专利名称：燃料添加剂浓缩物配量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安全可靠的为卡车燃料箱自动配量燃料添加剂的系统，所述添加剂特别是包含燃料添加型催化剂(FBC)的浓缩物，所述配量基于开关的信号利用重力作为注射手段而实现。在一种情况下，信号来自定位在燃料箱盖和进料输送管上的开关，在另一种情况下，信号来自点火开关。
本发明涉及在为车辆加燃料时，能够安全可靠地向燃料箱引入燃料添加剂的装置和方法，所述车辆特别是中型柴油发动机驱动的车辆。燃料添加剂，特别是包含铂族金属、铈、铁、铜、锰、镁以及类似物或者组合的浓缩物型FBC，可以使得发动机内的燃烧燃料更清洁，因此允许更有效的操作发动机。添加剂还可以作为主要措施或者与后处理装置结合而减少污染物。
背景技术：
为配量添加剂而提出的许多现有技术的系统涉及复杂的电气和/或机械监测，以在燃料中实现活性催化金属的希望浓度。提供需要更改燃料箱或者更改电路配线的系统对于更新应用而言是不实用的，因为商业上所用的卡车存在巨大不同，即使单个车队的主人所有的卡车也是这样。
其他现有技术的系统需要操作员监测和/或介入。然而，车队操作员需要确保FBC添加剂浓缩物恰当地添加到指定车辆的燃料中，同时不需要特别的操作员实施除其正常加燃料操作之外的任何任务。操作员的监测或者介入可能产生问题，尤其是在相同的车辆被不同的操作员使用的情况下。
当前的和提议的规章挑战制造商，同时实现良好的燃料经济性和减少排放两者。虽然燃料添加剂对于实现规章的目的可能是必须的，但是本领域尚未提供简单的装置，能够在没有操作员介入或者注意的条件下，以可靠的方式测量加入燃料中的添加剂。
对于添加剂供应商和希望使用添加剂的车队主人而言，在规律的、一致的基础上向车辆的燃料箱自动地、恰当比例地引入燃料添加剂是一种挑战。现在需要一种安全、经济和有效的解决方案，以解决与规律地向燃料中分配添加剂有关的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全、可靠的添加剂配量系统，用于自动向燃料箱引入燃料添加剂，从而改善内燃机的操作和/或减小污染物排放。
本发明的另一个目的是在需要再次填充之前，保持车辆上的燃料添加剂供应，使其具有操作车辆持续延长的驱动时间的能力，例如至少约750英里或者一整天的驱动。
本发明的另一个目的是消除对于车辆操作员的需求，所述操作员监测或者促动车辆上的任何装置从而实现燃料箱的配量。
本发明的另一个目的是提供超控控制，其在车辆加燃料后，操作员未能恰当地关闭燃料箱的情况下，停止添加剂的引入。
本发明的另一个目的是以预定速率配量燃料箱，该速率相应于来自燃料泵的预定的平均加燃料速率。
本发明的另一个目的是在燃料盖被从燃料箱移走后，自动激活该系统并且在燃料盖放回到箱上后使该系统无效。
本发明的另一个目的是当发动机运转时自动激活该系统，并且在发动机关闭时停止该系统。
本发明的另一个目的是利用车辆动力电流来激励经过校准的小电磁阀。
本发明的另一个目的是利用定时器延时来限制电磁阀线圈打开的最大时间量，从而在预定时间量之后取消对电磁阀的激励。
这些和其他目的通过本发明来实现，其中本发明提供了燃料添加剂配量系统的两个实施例，它们都设计简单并且都用重力来馈送添加剂。
在本发明的第一实施例中，提供了一种系统，其具有下述过程和装置，从而自动地利用重力并且基于燃料盖移走信号，向燃料馈送燃料添加剂。在一个优选的方面，本发明包括一种安全可靠的系统，基于定位在燃料箱进料输送管上并且通过进料盖的移除而促动的开关发出的信号，利用重力作为注射手段，为燃料箱自动配量燃料添加剂，特别是包含燃料添加型催化剂(FBC)的浓缩物。
在第二实施例中，本发明提供了一种安全的系统，其具有下述过程和装置，通过重力并且基于来自点火钥匙或者其他指示发动机已经启动的指示器的信号向燃料自动馈送燃料添加剂。在优选的方面，本发明包括一种安全可靠的系统，利用重力作为注射手段，为燃料箱自动配量燃料添加剂，特别是包含燃料添加型催化剂(FBC)的浓缩物，基于点火钥匙开关和控制器的信号，周期性地供应预定计量的添加剂，以维持燃料中的有效添加剂浓度。
