内燃机的性能依赖于许多因素，这些因素包括：工作循环(如每个 循环具有360度曲轴旋转的两冲程，每循环具有720度的曲轴旋转的四冲 程，或者汪克尔发动机)；燃料类型(如汽油机或者柴油机)；燃烧室 的数目和设计；点火和燃料输送系统的选择和控制；及发动机的工作环 境情况。燃烧室的设计选择的例子相信包括选择压缩比和选择每个室的 进气门和排气门的数目。
就燃料输送系统而言，化油器和燃料喷射系统是公知的。这些公知 的系统根据操纵者所设定的节流装置的位置来供给燃料量(如汽油和空 气)。在是化油器的情况下，燃料常常通过公知为“量孔”的喷孔系统 来输送。作为化油器工作的例子，在发动机处于怠速时，怠速量孔可以 把燃料供给到节流阀的下游处，并且借助加速泵可以提高那种燃料输 送，以有利于快速提高发动机负荷。
可以通过电来操纵的公知燃料喷射系统把精确测量过的燃料量喷 射到进气系统中，或者直接喷射到燃烧气缸中。燃料量典型地由控制器 根据发动机状态和公知为“图表”或者“查寻表”的数据表来确定。该 图表典型地包括：至少一个独立变量(即发动机状态特性)中的每一个 的许多可能值或者“设置点”，这些可能值或者设置点可以由传感器来 测量，而该传感器连接到控制器中；及独立变量控制函数如燃料量的许 多相应控制值。
此外，发动机性能基本上依赖于在大气环境中如何实现燃烧。空气 和汽油之间的理论质量分数比大约为14.7∶1。但是，应该相信，从大约 10∶1到大约20∶1的比率将可以燃烧，并且常常希望调节空气-燃料比 (“AFR”)，以得到具体的发动机性能(如一定大小的功率输出、更 好的燃料经济性或者减少排放)。合适地校准发动机的燃料输送系统， 以在所有的工作条件下输送最佳的AFR，这对于使发动机工作实现最佳 化是十分重要的。
一些车辆常常制造成具有化油器。常常地，这些化油器例如通过蝶 形阀或者滑阀来提供了高质量的空气流量控制。但是，这些化油器通过 浮子室和量孔不能提供高质量燃料输送。例如，与通过浮子室和量孔所 供给的燃料量相比，通过燃料喷射器所供给的燃料量响应节流位置可以 改变得更快。
由于化油器所提供的燃料输送量常常没有燃料喷射器所输送的量 大，因此希望具有高质量燃料输送的车主常常用节流体燃料喷射器来更 换车辆化油器，而这些节流体燃料喷射器把燃料和空气输送到车辆发动 机中。但是，在进行这种更换时，通常更换零件的费用较贵，并且实现 这种更换的劳动力也很贵。此外，节流体燃料喷射器的空气输送零件可 以构成大部分的更换零件的费用。因此，需要有一种装置和方法来在化 油器式发动机系统中提供燃料喷射。

在本发明的实施例中，提供了一种燃料喷射器适配器。该燃料喷射 器适配器包括连接件，该连接件具有第一端和第二端，并且形成了燃烧 空气通道。第一端适合结合在化油器燃烧空气通道101的附近。燃料喷 射器适配器还包括燃料喷射器固定件，该固定件形成在连接件上，并且 形成了通过燃料喷射器固定件和连接件的燃料喷射器通道，燃料喷射器 可以插入到该通道中。
还提供了一种板，该板被做成连接到化油器中，以防止空气流量和 燃料流量通过浮子室。
在本发明的实施例中，提供一种节流和燃料喷射装置。该节流和燃 料喷射装置包括化油器和燃料喷射器。该化油器形成燃烧空气通道，通 过该通道把燃烧空气提供到发动机中，并且通过该通道不能把燃料供给 到发动机中。燃料喷射器设置成与燃烧空气通道成流体连通，通过它把 燃料供给到发动机中。
提供了一种把燃烧空气和燃料供给到发动机中的方法。该方法包 括：测量通过化油器输送到发动机中的燃烧空气流量；及测量通过燃料 喷射器输送到发动机中的燃料，其中燃料喷射器与化油器处于流体连通 中。
此外，提供一种制造产品。该制造产品包括计算机可读介质，该介 质具有储存于其中的指令。在执行这些指令时，这些指令使处理器控制 燃烧空气流过化油器，并且控制燃料输送通过与化油器处于流体连通中 的燃料喷射器。
附图描述
在这里引入的并且构成说明书一部分的这些附图包括本发明的一 个或者多个实施例，上面给出的背景技术和下面给出的详细描述用来公 开最佳模式的本发明原理，该最佳模式用来实现本发明。
图1是未改进的化油器的分解图，该化油器可以用在本发明的实施 例中；
图2是图1的未改进化油器的分解图，该化油器包括用来把化油器连 接到发动机、燃料源和空气源中的一些零件；
