专利名称：液体燃料喷射系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一用于将液体燃料喷射到一内燃机尤其是将一低熔点液体喷射到这些发动机中的系统。
本发明具体涉及用于将液化石油气(LPG)或压缩天然气(CNG)喷射到内燃机中的系统。
背景技术：
使用液态燃料的一个问题是由于这些燃料的沸点很低，因而将倾向于在燃料管线中蒸发，除非在任何预计温度下提供超过蒸汽压力的足够压力。
在澳大利亚专利第647561号中揭示了一种将液体LPG喷入一靠近发动机的进气支管的燃料喷射系统。发动机的该区域可以变得非常烫，因此即使在燃料过量流动的情况下，燃料的蒸发始终是一个问题。因此，最好是将易蒸发燃料喷射到离发动机一段距离。
本发明的一个目的在于提供一种用于这种燃料的喷射系统，在一具体实施例中将适于以所喷射的汽油来工作的一内燃机燃料系统进行修改，以使它也能依靠LPG或CNG液体喷射来工作。
然而，本发明并不具体涉及这种适应性修改，而是一般地涉及一种修改的燃料喷射系统。
本发明概述因此，本发明的技术方案在于，一种用于将LPG或CNG喷射到一内燃机的一进气管的燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括一适于安装到进气管中的接合环，用于发动机上游或进气管中节流阀的下游以允许空气在其中流动；至少一个安装在所述接合环内的吊舱(pod)，每个吊舱包括一燃料入口、一燃料出口和在该吊舱内的一中空的空间，所述燃料入口和所述燃料出口通到所述吊舱内，以及一液体燃料喷射器密封地安装在该或每个吊舱内；至所述吊舱和从所述吊舱出来的液体燃料供应管线；允许将在所述吊舱内从所述中空的空间进入所述喷射器的燃料从那里喷射到所述进气管内的装置；以及一根据发动机参数和要求参数动作以控制该或每个喷射器以根据需要将液体燃料喷入发动机的喷射器控制装置。
应注意到在这实施例中，系将LPG或CNG喷入靠近离实际发动机一定距离的节流阀的进气支管。这种方案具有以下一些优点。
首先，喷射区域不是作为发动机缸体的发动机腔的一个烫的部分，故可将喷射器和燃料管线设置在更远离发动机处，从而不会过于发烫，并避免可能产生蒸发的热升温状态。
第二个优点是离发动机一定距离喷射燃料并允许燃料经节流阀沿进气支管流到发动机的各个进气阀，能将更多的时间用于燃料的充分蒸发，从而能更好地燃烧。
第三个优点是这种系统的安装相当简单，既不必对进气支管作较大修改，也不会影响其他喷射器如发动机上现有的汽油喷射器。仅仅在节流阀之前或之后的进气管中安装接合环。
这种系统可在制造时装到一发动机上，或者也可在以后装上去。
该或每个吊舱可包括一舱体，它具有一顶部、一底部、至少一个侧面和一个从所述顶部穿过所述舱体向所述底部延伸的小孔；所述舱体侧面上的燃料入口和燃料出口以及在所述舱体内限定所述中空的空间的小孔，所述燃料入口和所述燃料出口通到所述吊舱内，所述顶部处的小孔开口大于所述底部处的小孔开口，所述底部包括可将所述吊舱安装到所述接合环内的连接装置。
所述可将所述吊舱安装到所述接合环内的连接装置包括一舱体的螺纹延伸部。
可通过在靠近舱体的顶部和底部的小孔中的O形圈将喷射器可密封地与舱体接合。
该或每个喷射器可以是底部送料喷射器和流动-通过喷射器。这些喷射器具有特别的优点，即采用燃料围绕喷射器下部的过剩流动，可使它维持在一不发生蒸发的温度之中。
在本发明的一较佳实施例中，发动机可以是一双燃料发动机，它带有一分离式汽油喷射系统，该系统具有其自己的喷射器和燃料管道系统以及根据发动机参数和要求参数计算汽油喷射次数的自己的电子控制装置；以及具有一分离式电子控制装置的LPG或CNG喷射系统，该分离式电子控制装置采用同样的发动机参数和要求参数计算LPG或CNG喷射次数。另外，LPG或CNG喷射系统也可采用与汽油或其他燃料喷射系统采用的同样的电子控制装置。
在本发明的一种形式中，LPG或CNG在发动机系统中任何预期温度下以一超过气体的预期蒸汽压力足够高的固定压力工作而不会蒸发，直至被喷射为止。但是，这种系统的缺点在于需要一高压泵来使它工作，在能量方面不利。
在另一实施例中，LPG或CNG可以高于燃料箱中燃料的蒸汽压力的一选定的固定压力进行工作。可以选择该选定的固定压力用于升高燃料箱温度与燃料管线或喷射器中任何预期温度之间的温度，以使LPG或CNG再次不蒸发，直至有所需要。
因此，LPG喷射器的控制包括一用于确定燃料的绝对压力以修改喷射次数的参数。最好对燃料温度也进行测量，以对不同温度下的密度变化制订一更好的允差范围。
