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多点燃油喷射装置

阅读:817发布:2022-05-19

专利汇可以提供多点燃油喷射装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于燃烧 发动机 的燃油供给与喷射系统,该系统有一个单独的燃油 喷嘴 阀 ,它能借助于与超 大气压 力 空气相通的腔室有效地将全部所要求的燃油等量地射入发动机的每个燃烧汽缸中;喷射的燃油与超大气压力空气混合形成燃油空气混合气,该混合气则流入到每个燃烧发动机汽缸的进气道中。,下面是多点燃油喷射装置专利的具体信息内容。

1、在多缸燃烧发动机(12)中均匀分配燃油的一种多点燃油喷射装置,所述多缸燃烧发动机有数个与所述发动机各个汽缸的进气通道(366)分别相联通的导管(80、82、84、86),所述装置包括按照发动机汽缸的要求输送一定量的计量燃油的燃油计量组件(118和262,502和504),组成燃油腔室(272或544)的部件,数个由所述燃油腔室(272或544)处伸展的一个通道用于一个发动机汽缸的通道(274、276、278和280),每个所述通道(274、276、278和280)分别经过各个所述导管(80、82、84、86)与所述发动机各汽缸的进气通道(366)相联接,其特征是:用于将超大气压空气引入到每个所述通道(274、276、278、280)下游和每个所述用于输送自通道(274、276、278、280)流出的计量燃油至所述发动机的导管(80、82、84、86)上游的某区域(210、376、392、394、396)的部件,所述超大气压力空气的压力值随着发动机接近其节气大开工况而增加。
2、借助于数个输送导管(80、82、84、86)输送燃油空气混合气至内燃机的数个汽缸,将计量的燃油供入内燃机的数个汽缸的一种多点燃油喷射装置,所述数个输送导管(80、82、84、86)的个数与所述数个汽缸的个数相等,所述装置包括位置可变的单一阀元件(118和262或504和502),相对于所述阀元件(118或502)周期性移动至其关闭和打开位置的阀支座面(356或504),数个燃油计量通道(274、276、278、280),用于当所述阀元件(118或502)移至其打开位置而使计量燃油从所述数个燃油计量通道(274、276、278、280)中输送出去而后给所述燃油计量通道供应燃油的燃油源(170或525或576),其特征是,与所述数个输送导管(80、82、84、86)相联接、位于所述数个输送导管(80、82、84、86)上游和所述燃油计量通道(274、276、278、280)下游以使所述计量燃油从其中通过的空气腔室(210、376、392、394、396),所述空气腔室的横截流通面积明显地大于所述输送导管的横截流通面积,所述空气腔室与一个超大气压力空气源(14)连通以使上述超大气压力空气进入上述空气腔室(210或376或392,394,396)在所述空气腔室中的所述超大气压力空气和所述计量燃油相互作用形成燃油空气混合物,而且所述燃油空气混合物通过所述数个输送导管(80、82、84、86)流入所述数个汽缸。
3、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,进一步包括混合腔室(318或404、406),所述混合腔室位于紧接着所述空气腔室(210或376或392、394、396)的下游位置并能使所述超大气压力空气和所述计量燃油之间作进一步的混合。
4、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中每个所述输送导管(80、82、84、86)包括一个位于紧接着所述空气腔室(210、376、392、394、396)下游位置的入口(320),其中所述入口包括一个径流混合腔室(318),随着所述混合腔室(318)所述空气腔室(210或376或392、394、396)延伸离开,混合腔室(318)的横截流通面积大体是减小的,当所述超大气压力空气和所述计量燃油从所述空气腔室流出时,所述空气腔室能有效地促使所述超大气压力空气和所述计量燃油相互之间作进一步的混合。
5、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油嘴射装置,其中所述数个燃油计量通道(274、276、278、280)的个数与所述输送导管(80、82、84、86)的个数相等。
6、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述燃油计量通道(274a、274b、276a、276b、278a278b、280a、280b)的个数至少等于所述输送导管(80、82、84、86)个数的两倍。
7、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述数个燃油计量通道(274、276、278、280)中的各个通道位于能使从其内输出的所述计量磁油在朝着所述计量燃油要流入的所述数个输送导管(80、82、84、86)的各个通道方向上流动的位置上。
8、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中每个所述输送导管(80、82、84、86)有一个横截流通面积相对扩大的入口端(320),且其中所述的数个燃油计量通道(274276、278、280或274a、274b、276a、276b、278a、278b、280a、280b)中的各个通道所处的位置能使所述从其内输出的计量燃油在朝着横截流通面积相对扩大的各个所述入口端(320)的方向上流动。
9、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述燃油计量通道(274a、274b、276a、276b、278a、278b、280a、280b)的个数至少等于所述输送导管(80、82、84、86)个数的两倍,其中的每个所述输送导管有一个横截流通面积相对扩大了的入口端(320),而且至少使其中所述燃油计量通道对(274a、274b:276a、276b:278a、278b:280a、280b)所处的位置能使从各个所述通道中输出的计量燃油在朝着横截流通面积相对扩大了的各个所述入口端中同一个入口端(即80、82、84、86中的对应的各个320)的方向上流动。
10、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,进一步包括空气分配腔室(190或534),所述空气分配腔室位于大体上围绕在所述空气腔室(210)周围外侧的位置上,所述空气分配腔室(190或534)能有效地实现所述超大气压力空气源与所述空气腔室(210)之间的联通,从而向所述空气腔室提供超大气压力的空气。
11、根据权利要求10的一种内燃机多点燃油喷射装置,进一步包括数个分别将所述空气分配腔室(190或534)与所述空气腔室(210)相互联接起来的空气通道(220、222、224、226)。
12、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述空气腔室包括大体上位于所述燃油计量通道(274、276、278、280)与所述输送导管(80、82、84、86)之间的空气分配腔室(376或392、396),而且还包括大体上位于所述数个输送导管(80、82、84、86)中间并在所述超大气压力空气源(14)与所述空气分配腔室(376或392、396)之间连通的空气通道(374或390或592)。
13、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述空气腔室(376或390或592)包括空气分配腔室。所述空气分配腔室包括其个数与所述输送导管(80、82、84、86)的个数相等的数个分配腔室(392、396、394或404、406或210,所述数个分配腔室中各个分配腔室都位于所述燃油计量通道(274、276、278、280)与所述输送导管(80、82、84、86)之间,此外还包括大体上位于所述数个输送导管(80、82、84、86)的中间并使超大压力空气源(14)与所述数个分配腔室(392、394、396或404、406或210)之间相联通的空气通道(78)、
14、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油射喷装置。其中所述空气腔室(390或592)包括空气分配腔室,所述空气分配腔室包括其个数等于所述输送导管(80、82、84、86)的个数的分配腔室(392、394、396或210…210)。其中所述数个分配腔室中的各个分配腔室都位于所述燃油计量通道(274、276、278、280)和所述输送导管(80、82、84、86)之间。此外还包括大体上位于所述数个输送导管(80、82、84、86)的中间并使超大气压力空气源(14)与所述数个分配腔室(392、394、396或210…210)之间相联通的空气通道(78),和混合腔室(318…318),所述混合腔室(318…318)位于紧接着所述数个分配腔室(392、394、396或210…210)的下游位置,并能有效地促使所述超大气压力空气和所述计量燃油之间的进一步相互混合。
15、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述数个输送导管(80、82、84、86)中的每个输送导管包括导管部分(312)和与所述导管部分相联接的入口部件(216)、所述入口部件(216)具有用于容纳所述导管部分(312)的第一体部分(304)和在其中形成一个径流混合腔室的第二体部部分(308),所述混合腔室(318)基本上为锥形结构。位于紧接着所述空气腔室(210或376或392、394、396或404、406)的下游位置而且能有效地促使所述超大气压力空气和所述计量燃油在流出所述导管部分(312)之前进一步相互混合。
16、根据权利要求15的一种内燃机多点燃油喷射装置。进一步包括大体上用于安装所述阀组件的第一流体(88),和用于有效地安装数个输送导管(80、82、84、86)的第二壳体(114或114a或114b或114c或114g或114f)其中所述第二壳体(114或114a或114b或114c或114g或114f)中有接收超大气压力空气的空气腔室(210或376或390)。
17、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,进一步包括压力调节装置(120),与超大气压力空气和压力调节装置(120)相连通的管道(368)和与超大气压力燃油和压力调节装置(120)相连通的孔道(172)使压力调节装置(120)能响应超大气压力空气的压力值的变化和超大气压力燃油的压力值的变化,从而进行压力调节使所述燃油计量通道(274、276、278、280)的两端之间的压力差基本上保持恒定。
18、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置。其中在所述空气腔室(210或376或390)中的超大气压力空气的压力值随着所述发动机接近节气门大开的发动机工况增加。
19、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中供入到所述空气腔室的超大气压力空气大小是未调节的,其中供入所述燃油计量通道中的超大气压力燃油的压力大小是未调节的,此外还包括压力响应装置(120,与超大气压力空气和压力调节装置(120)相连通的管道(368)和与超大气压力燃油和压力调节装置(120)相连通的孔道(172)使所述压力响应装置(120)能响应超大气压力空气的压力值的变化和超大压力燃油的压力值的变化,从而进行压力调节使所述燃油计量通道(274、276、278、280)的两端之间的压力差基本上保持不变。
20、根据权利要求19的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述压力响应装置(120)包括压力调节阀元件(146、154),所述压力调节阀元件可使各种不同量的燃油返回所述燃油源,以此保持所述压力差的基本不变。
21、根据权利要求5的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中在所述空气腔室中的超大气压力空气来自外界空气源(14)并且是未加热的。
22、根据权利要求15的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中每个所述的入口端元件(216)与所述的各个导管部分(312)相连接。
23、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述位置可改变的阀元件有大体为球形结构(502…502)的阀表面。
24、根据权利要求23的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中供入空气腔室的超大气压力空气的压力大小是未调节的,供入所述燃油计量通道中的超大气压力燃油的压力大小是未调节的,此外还包括压力响应装置(120),与超大气压力空气和压力调节装置(120)相连通的管道(368)和与超大气压力燃油和压力调节装置(120)相连通的孔道(172),使所述压力响应装置(120)能响应超大气压力空气的未调节的压力值的变化和超大气压力燃油的未调节的压力值的变化,从而进行压力调节使所述燃油计量通道(274、276、278、280)的两端之间的压力差基本上保持不变。
25、根据权利要求1的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中供入每个所述通道(274、276、278、280)下游的所述区域的超大气压力空气的压力大小是未调节的,其中在所述燃油腔室中的燃油压力大小是超大气压力的,此外还包括压力调节装置(120),所述压力调节装置(120)能够响应所述超大气压力空气和燃油的压力值变化,从而通过调节所述超大气压力燃油的压力值,而使空气与燃油压力之间的压力差保持基本恒定。
26、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,进一步包括大体上用于安装所述阀组件的第一壳体(438)和用于安装所述数个输送导管(80、82、84、86)的第二壳体(114f或114g),其中所述第一壳体和第二壳体相互固定在一起,其中所述位置可改变的阀元件具有大体为球形结构(502)的阀表面。其中所述阀支座在所述第二壳体中作有所述燃油计量通道(274、276、278、280)。
27、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述位置可改变的阀元件包括一个管形的阀元件(118),该阀元件(118)中轴向插有部件(112)使之能朝着或离开所述阀支座面(356)轴向移动,所述管形阀元件(118)包括大体上在阀元件(118)朝着或离开阀支座面(356)轴向移动方向的横向方向上延伸出来的阀部分(350、354),当所述阀部分(350、354)支承在所述阀支座面上时,借此可终止通过所述燃油计量通道(274、276、278、280)的流动。
28、根据权利要求2的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述位置可改变的阀元件(118)包括一个管状部分,所述管状部分中插有对阀元件(118)朝着或离开所述支座面(356)的轴向移动进行导向的导向杆部分(260),所述阀元件(118)还包括与所述管状部分为一体的、大体为向外辐射状伸展的阀部分(350、354),其中所述阀支座部件(112)包括一个导向杆部分(260)和大体上在所述导向杆部分的横向上形成的阀支座主体部分(262)。在所述阀支座主体部分(262)中有数个燃油计量通道(274、276、278、280)。所述导向杆部分(260)用于为所述管形部分(118)朝着或离开所述阀支座面(356)的移动导向,所述辐射状阀部分(350、354)当其支承在阀支座面(356)上时能有效地终止通过所述计量通道(274、276、278、280)的流动。
29、根据权利要求3的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述位置可改变的阀元件(118)包括为对该阀元件(118)朝着或离开所述阀支座面(356)的轴向移动进行导向而在其内插有一个导向杆部分(260)的管形部分,和所述管形部分所带有的大体上为辐射状向外伸展的阀部分(350、354),其中所述阀支座面(356)部件包括一个导向杆部分(260)和大体上在所述导向杆部分(260)的横向方向上形成的阀支座主体部分(262),一个在所述阀支座主体部分(262)中形成的。大体围绕所述导向杆部分(260)的燃油分配环槽(272),其中所述数个燃油计量通道(274、276、278、280)穿过所述阀支座主体部分(262)而与所述燃油分配环槽(272)联通,阀支座面大体上围绕出所述燃油分配环槽(272)的周围,其中所述的导向杆部分(260)用于为所述管形部分和所述辐射状阀部分(350、354)在朝着或离开所述阀支座面(356)的轴向移动进行导向,所述辐射状阀部分(350、354)当其支承在所述阀支座面(356)上时能有效地终止燃油流入所述燃油分配环槽(272)和流过所述燃油计量通道(274、276、278、280)。
30、根据权利要求29的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述燃油分配环槽(272)大体上环绕着所述导向杆部分(260)的轴线并处于与所述导向杆部分(260)径向外侧相隔开的位置上;凹腔(364)大体上在所述管形部分和所述导向杆部分(260)之间形成,用于使燃油从其内通过流入所述凹腔(364)的通孔(360、362)穿过所述管形部分而形成,所述阀支座面(356)的第一部分(内侧)大体上环绕在所述凹腔(364)和燃油分配环槽(272)之间,而所述阀支座面(356)的第二部分(外侧)大体上环绕在所述燃油分配环槽(272)的径向外侧处处。从而当所述管形部分和所述辐射状阀部体(350、354)从所述阀支座表面(356)移开时,燃油将从两个方向流入燃油分配环槽(272)中,第一个方向为从所述凹腔(364)的径向向外的方向,第二个方向是径向向内地通过所述阀支座面(356)的所述第二部分(外侧)。
31、根据权利要求27的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中所述的横向伸展的阀部分是可弹性弯曲的(422),从而与不能弯曲的横向伸展的阀部分相比,可弯曲的阀部分(422)在阀支座面(356)上密封时尺寸配合公差范围可以较大。
32、按照权利要求27所述的内燃机多点燃油喷射装置,其特征是上述横向延伸的阀部分是可弯曲的,以致与不弯曲的横向延伸阀部分相比,在与上述阀座的密封中,产生较大的尺寸公差调节。
33、按照权利要求2所述的一种内燃机多点燃油喷射装置,其特征可变化安装的阀构件包括,一个大体为球形结构的阀表面,以及还包括空气分配腔室,上述空气分配腔室位于上述空气腔室的外面,上述空气分配腔室使上述超大气压力空气源和上述空气腔室之间连通以便将上述超大气压力空气提供到上述空气腔室中去。
34、按照权利要求33所述的一种内燃机多点燃油喷射装置,其特征是,包括许多空气通道,分别将上述空气分配腔室与上述空气腔室互相结合。
35、按照权利要求33所述的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中,大体上夹持住上述阀装置的第一壳体,夹持住上述许多传送导管的第二壳体,其特征是,上述第一壳体和上述第二壳体是可操作地互相固定安装,上述阀座由上述第二壳体支持,上述燃油计量通道成形在上述第二壳体中,还包括许多空气通道分别将上述空气分配腔室与上述空气腔室相连结,并且上述许多空气通道成形在上述第二壳体中。
36、按照权利要求2所述的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中,上述可变位的阀构件包括大致球形结构的阀表面,还包括供气通道,上述供气通道位于上述空气腔室的里面,上述供气通道能使上述超大气压力空气源和上述空气腔室之间沟通以便将上述超大气压力空气提供给上述空气腔室。
37、按照权利要求36所述的一种内燃机多点燃油喷射装置,其中大体上夹持住上述阀装置的第一壳体,夹持住上述许多传送导管的第二壳体,其特征是,上述第一壳体和上述第二壳体可操纵地固定安装在一起,上述阀座由上述第二壳体支持,上述燃油计量通道成形在上述第二壳体中,上述供气通道成形在上述第二壳体内。

