专利名称：可燃液体的微型泵和燃油喷射器的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及发动机的燃油系统，尤其涉及如内燃机那样的产生可燃蒸气的燃油装置。
此前，可燃蒸气都是用化油器或燃油喷射器导引到内燃机的气缸内的。燃油喷射器或是连续的或是脉动的。连续的燃油喷射器将可燃蒸气导引到进气歧管内，而当进气阀开启时，该蒸气就被活塞抽吸到气缸内。脉动的燃油喷射器根据指令将燃油蒸气导引到每一进气阀的上游区域内或直接导引到燃烧室内。这两种燃油发放系统都被高度开发、为人们熟知、数十年来都被使用。
就另一个背景言，本文件所公开的发动机燃油系统还总的涉及一种被称为热喷墨或泡沫喷射的印刷/成像技术。这种技术能用水基油墨将图标和文字印刷到各种介质上，同样也为人们熟知并被高度开发。
由于环保的规定越来越严，越来越需要对发动机燃烧室内燃油/空气的配比作更精密的控制。这时在传统的燃油发放技术中的一些问题会继续作梗。例如，如果使用过多的燃油或过少的空气，碳氢化合物的排出量便会相应增加。而且，对于燃油喷射器，口眼的大小常会改变；它们可以由于机械磨损而变大，还可以由于燃油内构成物和微粒未被滤油器清除以致堵塞而变小。另外，为了符合环保和节约用油的规定，要求更精确地计量燃油和空气，使化油器和燃油喷射器都变得越来越昂贵。
对于一些小的实业用的、功率在约25马力以下的发动机，例如用于草地割草机、旋转翻土机、尾挂机船、和小型摩托车的发动机，还需要有一种价廉而简单的燃油发放系统。这些发动机日益要受到环保规定的限制，但采用传统的燃油发送系统是不合算的，因为它们与机械的其他部分一样贵甚至还要贵。
再者，采用这种传统的燃油发放系统，可靠性仍旧是一问题。例如传统的燃油喷射系统需要有高压泵和仔细设计的燃油导管、管线和连接件，它们必须能承受恒定的振动和在操作温度下极端的变化。
从上面所述可知，虽然已有很好开发的发动机燃油的发放系统，仍旧需要有一种方法来符合日益严格的环保规定，该方法必须是可靠的、不贵的并能较精确地控制在燃烧室内的燃油/空气配比。
概述简要而概括地说，按照本发明的设备包括一个具有壳体的微型泵、一个连接到壳体上的压力调节器、一个在液流上与该压力调节器连通的可燃液体进入导管和一个设在壳体上并在液流上与压力调节器连通的油滴喷射器。该油滴喷射器包含一个喷嘴，该喷嘴能以一滴接一滴的样式从油滴喷射器内喷射出可燃液体。
本发明的另一方面为一用来产生可燃蒸气的设备，该设备包括一个用来逐滴地喷出可燃液体的微型泵，和连接在该微型泵上用来以管道输送空气流使它通过微型泵所喷射的油滴，从而产生可燃蒸气供燃油装置如内燃机使用。
操作时该设备用一微型泵逐滴地喷出可燃液体并以管道输送空气流使它通过微型泵所喷出的油滴，从而产生可燃蒸气。
在阅读下面结合附图举例阐明本发明原理的详细说明后，当可对本发明的其他一些方面和优点有清楚的了解。
附图的简要说明参阅下面的附图可较好地理解本发明。图中各元件相互间不一定按比例画出，而是将重点放在清楚地阐明本发明上。另外，在几个图中相同的标号指相应而相似的零件。
图1为体现本发明原理供内燃机用来产生可燃蒸气的设备从顶上、侧面看去的透视图，部分被简略。
图2为图1中的设备从底上、侧面看去的透视图，部分被简略。
图3为图1中的设备的分解图，部分被简略。
图4-7为图1中的设备的一些构件的透视图。
图8为图1中的设备的微型泵的分解图。
图9为图1中的设备的透视图，部分被切去。
图10为图1中的设备的信号和电控电路的方块图。
图11为传统的燃油喷射器和图1中的设备实施例的示范的当量油滴的直径分布。
