用于通過燃料過濾器加熱過程操作燃料噴射系統的方法以及燃料噴射系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于通過燃料過濾器加熱過程操作燃料噴射系統的方法以及這 種燃料噴射系統。用于汽油和柴油發動機的燃料噴射系統對在燃料內的甚至非常小的雜質 敏感地作出反應。為了在整個所需使用壽命中避免燃料帶來的污染物造成對燃料噴射系統 的損害，需要幾乎完全過濾出甚至微小的顆粒部分，所述顆粒部分的粒度在從3微米到5微 米的范圍內。其所需要的細小燃料過濾器在某些條件下能夠容易阻塞。
【背景技術】
[0002] 在非常低的操作溫度下，出現特殊困難。例如，由于柴油燃料以及低于大 約-25°C的溫度，所以石蠟凝聚。所產生的石蠟晶體能夠非常快速地阻塞燃料過濾器，并 且大幅阻擋燃料流量，以便發動機停止。在燃料內的一部分水能夠進一步促進阻塞燃料過 濾器。例如，柴油燃料能夠吸收能夠在冬天凍結的高達大約8%的水。其他燃料類型也發生 類似的問題，例如，高比例的生物燃料。
[0003] 通過使燃料過濾器加熱，可以克服所列出的問題。已知電動燃料過濾器加熱系統， 其為所謂的液壓燃料過濾器加熱系統。在液壓燃料過濾器加熱系統中，使用液壓燃料噴射 的功率損耗。通過燃料壓縮和摩擦加熱，燃料在燃料噴射系統內部加熱。液壓燃料過濾器 加熱系統使用通過這種方式加熱的燃料，以使燃料過濾器加熱。這能夠通過使加熱的燃料 直接返回燃料過濾器中來實現。而且，能夠使加熱的燃料返回燃料箱中，據此，在燃料過濾 器中產生高操作溫度。
【發明內容】
[0004] 在這個基礎上，本發明的目標在于，提出了一種用于操作用于內燃發動機的燃料 噴射系統的方法，通過該方法，液壓燃料過濾器加熱系統的加熱功率能夠增大，并且提出了 一種用于內燃發動機的相應燃料噴射系統。
[0005] 由具有權利要求1的特征的方法實現該目標。在后面的子權利要求內提供有利的 實施例。
[0006] 該方法用于操作用于內燃發動機的燃料噴射系統并且包括以下步驟： _使用燃料過濾器過濾燃料， -使用高壓泵將燃料遞送到高壓體積內， -將燃料從高壓體積中噴射到燃燒腔室內，其中，第一壓力在噴射開始時在高壓體積內 占主流地位， -通過返回加熱的燃料，使燃料過濾器加熱， -將在高壓體積內的壓力增大為大于第一壓力的第二壓力， -將在高壓體積內的壓力從第二壓力減小為第一壓力，其中，在與噴射相同的內燃發動 機的工作循環中發生壓力上的上升和下降。
[0007] 高壓體積尤其可以是燃料儲能器，在柴油內燃發動機內通常稱為共軌。然而，還可 以是沒有儲能器的噴射系統，其中，高壓體積(例如）由高壓燃料管線構成，從高壓體積中提 取燃料，用于噴射。
[0008] 尤其通過連接至高壓體積的至少一個噴射器，可以發生燃料從高壓體積到燃燒腔 室內的噴射。第一壓力與在高壓體積內的預先定義的標稱值對應，在開始噴射時，應該可取 地保持該標稱值。第一壓力取決于內燃發動機的操作狀態。例如，在內燃發動機空轉時，通 過共軌柴油機，壓力可以居于從150巴到300巴的范圍內，同時，在全負荷壓力之下，可以達 到2000巴或更大的壓力。
[0009] 通過返回加熱的燃料，使燃料過濾器加熱，其中，使用燃料噴射系統的"液壓功率 損耗"，使燃料加熱。燃料的壓縮尤其有助于這個液壓功率損耗。例如，通過每1000巴大約 14K來壓縮，使柴油燃料加熱。對加熱的甚至更大的貢獻來自摩擦，尤其在壓力減小閥(例 如，阻氣門）中，據此，造成每1000巴大約55K的加熱。
[0010] 從相互關系中出現可以用于使燃料過濾器加熱的進入燃料內的熱量輸入AQ。