说明书全文

从总体上来说,本发明涉及燃油喷射装置,更具体地说是涉及到用于计量供给相关联的燃烧发动机的燃油量的燃油喷射系统和燃油喷射装置。

尽管在过去的数年中汽车工业为了寻求在竞争上的优势而一直致于提高汽车发动机的燃油经济性,然而各种政府机构认为由此所获得的收益仍然是很不够的,因而这些政府机构就有关发动燃油经济性以及可能由发动机排入大气的废气中的一、碳氢化合物和各种氧化氮的最大许可量而不断制定越来越严格的规定。

为了满足这些严格的规定,在此以前的先有技术提出了采用一种配有电磁式负荷循环型调节装置的汽化器装置,其中汽化器装置仍然起着吸气装置的功能,而被吸入的燃油流量则可根据能够指示发动机运转情况和其它伴随情况的反馈信号由负荷循环阀门调节装置进行可控制地调整。总的来说,这种汽化器装置还不能够满足上述越来越严格的规定。

先有技术中还提出了采用燃油计量喷射装置(或供油量调节喷射装置),在装置中有一些喷嘴组件装在活塞发动机各个汽缸的进气阀处,这些喷嘴组件接收来自一个公共的燃油计量源的燃油(其压力大于大气压力)并按照与发动机运转的时间关系,定时地将燃油直接射入发动机的各个汽缸中。这种燃油喷射装置,除了成本高外,由于要求在非常宽的计量燃油流量范围内提供计量的燃油流量,因此还没有证明是普遍成功的。一般地,这些先有技术的燃油喷射装置在所要求的计量燃油流量范围的一端是非常精确的,而在相同计量燃油流量范围的另一端则是相对不精确的。而且当使得这些先有技术的燃油喷射系统在所要求的计量燃油流量范围的中间部分是精确的时,通常在其相同范围的两端则是相对不精确的。采用改变这 种先有技术的燃油喷射装置的燃油计量特性的信号反馈装置并没有解决计量不精确的问题,这是因为该问题通常由以下这些因素相互之间关联着,这些因素是:喷油嘴的有效喷孔面积;由相关联的喷嘴柱针或阀门调节部件所要求的比较运动;阀门调节部件或喷嘴的惯性;以及喷嘴开启压力(即喷嘴打开时的压力)。很明显,所要求的计量燃油流量速率越小,这些因素对其影响就变得越大。

在此之前,先有技术中还有采用装有一个或多个电磁式负荷循环型的燃油计量阀门调节装置的节气门段,计量的燃油由燃油计量阀门调节装置喷入流过节气门段的空气流中然后进入发动机进行道中。即使这种结构大体上能有效地提供精细控制的计量燃油流量速率,但它们在满足上述越来越严格的规定的能力还是有限的。这种无能为力的原因至少部分是由于在这种装置系统中节气门段是与空气和雾化了的燃油的混合气在被供入各个发动机汽缸时所通过的发动机进气管道结合在一起使用的。由于设计上的缺点,发动机特性、成本因素以及在制造基本上是相同的进气管道上缺乏重复性,当其它发动机汽缸配以它们所要求的理想配比燃油空气比时,另一些发动机汽缸则供油不足。结果,整个燃油输送系统的浓度(就燃油而言)就得增加,以达到一种燃油-空气比,为那些在其它情况下将是供油不足的发动机汽缸提供所要求的理想配比的燃油-空气比,以达到发动机的正常运转。但是,这样做,其它发动机汽缸中的燃油空气混合气的浓度实际上是过浓的(就燃油而言),由此导致发动机的燃油经济性降低和发动机产生的排放物增加。

