[发明专利]用于燃料冷却的系统和方法

说明书

本公开提供“用于燃料冷却的系统和方法”。提供了用于冷却发动机中的燃料的方法和系统。在一个示例中，通过将热量从燃料传递到冷却流体来降低燃料温度。热量交换可以在燃料系统的未加压区域中发生。

技术领域

本说明书总体上涉及用于降低发动机中的燃料温度的方法和系 统。

背景技术

可以通过车辆发动机的气缸处的燃料燃烧来提供扭矩。由燃烧产 生的扭矩的量可以取决于气门正时、火花正时和燃料喷射的组合，并 且由燃料的燃烧提供的能量受喷射正时以及喷射器脉冲宽度的影响。 脉冲宽度确定在气缸处喷射的燃料量，并且可以基于影响发动机性能 的多个因素(诸如含氧量、冷却剂温度等)进行调整。然而，调节喷射 燃料量可能无法适应由加热燃料产生的燃料密度变化。在升高的燃料 温度下，例如，高于被优化以在燃烧时提供期望扭矩的燃料温度，燃 料密度可能降低并且导致低于在燃料喷射器处输送的燃料的预期量。 在一些情况下，满足扭矩需求以补偿降低的密度所需的燃料量可能超 过燃料喷射器的最大可输送量。这可能不利地影响发动机的功率输 出。

解决发动机气缸处的高燃料温度的尝试包括为车辆配备一个或 多个燃料冷却装置。Chyo等人在U.S.8,006,675中示出了一种示例性 方法。其中，用于具有导轨燃料喷射系统的柴油发动机系统的燃料可 以由冷却剂泵和风扇冷却。从发动机返回的燃料可以通过燃料-冷却 剂热交换系统以将热量从燃料传递到冷却剂。空气-冷却剂热交换系 统可以联接到燃料-冷却剂热交换系统，以将热量从冷却剂传递到流 过空气-冷却剂热交换器的空气。因此，通过与空气进行热交换进行 冷却的冷却剂然后可以在燃料-冷却剂热交换系统的燃料-冷却剂热交 换器处从燃料吸收热量。可以通过冷却剂泵和/或风扇来调整施加到燃料的冷却量。

然而，本文的发明人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示 例，燃料的冷却依赖于温度低于加热的冷却剂的温度的环境空气。冷 却剂可以冷却到的最低温度等于环境空气的温度，并且因此燃料可以 冷却到的最低温度也等于环境空气的温度。在一些情况下，诸如在炎 热气候中，环境空气温度可能类似于期望燃料温度的上限阈值。高于 上限阈值温度，燃料密度可以降低到发动机的扭矩输出可能劣化的程 度。在此类示例中，通过环境空气进行冷却可能无法充分降低燃料温 度。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种用于车辆的方法来解决， 所述方法包括：使燃料从高压泵流动到燃料喷射器；在气缸处喷射所 述燃料；以及在所述车辆的燃料系统的未加压区域处经由压缩冷却流 体将所述燃料冷却到低于环境温度的温度。通过这种方式，在发动机 的燃烧室处喷射之前，燃料温度可以降低到低于环境空气温度。

作为一个示例，车辆的燃料系统和暖通空调(HVAC)系统可以共 享热交换器，所述热交换器使得能够将热量从燃料系统传递到HVAC 系统。燃料系统中的燃料可以直接或间接地由HVAC系统中的制冷 剂冷却，从而允许燃料温度降低到由经由循环通过HVAC系统进行 冷却的制冷剂提供的温度。通过这种方式，燃料温度可以降低到期望 温度，而不管环境空气温度如何，并且发动机性能可以维持较高。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实 施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主 题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在具体实施 方式之后的权利要求限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文 或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1A示出了车辆的示例，所述车辆具有向车辆的乘客舱提供冷 却的HVAC系统的第一示例。

图1B示出了图1A的车辆，所述车辆具有向车辆的乘客舱提供 冷却的HVAC系统的第二示例。

图1C示出了图1A的车辆，所述车辆具有向车辆的乘客舱提供 冷却的HVAC系统的第三示例。

图1D示出了图1A的车辆，所述车辆具有向车辆的乘客舱提供 冷却的HVAC系统的第四示例。