图12为本发明一个示范实施例的方块图。
详细说明如同为阐明的目的而在图中示出的那样，本发明包括一个用来输送可燃液体的微型泵，一个用来产生可燃蒸气供燃油装置如内燃机使用的设备，其控制和操作的方法，及其控制电路。图12为本发明的一个实施例的方块图。燃油喷射器14包括一个油滴喷射器30和一个空气流量控制阀34。油滴喷射器30产生许多分散的大小基本固定的定量油滴。油滴喷射器30最好在低压下在液流上被连接到一个包含燃油的燃油储罐内。燃油最好用压力调节器32和任选的立管36(稳定油压用)从燃油储罐被发放到油滴喷射器以便防止在不使用的情况下燃油从油滴喷射器30泄漏。最好油滴喷射器30可由普通的用户卸除并更换。有一控制电路20控制油滴喷射器30和空气流量控制阀34。该控制电路20最好被连接到一个调节阀23上，该调节阀23由用户凭借监控和感知燃油装置载荷的载荷传感器27来控制。空气流量控制阀34调节空气的流量使与油滴喷射器30喷出的燃油混合而造成可供燃油装置使用的可燃蒸气17。
该设备能提供一种价格不贵、简单、可靠的电-机械燃油发放系统可用来精确地控制在内燃机的气缸内或其他燃油装置如灯、炉、发生器和便携加热器等内的燃油/空气配比。该设备能精确地计量有多少燃油已被发放到气缸或装置内，分辨率可在纳克的范围内，因为被微型泵发放的燃油滴的大小和重量都是以分散的一滴接一滴的方式精确地被控制的。这些特点使发动机或装置能够减少释放到大气中的碳氢化合物数量，特别是在开动时，并且能够符合日益严格的环保规定。该设备不同于传统的燃油喷射器之处在于，它不是形成一个具有各种大小油滴的燃油喷雾，而是在微型泵内有一个油滴生成器，能够造成一种或数种具有固定大小的定量油滴而后分散地被排放出去并且在与空气混合时立即被蒸发。利用这种由各种数量的定量大小的油滴构成所需燃油量而提供的能力便可创造出一种用数码技术将燃油发放到发动机上的方法，这样便可提高自动化的和最好是计算机化的控制。由于能够有效地混合燃油和空气，本方法有一个好处是，对于给定的用途可以使用等级较低的燃油，这样可进一步得到节约。
另外，该设备包括一个低压例如压力在约每方英寸3磅以下的燃油供应系统，这个压力比传统的燃油喷射系统所使用的压力要低得多。这个一滴接一滴的生成器(今后被称为油滴生成器)包括微型的喷嘴和在立管内的毛细管式管道在习惯上都是按所用燃油的型式来设计和制定尺寸的。在油滴生成器/立管和低压燃油发放系统之间添加一个背压调节器，便可防止燃油泄漏到发动机内。最好该设备被这样设计使油滴生成器容易被用户更换。这个油滴生成器的互换性使燃油喷射系统在喷嘴由于燃油内的杂质而被堵塞时容易被维修。而且，由于油滴生成器容易被卸下和更换，在一给定的装置内各种型式的燃油都可被使用，只要将适合所选型式燃油的油滴喷射器换上并安装即可。
由于燃烧与所耗用燃油的活性表面面积有关，通常大多数燃油喷射器都以其当量球直径作为特征，该球直径是以全部分布中每单位体积的表面面积来限定的，这个当量球直径也被称为Sauter平均直径(SMD)，它是广泛优选的用来说明喷射器喷出油滴的大小而不是说明平均体积直径的工业方法，因为它没有对较大的油滴给予额外的统计加权，所以它是一种以油雾产生的表面面积来表达油雾细度的方法。因此，SMD就是这样大小的油滴的直径，该油滴的体积与表面面积之比等于所有油滴的总体积与所有油滴的总表面面积之比。实际上，这会导出一个向分布的较细端倾斜的数目。因此，检查制造商标出的SMD数不能确定从具体的燃油喷射器内喷出的油滴大小的实际范围。图11为一比较图说明传统喷射器的油滴分布92和本发明的示范设备的油滴分布94两者都按正态分布时当量油滴直径的比较。传统喷射器的油滴分布具有一个约为130μm的平均体积直径A而在油滴的分布中，大直径C约为230μm，小直径B约为30μm。这样，即使传统的喷射器可被援引为具有约30μm的SMD，较大的油滴仍通常形成并且总是不能完全被烧掉，导致射出增加、燃油的经济性减少。