应注意到本发明的一个特点在于一个吊舱中有一个喷射器，但对于具有多个气缸的发动机则可以有多个吊舱，每个吊舱带有一个喷射器。这些吊舱可以在燃料管线上串行或平行设置，并可例如在一个接合环上安装多个，藉以将进气喷射到节流阀上游或下游的进气支管内。可以有多个接合环，且在任何一个环上可以具有控制一种以上燃料的喷射器。
在某些情况下，采用LPG或CNG可能会有一些喷射器结冰方面的问题，在这些情况下，可要求某个加热形式。这种加热可由电加热线圈或发动机冷却剂围绕吊舱的一适当流动提供。
以上对本发明作了一般描述，下面结合示出本发明较佳实施例的附图进行具体说明，以有助于对本发明的理解。
附图简单说明图中
图1表示本发明一实施例的程式化的发动机燃料喷射及控制系统；图2表示本发明一实施例的包括一接合环的一进气支管的部分切去的立体图；图3表示本发明一实施例的一喷射器吊舱的一横剖面图；图4表示图3的喷射吊舱的一外部视图；以及图5表示本发明一实施例的一对喷射器吊舱和一接合环以及相关管道的详图。
附图详细说明参照附图特别是图1，可以看到，发动机1具有从该发动机通过一节流阀3沿箭头23所示方向进气的一进气支管2。在该实施例中，发动机的型式为通常适于汽油喷射的一种，虽然如上所述本发明可以适用于非燃料喷射发动机如汽化器工作的发动机。通常用于发动机的燃料供给系统包括一汽油燃料管道4，汽油燃料喷射器5，一用于由发动机控制和要求参数管线7计算汽油喷射次数的电子控制装置6。这些控制和要求参数可以是空气和发动机温度、运行条件如发动机速度、加速度、支管压力、排出温度以及氧浓度。
为在这样一个系统中增加本发明的LPG喷射，包括有一在本实施例中节流阀3上游作为进气支管一部分的接合环10。该接合环10内安装有所需数量的燃料喷射吊舱11。在本实施例中，液体LPG从一LPG油箱12通过一电磁阀24平行送入吊舱。通过一泵13将LPG泵到一高于油箱12中燃料蒸发压力的固定压力，然后沿LPG入口阀14传递到每个吊舱11。一LPG回程管道15将燃料从每个吊舱11经一LPG压力调节器16返回LPG油箱12。提供一大大超过喷射需要的LPG流量以维持吊舱11并因此而维持吊舱内喷射器20的冷却。每个吊舱11的喷射器20系由一LPG电子控制装置21通过控制管线24加以控制。该LPG电子控制装置21从由汽油电子控制装置6使用的相同的发动机要求参数管线取得一输入。该LPG电子控制装置具有从一压力传感器22取得一读数的进一步的参数，该压力传感器读取LPG入口管道14中的绝对压力。
为使采用LPG或CNG的本发明该实施例的辅助燃料喷射系统工作，可关闭控制汽油喷射器的电子控制装置6并起动电子控制装置21。该电子控制装置21驱动阀25以使液体LPG或CNG燃料流动，并使LPG或CNG泵13将LPG或CNG升高到所需压力。通过LPG调节器16将所选择的压力维持在高于油箱中的蒸汽压力。当需要通过辅助燃料进行工作时，即停止通过喷射器5进行燃料喷射，电子控制装置21驱动阀25、泵13和吊舱11中的喷射器20在远离发动机靠近节流阀3的一位置处喷射LPG或CNG。
图3和4表示本发明一实施例燃料喷射系统的一吊舱。吊舱30具有用一固定板40和O型密封圈34、35将其安装在内的喷射器31，固定板将喷射器固定在适当位置，O型密封圈分别设置在喷射器顶部和底部、用于在吊舱内为喷射器提供压力密封。吊舱30具有一LPG燃料入口32、一LPG燃料出口33以及吊舱内围绕喷射器31的足够的空间，以使LPG或CNG围绕喷射器流动，从而使该喷射器冷却并防止燃料在喷射器或吊舱内蒸发。液体LPG或CNG实际上在吊舱30内从空间39通过喷射器下方的开口38进入喷射器31。因此这种喷射器是一种底部进料式喷射器，而且液体燃料可以流经和通过该喷射器，从而被称为流动通过喷射器。一吊舱下端上的螺纹36可将其如图1和图2所示那样拧入接合环10，而喷射器41的尖端41则伸出小孔能够进行燃料喷射。一电子控制管线37为喷射器31的电磁操纵提供一驱动信号，用以喷射燃料。
图5表示本发明燃料喷射系统的另一实施例。其中凡与图1所示实施例具有相同功能的部分均采用相同标号。燃料系从一燃料箱(未显示)经管道14供至当要求LPG或CNG喷射时打开的电磁阀24，然后燃料先穿过压力传感器22，再经燃料管线50流至一第一喷射吊舱11。从该第一喷射过剩的流量沿燃料喷射管线51流至一第二喷射吊舱11，而通过第二喷射吊舱过剩的流量则通过管线15经压力调节器(未显示)返回燃料箱。
每个喷射吊舱11的结构和操作与图3和4所示及其描述相同。
