[发明专利]燃料系统

说明书

技术领域

本发明涉及权利要求1的前序部分的燃料系统。

背景技术

内燃机的燃料系统已由市场公知，这些燃料系统借助一个喷射系统将燃料喷射到内燃机的燃烧室中。在此情况下燃料压力，燃料温度，燃料类型和/或喷射系统的结构特性影响了内燃机的技术效率及废气的化学成分。该专业领域中的专利公开文献例如为DE4444417A1及DE19500690A1。

发明内容

作为本发明的基础的任务问题将通过根据权利要求1的燃料系统来解决。其有利的进一步构型给出在从属权利要求中。对于本发明重要的特征还可从以下的说明及附图中得到，其中这些特征不仅单独地而且以不同组合地对于本发明均可为重要的特征，对此无需再次明确地指出。

本发明具有其优点，即在燃料压力可比较的情况下喷射到一个内燃机的燃烧室中的燃料混合物的小液滴尺寸可以变小，由此改善了燃烧及废气的成分。相应地在小液滴尺寸可比较的情况下燃料系统的燃料压力可以降低，由此使燃料系统总地可显著简化。例如高压燃料泵及燃料导管、传感器和/或喷射器的实施可显著简化及由此变得便宜。此外两种用于喷射的燃料对燃烧均有贡献，以致总的混合物的能量被用来驱动内燃机并可减少燃料损耗。对于这种一开始就将多个燃料类型、例如汽油及液化气(LPG，英文：“liquefied petroleum/propane gas”)用于(可转换的)运行的燃料系统及内燃机得到一个特殊的成本优势。本发明既可用于燃料向内燃机的燃烧室的直接喷射也可用于吸气管喷射。本发明同样可用于奥托发动机及柴油发动机。

根据本发明的燃料系统具有：一个用于处于液态的、具有第一蒸发压力的第一燃料的第一储存器(燃料容器)及一个用于处于液态的、具有第二蒸发压力的第二燃料的第二储存器。其中第二蒸发压力高于第一蒸发压力。该燃料系统还具有一个用于使处于液态的第一燃料与处于液态的第二燃料相混合的混合装置。该混合装置与一个设置在下游的喷射器(喷射阀)形成液压连接，其中喷射器这样地构成，即当混合物通过喷射器的一个喷射孔排出时或其紧后时刻第二燃料由液态转变成气态。因此两种燃料相互混合及共同处于液态并由此同时地被喷射。在此情况下一直达到喷射孔的燃料压力高于相应的蒸发压力。第一燃料对第二燃料的燃料量比例譬如为10比1。

通过第二燃料比第一燃料高的蒸发压力或低的沸点温度当喷射时或其紧后时刻形成这样的效应，即第二燃料–作为压力下降的后果–瞬间地转变到气态(闪沸，英文：“flash boiling”)。在此情况下第二燃料的体积也瞬间增大。当第一及第二燃料在先很好混合的情况下外裹的第一燃料可以说“被撕开”，这时形成非常多的及特别细小的第一燃料的液滴。这些细小的燃料液滴可特别好地蒸发。在此情况下其蒸发速度约与液滴直径的平方成反比，由此在燃烧室中得到一个相当快速的且优化的混合物形态。

此外本发明也可应用于低压吸气管喷射，柴油喷射系统或用于废气再处理的喷射系统(“AdBlue”)–例如与二氧化碳(CO2)相化合。本发明同样可用于油加热的喷射系统，例如用于建筑物暖气。在内燃机的情况下喷射是一个每次相对短的过程，而在油暖气的情况下则是一个更可能的连续过程。在此方面“燃料”的概念不应被局限地理解，而可包含所有易反应的流体，它们可被喷成雾状及在雾化时受到一个压力降，其中雾化的原因是反应表面积的变大及由此尽可能高的雾化度与尽可能小的液滴直径。

本发明尤其在于：第一燃料是汽油燃料或柴油燃料及第二燃料是液化气或甲烷或乙烷。液化气，甲烷或乙烷具有一个比汽油燃料或柴油燃料明显高的蒸发压力及因此对于喷射时刻燃烧室中的温度及压力来说特别适合于：快速地将汽油燃料或柴油燃料分解成极细的液滴。蒸发压力一般意味着一个–与温度相关及与燃料相关的–环境压力，低于该压力相应的液体则开始转变到气态。

该燃料系统的一个第一构型在于：在第一或第二储存器的一个区域中各设有一个第一或第二燃料泵；及第一燃料泵的压力区域及第二燃料泵的压力区域与混合装置相连接；及混合装置在下游与一个共同的高压燃料泵的抽吸区域相连接；及该共同的高压燃料泵的压力区域与一个压力储存器相连接，混合物可由该压力储存器被输送给喷射器。该结构总地仅需要一个高压燃料泵并由此可特别简单及成本上有利地制造。

补充地提出，第一及第二燃料泵和/或共同的高压燃料泵通过电来驱动。电驱动的燃料泵可特别简单及快速地对于当前的燃料需要量进行控制。尤其可达到：不低于所需的最小液压力(蒸发压力)，以致基本上可避免喷射器的喷孔的上游的气泡。