专利名称：Lpi发动机的燃料供应系统及其强制返回燃料的方法
技术领域：
本发明涉及LPI发动机的燃料供应系统和由此强制返回燃料的方法。尤其是，本发明涉及这样的LPI发动机的燃料供应系统和由此强制返回燃料的方法，其具有的优点是防止点火开关断开时燃料供应管路和燃料返回管路中的剩余燃料的温度和压力升高而导致燃料泄漏。
背景技术：
通常，LPI发动机指的是燃料泵安装在储料瓶(bombe)中的发动机，通过向喷射器供应液态的LPG燃料，LPG燃料通过喷射器被注入到发动机中。LPI发动机可以满足排气调节，并且可以解决传统LPG系统的各种问题，例如冬天的不良启动和输出功率的退化。
如图6中所示，传统的LPI燃料供应系统包括具有向发动机室20供应液化燃料的燃料泵12的储料瓶10，一端连接到燃料泵12并且另一端连接到发动机室20的燃料供应管路30，和一端连接到发动机室20并且另一端连接到储料瓶10的燃料返回管路40。
所以，从燃料泵12供应的燃料相继地通过燃料供应管路30和喷射器被运送，并且被注入燃烧室。然后，剩余燃料通过燃料返回管路40返回到储料瓶10。
其间，燃料供应管路30带有当发动机停止时切断燃料供应的截止阀32，和用于测量燃料温度的温度传感器34。
另外，燃料返回管路40带有用于测量燃料压力的压力传感器49和用于将燃料压力保持在预定范围内的压力调节器48。
根据传统的燃料供应系统，当发动机停止时燃料可能保留在靠近喷射器的燃料供应管路和燃料返回管路中，并且当发动机被冷却至室温时剩余燃料可能会泄漏到燃烧室。
这样的燃料泄漏会导致汽缸中的燃料浓度很浓，会发生许多的问题使得启动被延迟并且HC排气量增加。
在背景技术部分公开的以上信息仅仅为了增强对本发明的背景技术的理解，所以它可能包含并不形成在该国早已为本领域的普通技术所知的现有技术的信息。
发明内容
本发明试图提供一种LPI发动机的燃料供应系统及其强制返回燃料的方法，其具有的优点在于通过返回燃料供应管路和燃料返回管路中的剩余燃料而防止发动机燃料压力的升高。
另外，本发明具有防止燃料通过喷射器泄漏的优点，从而满足增强的排气调节。
根据本发明的实施例用于LPI发动机的典型燃料供应系统包括储料瓶(bombe)，其具有用于供应燃料的燃料泵和用于强制返回燃料的燃料返回泵；发动机室，其具有注入燃料的多个喷射器；燃料供应管路，其一端连接到燃料泵并且另一端连接到发动机室，该燃料供应管路具有截止阀和温度传感器；和燃料返回管路，其一端连接到发动机室并且另一端分叉成强制返回管路和正常返回管路以将剩余燃料返回储料瓶，该燃料返回管路具有压力传感器和压力调节器，其中强制返回管路连接到储料瓶的燃料返回泵。
正常返回管路可以具有截止阀，从而当燃料被强制返回时切断正常返回管路。
燃料返回泵包括泵壳；马达，其用于供应能量以旋转轴并且泵送燃料，该马达安装在泵壳的上部；轴凸轮，其安装在马达的轴的下端，该轴凸轮与轴一起旋转；柱塞，其用于将轴的旋转运动转换为往复线性运动，该柱塞在外部连接到轴凸轮；和用于泵送燃料的膜片，该膜片与柱塞互锁。
用于供应润滑油的润滑油供应管和用于将返回的燃料排入储料瓶的燃料排放管可以连接到泵壳的上端。
围绕轴的润滑油路径可以垂直地形成于马达的中部，并且用于将润滑油向上推动的油螺栓可以安装在轴的外周边的下部，使得润滑油被向上推动到马达的上端并且被分散。
