[发明专利]多级燃料回流系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年2月28日提交的名为“MULTI-STAGED FUEL RETURN SYSTEM”的美国临时申请No.61/447,533的优先权，在此将该美国临时申请的全部内容并入以供参考。

背景技术

很多柴油发动机都需要较高压燃料系统和较低压燃料系统两者，以供给燃料用于发动机运转并使燃料回流到燃料箱。较低压燃料系统以期望的压力、温度、量和质量(洁净度和不含水)将燃料供给较高压燃料系统，较高压燃料系统继而对该燃料进行加压并将该燃料供给给发动机。较低压燃料系统具有另一个功能；其使未使用的燃料从高压燃料系统回流到低压燃料系统和燃料箱。在较高压燃料系统中，大部分燃料被发动机使用用于燃烧；然而，一部分燃料被用来冷却和润滑高压泵，以致动高压发动机燃料喷射器并通过控制阀的打开和关闭调节分供管压力，其中所述控制阀液压连接于燃料分供管中的高压燃料。用于这些目的的燃料不被消耗，并且必须经由燃料回流系统回流到较低压燃料系统中，其中燃料回流系统包括联接于较低压燃料系统的回流管路(line)和管道。

在这种系统中可能出现若干问题。例如，如果喷射器回流燃料压力(背压)未被保持(即，落到最低压力以下)，那么喷射器中的液压致动器可能崩溃，从而阻止喷射器致动。喷射能力的缺失能够导致发动机冷起动期间起动失败或曲柄旋转起动时间延长，或者不足以在已经运行的发动机上进行任何操作。另外，回流燃料可能包括源于制造和其他来源的发动机碎屑，这些碎屑会阻塞燃料管路并损坏燃料泵。此外，冷燃料的胶化或结蜡可能阻塞燃料管路，特别是在燃料过滤器和燃料泵处，从而降低燃料供给压力和量，这会由于缺乏润滑而使发动机性能劣化并损坏高压燃料泵。更进一步地，如果由于回流管路中的阻塞而使回流压力太高(即，升到最高压力以上)，那么高压泵和/或低压泵上的密封件可能损毁。可能出现的其他问题包括：不能够迅速地排空燃料水分(WIF)蓄积器并更换包括壳体的一件式燃料过滤器可能导致燃料系统的污染，并且燃料系统可能在工厂填注燃料期间干燥运行或摄入空气。

发明内容

一种解决上述问题的方法是多级燃料回流系统。多级燃料回流系统可以包括：燃料供应装置(fuel supply)；联接于燃料供应装置的低压燃料泵；设置在低压燃料泵与燃料供应装置之间的第一燃料过滤器，第一燃料过滤器具有第一过滤尺寸(例如，微孔尺寸)并且设有带WIF传感器的WIF蓄积器；高压燃料泵；设置在高压燃料泵与低压燃料泵之间的第二燃料过滤器，第二燃料过滤器具有第二过滤尺寸，第二过滤尺寸比第一过滤尺寸(例如，微孔尺寸)细小；位于高压燃料泵下游的共用燃料分供管；将共用燃料分供管联接于第一燃料回流管路的压力控制阀，第一燃料回流管路将回流燃料引至燃料供应装置和低压燃料泵入口管路的位于第一燃料过滤器上游的区域中的任一个；第二燃料回流管路，第二燃料回流管路将回流燃料从高压泵引至第一燃料回流管路；联接于第三燃料回流管路的多个喷射器，第三燃料回流管路将回流燃料引至低压燃料泵与高压燃料泵之间的高压泵入口管路的位于第二燃料过滤器上游的区域。

利用上述系统，可以将回流燃料引至低压燃料系统中的多个位置(高压燃料泵上游的区域)、燃料供应装置，并且引至高压泵。这样，系统内的多个位置下的燃料压力可以被更紧密地调节。另外，系统利用回流燃料的热来减少燃料管路、燃料过滤器和燃料泵中的燃料的胶化/结蜡，并且过热的燃料也可以被转移回到燃料供应装置，以与较冷的大部分燃料混合，从而防止过高温度的燃料损坏燃料系统部件。另外，在冷起动发动机时，建立由低压燃料泵供给到喷射器回流管路的压力，这通过提供稳定的加压燃料给燃料喷射器的回流侧、快速地充注液压致动器从而允许其快速且一致地运行而改进了车辆的冷起动性能和操作。更进一步地，所描述的系统改进了防止燃料系统被发动机碎屑污染的保护，这种污染可能导致泵故障。另外，通过具有多条回流路径可以释放防止泵密封件损坏的高压，WIF传感器指示WIF蓄积器何时需要被排空并且保护燃料在更换过滤器的过程中不被污染，并且在喷射器上施加低压泵燃料压力使得能够在工厂填注燃料期间更快地排放空气。