专利名称：内燃机的喷射及控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的喷射及控制系统。该系统具有用于喷射至少一种流体(如燃料和/或添加剂)的喷管，以及在节气门两边与进气道连通的，由空气混合气操纵的压力传感器。所述压力传感器控制一个节流阀或类似的机构。
燃料喷射系统与汽化器相比，其优点在于所有这种发动机对加速的反应更灵敏，并且最大输出功率更高和经济性更好。这是由于燃料分布更为有效的缘故。燃料喷射系统的缺点是成本比较高，结构比较复杂，而且保养和维修工作必须由专家去做。不论是机械系统还是电子系统都是如此，而且电子系统就更复杂些。如果要向发动机中添加液体，如加水或醇类，那么喷射系统的控制将变得更为复杂。
常规喷射系统的另一个问题是燃料进料阀。由于要求其具有高精度而变得极为昂贵(特别是在要求套筒线性好且行程长时)。再有一个问题就是市场上通用的喷管比较复杂，而且可能很难达到所希望的喷射方向。此外，它们不能承受液体的腐蚀，而且有因燃料或燃气的污染而停止工作的趋向。如果喷管的开口加大，又会出现液体雾化的问题。在低负荷的情况下尤其如此。
本发明的目的是提供一种控制装置，控制至少一个节流阀，以量出适合于各种负荷情况的燃料供应量。控制装置也可以控制多个节流阀，每个阀对应于不同的流体，例如主燃料，附加燃料或类似的物质。本发明的另一个目的是提供一种线性好，行程长和成本低的节流阀，同时提供一个结构简单的、能在发动机吸气冲程时向缸内喷入少量流体的雾化装置。上述目的通过权利要求所述的特征实现的。
现在参照附图中的实施例，将本发明加以描述
图1是一台装有本发明的控制装置的内燃机的简图。
图2是本发明控制两个节流阀的双控装置的俯视放大图，其中一个阀只控制一种流体。
图3是图2的控制装置的侧视图。
图4是本发明另一个实施例的局剖正视图。
图5是沿本发明节流阀轴线的剖视图。
图6是图5中阀的截面剖视图。
图7是本发明改进的节流阀的局部剖视图。
图8是燃料阀供料管路前端部的放大剖视图。
图1中，本发明所述的控制装置安装在内燃机12上(这里只画了内燃机的一个气缸)。节气门15以传统方式安装在进气道14上。节气门被如节气门踏板之类的装置驱动(未示出)。在节气门15的下方，进气道14上接有导管16，该导管与第一压力传感器17相连;而在节气门的上方，有另一个由管道18相连的压力传感器19。两个压力传感器17和19有相同的构造，而其大小的不同是由节气门15下方负压远远大于节气门上方的负压而决定的。相对于大气压的压力变化作用在两个压力传感器的膜片20上，这些膜片上装有杆21和22。杆21和22的自由端都与第一连杆23相连，构成了控制装置11的一部分。第二连杆24可伸缩地与上述第一连杆23相连，并可装在其上的任何位置。连杆24的另一端作用于杠杆25，从而控制节流阀26，节流阀26是内燃机燃料供给系的一部分。燃料供给系包括燃料箱27，供料泵28和过滤器29，它们通过导管30与节流阀26相连。从节流阀26引出导管31，每根导管通向一个气缸，通入喷管32。喷管32可以是导管31或者喷管33的自由端。为了改变杠杆25的有效长度，杠杆25的连接做成可调的，这样便可得到更大的调节可能性。
在怠速情况下，当节气门15差不多完全关阀时，节气门下方的负压非常大，至使压力传感器17的杆22完全缩回，于是连杆23、24将杠杆25推向关闭位置(如图1所示)，供入喷管32的燃料量便减到了最小。压力传感器19被调到不受怠速时空气流动影响的状态，节流阀26被调整到供怠速时的燃料的位置。
当节气门15打开时，节气门15下方进气道14中的负压减小，于是弹簧34伸长，打开节流阀26，从而增加燃料供给。当发动机转速加快时，更多的空气被吸入进气道，压力传感器19收缩其杆21，这样通过连杆23、24增加节流阀26的燃料流量。当转速达到稳定时，如果节气门没有全开，则节气门15下方会重新形成负压，这就意味着压力传感器17收回杆22，关小节流阀26。
本发明所述的控制装置可以通过各独立的控制系统控制多种流体。例如，第一种介质是汽油、柴油或直馏产品，而第二种介质可以是渗有防冻剂的水和醇类，如乙醇或甲醇，介质也可以是适用的气体，如液化石油气。
图2和图3表示出了一个使用两种不同流体的实施例，其中的压力传感器19a和19b要装在发动机机体12上，而压力传感器17a和17b则装在各节流阀26a和26b的臂杆25上，传感器膜片上的连杆21和22通过连杆23连接在一起。
压力传感器中任何一个如压力传感器17a中的压力增加，则另一个压力传感器19a也将或多或少地起一些推动作用。也就是说压力传感器17a上膜片和连杆的伸缩使压力传感器移动，从而移动装在其上的臂杆25。
另一种完成控制任务的方法如图4所示。两个传感器17和19是固定安装的，膜片上的杆21和22各自与滑块36和37相连，滑块共同装于一个滑阀38中。滑块36和37开大或关小滑阀上各自燃料出口的开度。这些燃料出口通过歧管与供料的导管31相连，每根导管通向一个气缸。当进气道中压力变化时，滑阀38将以与前面所述相同的方式量出燃料量，并根据每种负荷情况供给适量的燃量。每个压力传感器都可具有各自的完成同样任务的滑阀或类似的机构滑块36和37也可以做成如图5所示的滑块41那样的结构。
