本发明涉及用于工作车辆的柴油机燃料供给回路。
背景技术：
在典型的柴油发动机结构中，向容器或箱提供被供给到柴油发动机的柴油燃料。循环柴油机燃料回路在发动机和燃料箱之间延伸，其中一个燃料管线从燃料箱延伸到柴油发动机以将燃料供给发动机，并且另一个燃料管线从柴油发动机延伸返回到燃料箱以将溢出的燃料返回到箱。由于由发动机产生的热量很大，通常设置燃料冷却器以冷却燃料。如果没有燃油冷却器，柴油燃料可能会如此热，以至于损害喷油泵或其它元件，或使发动机(通过其他控制装置)“减载运行”或降低其输出功率。燃料冷却器通常被设置为冷却从发动机流回到燃料箱的溢出燃料。在US2003/005913A1中，显示用于切换燃料冷却器在燃料供给回路中的位置的结构。燃油冷却器从冷却离开内燃阀动机的燃料被切换为被完全地从燃料供给回路中移除。这个结构没有公开用于冷却从燃料箱流动到发动机的燃料的燃料冷却器。此外，它没有公开设置在发动机和燃料箱之间以冷却离开发动机和返回到燃料箱的燃料的冷却器。在US6457460B1中，提供了一种冷却器以在加压燃料在从燃料箱到发动机的相反方向上行进时冷却加压燃料。此功能将从燃料中提取热量，并且因而防止燃料汽化。在US6234151中，两个燃料冷却器(19，21)被示出设置在喷油器和燃料箱之间。一个燃料冷却器(21)被切换进入回路中，以在阀(17)处的压力超过预定值时提供冷却。这在某些结构中可能是不够的，尤其是当燃料箱本身处于热的环境中并且会吸收热能时。在这些情况下，在燃料箱中的燃料可能在到抵达燃料箱后获得足够的热量，在燃料返回到发动机的时候，燃料太热并且造成发动机的损坏或发动机的减载运行(即自动降低功率)。在类似这样的情况下，在燃料箱和发动机之间设置燃料冷却器将是有益的。然而，当发动机被冷却并且燃料已经低于优选温度时，在来自燃料箱的燃料到达发动机之前冷却来自燃料箱的燃料可能会造成燃料过冷和“胶凝”。因此，如果燃料是热的，在燃料从燃料箱行进到发动机时冷却燃料可能是有益的。如果燃料是冷的，在从发动机行进到燃料箱时冷却燃料可能是有益的。具有如下柴油机燃料供给回路将是有利的：该柴油机燃料供给回路可以将燃料冷却器交替地定位在发动机和燃料箱之间以在燃料返回到燃料箱的路径中冷却燃料，并且可以将燃料冷却器交替地定位在燃料箱和发动机之间以在燃料从燃料箱到发动机的路径中冷却燃料。这些好处由在本发明的一个技术方案中描述的结构提供。更多的好处由在本发明的其它技术方案中描述的代替结构提供。
技术实现要素：
根据本发明的一个方面，提供一种用于柴油发动机的燃料系统，包括发动机、燃料冷却器、燃料箱、以及用于在第一位置和第二位置中将燃料冷却器连接在发动机和燃料箱之间的装置，在第一位置中，燃料冷却器在离开发动机的燃料返回到燃料箱之前冷却离开发动机的燃料，在第二位置中，燃料冷却器在离开燃料箱的燃料返回到发动机之前冷却离开燃料箱的燃料。根据本发明的另一个方面，提供一种柴油燃料供给回路，包括：发动机，该发动机具有发动机燃料入口和发动机燃料出口；燃料冷却器，该燃料冷却器具有冷却器燃料入口和冷却器燃料出口；燃料箱，该燃料箱具有燃料箱入口和燃料箱出口；阀，该阀连接到所述发动机、所述燃料冷却器和所述燃料箱，所述阀具有至少两种配置，所述至少两种配置包括第一配置和第二配置，在所述第一配置中，所述阀将所述燃料冷却器连接在所述发动机和所述燃料箱之间以接收来自所述发动机燃料出口的燃料并提供燃料到所述燃料箱入口，在所述第二配置中，所述阀将燃料冷却器连接在所述燃料箱和所述发动机之间以接收来自所述燃料箱出口的燃料和提供燃料到所述发动机燃料入口。所述阀可以在所述第一配置中还将所述燃料箱出口连接到所述发动机燃料入口，并且在所述第二配置中还将所述发动机燃料出口连接到所述燃料箱入口。该柴油机燃料供给回路可以进一步包括ECU和连接到所述ECU的至少一个温度传感器，其中所述至少一个温度传感器被设置为检测在柴油机燃料供给回路中的燃料的温度。所述至少一个温度传感器可以包括被设置为检测进入所述发动机的燃料的温度的温度传感器。所述至少一个温度传感器可以包括被设置为检测离开所述燃料冷却器的燃料的温度的温度传感器。所述至少一个温度传感器可以包括被设置为检测离开所述燃料箱(的燃料的温度的温度传感器。所述阀可以是滑阀，该滑阀具有能够在阀体内移动的至少一个阀芯。所述至少一个阀芯能够在至少两个位置之间转换，所述至少两个位置包括与所述第一配置相对应的至少第一位置并且还包括与所述第二配置相对应的至少第二位置。