设置在车辆a1后方。

除了供电管路之外，需要继电器从而启动燃料电加热器h1。

图3显示了根据本申请的第一个实施方案的燃料供应模块的示意图。

附图标记m1显示了燃料供应模块。用于内燃机17(特别是柴油内燃机)的燃料供应模块m1包括低压燃料泵2、燃料过滤器3和高压燃料泵5。低压燃料泵2、燃料过滤器3和高压燃料泵5为燃料供应模块m1的必备部件。燃料过滤器3设置在低压燃料泵2和高压燃料泵5之间。

燃料供应模块m1可以安装、布置或安置在发动机舱ec1中。发动机舱ec1包括内燃机17。

低压燃料泵2和高压燃料泵5可以彼此靠近并且基本上被燃料过滤器3分离地位于、布置或设置在燃料供应模块m1内从而保证经由燃料供应模块m1的低压燃料泵2精确和迅速地控制燃料计量。

低压燃料泵2经由供应管路4与燃料箱1连接。高压燃料泵5经由第一燃料回流管路13与主燃料回流管路14连接，并且主燃料回流管路14与燃料箱1连接。

换言之，低压燃料泵2不再如图1和图2所示布置、位于或设置在燃料箱1中。

燃料供应模块m1包括具有再循环阀16的再循环管路15。再循环管路15设置在供应管路4和主燃料回流管路14之间，并且再循环管路15设置在低压燃料泵2的前方。

燃料供应模块m1被供应燃料，并且燃料被内燃机17加热。高压燃料泵5经由高压管路7与轨道8连接。轨道8包括第二燃料回流管路10并且第二燃料回流管路10与主燃料回流管路14连接。喷射器11经由第三燃料回流管路12与主燃料回流管路14连接。第一燃料回流管路13、第二燃料回流管路10和第三燃料回流管路12通往主燃料回流管路14。

图3显示了正常操作过程中的燃料供应模块m1，其中特别地燃料温度可以高于40℃。在该条件下，再循环管路15的再循环阀16保持关闭。在该状态的过程中，燃料供应模块m1的低压燃料泵2从燃料箱1中抽吸燃料并且通过燃料过滤器3将燃料引导至燃料供应模块m1的高压燃料泵5。低压燃料泵2和高压燃料泵5之间的压力可以在1和10bar之间。压力控制阀9、喷射器11和高压燃料泵5的高温燃料可以特别经由主燃料回流管路14被导引或引导至燃料箱1。

图4显示了根据本申请的第二个实施方案的燃料供应模块的示意图。

图4基本上基于图3，区别在于再循环管路15的再循环阀16打开，其中例如特别地燃料温度可以等于或低于40℃。由于高压燃料泵5中的燃料的压缩和喷射器11中的膨胀，相应燃料回流管路(基本上为第一供应管路13、第二供应管路10和第三供应管路12和至少部分的主燃料回流管路14)中的燃料的温度高于与低压燃料泵2连接(特别是直接连接)的供应管路4中的燃料的温度。由于再循环阀16的打开及相比于供应管路4的再循环管路15的略微超压，经加热燃料在朝向低压燃料泵2的方向上受到引导。因此，低压燃料泵2和燃料过滤器3中的温度可以增加。因此，可以避免燃料过滤器3的阻塞。燃料过滤器3中的燃料温度因此可以像使用现有技术的燃料电加热器h1加热那样升高。因此，可以保护燃料供应模块m1的燃料过滤器3使其免受较差的燃料品质以及较低的冷滤点(cfpp)。

图5显示了具有根据图3或图4的燃料供应模块的车辆的横截面示意图。

如图5所示的车辆a1显示了燃料供应模块m1可以被构造成安装、布置或设置在具有内燃机17的发动机舱ec1中。此外，显示了供应管路4和主燃料回流管路14的简化示意图。供应管路4和主燃料回流管路14与再循环管路15连接。可见低压燃料泵2不设置在燃料箱1中并且低压燃料泵2特别是本文描述的燃料供应模块m1的必需构件。

应理解本文公开的燃料供应模块的构件通过如相应附图所示的相应供应管路以及各个燃料回流管路彼此连接。

尽管如上所述，因此燃料供应模块结合车辆进行描述。本领域技术人员清楚明白地理解本文描述的燃料供应模块可以应用于包括内燃机的各种物品。