而本文说明的设备有法造成尺寸分散的定量油滴，这些油滴能够单独或同时被喷射。在该示范说明的设备中，如图11所示的该设备的分布94有一在E和F之间约为2μm的十分窄的油滴分布。由于从本发明的设备排放的油滴的分布较窄(接近均匀)，在本申请中最好用算术平均直径(NMD)法来描述气悬体的大小。NMD的意思是说有50％的气悬体油滴的实际直径小于NMD，而另外50％的直径则大于NMD。例如在图11的例子中，示范设备油滴大小的NMD约为19μm，而就传统的喷射器的油滴分布92而言，NMD约为130μm。在本发明的油滴生成器中，油滴的大小可以单个地被设计以资在任何地点提供小于约1mm甚至更好为小于30μm的油滴的NMD直径。本发明的设备能够生成的油滴的体积可以小于10皮可升(1皮可升等于千分之一纳升)甚至小到约70飞母托升(1飞母托升等于千分之一皮可升)。
研究表明，当将SMD减少到10μm以下时，能够减少总的尾管内未燃碳氢化合物的射出，特别是在操作开始的几分钟内。在冷起动后大量射出的未燃碳氢化合物主要是未被燃烧的燃油而不是部分氧化的产物如CO和NO。使用传统的喷射器形成的大油滴在开动时会发生的一个问题是“湿润缸壁”，其时燃油没有被蒸发而是在空气中混合后就粘结到气缸壁上。另一个问题是发动机壁是冷的，它会从燃烧中吸收能量，这样在点火循环中燃油就不能完全燃烧。因为当发动机在冷态时，大多数燃油控制系统不能适当地控制载荷的改变，所以在冷起动时使用的燃油数量常被增加以便防止使用贫油燃烧时会发生的问题。所有这些因素促使燃油被吸收到发动机的油层和其他沉积处内，并在正常的燃烧循环中阻止燃油使它不能被完全氧化。当使用比汽油重的燃油如柴油和煤油时，这个问题进一步被加重。一般地说，较重的油滴较容易以液态到达气缸上。传统上普探索使用细油雾喷射器来得到较小的油滴，但这些喷射器喷出的油滴并不具有均匀的大小，而是油滴的直径有一广阔的分布范围如直径可从250μm到30μm。一般地说，这种细油雾喷射器都是使用空气流来裂开喷射器的燃油流，另外还曾用加热喷射器的方法来使燃油流部分或完全蒸发。
参阅图1和2，标号14一般地指出一个产生可燃蒸气供内燃机使用的设备，为了简洁起见，这个设备今后将被称为“燃油喷射器”。该燃油喷射器有一主体15装在内燃机的进气歧管16或未被示出的进气阀的附近。该主体15和所有零件除非在本文件中另外注明，都是最好由一种能抵挡汽油和其他发动机燃油的聚合物尼龙6注射模塑而成。该燃油喷射器可被用于2循环或4循环的火花点燃发动机或2循环或4循环的压缩点燃发动机上。燃油喷射器的功能是产生十分小的、计量过的定量的或数码的可燃燃油的油滴，并用管道使一股数量受控制的空气通过这些油滴，从而产生可燃蒸气17。可燃蒸气被抽吸到发动机的气缸内或是用活塞运动所造成的真空，或是用未被示出的外部空气泵如增压器及/或涡轮增压器。
在图1和2中，有一燃油储罐18连接到主体15上，该燃油储罐可以连接或不连接到一个未被示出的燃油泵上，但用重力输送燃油不仅不贵而且是比较好的，因为燃油喷射器只需很小的压力。燃油可以是汽油、柴油、酒精、燃料油、和煤油中的任何一种，简言之，任何一种可燃燃油或燃油组合只要能赋能给内燃机或其他燃油装置如光源(如提灯)、炉、窑、加热器和发生炉都可。