在此以前的先有技术还提出了采用一种节气门段,它仅仅用于控制流入相联的发动机进气管道中的空气流量速率并和一些电磁式负荷循环型的燃油计量阀门调节装置相结合使用。各个所述的这些负荷循环阀门调节装置都装于距各个发动机气缸非常接近的位置以便由此在各个点计量燃油并将燃油输入进气系统,而上述各点至少位于接近于相关联的发动机汽缸的 进气门处。在这种结构中装配一个在大于大气压力下调节的公共燃油管道,它将未计量的燃油供入执行计量功能的各个负载循环阀门调节装置中。为了达到最佳性能,系统中的多个阀门调节装置在配置到发动机上时必须是相互流量匹配的。此外,当一个或多个负载循环阀门调节装置不能工作时,要将所有的负载循环阀门调节装置都换掉,以便以此再达到发动机的一组相匹配的喷嘴。而且如果喷嘴中或负载循环阀门调节装置的一个开始不能正常工作,且如果使用了废气组分传感器和反馈信号发生装置,相联的电子控制装置则将试图进一步增加或减小(似情况而定)剩余喷嘴组件的燃油空气比的浓度,因为由废气反馈信号不能区别所检测到的废气组分的变化是否是由于一个或多个喷嘴组件的不正常工作所引起或者是否整个系统需要对计量燃油流量进行调节。

本发明的目的是提供一种多点燃油装置,它可以按发动机工况的要求控制调节燃油流量,精确供给计量燃油,使发动机在各工况下对各汽缸都能按要求供油,使之正常运转,从而提高燃油经济性,减少排放物。

根据本发明,一个用于与之相关的燃烧发动机(该发动机有数个燃烧汽缸,每个汽缸配有进气阀装置)的燃油计量系统包括数个燃油喷嘴,一个燃油计量阀门调节元件,该阀门调节元件可以根据(喷嘴的)开和关的位置来回移动从而使燃油流过数个燃油喷嘴或使燃油流动终止,并由此计量通过所述喷嘴的燃油流量率,用于使所述计量阀门调节元件移向所述开和关位置的电磁电机,各种腔室,将具有超大气压力的空气供入某个第一腔室的管道,以及数个与所述腔室相连通的燃油-空气输送导管,所述数个燃油-空气输送导管能有效地接受经过所述喷嘴计量了的燃油和接受位于所述腔室中的超大气压力空 气,并且将由所述计量的燃油和超大气压力空气所组成、呈燃油空气乳化物状的流体输送到燃烧发动机的各个相互隔开的接受区域。

本发明的各种总体的和具体的目的、优点和特性在参照附图阅读以下详细说明书后将会变得很明显。

在附图中,其中为了清楚起见,某些部件元件可以从一个或多个视图中省去。

图1是一个根据本发明的燃油计量系统的视图,其中图示地示意表示的元件和部件以简化的方式给出了一个用于与之相关联的燃烧发动机的整个燃油供给和计量系统;

图2是图1的燃油计量装置在部分拆除和剖开时的一个相对放大了的视图;

图3是图2中元件之一的平面图;

图4是基本上沿图3中4-4线的平面截取的并从其箭头方向看去的视图;

图5是基本上沿图3中5-5线的平面截取的并从其箭头方向看去的视图;

图6是基本上沿图5中6-6线的平面截取的并从其箭头方向看去的视图;

图7是基本上沿图3中7-7线截取的平面并从其箭头方向看去的剖面视图;

图8是基本上沿图6中8-8线截取的平面并从其箭头方向看去的剖面视图;

图9是图2中的另一元件的视图;

图10是基本上沿图9中10-10线截取的平面并从其箭头方向看去的剖面视图;

图11是基本上沿图12中11-11线截取的平面并从其箭头方向看去的剖面视图;

图12是图2中的另一元件的放大的局部轴向剖视图;

图13是基本上沿图12中13-13线截取的平面并从其箭头方向看去的另一个放大的视图;

图14是图2中装置以及图1装置的局部放大视图;

图15是与图14相似的一个视图,但它表示的是本发明的另一实施例;

图16是与图14或图15相似的视图并表示本发明的另一实施例;

图17是与图14、图15或图16中任何一个相似的视图且表示本发明的另一个实施例;

图18是示于图2、12、14、15、16和17中的任一图中的元件之一的局部放大剖视图,并示出该元件的结构改型;

图19是在图2、12、14、15、16和17中的任一图中示出的装置的局部放大剖视图,并示出所绘出的元件的结构改型;

图20是一个与图13相似的视图并示出其中的结构改型;

图21是基本上沿图20中21-21线截取的平面并从其箭头方向看去的剖面视图;

图22是一个与图14、15、16、17和19中任一视图相似的视图并示出本发明的另一个实施例;

图23是与图22相似的视图,并示出本发明的又一个实施例;

图24是一个可在本发明中应用的装置的局部示意视图;

现在详细参照附图,图1示出一个燃油计量和输送装置或系统10,一个燃烧发动机(或内燃机)12,一个空气供给装置14,一个燃油贮存箱或油箱16,和一个与之相关联的控制装置18。

发动机12可以具有歧气管式的进气通道20,它可通过进气通过22与周围大气相通。在进气道装置22中有一个装在枢轴上并可以手动地变换位置的节气门24。一个进气空气滤清器(图中未示出但是众所周知的部件)连接到进气通道22的进气端。在所示的实施例中,发动机12用一个四汽缸发动机来描述,进气歧管或通道20与各个发动机汽缸的各个进气道相联通, 如在26、28、30和32等处。正如在这种技术中所公知的,这种进气道可以由通常称作发动机进气阀的部件来控制,这些进气阀按照与发动机运动的时间关系,定时地开启和关闭。发动机排气管34与各个发动机汽缸的排气道相联通并与一个发动机排气导管36相联通。排气导管36将发动机的废气排入大气。

控制装置18例如可以包括能够接受一个或多个参数型输入信号并根据该信号产生有关联的输出信号的合适的电子逻辑型控制和功率输出装置。例如,发动机温度响应传感器38可以经传输线40给控制装置18提供一个能够指示发动机温度的信号;检测器42可以测出发动机废气中的相对氧含量(在发动机排气导管36范围内)并经过传输线44给控制装置18提供一个指示该相对氧含量的信号;发动机转速响应传感器46可以经传输线48给控制装置18提供一个指示发动机转速的信号,而例如可以由发动机进气系统的节气门24的位置指示的发动机负荷可以经传输线50给控制装置18提供一个信号。传输线50联接到发动机操纵者的脚动节气门踏板操纵杆52上并由同一个传输线或与之相联的传输线54与控制装置18相联接。电源56和有关的开关58可经导线60和62联接到控制装置18以给其供电。控制装置18的输出端分别经导线64和66与计量装置10的电接头68和70进行电联接,而计量装置10的电接头68和70又与一个有关联的电场产生线圈的相对的电接头进行电联接。

油箱或燃油贮存箱16给相联的燃油72供以燃油(燃油泵72可以安装于油箱16内部),而燃油泵72又经过导管74将燃油在超大气压力下供入到计量装置10的入口处。出口或返回导管76用于将过量的燃油送回到泵72的一个上游区域,例如送回到油箱16中。

空气供给装置14用于将超大气压力空气经过导管78供给计量与供给装置10。

燃油空气乳化物输送导管80、82、84和86用于将来自计量装置的燃油 空气乳化物输送到至少与各个发动机汽缸的进气道非常接近的输出和接收区域,而这些进气道一般位于进气部分26、28、30和32附近。

详细参照图2~10,如图所示,计量装置包括一个主体或外壳88,其中有一个通常是圆柱形的阶梯孔90,孔90中可滑动地装有一个一般为环形端部的可由材制作的元件92,元件92本身有一个第一周边凹槽,在凹槽中部分地安装一个O形环94并使该环定位,用以防止液体(此处为燃油)从此流过。

一个大体上是管状的壳体件96紧紧地安装在孔90中并轴向支撑在环形端部的元件92的上表面98上(如图2所示)。上述上表面98中有一个圆形槽部分地安装并定位一个O形环100,该环用于密封和防止当一个相关联的线轴104的并置轴端102安置到表面98上时燃油从此处流过。

线轴104上装有一个产生电场的线圈106,如前所述,该线圈与接头68和70(图1)电联接。整个分装置包括环形端部的端元件92、壳体件96、线轴104、线圈106、接头68和70、和极元件(图中未示但在本技术中许多都是公知的),这些部件由合适的压板108和相关联的合适的固件(其中一个示于110)都装在并密封在孔或内腔90中。

一个导杆喷嘴元件112相配地装于在主体88中形成的一个相互配合的深孔中并抵着可以认为是分配器组件115的一个相互配合的外壳部分114。一个O形密封环116大体上位于外壳主体88和元件112的凸缘形端部之间,用于防止燃油从此处流过。大体是管形的元件118插在元件112的杆部上并可相对于元件112的杆部移动。大体上,一当使线圈106通电激磁,将使元件118克服弹簧119的阻力而向上移动(见图2),从而使其凸缘形底端大开在导向杆和喷嘴元件112中形成的、以前是关闭的液体流道或喷嘴。

如图所示一种燃油压力调节装置120包括一个在主体88内形成的第一腔室122和一个在罩形外壳部件126内形成的第二腔室124,其上装有一 个压力响应的可移动薄膜片或薄壁件128,恰当地夹在其外缘上从而有效地分隔开腔室122和124并在它们之间形成一个公共壁。一个阀支座130有一个环形部分借此顶在腔室122内的膜片128一侧上,而阀支座130的另一部分134穿过膜片128和一个背面支承板136并固装在该背面支承板136上。弹簧138的一端与背面支承板136相配合地联接起来,弹簧138的另一端联接到一个弹簧架部件140上,而部件140则由一个调节螺栓142支承。一旦达到合适的压力调整(如通过调节螺栓142),则外部开口最好是由合适的密封件144密封闭死。