根据本发明的第二实施例的用于LPI发动机的典型燃料供应系统包括储料瓶，其具有用于供应燃料的燃料泵和用于强制返回燃料的燃料返回泵；发动机室，其具有注入燃料的多个喷射器；燃料供应管路，其一端连接到燃料泵并且另一端连接到发动机室，该燃料供应管路具有截止阀和温度传感器；和燃料返回管路，其一端连接到发动机室并且另一端分叉成强制返回管路和正常返回管路以将剩余燃料返回储料瓶，该燃料返回管路具有压力传感器和压力调节器，其中强制返回管路连接到储料瓶的燃料返回泵并且具有截止阀，从而当燃料被强制返回时通过打开截止阀打开强制返回管路。
燃料返回泵包括泵壳；马达，其用于供应能量以旋转轴并且泵送燃料，该马达安装在泵壳的上部；轴凸轮，其安装在马达的轴的下端，该轴凸轮与轴一起旋转；柱塞，其用于将轴的旋转运动转换为往复线性运动，该柱塞在外部连接到轴凸轮；和用于泵送燃料的膜片，该膜片与柱塞互锁。
用于供应润滑油的润滑油供应管和用于将返回的燃料排入储料瓶的燃料排放管可以连接到泵壳的上端。
围绕轴的润滑油路径可以垂直地形成于马达的中部，并且用于将润滑油向上推动的油螺栓可以安装在轴的外周边的下部，使得润滑油被提高到马达的上端并且被分散。
根据本发明的第三实施例的用于强制返回保留在LPI发动机中的燃料供应管路和燃料返回管路中的燃料的典型方法包括确定点火开关是否接通；如果点火开关接通则接通主继电器和燃料泵继电器；通过正常返回管路返回燃料；确定点火开关是否断开；如果点火开关打开则比较发动机燃料压力和参考压力；如果发动机燃料压力大于参考压力则通过截止阀和燃料返回泵的操作强制返回燃料；和断开主继电器和燃料泵继电器。
通过正常返回管路返回燃料的步骤包括通过打开安装在其上的截止阀打开正常返回管路，和保持燃料返回泵关闭。
通过截止阀和燃料返回泵的操作强制返回燃料的步骤包括通过关闭安装在其上的截止阀切断正常返回管路；通过接通燃料返回泵强制返回燃料；比较发动机燃料压力和参考压力；和如果发动机燃料压力小于参考压力则打开截止阀并断开燃料返回泵。
除了强制返回管路具有截止阀以及通过截止阀的操作打开和关闭正常返回管路和强制返回管路的控制方法之外，根据本发明的第四实施例的用于强制返回保留在LPI发动机中的燃料供应管路和燃料返回管路中的燃料的典型方法与第三实施例相同。因而，在下文中将仅仅描述与第三实施例的不同之处。
在根据本发明的第四实施例的用于强制返回保留在LPI发动机中的燃料供应管路和燃料返回管路中的燃料的方法中，通过正常返回管路返回燃料的步骤包括通过关闭安装在其上的截止阀切断强制返回管路和保持燃料返回泵关闭。
另外，通过截止阀和燃料返回泵的操作强制返回燃料的步骤包括通过打开安装在其上的截止阀打开强制返回管路；通过接通燃料返回泵强制返回燃料；比较发动机燃料压力和参考压力；和如果发动机燃料压力小于参考压力则关闭截止阀并断开燃料返回泵。
图1是根据本发明的典型实施例的LPI发动机的燃料供应系统的示意图。
图2是根据本发明的典型实施例的用于LPI发动机的燃料供应系统的燃料返回泵的横截面图。
图3是根据本发明的另一典型实施例的用于LPI发动机的燃料供应系统的燃料返回泵的横截面图。
图4是根据本发明的典型实施例的用于强制返回LPI发动机的燃料的方法的流程图。
图5是根据本发明的另一典型实施例的用于强制返回LPI发动机的燃料的方法的流程图。
图6是传统的LPI发动机的燃料供应系统的示意图。
具体实施例方式
在下文中将具体参考附图描述本发明的LPI发动机的燃料供应系统的典型实施例。
图1是根据本发明的典型实施例的LPI发动机的燃料供应系统的示意图。
如图1中所示，根据本发明的实施例的LPI发动机的典型燃料供应系统包括充满燃料的储料瓶10，燃料在其中燃烧的发动机室20，燃料在其中被供应到发动机室20的燃料供应管路30，和燃烧之后的剩余燃料在其中被返回到储料瓶10的燃料返回管路40。