在图1和2中，燃油喷射器14被连接到一个电子控制模块20上。这个模块及其功能将在下面结合图10说明。标号22指一条调节缆绳，该缆绳被连接到一个未被示出的手动或脚蹬的调节阀上。如同下面所说，当调节缆绳22被拉而离开主体15时，燃油喷射器14通过管道引入较多的空气使它通过设备而进入到发动机内。有一传统的空气滤清器24将进入燃油喷射器14内的空气流中的任何微粒物质除去，这样来滤清空气。
参阅图8，标号26一般地指出一个最好能更换的滑动体，该滑动体兼有燃油的微型泵和空气控制阀的功能，作为控制阀，它能调节被导引到微型泵所产生的油滴流中的空气的数量。该滑动体26的构造与热喷墨打印盒相似并以基本相同的方式操作。但使用的所需燃油的各种性能如表面张力、化学反应能力和挥发性要求对传统的热喷墨打印盒的设计作出修改，而不能简单地把油墨更换为燃油。这些改变包括由于考虑到表面张力较低而将在背压调节器和油滴生成器之间的立管内的毛细管大小缩减。其他改变包括为滑动体和背压调节器选择合适的材料使它们能抵抗燃油的溶解能力，如尼龙6。另外，背压调节必须适当地考虑到燃油的较高的挥发性。在这个示范的实施例中，滑动体26包括一个壳体28，其上装有一个TAB回路29。本行业行家所知的其他电路互连形式可被用来替代TAB回路29，但仍在本发明的创意和范围之内。该TAB回路29在电路上连接到将在下面结合图10说明的电子控制模块20上。该TAB回路还在电路上和实际上连接到位在壳体28底壁上的油滴排放器30即一滴接一滴的生成器上。一个示范的油滴排放器曾在2000.12.19授予陈等的、题为“直接成像的聚合物的流体喷射孔眼”的美国专利6,162,589号中说明过，该专利被本文参考引用。该油滴排放器30包含多个燃油点燃室，每一点燃室各有一个或多个喷嘴；一个燃油进入管道，和一个耗能元件如电阻器或被电子控制模块20脉动的弯曲伸张装置。该电子控制模块20当体现在内燃机的用途上时最好能决定发动机载荷和调节阀位置之间的关系。油滴排放器30驱使可燃液体从图3、8和10所示点燃室的每一个孔眼一滴一滴地垂直向下(在本实施例中是如此，但任何取向都是可能的)。对于汽油，这些油滴各具有小于约30微米的NMD和约为14皮可升的体积，但这可取决于排放器的设计而修整如可上调到为1mm的NMD。
在图8的壳体28内有一压力调节器32，该调节器可以是如图所示的小方格泡沫材料、或弹簧袋、或柔韧的膜片。本行业的行家所知道的可用来控制背压的另外一些压力调节器可用来替代。但仍在本发明的范围和创意之内。该压力调节器通过位在壳体底部的立管内的槽(未示出)在液流上与油滴排放器即油滴喷射器30连通。该压力调节器将一微弱的负压力施加在油滴喷射器30的背侧使可燃液体不会从油滴喷射器泄漏或滴出。
图8的滑动体26还包括一个滑动体顶部35，并且该壳体28和该顶部35用垫圈33密封使可燃液体不会从滑动体泄出。该垫圈最好由EPDM(乙丙三元橡胶)或聚氨酯制成。在滑动体顶部35的顶壁上设有两个圆筒形零件37用来将压缩返回弹簧46保持在位；还有一个拱形件40，调节缆绳22(图1)如下所述被连接到拱形件40上，并且调节缆绳的运动能使滑动体26在燃油喷射器的主体15内的槽38(图6)内垂直地上下移动以资控制通过空气通路85(见图6)进入燃油喷射器的空气的数量。
在滑动体26(见图8)的顶壁上还设有一个燃油进入导管41，该导管与燃油储罐18(图1)在液流上连通。在主体15内，该燃油进入导管41柔韧而能弹性变形，因此滑动体26能在燃油喷射器内上下移动而不受阻碍。该燃油进入导管41还在液流上与压力调节器32(图8)连通。
