利用排放氣體再循環(huán)冷卻器供給燃料的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用EGR(Exhaust Gas Recirculat1n ;排放氣體再循環(huán))冷卻器供給燃料的裝置和方法，更特別地，涉及這樣一種利用EGR冷卻器供給燃料的裝置和方法，其中從燃料箱供給的部分燃料在EGR冷卻器中進(jìn)行熱交換，以便控制供給至共軌的燃料的溫度。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，燃料的溫度越高，在高到預(yù)定的水平以前燃料的效率變得越大。特別地，參考在⑶I (Gasoline Direct Inject1n ;汽油直接噴射)發(fā)動(dòng)機(jī)中汽油燃料的每個(gè)溫度的性能測(cè)定和測(cè)試結(jié)果，能夠理解為隨著燃料的溫度升高，發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能(例如燃燒穩(wěn)定性和輸出)提高。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的性能提高由這樣的事實(shí)表明，即當(dāng)燃料從噴射器噴射時(shí)，隨著燃料的溫度升高，燃料霧化和它的噴射寬度增長(zhǎng)，直到達(dá)到預(yù)定的溫度。當(dāng)應(yīng)用這些結(jié)果至直接噴射型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，根據(jù)燃料霧化和燃料的噴射寬度的提高，能夠推測(cè)出燃料擴(kuò)散效率可以被提高，與空氣的混合物在達(dá)到預(yù)定的溫度之前可以更好。
[0003]同時(shí)，圖1A為顯示了一般的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)的視圖，其中一般的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)具有這樣的結(jié)構(gòu)，來自車輛的燃料箱11的燃料通過栗12、14增壓并且供給至噴射器16，如圖1A所示。也就是說，燃料首先通過在燃料箱11之前的低壓栗12增壓，并供給至連接到高壓栗14的燃料供給管線。這時(shí)，燃料經(jīng)過在高壓栗14之前的燃料溫度傳感器13。通過高壓栗14被增壓至1800bar (基于U2EU5發(fā)動(dòng)機(jī))的高壓的燃料通過共軌15從噴射器16被噴射至燃燒室。被噴射至燃燒室以后余下的燃料通過燃料回流軟管17返回至燃料箱11。
[0004]在如上所述的一般的供給系統(tǒng)中，根據(jù)在從噴射器16噴射燃料時(shí)通過溫度傳感器13所測(cè)量的燃料的溫度，只能用燃料的密度進(jìn)行補(bǔ)償。然而，由于不能保持在最佳燃燒時(shí)的溫度，對(duì)進(jìn)一步提高燃燒效率存在限制。
[0005]進(jìn)一步地，圖1B為顯示了一般的EGR系統(tǒng)的視圖，其中目前使用的EGR系統(tǒng)使用冷卻水作為冷卻劑用于冷卻EGR氣體。也就是說，EGR冷卻器23冷卻高溫的EGR氣體，使得冷卻水經(jīng)過設(shè)置在EGR冷卻器23內(nèi)側(cè)的流體通道，從排氣歧管21循環(huán)的高溫的EGR氣體繞著EGR冷卻器通過，然后根據(jù)EGR系統(tǒng)使用的區(qū)域，再流通至進(jìn)氣歧管26，其中EGR氣體的流動(dòng)可以通過EGR閥22和EGR氣體旁通閥24被阻擋或者流通。進(jìn)一步地，用于EGR氣體的溫度傳感器設(shè)置為測(cè)量EGR氣體的溫度，并且測(cè)量的值被使用。
[0006]這時(shí)，作為冷卻劑使用的冷卻水為用于發(fā)動(dòng)機(jī)30的冷卻水，其溫度保持在大約80°C。然而，隨著冷卻劑的溫度進(jìn)一步地降低，冷卻效率可以提高。
[0007]相應(yīng)地，當(dāng)通過使用燃料(該燃料供給至柴油發(fā)動(dòng)機(jī))作為EGR系統(tǒng)的冷卻劑而提高EGR系統(tǒng)的冷卻效率時(shí)，通過控制燃料的溫度，燃料的燃燒效率能夠提高，基于這個(gè)事實(shí)，本申請(qǐng)人實(shí)施本發(fā)明。
[0008]同時(shí)，根據(jù)相關(guān)技術(shù)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)排放的熱的回收設(shè)備而提高機(jī)油或者冷卻水的溫度的技術(shù)已經(jīng)被提出并且使用。
[0009]根據(jù)相關(guān)技術(shù)，使得冷卻水和機(jī)油的溫度上升，從而在燃料被大量消耗的情形(例如車輛的開始起動(dòng)、快速起動(dòng)、快速加速或者高速驅(qū)動(dòng))下，提高車輛的燃料比，在冷卻水的熱交換不必要的情形下，能夠防止冷卻水的不必要的熱交換，從而防止使用冷卻水的車輛的組件的性能降低。然而，這些不能期望提高燃料的燃燒性能。
[0010]公開于本發(fā)明的背景部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的各個(gè)方面致力于提供一種利用排放氣體再循環(huán)冷卻器供給燃料的裝置和方法，其中從燃料箱供給的部分燃料在EGR冷卻器中熱交換，以便控制供給至共軌的燃料的溫度。
[0012]進(jìn)一步地，本發(fā)明的各個(gè)方面致力于提供一種利用排放氣體再循環(huán)冷卻器供給燃料的裝置和方法，其中隨著具有比冷卻水的溫度更低的燃料在EGR冷卻器中作為冷卻劑使用，EGR氣體的冷卻效率還能提高。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，提供了一種供給燃料至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的裝置，該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有排放氣體再循環(huán)冷卻器，可以包括:第一供給管線，其用于通過低壓栗將從燃料箱供給的燃料引入至排放氣體再循環(huán)冷卻器；第二供給管線，其用于通過高壓栗將經(jīng)過所述排放氣體再循環(huán)冷卻器的燃料引入至共軌；以及第一旁通管線，其用于將經(jīng)過低壓栗的部分燃料分流至形成在所述第二供給管線的高壓栗之前的燃料混合部，從而使得經(jīng)過低壓栗的部分燃料與經(jīng)過排放氣體再循環(huán)冷卻器時(shí)被冷卻的燃料混合。
[0014]用于測(cè)量所述燃料混合部與所述高壓栗之間的溫度的燃料溫度傳感器可以設(shè)置在所述第二供給管線上，并且，第二旁通管線設(shè)置在所述第一供給管線上，該第二旁通管線用于根據(jù)在所述燃料溫度傳感器處測(cè)量的燃料溫度值而將經(jīng)過所述低壓栗的部分燃料引入至所述第一旁通管線。
