LPG直接喷射系统 |
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申请号 | CN201210592288.7 | 申请日 | 2012-12-29 | 公开(公告)号 | CN103807055A | 公开(公告)日 | 2014-05-21 |
申请人 | 现代自动车株式会社; 起亚自动车株式会社; 摩托尼科有限公司; | 发明人 | 宋珍五; 金声谨; 陆喆洙; 朴龙德; 李原吉; | ||||
摘要 | 一种LPG直接喷射系统可以包括 发动机 、喷射器、高压 燃料 泵 、 燃料箱 、调节装置、燃料供应管线,以及燃料返回管线,发动机接收 液化 石油气 (LPG)进入它的 燃烧室 ,喷射器用于喷射LPG进入发动机的燃烧室,高压燃料泵供应高压的LPG给喷射器,燃料箱存储供应给发动机的LPG,调节装置接收来自燃料箱的LPG、控制接收的LPG的压 力 ,并且输送受控制的LPG给高压燃料泵,燃料供应管线顺序连接燃料箱、调节装置、高压燃料泵,以及喷射器,以供应存储在燃料箱中的LPG给发动机,燃料返回管线将高压燃料泵泵送之后残留在其中的LPG返回给燃料箱。 | ||||||
权利要求 | 1.一种LPG直接喷射系统包括: |
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说明书全文 | LPG直接喷射系统[0001] 相关申请的交叉引用 技术领域背景技术[0006] 化油器类型适用于蒸发存储在燃料箱中的液化LPG并供应蒸发的LPG给发动机。在LPLI类型中,液化LPG从燃料箱供应给燃料泵,燃料泵输送高压的液化LPG给喷射器,并且被输送的LPG由喷射器喷射。 [0007] 在LPLI类型中,有可能通过使用仅喷射LPG的LPG喷射器的电子喷射系统实现精确的喷射控制,与那些化油器系统相比,LPLI系统减少了废气并且相对地改善了燃料消耗。 [0008] 同时,应用于喷射燃料的喷射器的类型包括多点喷射(MPI)类型和单点喷射(SPI)类型,在多点喷射类型中喷射器分别安装在每个气缸中并且喷射燃料进入每个进气口,在单点喷射类型中喷射燃料进入并行的进气总管,并且在这种类型中将燃料直接喷射进入发动机的燃料室。 [0009] 特别地,对在使用LPG作为燃料的车辆的发动机领域中液化石油气直接喷射(LPDI)发动机和在使用汽油作为燃料的车辆的发动机领域中汽油直接喷射(GDI)发动机展开了积极的研究。 [0010] 然而,具有LPG发动机的车辆可能有的缺点是冷启动性能变差、LPG站不够用,以及由于LPG燃料箱而空间利用率降低。因此,需要解决这些缺点或者最大化LPG发动机的优点以使具有LPG发动机的车辆的普及性得以扩展。相应地,LPDI发动机的发展和商业化的重要性已经很突出。 [0011] 公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。 发明内容[0013] 此外,本发明的各个方面致力于供应具有进一步的优点的LPG直接喷射系统,其进一步的优点是提高LPG发动机热启动的性能和冷启动的性能。 [0014] 在本发明的一个方面,LPG直接喷射系统可以包括发动机、喷射器、高压燃料泵、燃料箱、调节装置、燃料供应管线,以及燃料返回管线,发动机接收液化石油气(LPG)进入它的燃烧室,喷射器用于喷射LPG进入发动机的燃烧室,高压燃料泵供应高压的LPG给喷射器,燃料箱存储供应给发动机的LPG,调节装置接收来自燃料箱的LPG、控制接收的LPG的压力,并且输送受控制的LPG给高压燃料泵,燃料供应管线顺序连接燃料箱、调节装置、高压燃料泵,以及喷射器,以供应存储在燃料箱中的LPG给发动机,燃料返回管线将高压燃料泵泵送之后残留在其中的LPG返回给燃料箱。 [0015] 燃料返回管线形成为经过放置在高压燃料泵和燃料箱之间的调节装置,其中通过燃料返回管线返回的残留的LPG的压力由调节装置控制。 [0016] 高压燃料泵可以包括燃料入口、燃料出口,以及燃料回收入口,燃料入口与燃料供应管线液体连接以接收经过调节装置的LPG,燃料出口,用于供应LPG给喷射器,燃料回收入口与燃料返回管线连接。 [0017] 调节装置可以包括第一调节器、第二调节器、第一阀门,以及第二阀门,第一调节器与燃料箱和高压燃料泵通过燃料供应管液体连接,第一调节器将从燃料箱供应的LPG的压力控制为设定压力,并且供应被控制为设定压力的LPG给高压燃料泵,第二调节器将从燃料箱供应的LPG的压力控制为另一设定压力,并且供应被控制为该设定压力的LPG给高压燃料泵,第一阀门设置在第一调节器和高压燃料泵之间,并且操纵第一阀门使得LPG选择性地从第一调节器供应给高压燃料泵,第二阀门设置在第二调节器和高压燃料泵之间,并且操纵第二阀门使得LPG选择性地从第二调节器供应给高压燃料泵,其中由第二调节器控制的LPG的压力高于由第一调节器控制的LPG的压力。 [0018] 系统可以进一步包括安装在燃料箱中的燃料供应泵,其中,通过燃料供应泵的泵送将存储在燃料箱中的LPG输送给第一调节器和第二调节器。 [0019] 第二调节器设置在从第一调节器的前面和后面分支的燃料供应管线上。 [0020] 第一调节器通过燃料返回管线连接在高压燃料泵与燃料箱之间。 [0021] 第一调节器控制高压燃料泵泵送之后残留的LPG的压力,并且输送压力被控制的残留的LPG给燃料箱。 [0022] 由第一调节器控制的残留的LPG的压力是3巴。 [0023] 第一阀门和第二阀门选择性地打开或者关闭燃料供应管线,并且当第一阀门和第二阀门其中一个被操纵来打开燃料供应管线时,其中的另一个被操纵来关闭燃料供应管线。 [0024] 由第一调节器控制的LPG的压力是3巴。 [0025] 由第二调节器控制的LPG的压力是5巴。 [0026] 系统可以进一步包括安装在燃料箱中的燃料供应泵,通过燃料供应泵的泵送将存储在燃料箱中的LPG输送给调节装置。 [0027] 发动机应用汽油直接喷射(GDI)发动机的燃料供应。 [0028] 本发明的方法和装置具有其他的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述,这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。 附图说明[0029] 图1为根据本发明的示例性实施方案的LPG直接喷射系统的框图。 [0030] 应当了解,附图并不必须是按比例绘制的,其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理的各个特性。在此所公开的本发明的特定的设计特征,包括例如特定的尺寸、方向、位置和外形,将部分地由特定目的应用和使用环境外所确定。 [0031] 在这些附图中,在贯穿附图的多幅图形中,附图标记指代本发明的相同或等效的部分。 具体实施方式[0032] 现在将具体参考本发明的各个实施方案,在附图中和以下的描述中示出这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述,但应当了解,本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反,本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案,而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。 [0033] 下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行具体描述。 [0034] 图1为根据本发明的示例性实施方案的LPG直接喷射系统的框图。 [0035] 根据本发明的示例性实施方案的LPG直接喷射系统涉及液化石油气直接喷射(LPDI)发动机60,其中汽油直接喷射(GDI)燃料供应类型的发动机被应用于液化石油气(LPG)发动机以及用于供应燃料给LPDI发动机60的设备。 [0036] 如图1所示,根据本发明的示例性实施方案的LPG直接喷射系统包括燃料箱10、燃料供应泵20、调节装置30、高压燃料泵40、喷射器50,以及LPDI发动机60。 [0037] 存储液化LPG的燃料箱10是高压贮罐。