优选的方面在下面说明。
图1是具有开关激活的重力馈送添加剂浓缩物配量系统的卡车的示意图；图2是燃料箱进料输送管上的燃料箱盖的截面侧视图，该盖包括磁铁，其与定位在进料输送管上的簧片开关一起工作，用于向控制器发送信号；图3是连接到燃料箱进料输送管的簧片开关组件的示意性顶视图。
具体实施例方式
本发明提供了一种安全可靠的系统，其利用重力作为向燃料中注射的驱动力，自动向柴油卡车的燃料箱配量燃料添加剂，特别是含有燃料添加型催化剂(FBC)的浓缩物。注射的计时和速率响应于来自开关的控制信号进行控制，所述开关定位在点火开关和/或燃料箱盖和进料输送管上。该系统可有效操作也将FBC添加剂供应到其他车辆，但本说明书是针对柴油卡车来说明的，作为本发明的优选应用。
在本发明以一种如图1所示的优选方式操作时，FBC添加剂浓缩物自动馈送到卡车10的燃料箱12，以增加的燃料经济性和/或低排放，为柴油发动机(未示出)提供动力。FBC保持在供应容器14内作为合适化学形态的浓缩物，并且带有适当的溶剂和其他添加剂，诸如美国专利No.6,003,303及文中引述的参考文献所述的添加剂。供应容器14定位在控制器促动的分配阀16(典型地，电磁操作的)之上的预定高度，并且通过供应线路18连接在其上，所述供应线路允许FBC浓缩物从容器14流到阀16。
当阀16受到促动而打开时，FBC浓缩物在重力作用下流过阀16和供应线路18和20到达燃料箱12。当阀16受到促动而处于关闭位置时，FBC浓缩物不再流到箱内。优选地，阀16是弹簧或者其他形式偏压到常闭位置的。因此，必须由正信号来打开阀，并且允许添加剂经过线路18和20到达箱12。阀16优选地具有孔口(未示出)，其经过校准以提供希望的流速。
阀16优选地是电磁阀并且通过响应于传感器的控制器22发出的控制信号促动，所述传感器指示点火开关处于打开位置或者盖子24已经从箱12上移走。图2示出盖子24包括一列永久磁铁26，它们在盖子处于进料输送管28上就位时将保持簧片开关30处于打开位置，不向控制器22提供信号。但是，当盖子24被移走时，簧片开关到达优选的常闭位置，经由控制线路34或者类似物闭合了允许信号发送到控制器22的电路。
图2示出了盖子24与燃料箱进料输送管24螺纹啮合。盖子24设置有向下悬垂的衬套25，后者包括多个围绕衬套25均匀排列的磁铁26。磁铁优选地是Nd-Fe-B类型并且方便地是直径0.5英寸、厚度0.2英寸的镀镍盘形式。衬套25优选地是非铁磁性材料，诸如铝，并且可以通过适当手段诸如环氧树脂粘合剂附着到盖子24上。
簧片开关30如图3所示，被保持在非铁磁性的配件(例如，铝)40内，所述配件诸如通过皮带42和螺钉紧固装置44或者其他适当的手段固紧在燃料进料输送管28上。一般，簧片开关在密封的玻璃壳体内包括两个相同的平坦铁磁性簧片，所述玻璃壳体有效地将簧片与环境密封。当磁场到达该开关附近，簧片成为磁路中的通量载体。簧片的重叠端部成为相反的磁极，它们彼此吸引。为了给本发明的装置适配这种开关，优选地采用C型簧片开关，其中在不存在相反磁极的更强的磁铁的情况下，小磁铁可将常开触点偏压到闭合位置。本发明在进料盖内设置了磁铁26，当盖子在进料输送管28上就位时，提供了强大的相反极性的磁场来克服较小磁铁的偏压。当盖子被移走时，较小的偏压磁铁足够闭合该开关，因此电路完整，盖子脱开的信号被发送到控制器。
控制器22可以包括简单的带有预设极限的定时器电路，或者其可以包括可编程逻辑电路，后者提供了明显的灵活性且不会显著增加成本。当控制器22接收到信号，即点火开关处于打开位置和/或盖子被移走，控制器将经过线路36或者类似物向阀16的电磁线圈或者其他促动器发出控制信号，该信号导致阀门打开并且让FBC添加剂浓缩物从容器流到箱12内。可选地，控制器可以连接在电动开关27上，使车辆响应简单的接通/断开信号或者其他信号。