阀支座130有一个内腔用于容纳球阀件146,该球阀件146做成具有一个平的阀表面148。球阀146大体上可以通过阀支座130的部位150而夹持在阀支座130内。部位150紧贴着球阀146而制作于阀支座130上。此外,阀支座130可以有一个孔部分,在其中装配一个弹簧以持续地支承球阀146,并且由此通过磨擦力大大减小(如果不是完全消除)球阀146从其对着阀座元件156的配合落座表面154的所希望的最佳落座动作的方向上移开的任何趋势。阀座元件156本身可以压入主体88中形成的通道或孔道158中。此外,孔道160用于完成阀座元件156、孔道158和管道76之间的联道。

一般地,经管道74供入的燃油流经元件118的外部圆柱形表面162和线轴104的管形部分166的内部圆柱形表面164以及活动通道端元件92的内部圆柱形表面168之间的环形空间。流经该环形空间的燃油最终流入到腔室形部分170,并从此处计量输送给发动机(这将在以后详细说明)。孔道172与腔室170相联通,用于将腔室170内的燃油供入腔室122,使燃油压力作用到膜片或可移动的薄壁128上。一般地,每当燃油压力超过一预定的大小后,膜片128就将克服弹簧138的阻力进一步向右移,由此,球阀146将沿着离开其相配落座表面154的方向移动,使一部分燃油经阀座156、孔道158和返回管道76而绕流掉。压力调节阀元件146的这种开 和关动作用于维持基本上是恒定的燃油计量压力差。

孔道174可以作于主体88内,用于接受来自管道78的超大气压力空气并将该空气导入分配器装置115的接收区域。

还要参照图3~8,分配器主体114包括一个上部安装表面176(如图2、5、7和8中任一图所示),可以利用这个表面与主体88的配合表面178配合安装。主体114可以有一个大体上是长方体的外部结构,形成侧壁180、182、184和186(它们各自相交接的都做成圆角)。

分配器主体114的底表面188可以是锥体结构,当从一平表面或与表面176平行的表面测量时,锥体结构的倾斜角例如可为9.0°。

如图2、3、7和8所示,主体114中在上表面176上有一个凹槽190,因此当主体114紧固到外壳主体88上时,这个凹槽190可以变成一个腔室或集流腔。一个第二凹槽192位于凹槽190径向外围处,用来安装一个O形密封环194,当主体114固装到外壳主体88上后,密封环194就在其间形成一个油封。

在公开的实施例中,配备有键销部件以保证一些元部零件之间的预先选定的物理关系。这将在以后详细描述。但在此处仅仅指出相配盲孔(一端密封)是在外壳主体88和主体114中形成的并在其中安放相配的键或定位销。在主体114中形成的盲孔由196和198示出(图3),它们在直径方向上相对布置且垂直于表面176。

在示出的实施例中,四个大体上是圆柱形的通道200、202、204和206穿过主体114并制作成最好使它们的轴线相交于一个公共点,该公共点也位于轴208的垂直沿长线上。此外,在公开的实施例中,所述通道200、202、204和206的各轴与轴线208大约成9.0°的角。

如图7中由通道200和204中的每个最佳地且典型地示出的那样,每个通道200、202、204和206最好由一个与依次布置的相对扩大的第一圆柱形通道部分和一个依次布置在更下一级的更加扩大的圆柱形通道214 组成。

如在图3和7中能更好地看到,一些狭槽或凹槽220、222、224和226也在主体114中的表面176上作出以便当主体114装到外壳主体88上后使分配器腔室190与通道200、202、204和206之间能分别相互联通。更具体地说,这些狭槽(有作用地形成的通道)220、222、224和226在通道200、202、204和206各自的管道部分210处和其内分别与这些通道相联通。

在示出的实施例中,每个燃油空气输送导管80、82、84和86都配有一个端部连接件216,密封地安装在各个通道200、202、204和206内。当这样安装时,所有的端部连接件216都可以用一个抵住物或夹紧件218(图2、9和10)牢固地安装在主体114中。夹紧件218如图所示包括一个大体上位于中间的主体部分228,该部分大体上弯成一个具有72.0°左右的锥形夹角的内固定表面230的锥形轮廓。在中间主体部分228的两个相对的端部是大体上横向伸展的整体成形的小翼形部分232和234,在其中作有螺栓或螺钉间隙孔236和238。在中间主体部分228上作有一些开口240、242、244和246,并使这些开口相对于连接着孔236和238的轴的直线成某一角度布置,而相对着的两对开口大体上是正交的,如图9所示。

还参照图3~8,主体114上有一些螺栓或螺钉通孔248、250、252和254。在主体114的底端,围绕着孔248和250,分别作有平表面256和258。在将主体114装到外壳主体88上时,螺栓体或螺钉体首先通过孔248和250并被固定。燃油空气输送导管80、82、84和86以及它们各自的连接件216可以恰当地插入,然后使用夹持件218夹住输送导管而使其轴向抵住各个连接件216的外端。螺栓体或螺钉体分别穿过主体夹持件218的孔236和238和主体114的孔254和250,然后在由外壳主体88中作出的螺纹部分中拧紧。当装配好之后,如图2大体地示出,空气孔道 174便位于与空气分配腔室190相联通的位置。

详细参照图11~13,如图所示导杆喷嘴元件112(它可以例如用不锈钢制作)包括一个基本上是圆柱形的导杆部分260和一个与导杆整体作成的圆盘形喷嘴头部分262。喷嘴头部分262一般有两个喷嘴头厚度,即大体上径向外部分264的厚度相对是减小的,而径向内部分266的厚度相对是增加的。在优选的实施例中,喷嘴头部分264和266通过一个朝中心轴270倾斜45°角左右的斜面或锥形面268而相互捏合在一起。

在部分266中制作有一个环形凹槽272并使其轴线基本上与轴线270共线以及使其上端(如图12所示)开着。一起燃油喷嘴或通道274、276、278和280作于喷嘴头部分262中并使得它们各自的上端(如图12所示)与燃油分配环槽272相联通以及使它们各自的下端284、286、288和290在喷嘴头部分262的底端表面282上是打开的。

在公开的实施例中,有四个这样的燃油喷嘴274、276、278和280(如图13所示),它们以90°角间隔围绕着燃油集流腔或燃油分配凹槽272布置,并且每个喷嘴轴线都相对于中心轴270倾斜9.0°。

如图2和12所示,导杆部分260在其底端有一个有直径减小的圆柱形部分292。在喷嘴头部分266中作有一个V形环槽,它基本与圆柱形部分292相邻接且径向向内与燃油集流腔272隔开。

如从图11中能更好地看到,径向相对布置的键槽或开口296和298作于喷嘴头262中,用于配合装配前面所述的键销部件。

详细参照图14,其中只示出和考虑了数个燃油空气输送管或导管中的一个,两个键联接销300中的一个(为了清楚起见示于不在应有的位置上)用虚线画出,被压入分配器主体部分114的盲孔196中,联接喷嘴头262的销槽296,并且也压入外壳主体88内的且在同一直线上的盲孔302。一个相同或相似的键联接结构(未示出)由喷嘴头262的销槽298、分配器主体114中的盲孔198、键联接或定位销(如300所示)和当然还有在 外壳主体88中作出的一个第二相配盲孔(如盲孔302)所组成。当这些部件象图14和2中那样装配起来后,轴208和270可以认为形成了一个单一的轴303。

如典型地示于图14中,端部联接件216(它们最好是由例如尼龙等塑性材料作成)最好是由大体上呈环状的在其全开端有一个辐射状凸缘部分306的主体部分304和一个大体上是圆柱形的轴向伸展的、其直径相对减小的部分308所组成。一个管形导管部件312的一端部310合适地安装并夹紧在杯状主体部分304的内部314中。通过导管部件312的流道316与在部分308中形成的大体上为锥形的孔道318在同一中心线上,并使得孔道318的外部开口端320指向相关联的燃油喷嘴(此处为喷嘴274)且逐渐变细使其最内的一端322的横截面流通面积减小到大体上等于流道316的横截流通面积。在优选的实施例中,管形导管部件312由例如“Teflon”(特氟隆)等塑性材料制作。“Teflon”是美国特拉华州、威尔明顿市(Delaware、Wilmington)Du    Pont    de    Nemours,E.I.&    Co.(公司名)的一个商标,表示四氟乙烯氟碳聚合物材料。此外,在优选的实施例中,在制造期间,顶部联接件216直接铸入管形导管部件312的端部,由此同时联接该端部并密封住其间的任何流动。当联接件216和相联的管形件装配到分配器主体114上时,端部联接件216紧紧地装于通道或导管部位210和212中,而凸台306通过夹持件218大体上向内压入孔214中(见图7)。一个合适的O形密封环324大体上安放在且压紧在联接件216的并置的台肩和通道之间(此处通道为200)。也如典型地示于图14中的那样,燃油空气输送管或导管中的每一个(此处为80)最好包括一个输出端部联接件326,它适当地紧固在发动机进气系统上,如安装在发动机进气管道20上。

在公开的实施例中,进气管道20(当然,它是简化示出的,可以包括具有各自延伸到燃油输出和接收区域26、28、30和32的流道的任何希望的 结构)有一个圆柱形的孔328和一个向内延伸、向内逐渐缩小的锥形通道330,该通道由此延伸并通到进气通道的内部,在此处,要求距发动机进气道或进气阀非常接近下输出燃油。

如图所示,典型的输出端部联接件326可以包括一个位于上部的大体为圆柱形的并有一个周向延伸的凹槽334的第一主体部分332,和一个整体制成的、向下悬垂的、向内逐渐缩小的、大体上呈锥形的主体部分336。一个环形的径向向外延伸的环形凹槽338位于圆柱形孔328的壁内。当端部联接件326如图示那样安装到位后,凹槽338基本上与凹槽334是并列的。

在优选的实施例中,输出端部联接件由例如“Teflon”等塑性材料制作,而且直接铸入例如管形件312的输出端部分340,从而即夹持住该端部分340又有效地密封住端部340和联接件326的并列的内部342之间的流动。当联接件326安装到位后,通过将一个O形环安装在凹槽338和334中,使得O形环以与进气部件20相配的关系有效地紧和固定端部联接件326。该O形环344也用来密封住任何由此经过的流动。