参阅图7和9，标号43指主体15顶壁的后部。位在该壁43(图7)的底侧上有两个间隔开的圆筒形零件44。在燃油喷射器组装好以后，这两圆筒形零件44与滑动体顶部35(图8)上的两个圆筒形零件37同轴。这四个零件一起与两个返回弹簧46(图3)接合并将弹簧保持在位。返回弹簧46为压缩弹簧并且最好由不锈钢制成。该返回弹簧能推动滑动体26向下到主体15内的一个位置，将空气堵住不让它流动通过燃油喷射器14。当滑动体26被调节缆绳拉向上方时，该返回弹簧46被压缩。在该顶壁的底侧上还设有一个导管45供调节缆绳使用。该导管45的功能是使调节缆绳制出弯头54，如图3和9所示。为清晰起见，导管45没有在图3和9中示出。
参阅图5，标号48一般地指出一个调节轮。该调节轮有一较小的卷轮49和一较大的卷轮50都牢固地装在一根轴51上。连接到未被示出的调节阀上的调节缆绳22(图1)延伸通过主体15内的一个小孔53(图6)并被卷绕在较大卷轮50的周围。还有一条第二缆绳卷绕在较小的卷轮49上。第二缆绳54延伸通过导管45(图7)并被连接到滑动体顶部35(图8)上的拱形件40上。直径不同的两个卷轮49、50的功能为要减少燃油喷射器14的总高度。而在轴51上还连接着一个调节位置的传感器52，最好为电位计。这个传感器测量与燃油喷射器14的滑动体26的垂直位置对应的调节轮48的半径的位置。该传感器将位置信号68送往下面要说明的控制电路(见图10)。该调节轮被装在图4和6中的四个叉形件上，其中两个叉形件56位在主体15顶壁前部57的底面上，另外两个叉形件位在主体15内的中间壁58上。
图10示出一个示范的电子控制电路和信号在该电子控制模块20(图1)内的流动。该电子控制电路可使用模拟电路、数码电路、及其组合包括微处理器来设计和构造。该电路包括一个12伏的DC电源60将电力供应到燃油喷射器14的所有电子器件上。电源可以是蓄电池或发动机驱动的发电机。箭头61-65指出12伏的DC电力分配到各从属电路的情况。
图5和10中示出的调节轮48随着调节缆绳22、54的运动而转动，轴51转动后得到的位置由前头67指出。调节轮48的半径的位置，也就是滑动体26(图8)在主体15内的垂直的位置，是由调节位置的传感器52测出的，该传感器典型地也是较好地为能定位的电位计。箭头68为一与燃油喷射器内滑动体的垂直的位置，也就是与燃油喷射器内空气通路开口的大小对应的可变电压。这个可变电压为汇总枢纽的一个输入。
图10中标号72指发动机载荷的传感器。该载荷传感器根据用途的不同可采用多种形式。在一个用途中该传感器为一测量发动机每分钟转数的转速计。在另一用途中该传感器为一测量进入燃油排放器的空气数量的空气流量计。在一空气冷却的发动机上，该传感器为一测量被风扇移动的空气数量的流量计。从发动机载荷传感器72发出的输出电压信号由箭头73指出并且是汇总枢纽70的第二输入。
图10的汇总枢纽70将箭头68所指出的来自节流位置的输入和箭头73所指出的来自发动机上的载荷即发动机每分钟的转数或空气流量的输入结合起来。汇总枢纽70的输出为一可变的DC电压。这个可变DC电压作为输入被送往模拟的或数码的电压到频率的转换器，今后为简洁起见将被称为V/F转换器。该V/F转换器的功能是用来调节从油滴喷射器30(图3和10)喷射出去的燃油的数量。用箭头77指出的从V/F转变器76发出的输出信号是一个其频率与汇总枢纽70的输出直接有关的信号。