燃料泵12和燃料返回泵14安装在储料瓶10中。燃料泵12泵送燃料以便将燃料供应到发动机室20。当发动机停止时燃料返回泵14将燃料供应管路30和燃料返回管路40中的剩余燃料返回到储料瓶10中。
如图2中所示，燃料返回泵14包括泵壳52，用于供应能量以便强制返回燃料的马达50，安装在马达50的轴64上的轴凸轮54，在外部连接到轴凸轮54的柱塞56，和与柱塞56互锁的膜片58。
泵壳52由诸如塑料这样的材料制造，该材料具有小传热系数，从而使从马达50到储料瓶10的热传递最小化。另外，用于供应润滑油的润滑油供应管60和用于将返回的燃料排入储料瓶10中的燃料排放管62连接到泵壳52的上端。
马达50安装在泵壳52的上部。轴64安装在马达50中。轴64旋转并且供应能量以泵送燃料。
其间，围绕轴64的润滑油路径68垂直地形成于马达50的中部。用于将润滑油向上推动的油螺栓66安装在轴64的外周边的下部。安装在轴64上的油螺栓66旋转并将润滑油向上推动，从而使润滑油被分散。然后，分散的润滑油流过马达50的外周边以冷却和润滑马达50。在此之后，润滑油下降并且循环。另外，润滑油供应管60连接到润滑油路径68以供应润滑油。
轴凸轮54偏心地安装在马达50的轴64的下端并且与轴64一起旋转。
柱塞56在外部连接到轴凸轮54。柱塞56将轴凸轮54的偏心旋转运动转换为往复线性运动。
膜片58与柱塞56互锁并且执行往复线性运动以泵送燃料。膜片58由弹簧70弹性地支承。
发动机室20具有用于将燃料注入燃烧室的多个喷射器。
燃料供应管路30将燃料泵12连接到发动机室20的喷射器以将来自储料瓶10的燃料供应到喷射器。截止阀32和温度传感器34安装在燃料供应管路30上。当发动机停止时供应到发动机室20的燃料被截止阀32切断，并且燃料温度被温度传感器34测量。根据燃料温度控制燃料供应和发动机操作。
用于将剩余燃料返回储料瓶10的燃料返回管路40的一端连接到发动机室20并且另一端分叉成强制返回管路42和正常返回管路44。强制返回管路42连接到储料瓶10的燃料返回泵14。当发动机停止时燃料供应管路30和燃料返回管路40中的剩余燃料通过强制返回管路42被强制返回到储料瓶10。另外，当发动机工作时在燃烧过程中仍未燃烧的剩余燃料通过正常返回管路44被返回到储料瓶10，而不是通过燃料返回泵14的操作。
另外，如图2中所示，正常返回管路44具有截止阀46。当发动机工作时，截止阀46被打开并且剩余燃料通过正常返回管路44返回到储料瓶10。然而，在当发动机停止时由于发动机燃料压力大于预定压力而导致燃料供应管路30和燃料返回管路40中的剩余燃料被强制返回的情况下，正常返回管路44上的截止阀46被关闭并且剩余燃料通过强制返回管路42被返回到储料瓶10。
其间，如图3中所示，截止阀46可以安装在强制返回管路42上。在该情况下，当发动机工作时截止阀46被关闭并且剩余燃料通过正常返回管路44返回到储料瓶10。然而，在当发动机停止时由于发动机燃料压力大于预定压力而导致燃料供应管路30和燃料返回管路40中的剩余燃料被强制返回的情况下，强制返回管路42上的截止阀46被打开并且剩余燃料通过强制返回管路42被返回到储料瓶10。
压力传感器49和压力调节器48安装在燃料返回管路40上。燃料压力由压力传感器49测量，并且由压力调节器48保持在预定范围内。
