专利名称：让燃料流过双燃料发动机的直接喷射泵的系统和方法
让燃料流过双燃料发动机的直接喷射泵的系统和方法技术领域
本发明大致涉及用于用汽油供应车辆的双燃料发动机的燃料供应系统和操作该车辆的方法。
背景技术：
双燃料发动机能够以两种不同类型燃料运行，即第一类型燃料和第二类型燃料。通常，第一类型燃料包括汽油或柴油燃料，而第二类型燃料包括替换的燃料，诸如但不限于压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)或氢。两种不同燃料在分开的储罐内存储，且双燃料发动机一次以一种燃料运行，或可以替换地以第一类型燃料和第二类型燃料的组合运行。
一些双燃料发动机利用直接喷射组件，所述直接喷射组件具有高压泵，所述高压泵直接地附接到发动机，用于增加第一类型燃料(例如汽油)的压力，其随后被直接地喷射到发动机的燃烧室中。在双燃料发动机以第二类型燃料运行时，第一类型燃料在其燃料供应系统中保持不流动。这样，设置在直接喷射组件内直接邻近双燃料发动机(且特别是高压泵)的燃料变热。第一类型燃料的过热可导致第一类型燃料在直接喷射组件内的汽化。发明内容
提供一种车辆。车辆包括双燃料发动机，所述双燃料发动机可独立地以第一类型燃料、第二类型燃料、或第一类型燃料和第二类型燃料的组合运行。燃料供应系统联接到双燃料发动机。燃料供应系统用第一类型燃料供应双燃料发动机。燃料供应系统包括储罐，所述储罐存储第一类型燃料的液体供应。提升泵设置为与储罐流体连通，且对第一类型燃料加压并让第一类型燃料流过燃料供应系统。直接喷射组件直接联接到双燃料发动机。直接喷射组件与提升泵流体连通以用于从其接收第一类型燃料，且与双燃料发动机流体连通以用于对其供应第一类型燃料。燃料供应系统进一步包括冷却回路，所述冷却回路与直接喷射组件流体连通。在双燃料发动机以第二类型燃料运行时，冷却回路让第一类型燃料流过直接喷射组件，以冷却设置在直接喷射组件内的第一燃料。
还提供一种操作车辆的方法。该方法包括操作双燃料发动机，所述双燃料发动机可独立地以第一类型燃料、第二类型燃料、或第一类型燃料和第二类型燃料的组合运行。第一类型燃料流过直接喷射组件，所述直接喷射组件联接到双燃料发动机，以在双燃料发动机以第二类型燃料运行时冷却第一类型燃料，由此防止第一类型燃料在直接喷射组件内的汽化。
因而，在双燃料发动机以第二类型燃料运行时，冷却回路连续让第一类型燃料(例如汽油)流过直接喷射组件，由此防止第一类型燃料在直接喷射组件内变得过热和可能的汽化。
在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
图1是用于双燃料发动机的燃料系统的示意图，显示了冷却回路的第一实施例。
图2是用于双燃料发动机的燃料系统的示意图，显示了冷却回路的第二实施例。
具体实施方式
本领域技术人员将认识到，诸如“上方”、“下方”、“向上、“向下”、“顶”、“底”等的术语是用于描述附图的，而不代表对本发明的范围的限制，本发明的范围通过所附权利要求限定。
参见附图，其中几幅图中相同的附图标记指示相同的部件，车辆大致在20处示出。参见图1和2，车辆20包括双燃料发动机22。双燃料发动机22可独立地以第一类型燃料或第二类型燃料运行。换句话说，双燃料发动机22可以以第一类型燃料运行，或可以替换地以第二类型燃料运行。第一类型燃料可以包括，例如，汽油或柴油中的一种。第二类型燃料可以包括，例如，压缩天然气、液化石油气或氢中的一种。
车辆20包括第一燃料供应系统24。第一燃料供应系统24联接到双燃料发动机22，且用第一类型燃料供应双燃料发动机22。应认识到，车辆20可以进一步包括第二燃料供应系统(未示出)，所述第二燃料供应系统联接到双燃料发动机22且用第二类型燃料供应双燃料发动机22。
用于将第一类型燃料供应至双燃料发动机22的第一燃料供应系统24包括储罐26和提升泵28，所述储罐26用于存储第一类型燃料的液体供应源，所述提升泵28与储罐26流体连通。提升泵28 (即燃料泵)加压第一类型燃料且让第一类型燃料流过第一燃料供应系统24。储罐26可以包括适用于存储第一类型燃料的任何尺寸、形状和构造。类似地，提升泵28可以包括适用于与第一类型燃料一起使用且能够提供第一燃料供应系统24所需的提升的任何尺寸、样式和/或构造。