箭头77所示信号为送往单稳态多谐振荡器79的输入。该多谐振荡器79将电压到频率转换器76所产生的可变频率波形转变成输出80，该输出最好为一具有可变频率、恒定脉冲宽度和恒定脉冲高度而能造成定量油滴的脉冲系列，这样便可能用数码方式发放燃油使它成为被分散排放而具有基本上均匀的NMD大小的油滴。箭头80所示脉冲序列作为输入被送往输出功率晶体管81。该功率晶体管驱动油滴喷射器30时使用的脉冲序列具有与从多谐振荡器79所接收到的脉冲序列相同的形状、可变的频率、恒定的脉冲宽度、和恒定的脉冲高度，但是具有较高的功率。有一DC到DC的转换器83将功率晶体管的输出电压从来自电源60的12伏提升到油滴喷射器30内的耗能元件所需的电压。该功率晶体管81被用频率驱动控制的TAB回路29(图3)直接连接到油滴喷射器30上。油滴喷射器30可包括布置成有组织或杂乱阵列模样的一组一个或多个喷嘴。
空气通过燃油喷射器14(图2)的流动路径从空气滤清器24开始。空气被抽入到燃油喷射器内或是用未被示出的空气泵、或是用发动机内活塞的运动所造成的真空。空气流动通过空气滤清器24，从主体15内的空气通道85(图6)下去，到滑动体26上的油滴喷射器30之下，从主体15内出来，进入到进气歧管16内(图1)。空气流动是从图1的右面流到左面。
可燃液体的流动路径从燃油储罐18(图1)开始，该液体在一低压导管(如压力小于约3psi)从储罐流到主体15，然后以低压力(如也是小于约3psi)通过一个可弹性变形的导管来到在滑动体26(图8)上的燃油进口41。该液体流动通过压力调节器32，通过立管(未示出)内在壳体28底部上的几个槽来到油滴喷射器30。该示范的、最好由泡沫材料制成的压力调节器在油滴喷射器的背部保持一个轻微的负压力(指相对于表示压力而言，这样来造成一个背压力)使可燃液体在不使用时不会从油滴喷射器30流出。该燃油从泡沫材料内被抽出并进入到油滴喷射器内，这是因为在油滴生成器和立管槽内的液体的毛细管作用使该液体会被吸入从而置换已被排放的体积。于是油滴喷射器30点燃该液体使它一滴一滴地垂直落下到一在滑动体26下面的快速在管道内流动的空气内。当油滴到达空气流时，它们的疾行路径就从垂直转为水平。这些油滴由于被分散排出成定量的大小，因此都充分小。空气流就可这样设计使当空气与燃油的定量油滴相遇而混合时便可生成可燃蒸气17(图1)。
参阅图9，如同箭头87所示的调节绳索22的运动能使调节轮48转动如同箭头88所示，从而使滑动体26上下移动如同箭头89所示。该滑动体26在正常时坐落在槽38(图6)的底部，从而堵塞空气通道85并被返回弹簧46推向下方。当拉动调节缆绳使它离开主体15时，缆绳22使调节轮48转动，调节轮48又用第二调节缆绳54拉动滑动体26向上。第二调节缆索移动通过导管45(图7)，其运动方向从水平转向垂直如图9所示。第二调节缆绳被连结到滑动体顶壁35(图8)上的拱形件40上。当滑动件向上移动时，较多的空气通道就不再被盖住，因此有较多的空气可被准许流到燃油喷射器14内。另外，返回弹簧46被压缩。调节轮48的转动还启动调节位置的传感器使它向电子控制模块发出信号，指出有较多的空气通道85已经开启，有较多的空气正在流到燃油喷射器内。
图10示出的电路其功能在于能控制油滴喷射器30点燃的速率，即可燃液体的油滴被引入到燃油喷射器内的空气流内的速率，这样来最后控制从燃油喷射器发放的燃油的体积。
当调节缆绳22(图1)被拉动而离开燃油喷射器时，从调节位置传感器52发出的输出信号68增加，于是电压到频率转换器的电压水平74增加。从而V/F转换器76的输出频率77增加而脉冲高度和脉冲宽度保持不变。增加的脉冲频率使单稳定多谐振荡器79和功率晶体管81点燃油滴的速率加快，从而将较多的可燃液体油滴喷射到空气流内，而每一个油滴都基本保持相同的定量大小。如果放松调节缆绳22，返回弹簧46(图9)会推动油滴喷射器30向下运动，从而从调节位置传感器52发出的输出信号68会减少。于是V/F转换器输出的脉冲减少，油滴喷射器30以较慢的速率点燃。