该柴油机燃料供给回路还可以包括被设置为推动辅助冷却流体通过所述燃料冷却器的马达，其中所述ECU被配置为监控所述至少一个温度传感器，并且在所述至少一个温度传感器指示燃料温度已经达到阈值温度时，改变所述马达的速度以降低所述燃料冷却器(104)的冷却能力。所述至少一个温度传感器可以是被设置为检测在所述发动机的入口处的燃料温度的温度传感器。所述ECU可以被配置为监控所述至少一个温度传感器，并且在所述至少一个温度传感器指示燃料温度已经达到阈值温度时，转换所述阀到所述第一配置。所述至少一个温度传感器可以为被设置为检测在所述燃料箱的出口处的燃料的温度的温度传感器。所述ECU可以被配置为监控所述至少一个温度传感器，并且在所述至少一个温度传感器指示所述燃料温度已达到阈值温度时，转换所述阀到所述第二配置。所述至少一个温度传感器可以是被设置为检测在所述燃料箱的出口处的燃料的温度的温度传感器器。所述ECU可以被配置为监控在所述燃料箱处的燃料的温度，并且在所述燃料箱处的燃料的温度达到第一阈值温度时，将所述阀从所述第二配置转换到所述第一配置，并且在所述燃料箱处的燃料的温度达到第二阈值温度时，将所述阀从所述第一配置转换到所述第二配置。所述第一阈值温度可以小于所述第二阈值温度。附图说明图1是根据本发明的柴油机燃料供给回路的示意图。具体实施方式该图示出发动机100、燃料箱102、燃料冷却器104、ECU106、温度传感器108、温度传感器110、温度传感器112和阀114。阀114有两个位置。在其第一个位置(位置“A”)中，阀114引导溢出燃料离开发动机100到燃料冷却器104。阀114引导燃料从燃料冷却器104到燃料箱102。阀114引导燃料从燃料箱102到发动机100。这样的布置使燃料从发动机流动通过燃料冷却器以被冷却，然后到达燃料箱中，并且然后再返回到发动机。当燃料温度升高时，如当发动机已经至少在暖机期间运转时，这是燃料冷却器在柴油燃料供给回路中的优选位置。在其第二位置(位置“B”)中，阀114引导溢出燃料离开发动机102到燃料箱102。阀114引导燃料从燃料箱102到燃料冷却器104。阀114引导燃料从燃料冷却器104到发动机100。这样的布置使燃料从发动机流动到燃料箱，然后通过燃料冷却器，并且回到发动机。当燃料温度低时，如当发动机刚刚已经启动时，这是燃料冷却器在柴油燃料供给回路中的优选位置。阀114由ECU106控制，ECU106能够操作地连接到用于阀114的致动器。该致动器优选地是电磁阀。阀114优选地是滑阀。阀114的阀芯能够在两个位置(位置“A”和“B”)之间移动或转换。这两个位置对应于燃料冷却器104在该回路内的两个位置。燃油冷却器104通过使辅助冷却流体通过热交换器冷却燃料。辅助冷却流体(在图中由三个箭头表示)被由马达116驱动的风扇推动通过热交换器。马达116连接到ECU106，由此被控制。在ECU发出指令时，马达116的速度被改变，因此，辅助冷却流体流动通过热交换器的速率被改变(在马达的速度增加或减小时分别地增加流量和减小流量两者)，并且因此由燃料冷却器提供的冷却也被改变。在此方式中，ECU106可以调节由燃料冷却器104提供的冷却量。虽然燃料冷却器104在本文中被示出具有环境空气冷却式热交换器，其中空气被依次由马达116驱动的风扇抽吸通过燃料冷却器104的元件，但是，冷却介质可以是液体，并且可以设置代替马达和风扇的用于输送液体的泵。ECU106具有连接到其上的至少一个温度传感器，该温度传感器向ECU106指示燃料温度处于柴油燃料供给回路中的至少一点处。所述至少一个温度传感器可以包括被设置为检测离开燃料箱的燃料的温度并且将该温度发信号到ECU106的温度传感器112。所述至少一个温度传感器可以包括被设置为检测离开燃料冷却器104的燃料的温度并且将该温度发信号到ECU106的温度传感器110。所述至少一个温度传感器可以包括设置为检测离开发动机的燃料的温度100并且将该温度发信号给ECU106的温度传感器108。ECU106包括被编程以便执行存储在存储器电路中的数字指令的序列的数字微处理器。ECU106执行这些指令以进行在本文中描述的操作。ECU106监控三个温度传感器108，110，112中的一个或多个，以确定在回路中的各个点处的燃料的温度。温度传感器108被设置在发动机100的入口处，以在燃料进入发动机100时检测燃料的温度。