[0011] A Q = A T * P * cv *〇。
[0012]因此，熱量輸入AQ等于溫度上升AT乘以燃料的密度P、燃料的比熱容量~以 及燃料的體積流量0。因此，熱量輸入AQ取決于由液壓功率損耗產生的溫度差，該溫度差 反過來由在壓縮上的壓力差和壓力減小決定。發明人發現了這個相互關系，確定在高壓體 積內的第一壓力具有較低的值時，尤其在空轉時，不充足的加熱功率造成發生困難。這造成 比較低的溫度差，并且因此造成低熱量輸入。
[0013] 本發明還基于以下發現：僅僅增大第一壓力(尤其在空轉模式）是不可取的，因為 這種增大和相應地更高的噴射壓力在空轉時造成更高的噪聲水平，這是不可取地。因此，在 本發明中，第一壓力對于噴射保持不變。同時，其可能顯著增大加熱功率，這是因為，噴射以 第一壓力發生的相同工作循環內，在高壓體積內的壓力增大為大于第一壓力的第二壓力， (然后）從第二壓力降低為第一壓力。這個附加的壓縮和壓力減小造成液壓功率損耗增大， 因此，造成從燃料噴射系統中可獲得的加熱功率增大。
[0014] 在一個實施例中，壓力上的上升和下降僅當燃料過濾器的區域內的溫度居于預先 定義的最小溫度之下而發生。可以使用溫度傳感器檢測在燃料過濾器的區域內的溫度。可 以設置溫度傳感器，以便該傳感器檢測燃料過濾器的溫度和/或存在于燃料過濾器內的燃 料的溫度和/或在燃料過濾器的上游的燃料的溫度。在這個實施例中，該系統的更高液壓 功率損耗僅當需要燃料過濾器的更強的加熱而生成。
[0015] 在一個實施例中，壓力上的上升和下降僅當第一壓力居于預先定義的最小值之下 而發生。可以(例如）在從500巴到1000巴的范圍內選擇預先定義的最小值。第一壓力是 標稱值，在任何情況下，該標稱值都可用于控制系統中，用于控制燃料噴射系統。這個實施 例造成特別簡單地激活適應需求的更大加熱功率。假設在高于預先定義的最小值的第一壓 力下，根據本發明，可使用充分的加熱功率，甚至沒有附加的壓力上的上升和下降。
[0016] 在一個實施例中，在第一壓力與第二壓力之間的壓力差取決于在燃料過濾器的區 域內的溫度。可以檢測在燃料過濾器的區域內的溫度，如上面與預先定義的最小溫度一起 所解釋的。附加可用的加熱功率取決于這個壓力差。因此，可用于選擇這個，在燃料過濾器 的區域內的低溫下比在高溫下尤其更高。這個措施確保尤其根據需求控制附加可用的加熱 功率。
[0017] 在一個實施例中，在第一壓力與第二壓力之間的壓力差是50巴或更大。壓力差可 以尤其居于大約100巴到200巴的范圍內。這個數量級的壓力差造成加熱功率充分增大， 并且比較易于實現。
[0018] 在一個實施例中，通過增大高壓泵的遞送量，實現壓力上升。通過這種方式，在高 壓體積內的壓力能夠通過針對性的方式容易增大。
[0019] 在一個實施例中，通過控制高壓泵的數字式入口閥的打開周期，控制遞送量。與比 例閥相比，數字式入口閥在操作時在完全打開的與完全關閉的位置之間來回切換。打開周 期與數字式入口閥在打開位置內的周期對應。在這個周期內，高壓泵的工作體積尤其可以 裝有燃料。由于能夠非常快速并且精確地控制數字式入口閥，所以能夠特別動態地并且精 確地預先確定遞送量。
[0020] 在一個實施例中，將遞送量設為使用高壓泵在工作循環內能夠實現的最大可能 值。因此，在使用數字式入口閥時，打開周期可以構成整個工作行程，其中，能夠填充高壓泵 的工作體積。這盡可能增大了附加功率損耗。
[0021] 在一個實施例中，通過打開連接至高壓體積的壓力減小閥，實現壓力下降。通過壓 力減小閥從高壓體積中逸出的燃料能夠返回，用于使燃料過濾器加熱。除了上面解釋的更 高溫度差以外，燃料通過壓力減小閥從高壓體積中的這種排