可见，本发明燃料喷射系统通过离发动机一定距离喷射高蒸汽压力的燃料，从而使燃料维持在一液体状态，以供精确和可重复的喷射。
除非文本另有要求，本说明书中的用词“构成”、“包括”及其变形词应理解为包含一定的整体或一组整体件，但不排除任何其他整体或一组整体。
权利要求
1.一种用于将LPG或CNG喷射到一内燃机的一进气管的燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括一适于安装到进气管中的接合环，用于发动机上游或进气管中节流阀的下游以允许空气在其中流动；至少一个安装在所述接合环内的吊舱，每个吊舱内包括一燃料入口、一燃料出口和一中空的空间，所述燃料入口和所述燃料出口通到所述吊舱内，而一液体燃料喷射器则可密封地安装在该或每个吊舱内；至所述吊舱和从所述吊舱出来的液体燃料供应管线；允许在所述吊舱内的燃料从所述中空的空间进入所述喷射器的装置，燃料从该喷射器喷射到所述进气管内；以及一根据发动机参数和要求参数动作的喷射器控制装置，用来控制该或每个喷射器以根据需要将液体燃料喷入发动机。
2.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述该或每个吊舱包括一舱体，它具有一顶部、一底部、至少一个侧面和一个从所述顶部穿过所述舱体向所述底部延伸的小孔；所述舱体侧面上的燃料入口和燃料出口以及在所述舱体内限定所述中空的空间的小孔，所述燃料入口和所述燃料出口通到所述吊舱内，所述顶部处的小孔开口大于所述底部处的小孔开口，所述底部包括有可将所述吊舱安装到所述接合环内的连接装置。
3.如权利要求2所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述可将所述吊舱安装到所述接合环内的连接装置包括一舱体的螺纹延伸部。
4.如权利要求2所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述喷射器通过在靠近舱体的顶部和底部的小孔中的O形密封圈密封地与舱体接合。
5.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述该或每个喷射器为底部送料喷射器。
6.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述该或每个喷射器为流动-通过喷射器。
7.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述发动机是一双燃料发动机，它带有一分离式汽油喷射系统，所述系统具有其自己的喷射器和燃料管道系统以及根据发动机参数和要求参数计算汽油喷射次数的自己的电子控制装置；以及具有一分离式电子控制装置的LPG或CNG喷射系统，所述分离式电子控制装置采用同样的发动机参数和要求参数计算LPG或CNG喷射次数。
8.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述发动机是一双燃料发动机，它带有一分离式汽油喷射系统，所述系统具有其自己的喷射器和燃料管道系统，以及一根据发动机参数和要求参数计算汽油喷射次数和LPG或CNG喷射次数的电子控制装置。
9.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述LPG或CNG在发动机系统中任何预期温度下以超过气体的预期蒸汽压力足够高的一固定压力工作而不会蒸发，直至被喷射为止。
10.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述LPG或CNG以高于一燃料箱中燃料的蒸汽压力的所选择的固定压力工作。
11.如权利要求1所述的燃料喷射系统，其特征在于，所述该或每个吊舱包括用于防止一个或多个喷射器结冰的加热装置。
全文摘要
一种用于将LPG或CNG喷射到一内燃机的一进气管(2)的燃料喷射系统。该燃料喷射系统包括一适于安装到进气管中的接合环(10),至少一个安装在所述接合环内的吊舱(11),一液体燃料喷射器(20)则安装在该或每个吊舱(11)内。燃料从吊舱内一中空的空间进入所述喷射器,并从那里喷射到进气管(2)内。一喷射器控制装置根据发动机参数和要求参数动作,用来控制该或每个喷射器(20)以根据需要将液体燃料喷入发动机。
文档编号F02M21/04GK1183826SQ96193825
公开日1998年6月3日 申请日期1996年5月6日 优先权日1995年5月9日
发明者罗德尼·辛克莱·史密斯 申请人:能源研究发展有限公司