專利名稱：液體燃料噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一用于將液體燃料噴射到一內(nèi)燃機(jī)尤其是將一低熔點(diǎn)液體噴射到這些發(fā)動(dòng)機(jī)中的系統(tǒng)。
本發(fā)明具體涉及用于將液化石油氣(LPG)或壓縮天然氣(CNG)噴射到內(nèi)燃機(jī)中的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
使用液態(tài)燃料的一個(gè)問題是由于這些燃料的沸點(diǎn)很低，因而將傾向于在燃料管線中蒸發(fā)，除非在任何預(yù)計(jì)溫度下提供超過蒸汽壓力的足夠壓力。
在澳大利亞專利第647561號(hào)中揭示了一種將液體LPG噴入一靠近發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣支管的燃料噴射系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的該區(qū)域可以變得非常燙，因此即使在燃料過量流動(dòng)的情況下，燃料的蒸發(fā)始終是一個(gè)問題。因此，最好是將易蒸發(fā)燃料噴射到離發(fā)動(dòng)機(jī)一段距離。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于這種燃料的噴射系統(tǒng)，在一具體實(shí)施例中將適于以所噴射的汽油來工作的一內(nèi)燃機(jī)燃料系統(tǒng)進(jìn)行修改，以使它也能依靠LPG或CNG液體噴射來工作。
然而，本發(fā)明并不具體涉及這種適應(yīng)性修改，而是一般地涉及一種修改的燃料噴射系統(tǒng)。
本發(fā)明概述因此，本發(fā)明的技術(shù)方案在于，一種用于將LPG或CNG噴射到一內(nèi)燃機(jī)的一進(jìn)氣管的燃料噴射系統(tǒng)，所述燃料噴射系統(tǒng)包括一適于安裝到進(jìn)氣管中的接合環(huán)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)上游或進(jìn)氣管中節(jié)流閥的下游以允許空氣在其中流動(dòng)；至少一個(gè)安裝在所述接合環(huán)內(nèi)的吊艙(pod)，每個(gè)吊艙包括一燃料入口、一燃料出口和在該吊艙內(nèi)的一中空的空間，所述燃料入口和所述燃料出口通到所述吊艙內(nèi)，以及一液體燃料噴射器密封地安裝在該或每個(gè)吊艙內(nèi)；至所述吊艙和從所述吊艙出來的液體燃料供應(yīng)管線；允許將在所述吊艙內(nèi)從所述中空的空間進(jìn)入所述噴射器的燃料從那里噴射到所述進(jìn)氣管內(nèi)的裝置；以及一根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和要求參數(shù)動(dòng)作以控制該或每個(gè)噴射器以根據(jù)需要將液體燃料噴入發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射器控制裝置。
應(yīng)注意到在這實(shí)施例中，系將LPG或CNG噴入靠近離實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)一定距離的節(jié)流閥的進(jìn)氣支管。這種方案具有以下一些優(yōu)點(diǎn)。
首先，噴射區(qū)域不是作為發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的發(fā)動(dòng)機(jī)腔的一個(gè)燙的部分，故可將噴射器和燃料管線設(shè)置在更遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)處，從而不會(huì)過于發(fā)燙，并避免可能產(chǎn)生蒸發(fā)的熱升溫狀態(tài)。
第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是離發(fā)動(dòng)機(jī)一定距離噴射燃料并允許燃料經(jīng)節(jié)流閥沿進(jìn)氣支管流到發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)進(jìn)氣閥，能將更多的時(shí)間用于燃料的充分蒸發(fā)，從而能更好地燃燒。
第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是這種系統(tǒng)的安裝相當(dāng)簡單，既不必對(duì)進(jìn)氣支管作較大修改，也不會(huì)影響其他噴射器如發(fā)動(dòng)機(jī)上現(xiàn)有的汽油噴射器。僅僅在節(jié)流閥之前或之后的進(jìn)氣管中安裝接合環(huán)。
這種系統(tǒng)可在制造時(shí)裝到一發(fā)動(dòng)機(jī)上，或者也可在以后裝上去。
該或每個(gè)吊艙可包括一艙體，它具有一頂部、一底部、至少一個(gè)側(cè)面和一個(gè)從所述頂部穿過所述艙體向所述底部延伸的小孔；所述艙體側(cè)面上的燃料入口和燃料出口以及在所述艙體內(nèi)限定所述中空的空間的小孔，所述燃料入口和所述燃料出口通到所述吊艙內(nèi)，所述頂部處的小孔開口大于所述底部處的小孔開口，所述底部包括可將所述吊艙安裝到所述接合環(huán)內(nèi)的連接裝置。