其间，根据本发明的实施例的LPI发动机的典型燃料供应系统由ECU(未示出)的电信号控制。这样的控制方法对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的，因此将不再进一步详细描述。
参考附图，根据本发明的实施例的用于强制返回LPI发动机的燃料的典型方法将在下文中详细描述。
如图4和图5中所示，根据本发明的实施例的用于强制返回LPI发动机的燃料的典型方法开始于在步骤S100确定点火开关是否接通。如果点火开关接通，则在步骤S110ECU接通主继电器和燃料泵继电器。在步骤S120和S120’当发动机正常工作时燃料通过正常返回管路44被返回。
在此之后，在步骤S130ECU确定点火开关是否断开，如果点火开关接通，则燃料继续通过正常返回管路44返回。如果点火开关断开，则在步骤S140ECU比较发动机燃料压力和预定参考压力。
在该情况下，如果发动机燃料压力大于参考压力，则在步骤S150和S150’燃料由截止阀46和燃料返回泵14的操作强制返回。如果发动机燃料压力小于参考压力，则燃料不被强制返回。
最后，在步骤S160主继电器和燃料泵继电器被断开，并且发动机保持停止。
其间，通过正常返回管路44返回燃料的步骤S120和S120’和通过燃料返回泵14的操作强制返回燃料的步骤S150和S150’将在下文中针对截止阀46安装在正常返回管路44上和截止阀46安装在强制返回管路42上的不同情况详细被描述。
如图4中所示，如果截止阀46安装在正常返回管路44上，在通过正常返回管路44返回燃料的步骤S120，截止阀46保持打开以打开正常返回管路44。然后，燃料返回泵14保持断开并且剩余燃料通过正常返回管路44返回到储料瓶10。
另外，在通过燃料返回泵14的操作强制返回燃料的步骤S150，在步骤S210安装在正常返回管路44上的截止阀46被关闭以切断正常返回管路44，在步骤S220燃料返回泵14被接通以将燃料强制返回储料瓶10。
在此之后，在步骤S230发动机燃料压力再次与参考压力比较。如果发动机燃料压力大于参考压力，则燃料通过燃料返回泵14的操作被强制返回。如果发动机燃料压力小于参考压力，则在步骤S240截止阀46被打开并且燃料返回泵14被断开，从而不强制返回燃料。
然而，如图5中所示，如果截止阀46安装在强制返回管路42上，则在通过正常返回管路44返回燃料的步骤S120’，安装在强制返回管路42上的截止阀46被关闭以切断强制返回管路42。然后，燃料返回泵14保持断开。
另外，在通过燃料返回泵14的操作强制返回燃料的步骤S150’，在步骤S210’安装在强制返回管路42上的截止阀46被打开以打开强制返回管路42，在步骤S220’燃料返回泵14被接通以将燃料强制返回储料瓶10。
在此之后，在步骤S230’发动机燃料压力再次与参考压力比较。如果发动机燃料压力大于参考压力，则燃料通过燃料返回泵14的操作被强制返回。如果发动机燃料压力小于参考压力，则在步骤S240’截止阀46被断开并且燃料返回泵14被断开，从而不强制返回燃料。
尽管本发明结合当前被认为是可行的典型实施例进行了描述，应当理解本发明并不局限于所公开的实施例，而是相反，想要涵盖包括在后附权利要求的精神和范围内的各种改进和等效布置。
如上所述，根据本发明，当发动机停止时燃料供应管路和燃料返回管路中的剩余燃料被返回。所以，防止了燃料压力升高。
另外，根据本发明，防止了燃料压力升高而导致的燃料泄漏。启动被延迟以及HC排气量增加的问题也得以解决。
权利要求