图5中的节流阀26有一个柱状滑块41，滑块端部有一个很长的圆锥状倒角42。节流阀26的壳体44上开有燃料出口43，每个出口通向一个气缸13，出口对称地开在同一高度上。这样可使制造成本低、线性好和行程长。例如，如果燃料出口43的直径为1毫米，圆锥42的角度为2度，那么滑块的行程就大约有8毫米。在这种情况下，除了开始的1毫米以外，阀的供油量都是线性的。如果需要第一毫米也是线性的，那么开口43可制成方形或圆形，而不要将圆锥最初的部分制成由逐渐过渡到预定倒角的分级角度。燃料出口43也可以制成宽的浅凹槽，那么滑块41便不需要有圆锥部分42，或者将浅凹槽与圆锥联合起来起作用，角度可以是约2度，锥度或斜度可在10∶1到40∶1范围内变化。
正如图1所示，气缸盖45与进气道14间有一个孔，喷管32装在其中，这个喷管是用来向气缸中供给流体的，例如燃料或者混有防冻剂的水。为了使气态介质的压力与喷管喷口47处产生的压力不同，喷管32由第二个套管46包围，并在其间形成一个空间，它们可紧挨着进气门安装，且正对着发动机的燃烧室。上述介质可以是空气，这时只需将套管46与缸体外的大气相通;介质也可以是发动机排出的废气，在一定的压力下，废气由导管20通入套管;介质也可以是压缩气，例如少量从增压器引出的空气。
最好制成一个管套装在另一个管内的结构，为流体及介质形成一个环状通道。事实证明，漏斗形喷口对流体及介质的雾化极为重要，因此可将喷管32的端部设计成漏斗形的，而且套管46的出口49的直径小于喷管32的内喷口47的直径。
本发明所述的控制装置可以与上述喷射装置组合在一起，也可以单独地作为指示装置使用。节流阀的臂杆25或者相应的装置还可以装上指针40，当做节油显示器，为驾驶员显示耗油情况。
本发明不限于图中所示的各实施例，它的大多数类型可以包括在权利要求的范围内。它可将不止一个节流阀26通过第二连杆24与连杆23相连，用来分配一种或多种介质，还可利用压力传感器产生的电输出信号，来控制至少一个节流阀。
权利要求
1.一种内燃机喷射及控制系统，具有喷射至少一种流体如燃料和/或添加剂的喷管(32)，和可由气体操纵的压力传感器(17、19)，该传感器各自与节气门(15)两边的进气道(14)的内部连通，所述压力传感器控制阀(26)或类似机构，其特征在于第一个压力传感器(17)安装在节气门(15)之后，也就是节气门的下方，用以检测发动机的充气系数；直接受由发动机进气气流操纵的第二个压力传感器(19)安装在节气门之前，也就是其上方，用以检测进气道(14)中的压力，两个压力传感器(17、19)产生的输出信号或位移被协调并合成，用以控制各自独立的节流阀(26)，它们的总输出倍号或位移由两个压力传感器的输出信号或位移组成。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于控制装置(11)由与两个压力传感器(17、19)铰连的第一连杆(23)和与第一连杆可调连接第二连杆(24)构成，以便使第二连杆能够安装在第一连杆(23)上的不同位置，而其另一端则用来操纵节流阀(26)。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于上述两个压力传感器各自与一个滑阀(38)中的两个阀或滑块(36、37)相配合。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于上述每个压力传感器受进气道中的气压影响，该影响是通过至少一个弹性元件(34、35)的动作而产生的。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于上述每个压力传感器(17、19)在进气道中各个测量点上压力和气流的电输出信号。用来控制节流阀(26)。
6.如权利要求1所述的系统，其中节流阀(26)包括两个互相紧挨着、并能相对移动的表面，其中一个面开有至少一个流体出口，另一个面依靠其所处的不同位置而开启或关闭出口，其特征在于在所述开口内表面的一部分，或者距开口很近的区域里有很小的斜度或锥度，斜面长度远远大于它相对于水平面的高度，同时也远远大于流体出口的直径。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述斜度或锥度在40∶1到10∶1之间变化，最好为30∶1。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于每个喷管32由一个供料管构成，供料管被一个套管包围，形成至少一个围绕供料管出口的漏斗形口，漏斗形口正对发动机的燃烧室，套管内具有不同于漏斗形口外的压力，同时供应气体介质的套管出口和供料管出口紧挨着排列，且紧挨着燃烧室的进气口，进气口是由阀门和阀座构成的。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于所述套管与大气相通。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于所进供料管(19)和介质供给管(20)有一个共同的出口(22)，出口(22)的宽度小于供给管(19)的喷口的宽度。
全文摘要
一种内燃机喷射及控制系统，具有喷射至少一种流体的喷管32，和可由气体操纵的控制阀26或类似机构的压力传感器17、19。第一个压力传感器17安装在节气门15之后，用以检测发动机的充气系数。第二个压力传感器19安装在节气门之前，用以检测进气道14中的压力。两个压力传感器产生的输出信号或位移被协调并合成，用以控制各自独立的节流阀26。总输出信号或位移由两个压力传感器的输出信号或位移组成。
文档编号F02M69/20GK1030121SQ8810302
公开日1989年1月4日 申请日期1988年4月16日 优先权日1987年4月16日
发明者根纳·奥尔森, 约翰·奥尔森, 贝蒂尔·奥尔森 申请人:根纳·奥尔森, 约翰·奥尔森, 贝蒂尔·奥尔森