[0015]三通閥可以設(shè)置在所述第一供給管線和所述第二旁通管線的連接點(diǎn)處，所述三通閥用于控制引入至所述排放氣體再循環(huán)冷卻器和所述第二旁通管線的燃料的量，并且根據(jù)在所述燃料溫度傳感器處測(cè)量的燃料溫度值，所述三通閥可以被控制為調(diào)節(jié)引入至所述排放氣體再循環(huán)冷卻器和所述第二旁通管線的燃料的量。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，提供了一種供給燃料至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有排放氣體再循環(huán)冷卻器，所述方法可以包括:控制部分燃料經(jīng)過排放氣體再循環(huán)冷卻器，然后被供給至共軌，從而控制從燃料箱供給的燃料的溫度。
[0017]所述的供給燃料至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，所述柴油發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有排放氣體再循環(huán)冷卻器，可以進(jìn)一步包括:首先在低壓栗處將從燃料箱供給的燃料增壓；使得首先被增壓的燃料的一部分經(jīng)過排放氣體再循環(huán)冷卻器，余下的燃料繞過排放氣體再循環(huán)冷卻器以便相互混合；其次在高壓栗處將所述混合的燃料增壓；并且將再次被增壓的燃料供給至所述共軌。
[0018]所述的供給燃料至設(shè)置有排放氣體再循環(huán)冷卻器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，可以進(jìn)一步包括:測(cè)量混合的燃料的溫度，并且根據(jù)測(cè)量的燃料溫度值控制經(jīng)過排放氣體再循環(huán)冷卻器的燃料的量和繞過排放氣體再循環(huán)冷卻器的燃料的量。
[0019]控制經(jīng)過所述排放氣體再循環(huán)冷卻器的燃料的量和繞過排放氣體再循環(huán)冷卻器的燃料的量的步驟可以包括:當(dāng)測(cè)量的燃料溫度值低于設(shè)定的最佳溫度時(shí)，增加經(jīng)過所述排放氣體再循環(huán)冷卻器的燃料的量，當(dāng)測(cè)量的燃料溫度值高于設(shè)定的最佳溫度值時(shí)，增加繞過所述排放氣體再循環(huán)冷卻器的燃料的量。
[0020]應(yīng)當(dāng)理解，此處所使用的術(shù)語(yǔ)車輛或車輛的或其它類似術(shù)語(yǔ)一般包括機(jī)動(dòng)車輛，例如包括運(yùn)動(dòng)型多用途車輛(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車，包括各種舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、可插式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛、氫動(dòng)力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此處所提到的，混合動(dòng)力車輛是具有兩種或更多動(dòng)力源的車輛，例如汽油動(dòng)力和電力動(dòng)力兩者的車輛。
[0021]通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體描述，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更為具體地變得清楚或得以闡明。
【附圖說明】
[0022]圖1A為示意性地顯示了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)的視圖。
[0023]圖1B為示意性地顯示了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的EGR系統(tǒng)的視圖。
[0024]圖2為顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性的利用EGR冷卻器供給燃料的裝置的視圖。
[0025]圖3A和圖3B為顯示了當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明示例性的利用EGR冷卻器供給燃料的裝置時(shí)的燃料和EGR氣體的流動(dòng)的視圖。
[0026]應(yīng)當(dāng)理解，附圖不一定是按照比例，提供各種特征的略微簡(jiǎn)化的表示本發(fā)明的基本原理的說明。本發(fā)明所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將詳細(xì)參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，這些實(shí)施方案的示例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，應(yīng)當(dāng)理解本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價(jià)形式及其它實(shí)施方案。
[0028]圖2為顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的利用EGR冷卻器供給燃料的裝置的視圖。
[0029]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的利用EGR冷卻器供給燃料的裝置主要由用于實(shí)施EGR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和用于燃料供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，其中首先第一循環(huán)氣體管線30和第二循環(huán)氣體管線40設(shè)置在用于實(shí)施EGR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，該第一循環(huán)氣體管線30用于引入從排氣歧管21循環(huán)至EGR冷卻器23的EGR氣體，該第二循環(huán)氣體管線40用于再循環(huán)在EGR冷卻器23中熱交換的EGR氣體至進(jìn)氣歧管26。這時(shí)，EGR閥22設(shè)置在第一循環(huán)氣體管線30上，EGR氣體旁通閥24和用于EGR氣體的溫度傳感器25設(shè)置在第二循環(huán)氣體管線40上，該EGR氣體旁通閥24用于阻擋或者分流EGR氣體的流動(dòng)，該用于EGR氣體的溫度傳感器25用于測(cè)量EGR氣體的溫度。
[0030]接下來，在用于燃料供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上設(shè)置有第一供給管線110、第二供給管線120和第一旁通管線210 ;該第一供給管線110用于將從燃料箱11供給的燃料引入至EGR冷卻器23 ;該第二供