还是主要地参照图14,如图所示,阀门调节部件(或阀元件)118有一个轴向延伸的管形体346,它的内部圆柱形表面348可以相对于可滑动地插入到其内的元件112的导杆部分260进行移动。在其下端(如图14所示),阀门调节部件118有一个整体制作的向外延伸的凸缘350,该凸缘350的上表面352上顶接着弹簧119的一端,其下表面当使其支持在表面356上(见图13)而有效地包围住燃油分配通道和凹槽272时,可用作阀门调节表面。弹簧119的另一端可以安装在端部元件92形成的支承表面358上。大体上接近于管形阀元件118的底端的壁中有一些通孔或通道,其中的两个通孔示于360和362。这些通孔用于完成腔室170(位于阀元件118径向外侧)与环形空间364之间的自由联通。环形空间364位于阀元件118的圆柱形内表面348与导杆喷嘴元件112的圆柱形部分292之间。 如图14清楚地示出,在该优选的实施例中,该环形空间364是与环形凹槽294相联通的。

在优选的实施例中,阀元件118也是电枢,因此当线圈106通电激磁时,将引起阀元件118克服弹簧119的弹性阻力而向上移动(见图1和14),从而使燃油分配环272与腔室170中的压力调节的超大气压力燃油相通并使燃油通过喷嘴274、276、278和280进行计量,然后分别从出口284、286、288和290射出(也参见图11)。

在公开的实施例中,计量的燃油流量率原则上将取决于相对时间百分率,即在一个任意循环时间或经过的时间以内,阀元件118相对地关闭于或压紧在喷嘴主体部分262的支座面356上(的时间)与阀元件118开启或离开相配的支座面356的时间百分率的比较。

这取决于控制装置18对线圈106的输出,而这又取决于控制装置18所接收到的各种参数信号。例如,如果氧组分检测器传感器42测出需要进一步增加供给发动机的流动的液体油气中的燃油浓度并发出一个反应该情况的信号送给控制装置18,则控制装置18反过来就要求阀元件118的打开的时间百分率增大,从而增加所要求的计量燃油流量的速率。因此,我们将看到,给出任何选定的发动机运转和/或环境条件的参数和/或指示,控制装置18将响应由此产生的信号,使线圈106适当的通电或断电(引起阀元件118的相应的移动),从而获得所要求的供给发动机的燃油流量率。

更具体地说,假设线圈106处于断电失磁状态,弹簧119将使阀元件118沿着导杆部分260向下移动,使得阀元件118的下轴端面或阀门调节表面354密封地落座在喷嘴主体262的配合支座面356上,从而防止燃油从腔室170流入燃油分配环槽272中。

当线圈通电后,产生磁通,该磁通也包围住作为电枢的阀元件118,而克服弹簧119的阻力将阀元件118沿着导杆部分260向上拉,直到顶住与其相关联的止动件。该止动件确定电枢阀元件118的总行程或移动总距 离。电枢阀元件118从其落座或关闭位置到顶住所述有关联的止动件时的全开位置的这段总行程或移动总距离可以例如为0.05毫米左右。应该清楚地看到,在全开行程和全闭行程中,阀元件118都是在导杆部分260上导向的。

在发动机运转期间(包括发动机起动),由空气源14将加压的空气输送到孔道174中。如此供给的空气被导入大体上围绕着通道200、202、204和206的空气分配腔室190中。中间相接的通道220、222、224和226用于将加压空气从空气分配腔室190中传送到各个通道200、202、204和206中,并由此使空气流入端部联接件216的大体上为锥形的开口318中。同时,阀元件118快速地周期性打开和关闭。在打开期间,腔室170内的压力燃油以连续燃油经过每个喷嘴274、276、278和280进行计量。由此计量的燃油沿着理想上分别与喷嘴274、276、278和280的各轴同轴线的路线和方向从各个出口或输出孔284、286、288和290射出。而在理想情况下,各个喷嘴274、276、278和280的轴也是与通道200、202、204和206中的端部联接件318的各个轴同轴线的。

可以看到(尤其参照图14),这样供给的加压空气和从计量喷嘴或通道(由274典型示出)射出的计量燃油都沿同一方向流入到锥形腔室318中。腔室318有效地起着一个收集和/或混合腔室的作用,即流入腔室318中的计量燃油和空气由腔室318有效收集起来并当该搀和在一起的燃油和空气流沿着腔室内壁轴向流向通道316时,燃料油和空气在一定的程度上进行相互混合。这种搀和的燃油空气流可以认为是燃油和空气气流与作为沿着并穿过输送通道316将燃油输送到最终射入发动机接收区域366的那点的主要媒介物的空气之间的乳化物。

在优选的实施例中,供给空气分配装置的空气工作压力可以例如在15-40磅/英寸2(表压)(在标准条件下),而在腔室170中的燃油的可调压力的大小可以为装置14供给的空气所具有的压力之间增加大约1大气压 的差值。每个输送通道316的横截面直径可以大约为0.80-1.50毫米。在本发明所试验的一个成功的实施例中,输送通道316的横截面直径大约为0.85毫米,每个燃油喷嘴(其中一个为274)的横截面直径大约为0.50毫米。

由于装置14供给的空气压力值相对较高,因此通过输送通道316的流动速度始终很高,这不仅导致从通道中将燃油空气乳化物输送出走,而且使燃油空气乳化物至少产生两相流流动,这将使这种燃油空气乳化物在流到并射入接收区域366过程中产生连续相互混合作用。作为燃油空气乳化物的这种高速流动、流相变化和不断混合的结果,在将燃油空气乳化物射入发动机内的平均燃油油滴尺寸可以小到10-30微米,从而大大减少发动机在稀浓度(指燃油)混合气工况下的排放物。

此外,在优选的实施例中,由空气供给装置14供给输送管或导管80、82、84、和86的空气容积流量率比维持发动机空转所要求的空气量要小二分子之一至三分之一。由装置14提供的空气只是用来在将燃油输送到指定的发动机接收区域的过程中输送、乳化燃油并使燃油油滴分裂以减小其尺寸。就既维持发动机空转也保证任何发动机工况所要求的空气平衡问题,可以由能够任意打开或关闭的节气门装置(在图1中简单地示为24)来解决,该节气门装置控制着进入发动机进气装置20中的空气流量。

仍然主要地参照图14,可以看到,在所示的实施例中加压燃油不仅充满环形腔室364,而且也充满与腔室364直接相联通的环形凹槽364甚至当电枢阀元件118处于其落座的关闭位置即支承在与其相配的支座面356上时也是这种情况)。这样,每当计量阀元件118移至其一个打开的位置时,燃油就能从两个径向方向流向燃油分配环槽或通道272。更具体地说,当电枢计量阀元件118向上移动到一个打开位置时(见图2和14),凹槽294中的加压燃油迅速地在并列的计量阀元件118的表面354和喷嘴头262的表面356之间径向向外地流向环形凹槽272中;同时,大体上位于 例如表面268(图12)径向外侧的腔室170中的燃油迅速地在并列的表面354和356之间径向向内地流入同一个的环形凹槽272。这样,每次当阀元件118向一个打开的位置移动时,都保证整个燃油分配凹槽272能被燃油充满并承受腔室170燃油压力的作用。

应当清楚的是,图14只是用来公开和说明(连同其它部分)由80单独指出的燃油输送导管的一个典型结构。在图1所示的实施例(图14是其一个放大的局部剖视图)中,四个输送导管80、82、84和86分别与发动机12的相互隔开的燃油接收区域相联通。其余的输送导管82、84和86可以与输送导管80相同并分别与喷嘴276、278和280相联通以及分别经通道222、224和226与空气分配腔室190相联通。就关于输送导管80而描述的燃油空气乳化物的产生,燃油空气乳化物的多相流情况,燃油空气乳化物的连续混合和喷射到发动机中的燃油油滴尺寸等方面的说明同样能很好地应用于对其余的输送导管82、84和86的说明。此外,可明显地看到,本发明也能应用于要求例如五个、六个、八个或任何个数的这样的用于燃油输送到各个发动机燃烧室中去的输送导管的其它发动机。

应该指出,在实施本发明中也已经发现如果所有燃油空气乳化物的输送导管具有基本上相同的有效长度而尽可能地与现有条件相匹配,则能获得最佳效果。

现在应该很明显地看到,本发明提供了一种单一燃油计量阀元件,它能有效地计量输送到发动机的数个相互隔开的燃油接收区域或接收通道的燃油,并由试验表明,任意两个输送导管之间的燃油输送量的变化率小于2%,而且与先有技术的普通多点燃油喷射系统相比较,装配有本发明的燃油计量和供给系统的发动机发出至少是相同的扭矩并展示改善了燃油经济性,汽车起动性能和总的运行性能,减少了的发动机废气排放物以及大大增加了的稀浓度(燃油)燃烧工作范围。

此外,在本发明的优选实施例中,供给空气分配器190的加压空气的 现有数量,因而也是提供给各个通道200、202    204和206的空气压力,与燃油压力调节装置的腔室124相联通,从而使膜片128两边的压力差等于喷嘴或计量出口274、276、278和280两端之间的压力差。这样,无论供给空气分配腔室190的空气压力值如何变化,燃油计量压差将基本保持不变。虽然空气压力与压力调节装置腔室124的联通可以由任何合适的方式实现(例如采用大体上在外壳主体88和罩壳126内部形成的孔道,这些孔道实际可以与孔道174的输出端联通。)但所描述的这种联通(尤其是为了清楚起见)是通过一个大体上位于外部的导管368来完成的。该导管368的一端经过通道370与腔室124联通,另一端经过孔道或通道372与空气分配腔室190联通。

图15是与图14有些相似的一个视图,它表示本发明的另一个实施例。一般地,在图15中所有与前视图中相同或相似的元件都用相同的标号表示,而只示出所述另一个实施例的结构以便有必要指出前实施例与图15的实施例之间的不同之处。图1-14中的所有与图15的实施例不一致的其它元件可以认为是构成了图15的整个燃油计量与分配系统。