图3是本发明实施例中的燃料喷射器适配器的端视图；
图4是图3的燃料喷射器适配器的侧视图，可以看到燃料喷射器壳体 的外侧；
图5是图3和4的燃料喷射器适配器的侧视图，可以看到燃料喷射器 壳体的内侧；
图6是图3-5的燃料喷射器适配器的侧视图，可以看到燃料喷射器固 定件的外侧，并且燃料喷射器设置在燃料喷射器固定件中；
图7是图3-6的燃料喷射器适配器的侧视图，可以看到燃料喷射器固 定件的内侧，并且燃料喷射器设置在燃料喷射器固定件中；
图8是本发明的浮子室消除器的实施例的外视图和侧视图；
图9是图8的浮子室消除器的内视图和侧视图；
图10是本发明的节流装置和燃料喷射器组件的实施例的侧视图；及
图11是本发明的节流装置和燃料喷射器组件的燃料供给和控制系 统的实施例。

现在参照本发明的优选实施例，这些实施例的例子示出在附图中。 应该知道的是，这里所提供的本发明的这些附图和描述示出和解释了与 本发明有关的元件，同时出于清楚目的省去了典型的发动机、化油器和 燃料喷射中的其它元件。还应该知道，这里所描述的优选实施例不是本 发明实施例的穷举，而是作为本发明结构和用途的例子。
这里所描述的节流和燃料喷射装置和技术解决了某些燃料输送系 统的缺点。发动机控制技术中的普通技术人员容易知道，尽管结合某些 发动机和燃料输送系统来描述这些装置和技术，但是这些装置和技术同 样适用于这样的其它发动机和燃料输送系统：空气和燃料被输送到发动 机中。这些实施例的下面详细描述使得节流和燃料喷射装置和技术及使 用者接口的其它细节、特征和优点更加清楚。
说明书中的“一个实施例”、“某一实施例”或者实施例的类似用 语用来表示，结合实施例来描述的详细特征、结构或者特性包括在本发 明的至少一个实施例中。在说明书的各个位置中的这些术语的出现不一 定全部指相同的实施例。用语“或者”表示包括在内，因此“或者”可 以表示一个或者其它的或术语或者一个以上的或术语。
本发明的实施例包括节流和燃料喷射装置及方法，该方法通过化油 器把燃烧空气提供到内燃机中并且通过燃料喷射器把燃料提供到内燃 机中。该方法包括：阻塞通到化油器中的所有燃料通道，并且把燃料喷 射器加入到化油器中。因此，燃烧空气通过化油器直接进入内燃机中， 而燃料通过燃料喷射器直接进入到内燃机中。
图1示出了未经改进的化油器100的实施例的分解视图，该化油器可 以用在本发明中。所示出的该化油器适合用于摩托车或者所有的地面运 动车辆，但是，另一方面，各种其它化油器也可以与本发明结合使用。 该化油器具有化油器入口102，例如进入连接器(未示出)可以连接到 该入口102中，从而把化油器入口102连接到空气滤清器和燃烧空气源 中。化油器出口106被示成与化油器入口102相对。图2中所示出的出口 连接器107例如用来把化油器100连接到发动机进入口(未示出)中。化 油器入口102和化油器出口106形成了燃烧空气通道101，其中燃烧空气 可以通过该通道101。节流装置(未示出)设置在燃烧空气通道101中， 以控制通过其中的空气流。
浮子室108调节从燃料箱(未示出)到化油器100中的燃料流量。借 助螺栓109使所描述实施例中的浮子室连接到化油器100，并且使用衬垫 121使该浮子室密封到化油器100中，该衬垫121被压缩在化油器100和浮 子室108之间。燃料通过燃料入口110流入到浮子室108中。浮子122借助 浮子销123连接到浮子室108中，借助浮子室108中的燃料高度来升高和 降低浮子，从而如所希望的一样允许或者防止燃料流入到浮子室108中。 从浮子室108中，针阀124与一个或者多个量孔如怠速量孔125和主量孔 126相结合地进行工作，以调节进入到燃烧空气流中的燃料流量，该燃 烧空气流流入化油器100。也可以使用定位件128。节流位置传感器(未 示出)可以连接到所画出的化油器100中，并且可以用来把操纵者所希 望施加在发动机中的理想负荷告知给化油器100，因此允许合适的燃料 和空气流过化油器100并且进入到发动机中。节流位置传感器也可以把 理想负荷告知图11所示的发动机控制装置460。
化油器100是模拟装置，该装置用来调节进入到发动机中的空气和 燃料流量。为了精确地调节燃料流量，化油器100需要在不同位置117具 有大气压力。管子118在节流连接件132处连接到化油器100上，以确保 大气压力存在于每个位置117中。借助夹子119使这些管子118在所需位 置117处连接到开口120。