1.一种用于LPI发动机的燃料供应系统，包括储料瓶，其具有用于供应燃料的燃料泵和用于强制返回燃料的燃料返回泵；发动机室，其具有注入燃料的多个喷射器；燃料供应管路，其一端连接到燃料泵并且另一端连接到发动机室，该燃料供应管路具有截止阀和温度传感器；和燃料返回管路，其一端连接到发动机室并且另一端分叉成强制返回管路和正常返回管路，以将剩余燃料返回储料瓶，该燃料返回管路具有压力传感器和压力调节器，其中该强制返回管路连接到储料瓶的燃料返回泵。
2.根据权利要求1的燃料供应系统，其中所述正常返回管路具有截止阀，从而当燃料被强制返回时切断正常返回管路。
3.根据权利要求1的燃料供应系统，其中所述强制返回管路具有截止阀，从而当燃料被强制返回时通过打开截止阀而打开强制返回管路。
4.根据权利要求2或3的燃料供应系统，其中所述燃料返回泵包括泵壳；马达，其用于供应能量以旋转轴并且泵送燃料，该马达安装在泵壳的上部；轴凸轮，其安装在马达的轴的下端，该轴凸轮与轴一起旋转；柱塞，其用于将轴的旋转运动转换为往复线性运动，该柱塞在外部连接到轴凸轮；和用于泵送燃料的膜片，该膜片与柱塞互锁。
5.根据权利要求4的燃料供应系统，其中用于供应润滑油的润滑油供应管和用于将返回的燃料排入储料瓶的燃料排放管连接到泵壳的上端。
6.根据权利要求5的燃料供应系统，其中在马达的中部垂直地形成有围绕轴的润滑油路径，并且用于将润滑油向上推动的油螺栓安装在轴的外周边的下部，使得润滑油被向上推动到马达的上端并且被分散。
7.一种用于强制返回保留在LPI发动机中的燃料供应管路和燃料返回管路中的燃料的方法，包括确定点火开关是否接通；如果点火开关接通则接通主继电器和燃料泵继电器；通过正常返回管路返回燃料；确定点火开关是否断开；如果点火开关断开则比较发动机燃料压力和参考压力；如果发动机燃料压力大于参考压力则通过截止阀和燃料返回泵的操作强制返回燃料；和断开主继电器和燃料泵继电器。
8.根据权利要求7的方法，其中通过正常返回管路返回燃料的步骤包括通过打开安装在其上的截止阀而打开正常返回管路；和保持燃料返回泵断开。
9.根据权利要求8的方法，其中通过截止阀和燃料返回泵的操作强制返回燃料的步骤包括通过关闭安装在其上的截止阀而切断正常返回管路；通过接通燃料返回泵而强制返回燃料；比较发动机燃料压力和参考压力；和如果发动机燃料压力小于参考压力则打开截止阀并断开燃料返回泵。
10.根据权利要求7的方法，其中通过正常返回管路返回燃料的步骤包括通过关闭安装在其上的截止阀而切断强制返回管路；和保持燃料返回泵断开。
11.根据权利要求10的方法，其中通过截止阀和燃料返回泵的操作强制返回燃料的步骤包括通过打开安装在其上的截止阀而打开强制返回管路；通过接通燃料返回泵强制返回燃料；比较发动机燃料压力和参考压力；和如果发动机燃料压力小于参考压力则关闭截止阀并断开燃料返回泵。
全文摘要
本发明涉及一种LPI发动机的燃料供应系统及其强制返回燃料的方法，其具有的优点是防止点火开关断开时燃料供应管路和燃料返回管路中的剩余燃料的温度和压力升高而导致燃料泄漏。本发明包括充满燃料的储料瓶，用于燃烧燃料的发动机室，用于供应燃料的燃料供应管路，和在燃烧之后将剩余燃料返回储料瓶的燃料返回管路，其中储料瓶具有燃料返回泵，当发动机停止时该燃料返回泵用于将燃料供应管路和燃料返回管路中的剩余燃料返回储料瓶。
文档编号F02M21/02GK101054925SQ20061007691
公开日2007年10月17日 申请日期2006年4月25日 优先权日2006年4月12日
发明者金德烈 申请人:现代自动车株式会社