在图15的实施例中,与图2和图14的结构相比较,主要的区别在于供入的加压空气被输送到大体上在四个输送导管(其中两个示为80和84)之间的某一点处,而不是象图2、3和14中那样输送到空气分配腔室190径向向外的某一区域。亦即,在图15的实施例中,孔道174可以除去,空气输送导管78与基本上位于中间的孔道或通道374相联通。通道374延伸到大体上位于中间位置且具有大体上可以为圆柱形结构的空气分配晚室376中(如图所示)。在本实施例中,作为输送介质的加压空气从腔室376的中部进入腔室376内(在从燃油计量出口或喷嘴274、276、278和280到输送导管80、82、84和86的对准的混合腔室318的各个流动轴线之间),然后以大体为喷泉的形式流入各个混合腔室318-318。而当它朝这些混合腔室流动时,其流动方向基本上在由喷嘴274、276、278和280计量 的燃油流动的同一方向上。

可以提供一个在功能上等效于管道368和通道372(图2)的管道(未示出),按图2所描述的目的,用于直接地联通空气分配腔室376或导管78(或孔道374)和压力调节装置腔室124。一个大体上可为圆盘形结构的中间板形件378可以大体设置在分配器主体114和导杆喷嘴部件112之间。如果设置了该板形件378,则在其中制有数个通孔(其中两个示为380和382)以使来自各个计量喷嘴的计量燃油通过空气分配腔室376流入对准的混合腔室318-318。

图16是与图14和15有些相似的视图,它示出了本发明的另一个实施例。一般地,在图16中所有与以前的视图中相同或相似的元件都用相同的标号表示,而只示出所述的另一个实施例的结构,以便有必要指出前面各实施例与图16的实施例之间的不同之处。图1~15中的与图16的实施例不一致的所有其它元件可以认为是构成了图16的整个燃油计量与分配系统。

与图14的实施例不同,但与图15的实施例相似,在图16的实施例中,供入的加压空气被输送到大体上在四个输送导管(其中两个示为80和84)之间的某一点处,而不是象图2、3和14中那样输送到空气分配腔室190径向向外的某一区域。示即,在图16的实施例中,孔道174(图2)可以除去,空气输送导管78与基本上位于中间的孔道或通道388相联通,而通道388与位于中间的腔室部分390相联通。整个孔道式腔室部分(其中三个示为392、394和396)以从轴303向外呈辐射状布置,用以分别完成腔室部分390与输送导管80、82、84和86(只示出其中的两个80和84)的对准的混合腔室318-318之间的联通。这些腔室部分390和管形腔室部分392、394、396(以及没有示出的但与输送导管86相联通的那个管形腔室部分)有效地确定了在功能上与先前的实施例等效的加压空气分配装置。

在图16的结构中,最好使燃油计量喷嘴式通道274、276、278和280(其中只示出274和278)的轴线与轴303是平行的,而不是象前实施例 中那样为倾斜的。分配器主体或外壳114b中有一些通道(示出了其中的3个通道为398、400和402),它们分别是喷嘴部分274、276、278和280对准的延伸部分并分别与空气分配腔室的枝状部分相联通。在这些通道398、400和402与各自对准的部分274、276、278和280的两端存在燃油计量压力差,由此有效地使每对对准的通道部分成为一个燃油计量喷油或通道。

与前面的各个实施例相比较,可以看到,在图16的结构中,加压空气首先流入空气分配腔室部分390,从此处使其径向向外和向下地(见图16)通过空气分配腔室部分392、394、396(以及那个未示出但正对着394的腔室部分)流到输送导管80、82、84和86的各个混合腔室318-318中。当加压空气这样流动时,它则冲击从各个燃油计量喷嘴射出的计量燃油,以大约为切向的方式将此燃油扫入各个混合腔室318-318。

当然可以采用适当的夹持件386以与分配器外壳或主体114b相配装的关系将各个输送导管(如80和84)固定住。

在图16的结构中,可以提供一个在功能上等效于管道368和通道372(图2)的管道(未示出),按照图2所描述的目的,用于在例如空气分配腔室部分390处与空气分配腔室相联通,以及与压力调节装置腔室124相联通。

图17是与图14、15和16有些相似的视图,它示出了本发明的又一个实施例。一般地,在图17中,所有与以前的视图中相同或相似的元件都用相同的标号表示,而只示出图17的实施例的结构,以便有必要指出前面各实施例与图17实施例之间的区别。图1~16中与图17的实施例不一致的所有其它元件可以认为是构成了图17的整个燃油计量和分配系统。

与图14的实施例不同,但与图15和16的实施例相似,在图17的实施例中,供入的加压空气被输送到大体上在四个输送导管(其中的两个示为80和84)之间的某一区域,而不是象图2、3和14中那样输送到空气分配腔 室190径向向外的某一区域。亦即,在图17的实施例中,孔道174(图2)可以除去,而与图15的实施例相似,空气输送导管78与基本上位于中间的孔道或通道374相联通。通道374延伸到大体上位于中间位置且具有大体上可以为圆柱形结构的空气分配腔室376中(如图所示)。

在分配器壳体114c中设有一些孔道式腔室(其中两个示为404和406),用于将空气分配腔室376与每个输送导管(其中两个示为80和84)相互联接起来。

在图17的实施例中,所示出的输送导管(示出两个为80和84)的各个端部联接件216-216与前面各个实施例的端部联接件相比较有所不同。亦即,不象以前具有混合腔室318的各个端部联接件(图14~16),图17的端部联接件216中作有一个通道408,该通道408的横截流通面积和结构可以做得与通道316相一致。此外,主体或壳体114c中有一些中间通道或孔道(其中的两个示于410和412),这些孔道最好具有基本上与通道408相同的横截流通面积和结构。如图所示,所述中间孔道用于完成各个孔道式腔室(如404和406)与各个输送导管(如80和84)之间的联通。在这种结构中,最好是使喷嘴或计量通道274的轴线、孔道式腔室404的轴线、中间孔道410和通道或孔道408的轴线都包含在一个单一平面内,同时该平面也包含轴线303。同样的关系可以应用于输送导管84的278、406、412和408上,以及应用于所有其它输送导管的有关的孔道式腔室和中间孔道上。

此外,如图所示,在图17的结构中,所有孔道式腔室(404、406)设置成从空气分配腔室376向下方延伸(见图17),同时倾斜地逐渐离开轴303。中间孔道(410、412)也与轴303成一角度,但比腔室404、406的倾斜角度要大。

在工作时,空气分配腔室376中的加压空气流入每个孔道式腔室404、406(其余的未示出),空气在这里与从喷嘴或计量通道274、278射出的计 量燃油相混合。换言之,图14~16中的混合腔室318所进行的混合作用,在图17的实施例中是由壳体114c中的孔道式腔室404、406来完成的。

当然可以采用适当的夹持件以与分配器壳体或主体114c相配装的关系将各个输送导管(如80和84)固定住。

图18以更加放大的视图示出了在前面实施例中示出的元件中的一个元件的局部,其结构作了修改。更具体地,在图18中,示出的是导杆喷嘴部件112的头部或喷嘴端部262。环绕着其本来可以是整个径向外侧支座表面356上作了一个倾面倒角或向下倾斜表面416。该表面416的角度不必很大,从图18所示的水平位置418向下且径向向外到某一位置,该角度可以大约为1.0°,或者说与轴270的夹角为89.0°。表面416在实际上尽可以靠近环形燃油分配凹槽或腔室272的位置处与支座面356的径向外侧部分相交切,但又不会切入凹槽272中去,使得紧靠着环形燃油腔室272的径向外侧处形成一个非常狭窄的环形支座面356。这种结构修改增强了从环形凹槽272的径向外侧区域向环形凹槽272内的燃油流动,以及加强了余下的极窄环形支承面356与并置的阀门的落座面354之间的支承与密封。

图18中所说的这种改型可以应用于图2、14、15、16和17中公开的任何实施例。

图19示出了在前面实施例中示出的某些元件的局部相对放大视图,元件的结构有变化。更具体地说,在图19中示出了改型的大体上为管形的阀元件118和导杆喷嘴部件112。在示出的部件112的头部262上,其改变的部分为在其径向内侧和径向外侧作出的支座面356-356,该支座面向轴303的径向外侧伸展,逐渐向上倾斜(见图19)。该倾斜支座面部分可以认为是锥形的,其角度不必很大,从水平位置看可大约为1.0°,如420所示。该角度与相对于轴303的约为89.0°的角度是等同的。阀元件118的改型之处是将其下端的辐射状凸缘422做得非常薄,使其能从所示的正 常位置向上弹性地偏折(见图19)。所述正常位置为阀元件118位于其所示的打开位置。弹簧119不象图2、14、15、16和17中的实施例那样直接顶在凸缘上,而是顶在一个环形弹簧支座元件424上。该环形弹簧支座元件424套在阀元件118的轴向延伸的管形部分上并轴向支承在一个支承在元件118上的相配环形凸肩426上。

在图19的改型中,当弹簧119使阀元件118返回其关闭或落座位置,顶住支座面356-356时,凸缘422的落座表面428首先接触支座面356-356的最高部分并随着阀元件118继续向下移动而产生弹性弯曲。这种弹性弯曲和向下移动继续进行,直到阀元件118密封地支承在支承面356-356的径向内侧和径向外侧的环形部分上。凸缘422的这种弹性弯曲特性能使其落座表面更好地与支座面356-356相配。

图19所公开的改型可以应用于图2、14、15、16和17中公开的任何实施例。

图20和21示出了又一种改型。图20是与图13相似的视图,但表示图13的结构的一种改型结构。一般地,图20中的改型为设想配置数个用于将计量的燃油输入各个输送导管80、82、84和86的喷嘴或燃油计量通道。比较图13和图20的结构,一般来说,图20中的计量喷嘴或出口274a和274b可以取代图13中的单个喷嘴274;而图120中的276a和276b取代图13中的276;图20中的278a和278b取代图13中的278;以及图21中的280a和280b可以取代图13中的单一喷嘴280。

详细参照图20和21并将燃油计量喷嘴对或通道对274a和274b作为其它燃油计量喷嘴对的典型代表,假设点430是与输送导管80相联的端部联接件216的混合腔室318轴线上的一点平行于轴270的投影。在图21中对应的点430如图所示。两个相结合的图20和21、计量喷嘴274a和274b进口端以及点430的相对半径位置(相对于轴270)都表明通道200最好以图14中所示的方式相对于轴270倾斜,即它与端部联接件216具有相同的倾斜度。 但是为了绘图容易和清楚,通道200和端部联接件216都画成垂直向上延伸。