图2示出了具有辅助元件的、图1的化油器100，这些辅助元件可以 连接到化油器100上。一个或者多个节流电缆131可以连接到化油器100 上，并且借助致动节流控制装置(未示出)由操纵者来驱动。借助螺栓 133使节流电缆罩130连接到化油器100上，以盖住节流电缆131。节流电 缆131控制节流装置(未示出)在化油器100内的打开到关闭位置。节流 装置例如可以是蝶形或者滑动型的节流装置。关闭节流位置适合于发动 机处于无负荷的情况下，如怠速时。当操纵者调整节流控制以提高发动 机负荷时，节流装置逐渐从它的关闭位置移动到较大的打开位置。节流 位置电线135也可以设置到化油器100中，例如，该电线135把电子节流 位置信号提供到图11所示的发动机控制装置460中。
图2也示出了燃料线路140到化油器100的连接(用110来表示)和用 来把化油器连接到燃烧空气进气道和发动机中的其它元件。入口夹子 104设置在化油器入口102中，以把化油器入口102例如连接到空气滤清 器或者入口连接器(未示出)。出口夹子142被画在化油器出口106处， 以把化油器出口106连接到出口连接器107上。发动机夹子144设置成把 出口连接器107连接到发动机的燃烧空气和燃料入口中。
阻风门112也画在化油器100上。阻风门112可以被操纵来增多燃料 以有利于发动机的冷起动。在114处也可以实现热起动，以调节燃料或 者空气流，从而在发动机处于暖态下有利于发动机起动。
图3示出了本发明燃料喷射器适配器200的实施例。燃料喷射器适配 器200允许燃料喷射器216设置在发动机燃料和空气供给系统中的理想 位置中，燃料喷射器216没有事先设置在该位置上。燃料喷射器适配器 200包括燃料喷射器固定件202和燃料喷射器连接件204。夹子如入口夹 子104或者出口夹子142可以用来把燃料喷射器连接件204连接到化油器 出口106或者化油器入口102上，另一个夹子如发动机夹子144可以用来 把燃料喷射器连接件204连接到发动机进气道中。
燃料喷射器连接件204形成了入口通道208。入口通道208可以是光 滑的、没有障碍的密封通道，其中空气或者燃料和空气可以通过该通道。 入口通道208的横截面积大约与燃烧空气通道101的相同，从而使空气流 通过燃料喷射器连接件204的限制最小化。燃料喷射器连接件204和燃料 喷射器固定件202可以由尼龙制成，以致当连接到化油器100上时它们形 成了化油器100的刚性密封连接件。另一方面，燃料喷射器连接件204和 燃料喷射器固定件202可以由金属、塑料、橡胶或者另外的刚性或者半 刚性材料形成。在燃料喷射器连接件204的一端连接到化油器出口106上 的地方上，燃料喷射器连接件204的相对端可以连接到发动机的进气口 上。在燃料喷射器连接件204的一端连接到化油器入口102上的地方，燃 料喷射器连接件204的另一端可以连接到空气滤清器或者可以直接露出 到大气中。也可以设计其它结构，例如，这些其它结构包括入口连接器 到管子中的连接件，而这些管子通到发动机入口或者燃烧空气源中。
图4示出了燃料喷射器适配器200，其中从燃料喷射器适配器200的 外表面230可以看到燃料喷射器固定件202。燃料喷射器通道210通过燃 料喷射器固定件202和燃料喷射器连接件204上，从而允许燃料喷射器 216插入通过其中，如图6所示。因此，燃料喷射器216可以把燃料喷射 到入口通道208中，从而输送到发动机进气中。燃料喷射器固定件202可 以具有不规则形状以适应燃料喷射器216，该喷射器216被插入到燃料喷 射器固定件202的理想位置中。燃料喷射器固定件202还包括孔214，该 孔214允许夹子(未示出)把喷射器216固定在燃料喷射器固定件202中。
图5示出了燃料喷射器适配器200，其中从燃料喷射器固定件202的 内表面232看到燃料喷射器固定件202。如所看到的一样，燃料喷射器通 道210打开以允许燃料从燃料喷射器喷射到入口通道208中。