此外,存储在燃料箱10中的LPG被用作LPDI发动机60的燃料。 [0038] 燃料供应泵20是安装在燃料箱10中的泵。此外,燃料供应泵20泵送存储在燃料箱10中的液化LPG,以供应LPG给LPDI发动机60。 [0039] 调节装置30控制燃料供应泵20泵送的LPG的压力。此外,调节装置30通过燃料供应管线70与燃料供应泵20连接。燃料供应管线70是为输送存储在燃料箱10中的LPD给LPDI发动机60而形成的LPG的通道。另外,燃料供应泵20泵送的液化LPG通过燃料供应管线70输送给调节装置30。调节装置30通过燃料返回管线80与燃料箱10连接。 [0040] 高压燃料泵40是实现泵送以输送高压液化LPG的泵。此外,高压燃料泵40通过燃料供应管线70与调节装置30连接。即是说,压力由调节装置30控制的液化LPG通过燃料供应管线70供应给高压燃料泵40。高压燃料泵40通过燃料返回管线80与调节装置30连接。此处,燃料返回管线80是为输送高压燃料泵泵送后残留的LPG回到燃料箱10而形成的另一条LPG通道。当在发动机中LPG的压力高于在燃料箱中LPG的压力以及相等或者大于设定值时,执行燃料返回,在此过程中残留的LPG被输送回燃料箱10。燃料的返回对于本领域技术人员来说是熟知的,因此在这里不进行详细描述。 [0041] 喷射器50喷射燃料进入LPDI发动机60。此外,喷射器50通过燃料供应管线70与高压燃料泵40连接。即是说,从高压燃料泵40输送的高压LPG通过燃料供应管线70供应给喷射器50。 [0042] LPDI发动机60是一种类似GDI发动机,直接喷射燃料进入发动机60的燃烧室62的发动机。即是说,喷射器50被插入LPDI发动机60的气缸盖,并且喷射器50的喷嘴设置为直接喷射LPG进入燃烧室62。虽然图1显示的是根据喷射器50和LPDI发动机60的连接的粗略的框图,但使得燃料直接喷射进入发动机的燃烧室的喷射器的处理对于本领域技术人员是熟知的。同时,喷射器50可以是仅喷射LPG的LPG喷射器。 [0043] 调节装置30包括第一调节器32、第二调节器34、第一阀门36,以及第二阀门38。此外,燃料供应管线70包括第一供应管线72、第二供应管线74,以及第三供应管线76。另外,燃料返回管线80包括第一返回管线82和第二返回管线84。同时,燃料入口42、燃料出口44,以及燃料回收入口46在高压燃料泵40上形成。 [0044] 第一调节器32和第二调节器34安装在调节装置30中。 [0045] 第一调节器32控制LPG的压力,使得从燃料供应泵20供应给调节器30的LPG具有设定压力。此外,由第一调节器32控制的LPG的压力可以是3巴。 [0046] 第二调节器34控制LPG的压力,使得从燃料供应泵20供应给调节装置30的LPG具有另一个设定压力。另外,由第二调节器34控制的LPG的压力可以是5巴。 [0047] 第一供应管线72是用于将燃料供应泵20与调节装置30相互连接的燃料供应管线70。此外,第一供应管线72的一端与燃料箱10中的燃料供应泵20连接,并且第一供应管线72的另一端在调节装置30中分支成两部分。另外,第一供应管线72的分支末端分别连接到第一调节器32和第二调节器34。 [0048] 第二供应管线74是用于将调节装置30与高压燃料泵40相互连接的燃料供应管线70。此外,第二供应管线74的一端在调节装置30中分支成两部分,并且第二供应管线74的另一端与在高压燃料泵40上形成的燃料入口42连接。另外,第二供应管线74的分支端分别连接到第一调节器32和第二调节器34。此处,高压燃料泵40的燃料入口42是LPG的入口,该入口的形成是为了将经过调节器30的LPG供应给高压燃料泵40。 [0049] 第一阀门36设置在第二供应管线74中一个与第一调节器32连接的分支端上。此外,第一阀门36选择性地打开/关闭第二供应管线74的一端。即是说,第一阀门36选择性地阻止供应给高压燃料泵40的经过第一调节器32的液化LPG。 [0050] 第二阀门38设置在第二供应管线74中另一个与第二调节器34连接的分支端上。此外,第二阀门38选择性地打开/关闭第二供应管线74的另一端。