如图21更好地示出,可以看到,计量喷嘴对274a和274b设置得能使由其计量的燃油沿着各自的轴线432和434射出而理想地交于所假设的点430处。由图1中的装置14提供的加压空气自然也可以采用已公开的任何装置以及参阅本文的说明而将变得很明显的其它装置将其引入混合腔室318的入口。

在由图20和21所设想的优选改型结构中,计量喷嘴对274a和274b的轴线相对于轴270是倾斜的。亦即,它们大体上每个都以图14所示的方式径向向外指出,同时大体上相互对指(如图21所示)。

在图20和21中的改型的优选实施例中,计量喷嘴274a、274b、276a、276b、278a、278b、280a和280b的各个入口端大体上在燃油集流腔或凹槽272之内围绕270倾斜地且等距离地分开布置。这样就保证了当燃油从入口端流入燃油凹槽272时,每个入口端具有相等长度的通道。此外,通过给每个输送导管配设数个计量喷嘴,与采用单个计量喷嘴相比较则更有利于在燃油凹槽中的燃油分配和燃油流动。如图13所示,采用单个计量喷嘴时,两相邻计量喷嘴之间的距离自然会更大些。

相应地,设置多个燃油计量喷嘴或出口可以应用于图2、14、15、16和17中的任何实施例。

图22示出本发明的又一个实施例。如前一样,相似的或相同的元件或部件(至少在大部分上)用相同的标号表示。只公开图22的结构,以便有必要对其结构或工作情况有个透彻的理解。任何前面的附图(包括图1)中的其它与图22的结构中不相一致的元件可以认为是构成了本结构的一部分。

现详细参照图22,所示的燃油计量与分配系统10f包括一个大体上为管形杯状主体或壳体438。该主体438在其上端适当地打开(未示出)如图22所示,以在所述开口端安装至少如图所示位于其内的一些部件或元件。

如图一般地示出,壳体438最好有一个轴向延伸的圆柱形内表面440,该内表面440可以终止于一个环形凸缘形成凸肩形表面442,而表面442则从圆柱形内表面440径向向内延伸。

壳体438的外表面444也大体上是圆柱形的,连同其它部分,它上面还有环形凸缘部分446和448,两者相配形成一环形槽用于有效地容纳一个O形密封环450。

在壳体438中有一些大体在径向以一定角度相隔的通孔或通道,其中的两个示为452和454。这些通孔用于完成环形槽456与壳体438内部458之间的联通。环形槽456大体上可以由环形凸缘部分460、凸缘部分446、主体438的外侧和相关联的支承结构464的内表面462围成。

壳体438的上端最好有设置辐射状环形凸缘部分466和468,两者相配在其间形成一个环形槽以容纳一个O形密封环470。壳体438可以有效地向上延伸并且至少部分地伸入绝缘端盖472中。该绝缘端盖472包括一个圆盘形元件或部分474和一个向上指的圆柱形延伸部分476。合适的夹持件478与端部474相接,以便通过将凸缘448轴向支承在支承体464的相配的环形凸肩部分480上,使装置系统10f装配地安装在支承体464上。

如图所示,一个线轴482包括一个置于中间的管形部分484,该部分有两个轴向相间且沿径向伸出的端壁486和488,此外有一个大体向上凸出的部分490,该部分490连同其它部分结构上与电接头68和70的各端部492和494相连接。场线圈106大体缠绕在管式部分484上并轴向位于端壁486和488之间。构成场线圈106的导线两端分别与电接头68和70的两个端部492和494电联接。在优选的实施例中,整个脚板形的部分496由线轴482的端壁488支承并最好是围绕管形部分484的轴以一定角度相间布置,此外,还作为支承件轴向支承着环形定位件498的上表面。

压装在壳体438的内表面440上的环形件500用于使定位件490固定在予定的位置上。如图所示,定位件498用于安装基本上位于定位件498 之内的阀元件502,以使其位于在阀元件502与相配的支座面504之间能获得最佳落座特性的位置。

大体上为管形的极元件506向下伸入到线轴482的管形部分484中,并且极元件506最好有一个环形的阶梯式端面,当球阀元件支承在表面504上时,该阶梯式端面与所示球阀元件502的平表面508可以相隔一定间距。与此时相似,当球阀元件502处于其打开位置时(如通常如描述的),该阶梯式端面也与平表面508相隔一间距,但该间距较小。极元件506可以以螺纹联接方式装于基本上包含在图22纵向画出的部分内的部件上,而极元件506的相对轴向位置可以调节,例如,以确定表面508和极元件端面之间所要求的间距。

一个最好是由非磁性不锈钢制作的管形导向止动销510可滑动地装在芯子或极元件506中并通常向下弹性顶住阀502(见图22),使所述阀元件与有关联的支座面504牢固相接触在一起。

一个位于元件506内孔中的弹簧(未示出)轴向顶装在导向销510与弹簧调节螺丝512的一端之间。弹簧调节螺丝512与极元件506螺纹联接并且由O形密封环恰当地密封以防止此处的泄漏(这是本技术领域为人所知的)。自然由本技术所知,该弹簧调节螺丝的目的是在导向止动销510上获得所要求的弹簧予置力。

如图所示,分配器主体或壳体114f包括一个封闭地装于相配的圆柱形凹腔516内的大体上为圆柱形的上端部分514,凹腔516由壳体438的悬挂部分518内部形成。在上端部分514中有一个凹槽用于装夹一个防止液体从此处流过的O形密封环520。壳体114f可以利用由悬挂部分518的回旋端部或其它成形端部(由标号522一般地表示)安装到壳体438上。这样,使部分514的上端(见图22支撑在壳体438的向内延伸的环形凸缘部分526的表面524上。

壳体或主体114f的相对较低的下端部分528,如图所示,是圆柱形结构 且其直径比上端部分514相对要大些。如图所示,上端部分528密封地装在由相联的支承体464内部所形成的相配圆柱形空腔530内。在下端部分528内设置的一个凹槽用于安装一个防止液体从此处流过的O形密封环532。

如图所示,大体上在分配器主体114f和圆柱形空腔530内壁周围形成一个环形腔室534。在支承体464内的一个通道536与腔室534相联通并适当地装上与空气供给装置或空气泵14相接的导管78。也是在支承体464内的一个第二通道538也与腔室534相联通并适当地装上导管368。导管368按图2所描绘的方式与压力调节装置120相连,以使计量喷嘴或通道(其中两个示为274和278)两端的压力差基本上保持恒定。在相关的支承体464中也可以设置孔道540和542,该两孔道经孔道或通道部分452和454均与环形空间456相联通。通道540又经导管74与燃油供给泵72相联接,而通道542经导管76与压力调节装置120相联通。

在图22所示的实施例的结构中,阀元件502最好由通常市场上有出售的完全符合尺寸要求的铬钢制做。此外,应当明显地看到,阀元件502在整个计量装置10中也起着电枢的作用,当线圈106通电时,部分为平面的球阀元件502被移至其全开位置,如图22大体地示出。

在装配图22的装置时,当阀元件502完全支承(关闭)在相配的支座面504上时,导向件498置于它的周围,以使阀元件502可滑动地包含在穿过导向件498而形成的通道546中。导向通道546与球阀元件502之间可以有一个大约为0.0005英寸的间隙,由此,每当阀元件502被导向止动销510移到其关闭装置时,则大大地有助于阀元件502正确落座。当这种关系达到后,可以用一个摩擦联接的夹持环500将导向件498摩擦锁住在其位置上。夹持环500压在腔室440中并在轴向上顶住定位件或导向件498的阶梯式环形凸肩或凸缘上。为了使进入大体上由凸缘部分526、主体或壳体部分114f的上端和支座面504所围成的腔室中的超大气压力燃油 流动基本不受限制,在定位件或导向件498中也设置了数个通道(或通孔)548。

此外,在图22中的优选实施例结构中,燃油腔室544以沉孔或凹槽的形式制作于分配器主体114f的上端,并使得当阀元件502落座后,燃油腔室544不与关闭的阀元件502的燃油上游相联通。燃油计量喷嘴或通道274、276、278和280(其中只示出274、278)分别位于燃油腔室544和各个通道200、202、204和206的对准的通道部分210-210之间并分别与它们相联通。通道200、202、204和206与例如根据图1~14所作的说明相同。(示出的喷嘴或计量通道274和278以及它们各自的空气供给装置和输送管道可作为希望在任何具体燃油系统上使用的任意数目的这种部件的典型代表)。

一般地,由泵72供给的超大气压力燃油流入环形腔室456,再通过径向通道452、454进入内腔458,从此处再通过数个脚板形部分496之间的空间和导向件498的通道548-548进入腔室525。(对供给内腔的燃油压力大小的调节当然可以按参照图2和14所描述的方式实现。)当电枢阀502向上移动,离开其相配支座面504时,燃油就在打开的阀502和支座面504之间通过并流入燃油腔室或燃油分配腔室544。如此供入燃油腔室544中的压力燃油然后通过燃油计量喷嘴或通道274和278进行计量,并流入和通过通道部分210。如此计量的燃油的流动方向最好在混合腔室318轴线对准的方向上。

同时,由泵14供给的超大气压力空气从导管78流入空气分配腔室或环形腔室534,由此处空气经通道220和224流入各个通道200和204的通道部分210-210。当然,这些空气进入通道部分210-210的进入角是可以改变的,以使其几乎指向混合腔室318-318。不论怎样,计量燃油和空气在各个混合腔室318-318中产生混合作用并以燃油空气乳化物的形式,按参照例如图2和14所描述的方式,经过各个输送导管80、84流入到 发动机中。

当周期性通电的线圈106被断电时,相关联的弹簧(未示出但在本技术利用中是为人所知的且在功能上与弹簧119等效)使导向件510和球阀元件502返回到其顶着阀座504的关闭或落座位置(或状态),由此周期性地切断通过燃油计量喷嘴或通道274和278的计量燃油流动。

图13局部地示出了本发明的又一个实施例。一般地,如前所述,相似或相同的元件或部件(至少在大部分上)均用相同的标号表示。只示出图23的结构,以便有必要对该结构和其工作情况有个透彻的理解。在任何先前的附图中(包括图1)与图23的装置中不相一致的元件可以认为是构成本装置的一部分。