温度传感器110设置在燃料冷却器104的出口处，以在燃料离开燃料冷却器104时检测燃料的温度。温度传感器112被设置在燃料箱102的出口处以在燃料离开燃料箱102时检测燃料的温度。可以在一个或多个操作模式中操作在图中所示的结构。通过适当地编程ECU106和将用于ECU的操作的被编程的指令存储在相关联的存储器电路中，可以提供这些不同的操作模式。在第一操作模式中，ECU106被编程以监控三个温度传感器108，110，112中的至少一个，并且如果ECU106确定至少一个温度传感器已经达到第一阈值温度或者低于第一阈值温度时，ECU106被编程为降低(即减慢或切断)马达116的速度。以这种方式，ECU106降低或消除燃料冷却器104的冷却能力，有效地从该回路中移除燃料冷却器104。当发动机启动并且燃料被均匀地冷却时，这是最有用的。在这种情况下，ECU106优选地监控在发动机的入口处的温度传感器108。第一阈值温度将是胶凝温度附近的燃料温度，在该温度处，燃料的任何冷却可能会降低燃料温度到胶凝温度。在用于降低或消除冷却的可替换配置中，旁路回路120在燃料冷却器104附近提供并行的燃料流动路径。通过这个流动路径的流量由阀122控制，阀122由ECU106选择性地操作以引导燃料流动通过燃料冷却器104或通过旁路回路120，或以由ECU106确定的比例通过燃料冷却器104和旁路回路120两者。在第二操作模式中，ECU106被编程以监控三个温度传感器108，110，112中的至少一个，并且如果ECU106确定至少一个的温度传感器已经达到第二阈值温度或低于第二阈值温度时，ECU106被编程为转换阀114到位置“A”，在位置“A”中，燃料冷却器104被接入在发动机100和燃料箱102之间延伸的燃料流动路径中，以冷却从发动机100行进到燃料箱102的燃料流，并且其中燃料冷却器104被从在燃料箱102和发动机100之间延伸的流动路径中移除，使得冷却器不再冷却从燃料箱102行进到发动机100的燃料流。在这种情况下，ECU106优选监控在发动机的入口处的温度传感器108，或在燃料箱102的出口处的温度传感器112。在温度处于正常操作温度时，在燃料和燃料箱的温度不是过高时，燃料冷却器104的这个位置是适当的。在第三操作模式中，ECU106被编程以监控三个温度传感器108，110，112中的至少一个，并且如果ECU106确定至少一个温度传感器108，110，112高于第三阈值温度时，ECU106被编程为转换阀114到位置“B”，在位置“B”中，燃料冷却器104被接入在发动机100和燃料箱102之间延伸的燃料流动路径，以冷却从燃料箱102行进到发动机100的燃料流，并且在其中，燃料冷却器104被从在发动机100和燃料箱102之间延伸的流动路径中移除，使得燃料冷却器104不再冷却从发动机100行进到燃料箱102的燃料流。燃料冷却器104的该位置在燃料箱中的燃料的温度过高时是合适的，并且没有额外的冷却将损坏在发动机中的高压燃料泵。在一个优选的结构中，ECU106使用温度传感器112监控在燃料箱102处的燃料温度，并且当由温度传感器112指示的温度高于第三阈值温度时，ECU106被配置为转换阀114到位置“B”，在位置“B”中，燃料冷却器104被设置在燃料箱的出口和发动机的入口之间。这防止在燃料箱中被过度加热的燃料在没有首先被冷却到基本上减少对在发动机中的高压燃料泵的损坏的温度的情况下被直接地传送到发动机。同样地，在这种结构中，ECU106使用温度传感器112监控在燃料箱102处的燃料的温度，并且如果由温度传感器112指示的温度低于第二阈值温度(其已经达到第三阈值温度或低于第三阈值温度)时，ECU106被配置为转换阀114到位置“A”，在位置“A”中，燃料冷却器104设置在发动机的出口和燃料箱的入口之间。这在车辆在下述环境中运行时是特别有益的：在所述环境中，燃料箱没有接收直接来自环境中的过多的热量，但是大体上接收来自通过发动机和被返回到燃料箱102的燃料的热量的全部。在上面的讨论中，我们涉及ECU106和阀114。应该理解的是，这是优选的结构。然而，阀114作为在这里和在权利要求中所使用的术语，可以包括一起操作以提供在此描述的能力的多个阀元件和阀体。同样地，ECU106可以包括使用诸如CAN总线之类的通信回路连接在一起的多个数字微控制器或微处理器。在上述讨论中，我们还涉及燃料冷却器104。