用于提供自适应涡流喷射和点火的方法及装置的制造方法_4

文档序号:9552970阅读:来源:国知局
料压强差所产生的在阀1252上的力被实现。喷射到燃烧室中的燃料经由通道1296、1298和插槽或小孔的模式产生所需的夹角,用于燃料爆裂模式1290的分层进气传递。此外,用于模式1290的通道可以成一定角度或以其他方式形成螺旋,以引发在喷射的燃料和/或冷却剂模式中的涡流。模式1290的插槽或小孔的角度可以调谐成指定的应用,以为进入到燃烧室提供径向、反向旋转或同向模式。这一自适应的单一或多爆破燃料喷射系统可用于与洛伦兹和/或电晕点火的组合。在一个说明性实施例中,产生并喷射出自适应喷射的电晕点火1261,以响应于在能量消耗的幅度和频率由电极1292和1294所建立的场,其根据正如仪器光纤1260所监视的用于控制器1251的控制的空气功能的优化,适当地实现为确定的燃料燃烧加速和完成所需的渗透和燃料爆裂和电晕点火事件的模式,包括分层燃料的一个或多个喷射爆破的快速氧化、由燃料燃烧释放的热的隔离和由燃烧释放的热大量转换成做功。
[0063]图13根据第五典型实施例说明了包含自适应涡流喷射和点火技术的喷射器-点火器1302。喷射器-点火器1302可适用于包括热电联产(CHP)应用的各种目的和/或用于其它使用相对低压燃料的目的,这些燃料包括可由厌氧消化和/或干馏和/或其它分解或电解过程提供的甲烷、氢气、一氧化碳、甲醇、或乙醇。在这些应用和接近空燃料箱条件的车辆中,低压燃料通过像1304这样适当的管道进入喷射器-点火器1302,并在内部通过各种子电路被传递,以提供磁铁线绕组1318和1314以及电枢1310上的绕组1306的冷却。电枢1310被调整并被支撑用于活塞1320上的低摩擦轴向往复运动,并作为流体位移活塞。如图所示,随着电枢1310被迫离开电磁体或永磁体1308,电枢1310由电磁电枢1310加速。
[0064]响应于由合适的致动器,例如气动、液压、压电、磁致伸缩或电磁系统,所产生的力,燃料控制阀1336被打开。作为电磁致动器系统的例子,电枢1328在阀1336的轴承销1334上被加速,发展在轴承小1334上实现运动停止或步进之后被传递的动能以快速打开阀1336。电枢1328由磁铁1332和/或弹簧1330返回,以将阀1336恢复到正常关闭的位置。
[0065]在说明性的操作中,电枢1310轴向往复运动,并通过连接的活塞1320施加力,以增压从管道1304经由各种冷却路径到达一个或多个适当的集电器电路并通过像1324、1342’和/或1326这样的止回阀所输送的流体。随后,增压的流体通过止回阀1340和管道1342被存储在环形区域1338和1344中。如1338和1344这样的存储区域的增压可通过液冷栗部件1306、1308、1310、1320、1342和1342’或多或少的连续操作。作为对控制器1305的响应,电枢1310的循环频率和冲程以及通过位移活塞1320的增压可自适应地被调整以优化通过部件的轴向运动进行的增压和/或存储操作所消耗的能量,这些部件包括适当的轴向位移,例如通过螺杆传动1307和永磁体1308。根据本领域的技术人员所熟知的和在美国专利第7129824和5327120、以及美国专利申请第2012/0095435中所公开的原则,以上这些公开的全部通过引用被结合于此,电枢1310的这种加速可处于前进和返回移动中。这提供了针对非常快速的增压进行的自适应调整,以满足全功率需求和较低频率节能操作模式,满足空转和低功率需求。
[0066]在冷却包括计算机1305线圈1306、1314、1318等电气和电子组件之后,甲烷、一氧化碳、乙烷、丙烷、丁烷和氨等燃料通过压缩过程加热,通过与例如像1311所描述的循环通过一个或多个热交换器的水或者水和冷冻液这样的合适的排热流体进行热交换,存储在1344和1338这样的空间中的燃料可以被冷却,用于更密集地存储。在为了点火和燃烧激活的目的使用这种压缩燃料加热是满足需要的情况下,这种冷却自适应地减少或消除。燃料的进一步的加热和热激活可通过在存储区域1338中所描述的像1315这样处于区域1344中的成分和其它燃料传递路径,由电阻加热或感应加热提供。这种用于有利的燃料激活的加热可包括来自热电联产(CHP)操作的余热和/或电能的非峰值应用的能量转换,以及来自发动机减速的能量、再生车辆制动、来自像1306和/或1314和/或1318这样的线圈的反激能量的再生利用、通过来自燃烧室气体的传导和/或通过热电产生的热传递。
[0067]电极1317和/或1319可具有处于类似于图3A-4B中所示的电极特征的相对的表面中的相似的顺时针或逆时针方向的翅片和渠道结构,并可由磁性材料构成,具有与复合组件相合并的永磁体,和/或包括包含的或叠加的电磁体。这种特征使得燃烧室1348中的大范围的燃料进入模式的产生可以实现。这种磁体的极向和场型可提供力对离子进行初始加速,进入燃烧室1348的中心,通过压强下降和/或电磁成形和/或电极特征成形,和/或如洛伦兹推动远离或处于1346所示的模式内,更大的夹角可通过燃烧喷射的调整自适应地产生。