至少在某些方面,图23的实施例是图22的实施例的一种改型,例如就象图15的实施例可以认为是图14的实施例的一种改型。

详细参照图23,一个位于下端的径向向内伸出的凸缘部分550有上下设置的两表面552和554,以及基本位于中间的螺纹部分556。

大体位于下端的分配器主体或壳体114g可以包括一个大体上轴向伸展的上端部分。该部分有一个外螺纹部分558,可以与螺纹部分556进行螺纹联接。一个大体上为圆柱形的开口或通道560(功能上等同于图22中的546)位于分配器壳体114g的上端,用作(如图22中的546)球阀502在其朝着阀支座面504移动中的导向件或定位件。

如图所示,主体438包括一个大体为圆柱形的第一开口腔562和直径相对扩大的圆柱形第二开口腔564。分配器主体114g以大约相似的结构设有一个第一圆柱形外表面566和第二圆柱形外表面568。如图大体地示出,第一圆柱形外表面566可以相当松地装在圆柱形开口腔562内,而第二圆柱形外表面568紧紧地插入并装在圆柱形开口腔564中。由开口腔562和564的圆柱形内表面和圆柱形外表面566和568造成的相对环形凸肩用于容纳防止液体从此处流过的O形密封570。

在装配时,主体114g可以通过螺纹556、558作螺纹旋转,以便达到电枢阀元件502的所希望的行程。在这种螺纹旋转过程中,相配的圆柱形表564和568轴向插入壳体114g中。当达到所希望的行程时,最好将悬垂部分572在主体114g的574处焊住使主体114g锁住,防止相对旋转。当这样装配后,在大体上紧接着凸缘部分550下面形成-环形腔室576,而通过凸缘550形成的数个通道578-578用于提供从内部空间458到腔室576之间的非限制的燃油流动。第二组数个通道580-580用于提供从环形腔室576大体上到导向通道560的内部,以及当阀502打开时,到燃油腔室544之间的非限制的燃油流动。

如图所示,电枢球阀502可以设有一个含封闭端的径向延伸的内孔582,其封闭端位于(球面部分的)曲率半径一侧的某一位置,并与内孔582的开口一侧相对。止回弹簧584的一端与一个与内孔582封闭端相接的球形端部止推件586相联(见图),而弹簧584的相对的另一端与一个位置可调节的弹簧预置力元件588的端部相接。元件588中最好有一个防止液体流动的O形密封环590。

如图所示,壳体114g中有一个内孔或通道592,它在通道200、202、204和206之间(只示出200、204两个),并且向内延伸一段距离使其足以突破每个通道部分210-210而与它们联通。该内孔或通道592可以认为是空气分配腔室,因为它用于给每个通道部分210-210和各个输送导管80、82、84和86(只示出80和84)提供超大气压力的空气。

如在前各个实施例中的一样,当线圈106周期性通电而电枢阀元件502由此周期性打开时,经导管74供给的超大气压力燃油从环形腔室576、通道580-580流入燃油腔室544,从此处燃油通过计量喷嘴或通道274和278进行计量。计量的燃油输入并通过通道部分210-210,流向输送导管80和84的各个混合腔室318-318。同时,经导管78供给的超大气压力空气从空气分配腔室592每个通道部分210-210流动并流入输送导管80和 84的各个混合腔室318-318。当空气和燃油流进入混合腔室318-318,其总的流动方向是在用一轴向方向上。燃油与空气的相互混合和由此产生的燃油空气乳化物以及其通道各个输送导管(如80、82、84和86)的流动与对前面各实施例的描述是相一致的。

最好提供一个功能上等效于导管368(图2或22)的导管(未示出)以便以图2(或图22)中所描述的相同方式或目的将例如空气分配腔室592或导管78和压力调节装置120(图2或22)相联通。

图24约为示意地示出了热交换器594和导管部分78和596。图24的目的是说明,同样也设想可以将导管78供给的超大气压力的空气在其引入空气分配腔室之前进行加热。如果提供如此加热的空气,则使燃油油粒在燃油空气乳化物内进一步分散成为可能。

管道596用于一般地表示任何合适的热源,该热源例如可以是发动机的冷却液散热剂)系统或发动机排气系统。但是应该明显看到,也可由电加热装置供热。

此外,即使不是根本的,但是当供入加热的空气(如图24所设想的那样),最好使用合适的绝热件以防止可能的不必要的热量向计量喷嘴的传递。这种热绝缘件例如可以是隔热式的、吸热式的或能迅速将热量传递给相联的冷源的部件。

图15和17示出了一个板形件378,选择本技术本领域中已知的合适材料制作,可以将其用于防止过剩的热量向喷嘴体262的传递。

很明显,本发明提供了一种燃油计量与分配系统,其中一个单一的(例如按负载循环工作的)阀元件能有效地同时计量通过一些分别与位于发动机汽缸进气道处的进气通道相联通的相同的燃油输送导管进入数个发动机汽缸的燃油。

也应该明显地看到,在本发明的最佳实施例中,阀元件是负载循环型的,它可以具有一个工作循环范围例如为每秒钟50~200(或甚至更高)次 循环。即使被计量的燃油流动确实相应周期性终止和起动,但是其基本效果是建立实际上可以认为是的连续流动,而该流动具有由控制装置18控制的线圈的通电和断电所决定的变化的速率。

当然,本发明可以采用其大小调节到基本上为恒定的供给的燃油压力,并且超大气压力空气也可以在基本上恒定压力下供入,这样就导致基本上恒定的燃油计量压力差。但是,这样做会因要求两套压力调节装置和标定装置而增加额外的费用。本发明的优选实施例不需要对空气压力和燃油压力的大小作单独的调节。

如前面已描述的,通过一个单一的压力调节装置就可以达到恒定的燃油计量压力差。所述单一的压力调节装置同时承受并响应要计量的燃油的压力大小和供到燃油喷嘴或通道输出端的空气的压力大小。

实际上,在优选的实施例中,超大气压力空气源最好是一个电驱动的空气泵,其输出的空气压力可以认为是不需调节的。该泵输出的空气压力仅仅在发动机负荷和速度增加了后才有效地增加。例如,根据本发明的思想制作了装置其中采用了四个输送导管(每个导管的横截流通面的直径为0.80毫米)。在该装置上进行的一些成功的试验中,当发动机在空转工况范围内运转时,供给空气分配腔室的超大气压力空气的压力大约为21.0~26.5磅/英寸2(表压),而在发动机全负荷工况下,该超大气压力空气的压力约为38磅/英寸2(表压)。对压力调节装置120进行了调节,使其连续地提供一种能产生恒定计量压力差的燃油压力值。根据当时测出的超大气压空气的压力值作为对比压力,上述恒定计量压力差为1.0大气压。此外,由这些试验发现并证实,大体上随着发动机燃油需求量的增大,超大气压空气的容积流量速率减小。例如,在这些试验中,当发动机工况为空转时(以及如前所述的空气压力范围下),超大气压空气的总的容积流量速率大约为500.0厘米3/秒,而在发动机全负荷工况下(因而也是最大计量燃油流量速率情况下),超大气压压力空气的容积流量速率约为100.0厘米3/秒。

由此,可以明显地看到,如使各个输送导管的横截流通面积一定,当计量燃油流量率增大时,燃油流动在输送导管的通道中所能占具的空间就增大,从而在一定程度上减小了超大气压力空气在通过导管通道时的容积流量率。因此,自然的结果是随着计量燃油流量率的增大而增加了对通过输送导管的空气流动的限制,从而导致所述超大气压压力空气的压力值的增大。

由此获得的另一个好处是,超大气压力空气的容积流量率越大,则保证了对计量的燃油的冲卷分散作用更强,从而输送具有更有利于发动机工作的燃油油粒尺寸的计量燃油。但是,随着发动机负荷增加,计量燃油(在输送导管内)的相对百分率也增加,特别是超大气压空气量也增加时,从而减少为了满足增加的发动机燃油量而输送所需要的燃油的响应时间。

由本发明与例如不用本发明中所采用的超大气压力空气而使用大气压力下的空气的系统相比较,可以看到,采用大气空气的系统显示出严重的问题。例如,大气空气系统的输送时间(即将计量燃油从计量喷口输送到发动机汽缸的进气道所需要的时间)大大地长于本发明的输送时间。结果,所述的采用大气空气系统的响应时间(即例如当从计量阀处出现计量燃油流量增加到该增加了流量的计量燃油实际到达发动机汽缸的进气道时所用的时间)大大地长于本发明的响应时间。

此外,由于所述采用大气空气的系统的工作依赖于周围大气的压力与发动机进气道或进气管道真空度之间的压力差,则当发动机在接近或处于油门(节气门)大开(WOT)情况下,该所述采用大气空气的系统中产生一个主要问题。如本技术领域中公知的,在油门大开(WOT)时,发动机进气真空度大大减小并接近周围环境大气压力值。因此,正当需要一个大的(即使不是最大的)压力差以将燃油输送到汽缸内时,在所述的采用大气空气的系统中,在大气空气与接收汽缸的进气道之间却几乎没有压力差。对照本发明的超大气压空气系统,本发明不仅在油门大开时计量燃 油流量率增加,而且超大气压空气的绝对压力也增加,从而获得了极好的输送时间和响应时间。

如已指出的,在优选的实施例中,超大气压空气可以由电驱动的空气泵供给;但是,应当清楚的是,也可以确定由机械驱动的空气泵(例如发动机驱动的空气泵)提供充足的容积和超大气压力范围的空气流,因此,这种机械驱动的空气泵可以用来作为提供本发明的超大气压空气的空气源。

还应明显地看到,在本发明的燃油计量系统中,不必要改变流过一系列燃油输送导管中的计量燃油,以达到将燃油只输送给发动机某一个打开的进气道,从而按照与发动机运转的时间关系定时地供油。

此文中公开的本发明即使以负载循环的方式进行计量,但是仍然提供了经过所有输送导管的连续流动,而采用其它部件或措施则会不必要地复杂了整个工作过程,大大增加成本而不能实现任何最终优越之处。

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