[發明專利]用于改善燃燒液化石油氣的發動機的運轉的系統和方法

有效

• 申請號: 201410408735.8
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104421028B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: R·D·皮爾西弗
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02D41/30
• 分類號: F02D41/30;F02D19/02;F01P9/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發明涉及用于改善燃燒液化石油氣的發動機的運轉的系統和方法，提供了用于改善被供應具有低超臨界溫度的燃料的發動機的運轉的方法和系統。在一個示例中，該方法供應燃料，以冷卻直接噴射燃料泵，并在燃料被汽化之后參與發動機汽缸中的燃燒。該方法還提供了經由直接噴射燃料泵向發動機汽缸噴射液體燃料。

技術領域

本發明涉及用于改善以液化石油氣運轉的內燃發動機的運轉的系統。該方法可以特別用于發動機被升壓為以超過環境壓力的進氣壓力運轉。

背景技術

液化石油氣(LPG)可以用作內燃發動機的燃料。LPG可主要由丙烷組成，并且它具有大約96℃的相對低的超臨界溫度。如果LPG被升高至大于其臨界溫度的溫度，則會向發動機供應在氣態與液態之間的未知密度的LPG。如果在小于其臨界溫度的溫度下向發動機供應LPG，則可以經由燃料噴射器以液態的形式向發動機供應LPG。液相形式的LPG離開燃料噴射器，并且會非常迅速地急驟蒸發成氣態。以液態的形式供應LPG可能是期望的，因為可以將液體燃料直接供應到汽缸內，液體燃料在汽缸中汽化并冷卻汽缸空氣-燃料混合物，因此發動機可以容許額外的點火提前，并且更不易于發動機爆震。然而，發動機艙溫度可能會到達高于LPG的臨界溫度的水平。因此，可能會存在LPG在被噴射到發動機之前改變狀態為超臨界狀態時的狀況。由于未知的流體密度，噴射期望量的燃料會變得困難。從液體到超臨界流體的燃料的狀態改變可能導致發動機空燃比誤差。

發明內容

本發明人在此已經認識到上述缺點，并且已經開發了一種用于使發動機運轉的方法，該方法包含：利用液體燃料來冷卻直接噴射燃料泵，不通過直接噴射燃料泵來泵送液體燃料。

通過利用不經由直接噴射燃料泵來泵送的燃料冷卻直接噴射燃料泵或燃料泵和燃料導軌，可以以已知的狀態向發動機供應燃料，因此可以降低空氣-燃料誤差的可能性。例如，冷卻直接噴射燃料泵和/或燃料導軌的燃料汽化，并且可以經由進氣道燃料噴射器被噴射到發動機。另一方面，通過冷卻的直接噴射燃料泵所泵送的燃料可以經由直接噴射器被直接噴射到發動機汽缸內。以此方式，可以以已知的狀態向發動機供應燃料，因此可以調節燃料噴射正時，以便為發動機提供期望的空氣與燃料的比例。在一個示例中，當直接噴射燃料泵溫度高到足以使通過直接噴射燃料泵所泵送的燃料汽化時，可以向發動機供應氣體燃料。當直接噴射燃料溫度低到足以通過直接噴射燃料泵來泵送液態的燃料時，可以向發動機供應液體燃料。

為了實現期望量的發動機室內燃料冷卻，發動機系統可以通過蒸汽獲得其燃料的第一部分。當蒸汽噴射壓力由于燃料冷卻而降低時，可以通過液體噴射系統(例如，直接燃料噴射)來獲得燃料供給的平衡。在需要最大發動機功率的狀況下，可以通過以液體的形式將向發動機供應的所有燃料的大部分噴射到發動機汽缸內來增加發動機功率。對于燃料流率較低的熱發動機室內狀況，可以以氣態的形式噴射提供到發動機的所有燃料。另外，在冷環境溫度下，所噴射的所有燃料都可以以液體的形式被噴射。此外，蒸汽噴射在任何時候都在發生，直接噴射泵和/或直接噴射導軌汽化冷卻也是如此。在噴射方法主要是液體的高燃料流率下，直接噴射泵和直接噴射燃料導軌冷卻通過用來自燃料箱的冷卻器燃料替換熱燃料而發生。

本發明可以提供若干優點。具體地，該方法可以通過允許以已知的狀態噴射燃料來減小發動機空燃比誤差。另外，該方法可以通過利用汽化冷卻從直接噴射燃料泵去除大量熱。此外，該方法還可以改善向發動機提供升壓的方式。

當單獨或結合附圖參照以下具體實施方式時，本發明的上述優點和其它優點以及特征將是顯而易見的。

應當理解，提供以上發明內容是為了以簡化的形式介紹一系列概念，這些概念在具體實施方式中被進一步描述。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或必要特征，要求保護的主題的范圍被所附權利要求唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。

附圖說明