第一燃料供应系统24进一步包括直接喷射泵组件30。直接喷射泵组件30与提升泵28流体连通，用于从其接收第一类型燃料。直接喷射泵组件30包括低压入口 32，用于从提升泵28接收第一类型燃料。供应管线36将提升泵28和低压入口 32流体连通地互连。直接喷射泵组件30联接到双燃料发动机22且与双燃料发动机22流体连通，用于对其供应第一类型燃料。直接喷射泵组件30包括高压出口 34，用于将第一类型燃料供应到双燃料发动机22。如所示的，高压出口 34可以与燃料轨(fuel rail)流体连通，所述燃料轨具有多个直接喷射器38，所述直接喷射器38又将第一类型燃料直接喷射到双燃料发动机22的每一个燃烧室中。
直接喷射泵组件30包括高压泵40。高压泵40可以从动地联接到双燃料发动机22，即双燃料发动机22的旋转驱动高压泵40。无论是以第一类型燃料还是以第二类型燃料双燃料运转时，高压泵40都被双燃料发动机22驱动。高压泵40将低压入口 32和高压出口 34流体连通地互连，且操作为增加用于喷射到双燃料发动机22中的第一类型燃料的压力。如图1和2所示，泵示出为是活塞42，所述活塞42在孔43内可往复运动且经由杆44连接到双燃料发动机22。高压泵40包括与低压入口 32流体连通的低压侧46和与高压出口 34流体连通的高压侧48。如所示的，杆44延伸通过高压泵40的低压侧46，由此相对于高压泵40的高压侧48减少低压侧46的排量(swept volume)。图1所示的高压泵40代表排量大于零的泵。图2所示的高压泵40代表排量等于零的泵。
如本领域已知且如图所示的，直接喷射泵组件30可以进一步包括可变缓冲器76、组合的入口和控制阀78、和压力释放阀80。可变缓冲器76、入口和控制阀78、和压力释放阀80都互连，且以本领域技术人员已知的方式与高压泵40关联且彼此关联地操作。
第一燃料供应系统24进一步包括冷却回路52、66。冷却回路52、66与直接喷射泵组件30流体连通，且在双燃料发动机22运行时，即，在双燃料发动机22以第一类型燃料、第二类型燃料、或第一类型燃料和第二类型燃料的组合运转时，让第一类型燃料流过直接喷射泵组件30，以冷却设置在直接喷射泵组件30中的第一燃料。冷却回路52、66可以在直接喷射泵组件30的内部，或可以替换地在直接喷射泵组件30的外部。在双燃料发动机22运行时让第一类型燃料流过直接喷射泵组件30减少直接喷射泵组件30内，且尤其是在高压泵40内，第一类型燃料的温度，由此用于防止第一类型燃料在直接喷射泵组件30内的汽化。优选地，第一类型燃料从直接喷射泵组件30的低压侧46流到进入直接喷射泵组件30的入口上游的燃料系统供应管线36 (诸如如图1所示)或流到燃料存储储罐26 (诸如如图2所示)中的一个。
如图所示，冷却回路52、66包括流出口 50，所述流出口 50与高压泵40的低压侧46流体连通。然而，应认识到，流出口 50可以在沿直接喷射泵组件30的低压流体流动路径设置的一些其他位置处连接到且流体连通于直接喷射泵组件30。
具体参见图1，大致在52处示出冷却回路的第一实施例。冷却回路52包括冷却管线54，所述冷却管线54将流出口 50和供应管线36流体连通地互连。高压泵40通过双燃料发动机22的操作让第一类型燃料从高压泵40的低压侧46流动，通过冷却回路52，回到供应管线36。冷却回路52可以包括热交换器56,所述热交换器56与冷却管线54流体连通。热交换器56配置为从流过它的第一类型燃料除去热量。热交换器56可以包括任何合适的类型、尺寸和/或样式的热交换器56，诸如散热器或其他类似的装置。替换地，冷却管线54可以配置为从流过它的第一类型燃料消散热量。
冷却回路52包括设置在其中的第一单向阀58。第一单向阀58配置为允许沿箭头60指示的方向从高压泵40的低压侧46通过冷却回路52并回到供应管线36的流体连通或流动，且配置为防止沿相反方向的流体连通或流动。第一单向阀58可以包括任何合适的类型、尺寸、样式和/或构造的适于在燃料供应系统24中使用的单向阀。
冷却回路52需要的是，直接喷射泵组件30包括第二单向阀62，所述第二单向阀62设置在高压泵40的低压侧46和低压入口 32之间。第二单向阀62配置为允许沿箭头64指示的方向从高压泵40的低压入口 32朝向低压侧46的流体连通或流动，且配置为防止沿相反方向的流体连通或流动。第二单向阀62可以包括任何合适的类型、尺寸、样式和/或构造的适于在燃料供应系统24中使用的单向阀。