控制器22包括计时装置或者电路，如果需要，它们可以被设置用于限制阀门16打开时间的最大值和最小值。在一种特定情况下，带有定时器的控制器仅在点火开关处于接通位置和/或盖子脱开时允许浓缩物流入箱12，并且仅持续最大10分钟时间。在这种情况下，已经发现，在重力作用下足够的FBC添加剂浓缩物可以自动流入66加仑的箱中，利用如美国专利No.6,003,303所述的优选的铂和铈添加剂组合物使得燃料对浓缩物的重量比率为大约1500∶1，从而提供了约0.15ppm的铂浓度和约8ppm的铈浓度。
这些剂量非常有效地显著改善了运货车的燃料经济性，并且允许使用它们的柴油微粒捕捉装置(DPT)和其他后处理装置持续地操作较长时间，以减小这些卡车的微粒排放物。容器14的尺寸希望足够大，从而为多次加燃料停靠保持足够的添加剂并且可以操作运行至少一整天。为了满足至少一整天的驱动或者满足中型运货车行驶至少约750英里，约2升的容量允许车辆操作员免于担心分配器和免于让维护人员每天重新充填容器14。其他的设计标准也能良好工作。本发明的优势在于，该装置可以以预定的速率配量燃料箱，例如以65ml/分钟的速率，这相应于20-40加仑每分钟的燃料泵的加燃料速率。
在脱盖配量系统中，当盖子24被移走时，电磁线圈打开阀26并且允许计时的或者以其他方式测量的添加剂量流入箱12，同时点火开关处于接通位置和/或盖子脱开。复原盖子优选地停止了添加剂的流入，流速设置成在平均加燃料间隔期间供应预定量的添加剂。
在发动机运转期间的配量系统中，控制器22可包括带有预设极限的简单定时器电路，或者其包括可编程逻辑电路，这样提供了明显的灵活性同时不会显著增加成本。当控制器22接到发动机正在运转的信号时，控制器将周期性地经由线路36或者类似物向阀门16的电磁线圈或者其他促动器发送控制信号，该信号导致阀门打开和使得FBC添加剂浓缩物从容器流到箱12。
上述说明是为了教导本领域的一般技术人员如何实现本发明，并且其并未旨在穷尽那些在阅读完本说明之后对于技术工人显而易见的明显改动和变形。然而，其旨在表明这些明显的改动和变形包括在本发明由所附权利要求限定的范围内。这些权利要求覆盖了为满足本发明的目的而执行的全部布置和顺序中所指示的组件和步骤，除非上下文中特别地指示出相反情况。
权利要求
1.一种安全可靠的系统，基于定位在燃料箱进料输送管上并且通过进料盖的移除而促动的开关发出的信号，利用重力作为注射手段，为燃料箱自动配量燃料添加剂，特别是包含燃料添加型催化剂(FBC)的浓缩物。
2.如权利要求1所述的系统，其中，开关是簧片开关。
3.如权利要求1所述的系统，其中，在盖子移除后，在经过预定的时间段例如10分钟后，停止配量。
4.如权利要求1所述的系统，其中，信号操作电磁阀打开以允许添加剂流动。
5.如权利要求1所述的系统，其中，在盖子位于进料输送管上时，盖子中的磁铁保持簧片开关打开，并且当盖子被移除时，允许簧片开关关闭。
6.一种安全可靠的系统，利用重力作为注射手段，为燃料箱自动配量燃料添加剂，特别是包含燃料添加型催化剂(FBC)的浓缩物，基于点火钥匙开关和控制器的信号，周期性地向燃料箱供应预定量的添加剂。
7.如权利要求6所述的系统，其中，添加剂供应的速率基于平均燃料消耗量。
8.如权利要求6所述的系统，其中，当钥匙处于断开位置时，停止配量。
9.如权利要求6所述的系统，其中，信号操作电磁阀打开以允许添加剂流动。
10.如权利要求6所述的系统，其中，设置了燃料添加剂容器以保持允许驾驶一天的足量浓缩物。
全文摘要
提供了一种安全可靠的为柴油卡车燃料箱自动配量燃料添加剂的系统。该添加剂，诸如包含燃料添加型催化剂(FBC)的浓缩溶剂，在重力作用下馈送，并且配量利用开关的信号控制，所述开关定位在点火开关和/或燃料箱盖和进料输送管上。当点火开关处于接通位置和/或盖子被移走时，电磁线圈打开阀并且允许计时的或者以其他方式测量的添加剂量流入箱中，同时盖子脱开。复原盖子和/或关闭点火开关优选地停止添加剂流量，流速设置成在平均加燃料间隔内供应预定量的添加剂。
文档编号F02B75/12GK101027467SQ200580027063
公开日2007年8月29日 申请日期2005年7月1日 优先权日2004年7月1日
发明者詹姆斯·M·瓦伦丁, 柯蒂斯·J·纳普 申请人:克林迪塞尔技术公司