即是说,第二阀门38选择性地阻止供应给高压燃料泵的经过第二调节器34的液化LPG。 [0051] 第三供应管线76是将高压燃料泵40连接到喷射器50的燃料供应管线70。此外,第三供应管线76的一端与在高压燃料泵40上形成的燃料出口44连接,并且第三供应管线76的另一端与喷射器50连接。此处,高压燃料泵40的燃料出口44是LPG的出口,该出口的形成是为了将高压燃料泵40泵送的LPG供应给喷射器50。 [0052] 第一返回管线82是将高压燃料泵40与调节装置30相互连接的燃料返回管线80。此外,第一返回管线82的一端与在高压燃料泵40上形成的燃料回收入口46连接,并且第一返回管线82的另一端与调节装置30中的第一调节器32连接。此处,燃料回收入口46是孔,形成该孔是为了将高压燃料泵泵送之后残留在其中的LPG返回到第一调节器32。 [0053] 第二返回管线84是将调节装置30与燃料箱10相互连接的燃料返回管线80。此外,第二返回管线84的一端与调节装置30中的第一调节器32连接,并且第二返回管线84的另一端与燃料箱10连接。即是说,从高压燃料泵40返回的残留的LPG经过第一调节器32被存储进燃料箱10中。 [0054] 根据以上提到的关于燃料供应管线70和燃料返回管线80的描述,所有的一端表示液化LPG流进通道所经过的部分,并且所有的另一端表示液化LPG从通道流出所经过的部分。 [0055] 根据本发明的示例性实施方案的LPG直接喷射系统适用于在冷启动及热启动LPDI发动机60期间,从燃料供应泵20供应液化LPG给第一调节器32。此外,第一调节器32供应被控制为设定压力的液化LPG给高压燃料泵40。即是说,在冷启动LPDI发动机60期间,第一阀门36打开燃料供应管线70并且第二阀门38关闭燃料供应管线70。 [0056] 因此,液化LPG可以快速地从调节器30供应给高压燃料泵40。即是说,LPDI发动机60的启动性能得到了提高。此外,在燃料供应管线70中蒸发的LPG可以迅速地返回燃料箱10。另外,高压燃料泵40和燃料供应泵20的负荷降低,因此改善了燃料消耗。 [0057] 根据本发明的示例性实施方案的LPG直接喷射系统适用于当残留的LPG从高压燃料泵40返回时,将残留的LPG经过第一调节器32返回进燃料箱。即是说,被输送给燃料箱的残留的LPG的设定压力由第一调节器32控制。因此,在高压燃料泵40泵送后残留的LPG的迅速返回是可行的。 [0058] 根据本发明的示例性实施方案的LPG直接喷射系统适用于LPDI发动机60在高负荷和高功率运行时,从燃料供应泵20供应液化LPG给第二调节器34。此外,第二调节器34供应被控制为另一设定压力的液化LPG给高压燃料泵40。即是说,当发动机60在高负荷和高功率运行时,第二阀门38打开燃料供应管线70并且第一阀门关闭燃料供应管线70。同时,由第二调节器34控制的液化LPG的压力可以高于由第一调节器32的液化LPG的压力。换言之,第一调节器32的设定压力可以低于第二调节器34的设定压力。 [0059] 因而,用于液化在高压燃料泵40中蒸发的LPG的时间能够被缩短。此外,基于液化在LPDI发动机60中蒸发的LPG的时间,LPDI发动机60的启动性能得到了提高。 [0060] 第一阀门36和第二阀门38的操纵可以由普通的电控单元(ECU)控制。 [0061] 根据本发明的示例性实施方案,LPG直接喷射进入发动机60的燃烧室62,因此能够增加发动机60的输出并且可以改善燃料消耗。另外,增加了压缩比并且降低了废气量。此外,有可能将可变控制应用在调节装置30中,因此提高LPG发动机热启动的性能并且提升冷启动的性能。 [0062] 为了方便解释和精确限定所附权利要求,术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。 [0063] 前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。这些描述并非想穷尽本发明,或者将本发明限制为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。 |