图6示出了从燃料喷射器固定件202的外表面230看去的燃料喷射器 适配器200，其中燃料喷射器216被插入到燃料喷射器固定件202中。燃 料喷射器216可以是商业中买到的燃料喷射器，并且可以包括加压燃料 入口218和电子螺线管连接器终端220。该螺线管连接器终端220可以连 接到发动机控制装置如画在图11中的发动机控制装置460的输出端中。 当高压燃料入口218连接到调节燃料供给装置如图11所示的燃料供给装 置450上时，发动机控制装置460可以控制通过燃料喷射器216进入到发 动机中的燃料流量。
图7示出了从燃料喷射器固定件202的内表面232看去的燃料喷射器 适配器200，其中燃料喷射器216被插入到燃料喷射器固定件202中。如 图7所看到的一样，燃料喷射器固定件202与燃料喷射器适配器200成一 角度，从而把燃料喷射器216所提供的燃料对准发动机进气口。
图8示出了浮子室限止器300的外侧视图和侧视图。由于本发明不必 在化油器100中使用浮子室108，因此浮子室108可以被拆去并且密封板 如浮子室消除器300或者其它装置可以取代浮子室108而连接到化油器 100中。用浮子室消除器300来更换浮子室108有利于防止空气或者燃料 流过浮子室108。用浮子室消除器300来更换浮子室108也可以打开由浮 子室108在以前所占住的空间，而其它零件可以安装在该空间中。例如， 燃料喷射器216相对于在以前由浮子室108所占住的区域成一角度，从而 使燃料合适地对准。而且，图11所示的其它燃料供给零件如燃料泵458、 压力调节器454或者燃料滤清器456可以设置在通过除去浮子室108所腾 空的空间中。但是，本发明也可以通过使浮子室108保持接触来进行工 作，因此不需要用浮子室消除器300来取代浮子室108。
图9示出了具有内表面314的、图8的浮子室消除器300的内部和侧视 图。浮子室消除器300可以形成适合于化油器100进行改进的任何形状。 在图9和10所示出的例子中，浮子室消除器300是在外侧表面310中具有 凹陷302的板，该板具有怠速调整装置支架304，该支架304形成在浮子 室消除器300的外侧表面310上。因此，如果需要的话，那么怠速调整装 置(未示出)可以方便地连接到怠速调整支架304上。化油器环形支架 312可以形成在内侧表面314上，以安装环(未示出)，该环的直径与化 油器进气口104和化油器出口106的相同。这种环通常与分开式节流装置 一起用作导向装置，在该导向装置中节流装置可以滑动。
图10示出了本发明的节流装置和燃料喷射器组件的实施例。该节流 装置和燃料喷射器组件400包括改进过的化油器401、具有设置于其中的 燃料喷射器216的燃料喷射器适配器200和浮子室消除器(eliminator) 300。在那个实施例中所描述的改进化油器401是画在图1和2中的化油器 100的变形。改进过的化油器401保留化油器100的气流控制零件，同时 消除了化油器100的燃料输送零件。
如图10所看到的一样，在改进过的化油器401中可以去掉浮子室 108，浮子室消除器300取代浮子室108而连接到改进过的化油器401中。 从改进过的化油器401中拆去管子118，例如，借助盖住或者堵住它们以 防止空气泄漏来密封这些开口420。但是，可以拆去阻风门112，并且把 塞子408安装在它的位置上。保留节流位置电线135，节流位置电缆131 也可以或者交替地被保持住，以控制节流装置的定位。而且，该节流装 置被保持在改进的化油器401中，并且化油器入口402和化油器出口406 全部被保留。所进行的改进(该改进包括浮子室消除器300的连接和包 括密封塞408及开口420的密封)的目的是使从改进过的化油器401中泄 漏出来和进去的空气量最小化，因此使得改进过的化油器401成为更加 精确的气流控制装置。
本发明可以与任何公知的化油器一起使用。在使用滑动型化油器的 地方，本发明保留滑动节流装置的有利开度特性和滑动节流装置的高级 较大开度流动特性。还可以发现，把燃料喷射器216定位在燃料喷射器 适配器200的底部中并因此而使所喷射出来的燃料对准气流的底部，这 些在使用具有滑动节流装置时是有利的。已发现那种底部定位使得燃料 在燃烧气流中的分层较小，并且能够更好地把燃料分布在气流中。这可 以是由于滑动节流装置进行正常工作，当它从关闭位置打开时，这种正 常工作允许燃烧空气流过燃烧空气通道101的底部，因此使燃料和燃烧 空气产生了更好的混合物，其中燃料是在燃料喷射器适配器200的底部 中喷射出来，而燃烧空气是在燃烧空气通道101的底部中进入。由图11 所示的发动机控制装置460来控制的燃料喷射定时对于使空气和燃料混 合物在发动机的最佳化也是非常重要的。