当发动机稳定地运行而将增加的载荷添置在其上时，发动机的速率会慢下来，而且通过燃油喷射器的空气流动会减少。这时或是发动机的转速会减少，或是空气流量会减少，或是两者都被发动机载荷传感器72感知而将送往汇总枢纽70的输出电压信号改变以资补偿添加的载荷。这个改变又使送往V/F转换器76的输入电压74增加并且这个电路使油滴喷射器30的点燃加速。由于有较多的可燃液体被喷射到空气流内，该发动机典型地会产生较多的转矩直到某一点，该可燃混合物变得太浓不再增加转矩为止。这个过程都可在不移动调节缆绳的情况下发生。或者，该载荷传感器还可影响调节位置。如果增添的载荷被移走，发动机典型地会提速，因为过多的功率被发生出来，这时该电路的操作是要减少油滴喷射器30的点燃频率，这一过程正好是上一过程的反转。
参阅图10，汇总枢纽将调节位置传感器52来的输出电压68和发动机载荷传感器来的输出电压73结合在一起。这个结合的信号就是输入到V/F转换器76的电压水平74，而该水平又使该电路增加或减少油滴喷射器30的点燃频率。具体来说，在稳定状态下，滑动体26在燃油喷射器内的位置确定空气流和进入发动机内空气的主要配比。在加速和减速时，发动机载荷传感器72会修正这个配比。
在非常小的载荷的情况下，由于滑动体26开启空气通道85，较多空气被放入到燃油喷射器14内。因为在发动机上只有非常小的载荷，发动机的速率很快会响应，发动机的转速很空气提速。在这低载荷的情况下，从发动机载荷传感器72发出的输出信号73很少影响到由V/F转换器所产生的脉冲的频率，进而到油滴喷射器30的点燃频率。
在增加载荷的情况下，当发动机的载荷增加而调节位置没有改变时，发动机载荷传感器72发出的输出电压信号73会改变汇总枢纽70(图10)的电压，会使汇总枢纽的输出74电压增加，致使V/C转换器76所产生的脉冲的频率增加，从而增加油滴喷射器30的点燃率。较多的可燃液体油滴被喷射到空气流内，于是配比被改变以资增加发动机所产生的转矩。该发动机这样来对载荷作出反应使平衡重新建立。
本发明的说明应被理解为包括本文所说元件的所有新的组合和不显著的组合。权利要求可在这个或以后的申请中对这些元件的任何一个新的和不显著的组合提出。上述实施例为说明性的，没有一个单独的零件或元件对可在这个或以后的申请中提出权利要求的所有可能的组合是必需的。当权利要求注有“一个”或“第一个”元件时应被理解为在引用一个或多个这种元件时，既不要求也不排斥两个或多个这种元件。本发明只受下列权利要求的限制。
权利要求
1.一种可燃液体用的微型泵，包括一个具有输入导管(41)的壳体(28)；一个设在该壳体内与该进入导管保持流体连通的背压调节器(32)；及一个设在壳体上并与该背压调节器保持流体连通的定量液滴喷射器(30)，所说定量油滴喷射器包含一组喷嘴，能以数码方式分散地喷射可燃液体。
2.权利要求1的微型泵，其特征在于被该喷嘴喷出的定量油滴的算术平均直径小于约30μm。
3.权利要求1的微型泵，其特征在于该组喷嘴包括多个以可变激发频率单独激励来产生液点的喷嘴。
4.权利要求1的微型泵，其特征在于该可变激发频率能够按照内燃机对功率的要求而变化。
5.一种用来产生可燃蒸气的设备，包括权利要求1的微型泵(14)；及连接到该微型泵上的设施(15、24)，用来引导空气流经过由该微型泵所喷射的液滴，从而产生该可燃蒸气。
6.一种用来产生可燃蒸气的设备，包括用来喷射一组尺寸分散的定量的可燃液体的液滴；及连接到该喷射设施上的设施(15、24)，用来使空气流通过由该喷射设施所喷射的液滴，从而产生可燃蒸气(17)。