[0068]计算机1305控制维持用于这种有利激活的温度,并限制温度上限以防止燃料残留物和/或由于热降解造成的其它沉积物的沉积。这种对燃料温度的控制延伸到在流动通过如1321这样的涡流通道中发展的流体动力学,其通过电极1317,并通过与翅片和/或渠道的交互进行整形以产生进入到燃烧室1348中的发射向量所需的扩张。由于增加的压强下降和/或电极1317和1319间增加的电流大小产生了可在所示的角度1346的范围内变化的更大的夹角,并与最大的压强下降和/或电极1317和1319间增加的电流相当,这提供了从磁聚焦1346到增加的涡流分离的燃料离子和扫过的燃料载体的多样化夹角,以产生阵列1346。
[0069]图14根据第六典型实施例说明了包含自适应涡流喷射和点火技术的喷射器-点火器1450。喷射器-点火器1450可特别适合于满足各种操作模式,包括供应能源作物和/或有机废物的厌氧消化、热降解和/或干馏以产生由使用通过循环压力轴向延伸的密封波纹管或隔膜片1460的液压增压压缩栗增压的低压燃料成分的热电联产(CHP)应用。这种压力可由像发动机的油和/或栗自适当的液路的燃料来提供以为活塞1420补充或提供轴向力,或与包括电磁体或永磁体1408、电枢1410上的电磁磁线圈1406的电磁力产生系统结合来提供。活塞1420的往复运动可由密封隔膜片1460的循环液压增压和减压施加力,并可通过适当的阀作用或通过经由一个或多个1464这样的管道由适当的配件例如1462提供的主要的栗循环施加。这种与电动螺线管增压结合的液压替代燃料增压使电力系统能够提供增压的燃料,以用于使用低压燃料来源进行快速启动。随后,液压增压可提供最适压强的快速发展和负载匹配,以有效满足功率和性能需求。
[0070]在许多情况下,柴油发动机具有对润滑油增压的凸轮驱动活塞栗,和用于直接喷射的相似但压强明显更高的燃料栗。这些栗之一或全部可用于,例如通过施加来自润滑油栗的低压用于替代燃料压缩,以及如需要随后进一步的压缩以通过由燃料栗提供的循环压强实现区域1438和1444中的更高压强的存储。在这一阶段的栗送中,像1460这样的隔膜片以及它们相关的活塞1420和阀1426与1440以及适合于各种内部通道电路和热交换器1411以对压缩的气体进行冷却或加热的其它部件,可位于喷射器1450内或另一适当的壳体(未显示)内,以促进修理、维护和排热。典型的同轴或旋转式柴油喷射器栗以发动机的凸轮的速度运行,并产生20000到30000镑/平方英寸的压强,提供替代燃料流动与功率需求的卓越匹配。
[0071]在使用润滑油压强促进气态燃料栗送之后,离开压缩机驱动栗的油可被引导到使发动机的相对运动组件润滑,包括气门机构、活塞、凸轮和曲柄轴等。通过将高压燃料栗从柴油燃料增压的用途转变为与现在的点火系统一同使用的气态燃料增压,这种再利用使得柴油燃料栗操作时产生较少的磨损和疲劳应力,以较低的功率需求用于气态燃料的充分增压。用于说明地,处于20000到30000镑/平方英寸的柴油燃料增压操作可减少到800到2800镑/平方英寸,与目前的燃烧激活和点火系统结合,用于气态燃料的充分增压。
[0072]存储在1438和1444这样的区域中的增压燃料可通过适当的加热器如1415自适应加热,以增加压强和/或激活状态用于加快的点火和燃烧。来自燃烧室气体通过热交换由高表面促进的到达大量电极特征1456、1453和1452的进一步加热提供了激活能量的额外收集和传递。热和/或高压汽笛或超声波喷射激活了许多燃料选择,例如乙醚(DEE)、二甲醚(DME)、咔唑、和/或各种添加剂,根据压缩的氧化剂的喷射和渗透足以燃烧。由电极端1452引发的离子流的额外的洛伦兹加速,以及随着离子流在电极1453和1456间快速建立被推向燃烧室,在自适应发动机操作中提供了另一种激活和点火选择。
[0073]当到或来自电极1456的电场建立的足够快速比率以超越形成电火花类型放电的比例时,就提供了喷射的电晕离子化和点火。这种更有效的电晕放电被形成以在燃烧室内的夹角1461内发生涡流引发的离子和/或燃料颗粒向量喷射模式。这提供了电能的有效利用,以实现加速的分层放电燃烧。
[0074]自适应选择的点火系统包括:通过洛伦兹和/或电晕系统的氧化剂激活以提供臭氧、氮氧化物和/或其它离子的分层存货,以用于对被喷射的燃料的点火和完全氧化,相似的氧化剂激活和由热、电晕和/或洛伦兹系统产生的燃料颗粒离子的喷射,以及由热、声、电晕和/或洛伦兹系统产生的燃料颗粒离子和/或其它激活状态的直接喷射。
[0075]在燃烧室中通过电火花离子化或来自电极1456和/或1453的电晕放电像臭氧
(03)和/或氮氧化物这样高度激活的氧化剂的自适应产生,显著加快了燃烧的开始和完成。响应于曲柄轴或凸轮轴加速检测和/或燃烧室事件监测,像臭氧和/或氮氧化物这样激活的氧化剂的自适应产生可设置为以最优曲柄角开始,并可持续自适应确定的期间和频率,以根据加热、电晕或其它点火系统的燃料点火和燃烧激活满足扭矩和性能需求
[0076]基于一个或多个阀1436的打开,一个或多个增压燃料的爆裂1446通过通道1457进入燃料分配渠道1459,并在燃烧室氧化剂内被喷射以经历这一燃料的加快
当前第4页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1