所述可將所述吊艙安裝到所述接合環(huán)內(nèi)的連接裝置包括一艙體的螺紋延伸部。
可通過在靠近艙體的頂部和底部的小孔中的O形圈將噴射器可密封地與艙體接合。
該或每個(gè)噴射器可以是底部送料噴射器和流動(dòng)-通過噴射器。這些噴射器具有特別的優(yōu)點(diǎn)，即采用燃料圍繞噴射器下部的過剩流動(dòng)，可使它維持在一不發(fā)生蒸發(fā)的溫度之中。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可以是一雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，它帶有一分離式汽油噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有其自己的噴射器和燃料管道系統(tǒng)以及根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和要求參數(shù)計(jì)算汽油噴射次數(shù)的自己的電子控制裝置；以及具有一分離式電子控制裝置的LPG或CNG噴射系統(tǒng)，該分離式電子控制裝置采用同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和要求參數(shù)計(jì)算LPG或CNG噴射次數(shù)。另外，LPG或CNG噴射系統(tǒng)也可采用與汽油或其他燃料噴射系統(tǒng)采用的同樣的電子控制裝置。
在本發(fā)明的一種形式中，LPG或CNG在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中任何預(yù)期溫度下以一超過氣體的預(yù)期蒸汽壓力足夠高的固定壓力工作而不會(huì)蒸發(fā)，直至被噴射為止。但是，這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于需要一高壓泵來使它工作，在能量方面不利。
在另一實(shí)施例中，LPG或CNG可以高于燃料箱中燃料的蒸汽壓力的一選定的固定壓力進(jìn)行工作?？梢赃x擇該選定的固定壓力用于升高燃料箱溫度與燃料管線或噴射器中任何預(yù)期溫度之間的溫度，以使LPG或CNG再次不蒸發(fā)，直至有所需要。
因此，LPG噴射器的控制包括一用于確定燃料的絕對(duì)壓力以修改噴射次數(shù)的參數(shù)。最好對(duì)燃料溫度也進(jìn)行測(cè)量，以對(duì)不同溫度下的密度變化制訂一更好的允差范圍。
應(yīng)注意到本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)在于一個(gè)吊艙中有一個(gè)噴射器，但對(duì)于具有多個(gè)氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)則可以有多個(gè)吊艙，每個(gè)吊艙帶有一個(gè)噴射器。這些吊艙可以在燃料管線上串行或平行設(shè)置，并可例如在一個(gè)接合環(huán)上安裝多個(gè)，藉以將進(jìn)氣噴射到節(jié)流閥上游或下游的進(jìn)氣支管內(nèi)?？梢杂卸鄠€(gè)接合環(huán)，且在任何一個(gè)環(huán)上可以具有控制一種以上燃料的噴射器。
在某些情況下，采用LPG或CNG可能會(huì)有一些噴射器結(jié)冰方面的問題，在這些情況下，可要求某個(gè)加熱形式。這種加熱可由電加熱線圈或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑圍繞吊艙的一適當(dāng)流動(dòng)提供。
以上對(duì)本發(fā)明作了一般描述，下面結(jié)合示出本發(fā)明較佳實(shí)施例的附圖進(jìn)行具體說明，以有助于對(duì)本發(fā)明的理解。
附圖簡單說明圖中

圖1表示本發(fā)明一實(shí)施例的程式化的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射及控制系統(tǒng)；圖2表示本發(fā)明一實(shí)施例的包括一接合環(huán)的一進(jìn)氣支管的部分切去的立體圖；圖3表示本發(fā)明一實(shí)施例的一噴射器吊艙的一橫剖面圖；圖4表示圖3的噴射吊艙的一外部視圖；以及圖5表示本發(fā)明一實(shí)施例的一對(duì)噴射器吊艙和一接合環(huán)以及相關(guān)管道的詳圖。
附圖詳細(xì)說明參照附圖特別是圖1，可以看到，發(fā)動(dòng)機(jī)1具有從該發(fā)動(dòng)機(jī)通過一節(jié)流閥3沿箭頭23所示方向進(jìn)氣的一進(jìn)氣支管2。在該實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)的型式為通常適于汽油噴射的一種，雖然如上所述本發(fā)明可以適用于非燃料噴射發(fā)動(dòng)機(jī)如汽化器工作的發(fā)動(dòng)機(jī)。通常用于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給系統(tǒng)包括一汽油燃料管道4，汽油燃料噴射器5，一用于由發(fā)動(dòng)機(jī)控制和要求參數(shù)管線7計(jì)算汽油噴射次數(shù)的電子控制裝置6。這些控制和要求參數(shù)可以是空氣和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、運(yùn)行條件如發(fā)動(dòng)機(jī)速度、加速度、支管壓力、排出溫度以及氧濃度。