7.权利要求6的设备，其特征在于还包括设施(22、26、46、48)，该设备被连接到该喷射设施上，用来将该喷射设施相对于该引导设施(15、24)而定位，从而确定被引导经过这些液滴的空气体积。
8.权利要求6的设备，其特征在于所说引起设施还包括一个空气流量控制阀(34)，其中该喷射设施(30)相对于该引导设施是固定的，被引导经过这些油滴的空气积是由空气流量控制阀确定的。
9.权利要求6的设备，其特征在于还包括一个连接到该设备上的电控电路(20)，其中来自该设备的可燃蒸气(17)的输出量能够按照内燃机的功率需求而被控制。
10.权利要求6的设备，其特征在于该喷射设施(20、30)可从该引导设施上卸除而用新的喷射设施更换。
11.一种包括权利要求6的设备的可燃燃油装置。
12.权利要求6的设备，其特征在于该喷射设施包括一个具有可燃液体输入导管(41)的壳体(28)；一个设在该壳体内与该可燃液体输入导管保持流体连通的背压调节器(32)；及一个设在该壳体上并与该背压调节器保持流体连通的定量液滴喷射器(30)，所说定量油滴喷射器包含至少一个喷嘴，能将可燃液体喷射成尺寸分散的液滴。
13.权利要求6的设备，其特征在于还包括用来调节供应的可燃液体的设施(22、46、48、54、26)和用来感知可燃燃油装置上载荷的设施(72)，这两个设施都被连接到该设备上，自该设备的可燃蒸气(17)的输出量由这两个设施即调节设施和感知载荷设施确定。
14.一种用来产生可燃蒸气的设备，包括用来喷射一组尺寸分散的定量的可燃液体液滴的设施(30)；用来将背压力提供给该喷射设施的设施(32)，所说设施和一低压可燃液体连通；及连接到该喷射设施上的设施(34)，用来引导空气流流经这些被喷射的液滴，将这些被喷射的液滴雾化，从而形成该可燃蒸气。
15.一种产生可燃蒸气的方法，包括下列步骤将来自微型泵(30)可燃液体喷射成尺寸分散的定量的液滴；及引导空气流流经由该微型泵喷射的液滴，从而产生可燃蒸气(17)。
16.权利要求15的方法，其特征在于还包括下列步骤从燃油消耗设备感知调节位置(52)；按照该调节位置改变油滴从该微型泵喷出的速率；及相对于该调节位置改变被引导的空气量(34，20)。
17.权利要求15的方法，其特征在于还包括下列步骤从可燃燃油装置感知一载荷信号(27、72)；及按照该感知的载荷信号改变液油滴从该微型泵喷出的速率。
18.权利要求15的方法，其特征在于还包括下列步骤感知(23、52)一调节位置；从可燃燃油装置感知(27、72)一载荷信号；从该调节位置信号和该感知的载荷信号产生一个综合信号；及按照该综合信号改变油滴从该微型泵喷出的速率。
全文摘要
一种喷射燃油用的微型泵包括一个壳体(28)，一个压力调节器(32)，一个在液流上与压力调节器连通的可燃液体进入导管(41)，和一个设在壳体上与压力调节器在液流上连通的油滴喷射器(30)。该油滴喷射器包含一个喷嘴能以定量的一滴接一滴的型式喷射可燃液体。另外，本发明包括一种产生可燃蒸气供燃油装置如内燃机使用的设备。该设备包括一个微型泵(14)用来一滴接一滴地喷射可燃液体，和连接在微型泵上的设施(15、24)，用来使空气流经由管道通过由微型泵喷射的油滴，从而产生可燃蒸气(17)供燃油装置使用。
文档编号F02M61/16GK1639455SQ03804640
公开日2005年7月13日 申请日期2003年2月21日 优先权日2002年2月26日
发明者J·M·克格勒, J·M·达昆哈 申请人:惠普开发有限公司