参见图2，大致在66处示出冷却回路的第二实施例。冷却回路66包括返回管线68，所述返回管线68将流出口 50和储罐26流体连通地互连。当双燃料发动机22以第一类型燃料、第二类型燃料或第一类型燃料和第二类型燃料的组合运行时，提升泵28的促动使得第一类型燃料流过泵的低压侧46、通过返回管线68、并回到储罐26。返回管线68可以配置为从流动通过它的第一类型燃料消散热量。进一步地，来自流动通过直接喷射泵组件30并回到储罐26的第一类型燃料的热量可以被消散到存储在储罐26内的更大量的燃料，热量最终在一段时间后通过储罐消散到外部空气。
冷却回路66包括背压释放阀70。在第一类型燃料的流体压力大于预定值时，背压释放阀70允许沿箭头72指示的方向从高压泵40的低压侧46、通过冷却回路66、并回到储罐26的流体连通。在第一类型燃料的流体压力小于预定值时，背压释放阀70防止沿相反方向的流体连通。背压释放阀70保持燃料供应的最小压力以消除蒸汽和改善启动时间。背压释放阀70可以包括适于在燃料供应系统24中使用的任何压力敏感阀。
冷却回路66进一步包括流动限制装置74。流动限制装置74将通过冷却回路66的流体流动限制到预定义的流体流动速率。流动限制装置74限制通过返回管线68的流体流动，以保持燃料供应系统24的压力同时允许第一类型燃料在双燃料发动机22运行时流动通过返回管线68。在双燃料发动机22以第一类型燃料、第二类型燃料或第一类型燃料和第二类型燃料的组合运行时，流动限制装置74将供应压力保持在燃料蒸汽压力以上以避免液体燃料汽化。流动限制装置74可以包括孔口限制或一些其他相似的装置。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是熟悉本发明涉及的领域的技术人员将认识到在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
权利要求
1.一种车辆,包括: 双燃料发动机，可独立地以第一类型燃料、第二类型燃料、或第一类型燃料和第二类型燃料组合中之任一种运行；和 燃料供应系统，联接到双燃料发动机且配置为用于用第一类型燃料供应双燃料发动机，所述燃料供应系统包括: 储罐，配置为用于存储第一类型燃料的液体供应源； 提升泵，与储罐流体连通且配置为用于对第一类型燃料加压和使其流动； 直接喷射泵组件，联接到双燃料发动机，且与提升泵流体连通以用于从其接收第一类型燃料，且与双燃料发动机流体连通以用于对其供应第一类型燃料；和 冷却回路，与直接喷射泵组件流体连通且配置为用于让第一类型燃料流过直接喷射泵组件，以在双燃料发动机运行时冷却设置在直接喷射泵组件内的第一燃料。
2.如权利要求1所述的车辆，其中，直接喷射泵组件包括用于从提升泵接收第一类型燃料的低压入口和用于将第一类型燃料供应到双燃料发动机的高压出口。
3.如权利要求2所述的车辆，其中，直接喷射泵组件包括高压泵，所述高压泵从动地联接到双燃料发动机且将低压入口和高压出口流体连通地互联，且可操作为增加第一类型燃料的压力。
4.如权利要求3所述的车辆，其中，高压泵包括与低压入口流体连通的低压侧和与高压出口流体连通的高压侧。
5.如权利要求4所述的车辆，其中，冷却回路包括流出口，所述流出口与高压泵的低压侧流体连通。
6.如权利要求5所述的车辆，其中，燃料供应系统进一步包括供应管线，所述供应管线将直接喷射泵组件的低压入口和提升泵流体连通地互连。
7.如权利要求6所述的车辆，其中，冷却回路包括冷却管线，所述冷却管线将流出口和供应管线流体连通地互连。
8.如权利要求5所述的车辆，其中，冷却回路包括返回管线，所述返回管线将流出口和储罐流体连通地互连。
9.如权利要求8所述的车辆，其中，提升泵的促动使得第一类型燃料流过泵的低压侧、通过返回管线、并回到储罐。
10.如权利要求9所述的车辆，其中，冷却回路包括背压释放阀，所述背压释放阀配置为，在第一类型燃料的流体压力大于预定值时允许沿从高压泵的低压侧、通过冷却回路、并回到储罐的方向的流体连通，且配置为在第一类型燃料的流体压力小于预定值时防止沿相反方向的流体连通。
全文摘要
本发明为让燃料流过双燃料发动机的直接喷射泵的系统和方法。一种用于用第一类型燃料，例如汽油，供应双燃料发动机的燃料供应系统，包括冷却回路。冷却回路让第一类型燃料流过直接喷射泵组件，以防止第一类型燃料在直接喷射泵组件中过热。
文档编号F02D19/06GK103104356SQ201210449219
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月12日 优先权日2011年11月10日
发明者C.D.马里奥特, B.W.莫谢罗施 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司