在图10中，燃料喷射器适配器200连接到改进过的化油器出口406 上。如前面所注意到的一样，燃料喷射器适配器200可以连接到改进过 的化油器入口402上。已发现，当燃料喷射器设置在改进过的化油器401 的下游处(即处于改进过的化油器401的出口406中)时，燃料油束可以 很好地对准发动机进气口。所描述的燃料喷射器216本身可以连接到调 节燃料的供给装置如图11所示的调整燃料供给装置450。
改进的化油器401可以包括入口连接器(未示出)，该入口连接器 的长度不同于现有的入口连接器，谊现有的入口连接器可以把化油器 100以现有的形式连接到燃烧空气源如空气滤清器中。使所示出的实施 例中的燃料喷射器适配器200从原始的出口连接器(未示出)的长度开 始进行延长，该原始的出口连接器把化油器100连接到发动机进入口(未 示出)中。相应地，入口连接器的长度可以减少一个这样的量：该量等 于燃料喷射器适配器200延长超过现有出口连接器的量，因此，节流装 置和燃料喷射器组件400可以安装在化油器100和它的连接器原来所占 住的相同空间中。
改进过的化油器401的节流装置可以被操纵来以与未改进过的化油 器100的节流装置相同的方式来打开和关闭。因此，以下面方式来控制 节流装置和燃料喷射器组件400中的气流，该方式与在化油器100中控制 空气流量的方式相同，同时节流装置和燃料喷射器组件400中的燃料通 过燃料喷射器116来提供。
图11示出了燃料供给系统450，该系统与节流装置和燃料喷射器组 件400相结合地进行使用。通过燃料供给线路452把燃料从燃料箱(未示 出)提供到燃料喷射器216中。在所示出的实施例中，从燃料箱流到燃 料喷射器216中的燃料流过压力调节器454、燃料滤清器456和燃料泵 458。可以选择各种标准的、在商业上可以得到的压力调节器454、燃料 滤清器和燃料泵458作为理想的元件，从而与本发明相结合地应用于发 动机中。
图11还示出了发动机控制装置460。这种发动机控制装置460可以用 来控制燃料喷射器216的工作，如果需要的话，可以用来控制节流装置 的工作。未改进的化油器可以包括电子控制装置或者可以是单纯的机械 控制装置。在单纯的机械控制的化油器控制装置中，尤其在从一个节流 位置到另一个节流位置的过渡期间，比较困难，并且增加了节流控制系 统的复杂性。燃料喷射系统典型地通过发动机控制装置460来进行控制， 并且可以考虑各种所探测到数据，从而即使在节流过渡期间也能提供极 好的燃料控制。例如，除了节流位置之外，发动机控制装置460可以探 测到发动机速度。即使在节流位置的过渡期间，使用这些信号和这些信 号的历史值也可以提供极好的燃料控制。发动机控制装置另一方面或者 此外可以借助把大量空气流量传感器设置在燃烧空气进入口中来探测 燃烧空气流量，以控制或者改进控制所喷射出来的燃料量。另一方面， 设置在从发动机排出的废气中的传感器如入传感器或者氧传感器可以 用来控制或者提高通过下面方法所喷射出来的燃料量的控制：提供与前 面燃烧循环的效率有关的信息。
在一个实施例中，发动机控制装置460接受来自传感器的输入，该 输入表明发动机的理想负荷和发动机速度。在图11所示的实施例中，发 动机理想负荷通过节流位置传感器来探测，并且通过节流位置电线135 来连通。发动机负荷可以以各种各样的方式来进行探测，这些方式例如 包括：探测入口通道208内的压力或者真空度。可以以各种方式来探测 发动机速度，这些方式包括使用齿轮(未示出)或者发动机编码器(未 示出)。
发动机控制装置460包括处理器和存储器。程序指令和图表(map) 可以储存在存储器中。程序指令可以是软件形式，该软件例如从盘462 中装载到发动机控制装置460中。这些指令通过所探测到的理想负荷和 发动机速度来进一步确定通过节流装置提供到发动机中的燃料量和燃 烧空气量，如果需要的话，可以使用燃料喷射器组件400。然后，发动 机控制装置460使燃料喷射器216和改进过的化油器401进行工作，以提 供理想的燃料量和燃烧空气量。
尽管参照某些实施例公开了本发明，但是在没有脱离附加权利要求 所限定的本发明范围的情况下，所描述的这些实施例可以进行许多变 形、替换和改变。