為在這樣一個(gè)系統(tǒng)中增加本發(fā)明的LPG噴射，包括有一在本實(shí)施例中節(jié)流閥3上游作為進(jìn)氣支管一部分的接合環(huán)10。該接合環(huán)10內(nèi)安裝有所需數(shù)量的燃料噴射吊艙11。在本實(shí)施例中，液體LPG從一LPG油箱12通過一電磁閥24平行送入吊艙。通過一泵13將LPG泵到一高于油箱12中燃料蒸發(fā)壓力的固定壓力，然后沿LPG入口閥14傳遞到每個(gè)吊艙11。一LPG回程管道15將燃料從每個(gè)吊艙11經(jīng)一LPG壓力調(diào)節(jié)器16返回LPG油箱12。提供一大大超過噴射需要的LPG流量以維持吊艙11并因此而維持吊艙內(nèi)噴射器20的冷卻。每個(gè)吊艙11的噴射器20系由一LPG電子控制裝置21通過控制管線24加以控制。該LPG電子控制裝置21從由汽油電子控制裝置6使用的相同的發(fā)動(dòng)機(jī)要求參數(shù)管線取得一輸入。該LPG電子控制裝置具有從一壓力傳感器22取得一讀數(shù)的進(jìn)一步的參數(shù)，該壓力傳感器讀取LPG入口管道14中的絕對(duì)壓力。
為使采用LPG或CNG的本發(fā)明該實(shí)施例的輔助燃料噴射系統(tǒng)工作，可關(guān)閉控制汽油噴射器的電子控制裝置6并起動(dòng)電子控制裝置21。該電子控制裝置21驅(qū)動(dòng)閥25以使液體LPG或CNG燃料流動(dòng)，并使LPG或CNG泵13將LPG或CNG升高到所需壓力。通過LPG調(diào)節(jié)器16將所選擇的壓力維持在高于油箱中的蒸汽壓力。當(dāng)需要通過輔助燃料進(jìn)行工作時(shí)，即停止通過噴射器5進(jìn)行燃料噴射，電子控制裝置21驅(qū)動(dòng)閥25、泵13和吊艙11中的噴射器20在遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)靠近節(jié)流閥3的一位置處噴射LPG或CNG。
圖3和4表示本發(fā)明一實(shí)施例燃料噴射系統(tǒng)的一吊艙。吊艙30具有用一固定板40和O型密封圈34、35將其安裝在內(nèi)的噴射器31，固定板將噴射器固定在適當(dāng)位置，O型密封圈分別設(shè)置在噴射器頂部和底部、用于在吊艙內(nèi)為噴射器提供壓力密封。吊艙30具有一LPG燃料入口32、一LPG燃料出口33以及吊艙內(nèi)圍繞噴射器31的足夠的空間，以使LPG或CNG圍繞噴射器流動(dòng)，從而使該噴射器冷卻并防止燃料在噴射器或吊艙內(nèi)蒸發(fā)。液體LPG或CNG實(shí)際上在吊艙30內(nèi)從空間39通過噴射器下方的開口38進(jìn)入噴射器31。因此這種噴射器是一種底部進(jìn)料式噴射器，而且液體燃料可以流經(jīng)和通過該噴射器，從而被稱為流動(dòng)通過噴射器。一吊艙下端上的螺紋36可將其如圖1和圖2所示那樣擰入接合環(huán)10，而噴射器41的尖端41則伸出小孔能夠進(jìn)行燃料噴射。一電子控制管線37為噴射器31的電磁操縱提供一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用以噴射燃料。
圖5表示本發(fā)明燃料噴射系統(tǒng)的另一實(shí)施例。其中凡與圖1所示實(shí)施例具有相同功能的部分均采用相同標(biāo)號(hào)。燃料系從一燃料箱(未顯示)經(jīng)管道14供至當(dāng)要求LPG或CNG噴射時(shí)打開的電磁閥24，然后燃料先穿過壓力傳感器22，再經(jīng)燃料管線50流至一第一噴射吊艙11。從該第一噴射過剩的流量沿燃料噴射管線51流至一第二噴射吊艙11，而通過第二噴射吊艙過剩的流量則通過管線15經(jīng)壓力調(diào)節(jié)器(未顯示)返回燃料箱。
每個(gè)噴射吊艙11的結(jié)構(gòu)和操作與圖3和4所示及其描述相同。
可見，本發(fā)明燃料噴射系統(tǒng)通過離發(fā)動(dòng)機(jī)一定距離噴射高蒸汽壓力的燃料，從而使燃料維持在一液體狀態(tài)，以供精確和可重復(fù)的噴射。
除非文本另有要求，本說明書中的用詞“構(gòu)成”、“包括”及其變形詞應(yīng)理解為包含一定的整體或一組整體件，但不排除任何其他整體或一組整體。
權(quán)利要求
1.一種用于將LPG或CNG噴射到一內(nèi)燃機(jī)的一進(jìn)氣管的燃料噴射系統(tǒng)，所述燃料噴射系統(tǒng)包括一適于安裝到進(jìn)氣管中的接合環(huán)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)上游或進(jìn)氣管中節(jié)流閥的下游以允許空氣在其中流動(dòng)；至少一個(gè)安裝在所述接合環(huán)內(nèi)的吊艙，每個(gè)吊艙內(nèi)包括一燃料入口、一燃料出口和一中空的空間，所述燃料入口和所述燃料出口通到所述吊艙內(nèi)，而一液體燃料噴射器則可密封地安裝在該或每個(gè)吊艙內(nèi)；至所述吊艙和從所述吊艙出來的液體燃料供應(yīng)管線；允許在所述吊艙內(nèi)的燃料從所述中空的空間進(jìn)入所述噴射器的裝置，燃料從該噴射器噴射到所述進(jìn)氣管內(nèi)；以及一根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和要求參數(shù)動(dòng)作的噴射器控制裝置，用來控制該或每個(gè)噴射器以根據(jù)需要將液體燃料噴入發(fā)動(dòng)機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述該或每個(gè)吊艙包括一艙體，它具有一頂部、一底部、至少一個(gè)側(cè)面和一個(gè)從所述頂部穿過所述艙體向所述底部延伸的小孔；所述艙體側(cè)面上的燃料入口和燃料出口以及在所述艙體內(nèi)限定所述中空的空間的小孔，所述燃料入口和所述燃料出口通到所述吊艙內(nèi)，所述頂部處的小孔開口大于所述底部處的小孔開口，所述底部包括有可將所述吊艙安裝到所述接合環(huán)內(nèi)的連接裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述可將所述吊艙安裝到所述接合環(huán)內(nèi)的連接裝置包括一艙體的螺紋延伸部。
4.如權(quán)利要求2所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述噴射器通過在靠近艙體的頂部和底部的小孔中的O形密封圈密封地與艙體接合。
5.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述該或每個(gè)噴射器為底部送料噴射器。
6.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述該或每個(gè)噴射器為流動(dòng)-通過噴射器。
7.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)是一雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，它帶有一分離式汽油噴射系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有其自己的噴射器和燃料管道系統(tǒng)以及根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和要求參數(shù)計(jì)算汽油噴射次數(shù)的自己的電子控制裝置；以及具有一分離式電子控制裝置的LPG或CNG噴射系統(tǒng)，所述分離式電子控制裝置采用同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和要求參數(shù)計(jì)算LPG或CNG噴射次數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)是一雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，它帶有一分離式汽油噴射系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有其自己的噴射器和燃料管道系統(tǒng)，以及一根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和要求參數(shù)計(jì)算汽油噴射次數(shù)和LPG或CNG噴射次數(shù)的電子控制裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述LPG或CNG在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中任何預(yù)期溫度下以超過氣體的預(yù)期蒸汽壓力足夠高的一固定壓力工作而不會(huì)蒸發(fā)，直至被噴射為止。
10.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述LPG或CNG以高于一燃料箱中燃料的蒸汽壓力的所選擇的固定壓力工作。
11.如權(quán)利要求1所述的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述該或每個(gè)吊艙包括用于防止一個(gè)或多個(gè)噴射器結(jié)冰的加熱裝置。
全文摘要
一種用于將LPG或CNG噴射到一內(nèi)燃機(jī)的一進(jìn)氣管(2)的燃料噴射系統(tǒng)。該燃料噴射系統(tǒng)包括一適于安裝到進(jìn)氣管中的接合環(huán)(10),至少一個(gè)安裝在所述接合環(huán)內(nèi)的吊艙(11),一液體燃料噴射器(20)則安裝在該或每個(gè)吊艙(11)內(nèi)。燃料從吊艙內(nèi)一中空的空間進(jìn)入所述噴射器,并從那里噴射到進(jìn)氣管(2)內(nèi)。一噴射器控制裝置根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和要求參數(shù)動(dòng)作,用來控制該或每個(gè)噴射器(20)以根據(jù)需要將液體燃料噴入發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F02M21/04GK1183826SQ96193825
公開日1998年6月3日 申請(qǐng)日期1996年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月9日
發(fā)明者羅德尼·辛克萊·史密斯 申請(qǐng)人:能源研究發(fā)展有限公司