專利名稱：燃料噴射系統(tǒng)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料噴射系統(tǒng)的方法及裝置，特別是涉及但非僅涉及一種用于控制壓縮天然氣或液化石油氣向內(nèi)燃機引擎流動的方法及裝置。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種在燃料噴射系統(tǒng)中使用的方法及裝置，燃料噴射系統(tǒng)這個詞用來描述在工業(yè)、車輛、家用等各種類型應(yīng)用中的這些系統(tǒng)。
隨著全世界對于污染問題的更加關(guān)注，在車輛引擎以及諸如鍋爐的工業(yè)應(yīng)用中使用電子控制的燃料噴射系統(tǒng)是越來越普及化了。這是由于此一系統(tǒng)對于燃料/空氣比例所提供的封閉控制的卓越性，這又控制了諸如車輛或鍋爐中所排放出的污染氣體量。
為了控制氣體燃料在燃料噴射系統(tǒng)中的流動，存在的一個問題是要找出一種電磁閥或其他的控制工具，它既足夠大以控制足夠量的氣體，同時還要能夠在足夠高的速度下動行。氣體流量越大，電磁閥或其他的控制工具也越大及越慢。
發(fā)明目的因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種用于氣體燃料噴射系統(tǒng)的方法和/或裝置，它能克服或至少改善現(xiàn)有的方法及裝置所遭遇的問題，或至少能夠為大眾提供一種有用的選擇。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一個反饋控制調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器可以克服或改善現(xiàn)有調(diào)節(jié)器所遭遇的問題，或至少能夠為大眾提供一種有用的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的第一個方面，它提供了一種用于氣體燃料噴射系統(tǒng)的裝置，包括
(i)一個第一隔間，它包含一個進口，該進口能以要求的進口壓力與氣體燃料源連接。
(ii)一個第二隔間，可連接到一個引擎或其他裝置以便向其供應(yīng)氣體燃料，該第二隔間還通過一個可控制閥門裝置連接到所述第一隔間。
(iii)一個流動控制裝置，具有一個進口和一個出口，該進口可連接到所述第一隔間，該出口可連接到一個孔裝置，用于控制所述流動控制裝置出口處的壓力不超過進口壓力的53％。
(iv)檢測裝置，用來檢測所述出口壓力，并控制所述閥門裝置。
(v)該裝置的布置是這樣的，即控制所述流動控制裝置來調(diào)節(jié)氣體燃料的流動，從而控制所述出口壓力，該出口壓力又控制所述可控制閥門裝置以及所述第二隔間中的壓力，因此而控制氣體燃料到所述引擎或其他裝置的流動。
優(yōu)選地，在使用時，所述第二隔間中的壓力可以保持在少于所述第一隔間中的壓力的53％。
優(yōu)選地，所述流體控制裝置可以是一個高速電磁閥。
優(yōu)選地，所述可控制閥門裝置可以包括一個閥體和一個第一隔膜，該閥體分隔開所述第一和第二隔間，該第一隔膜具有與所述第一和第二隔間流體連通的第一面，所述第一隔膜適合于在所述第一隔膜的所述第一面和所述閥體之間提供一個可變孔，用于所述氣體從所述第一隔間經(jīng)由所述閥體流動到所述第二隔間，其中所述孔的變化響應(yīng)于所述流動控制裝置的所述出口壓力。
優(yōu)選地，所述第一隔膜可以包含一個與所述第一面相對并且與第三隔間流體連通的第二面，其中所述可控制閥門裝置的可變孔是通過改變所述第三隔間中的壓力來改變的。
優(yōu)選地，所述第三隔間中的所述壓力可以通過改變在所述第三隔間和所述第二隔間之間的閥門的孔來改變。
優(yōu)選地，在所述第三隔間和所述第二隔間之間的所述閥門的所述孔可以通過第二隔膜來控制，該第二隔膜具有一個與所述第三隔間流體連通的第一面和與所述第一面相對且與第四隔間流體連通的第二面，該第四隔間與來自于所述流體控制裝置的所述出口的氣體流體連通。
優(yōu)選地，位于所述第三隔間和所述第二隔間之間的所述閥門可以包含一個帶有錐形凹部的針狀物。
優(yōu)選地，所述裝置可以包含一個加速級隔膜，其帶有第一面和第二面，所述第一面與所述流動控制裝置的所述出口流體連通，所述第二面與所述第一面相對并與位于所述引擎或其他裝置的節(jié)流閥的下游的所述引擎或其他裝置的入口歧管流體連通，其中，當所述入口歧管內(nèi)的壓力增加時，所述加速級隔膜朝著所述加速級隔膜的前述第一面偏移，因此提高了所述第四隔間中的所述壓力并增大了所述可變閥門上的所述孔。
優(yōu)選地，所述裝置可以包含一個在所述進口和所述第一隔間之間的反饋控制調(diào)節(jié)器級。
優(yōu)選地，所述反饋控制調(diào)節(jié)器級可以包含一個具有第二級入口的第一個第二級隔間，該第一個第二級隔間經(jīng)由一個第二級可控制閥門裝置與第二個第二級隔間流體連通。所述第二個第二級隔間的出口可與所述第一隔間連接，一個第二級隔膜控制所述第二級可控制閥門裝置并且與第一面上的第二個第二級隔間流體連通以及與相對第二面上的反饋隔間流體連通，其中，所述反饋隔間內(nèi)的氣體壓力是被反饋調(diào)節(jié)器裝置所控制，該反饋調(diào)節(jié)器裝置響應(yīng)于所述第二級出口的氣體壓力而改變所述壓力，因此而維持所述第二級出口的所述壓力處于一個基本上恒定的壓力。
依據(jù)本發(fā)明的第二方面，它提供了一種控制氣體燃料在燃料噴射裝置中流動的方法，所述方法包括(i)提供一個第一隔間，該第一隔間能以要求的進口壓力與氣體燃料源連接。
(ii)提供一個第二隔間，可連接到一個引擎或其他裝置并且通過一個可控制閥門裝置與所述第一隔間氣體流動連接。
(iii)提供一種流動控制裝置，它具有一個與所述第一隔間連接的入口以便從中來接收氣體燃料，它還具有一個與第一孔裝置連接的出口，適合于所述流動控制裝置的出口壓力不大于所述進口壓力的53％。
(iv)所述方法還包括用所述流動控制裝置控制所述氣體燃料流動，以便控制所述出口壓力并檢測所述出口壓力，并且響應(yīng)于所述出口壓力來控制所述閥門以便控制所述第二隔間內(nèi)的壓力，從那里，氣體燃料從所述第二隔間流到所述引擎或其他裝置。
優(yōu)選地，該方法可以包括維持所述第二隔間內(nèi)的壓力少于所述第一隔間內(nèi)的壓力的53％。
優(yōu)選地，所述流動控制裝置可以是一種高速電磁閥。
優(yōu)選地，所述可控制閥門裝置可以包括一個提供在所述第一和第二隔間之間的閥體以及一個第一隔膜，該第一隔膜適合于通過所述閥體利用所述第一隔膜和所述閥體之間的可變孔來控制所述第一及第二隔間之間的流動，該方法包括通過改變所述隔膜對著閥體的相對一面的壓力來改變所述可控制閥門裝置的所述可變孔。
優(yōu)選地，該方法可以包括在所述進口和所述第一隔間之間提供一個反饋控制調(diào)節(jié)器級。
依照本發(fā)明的第三方面，它提供了一種用于氣體燃料噴射系統(tǒng)的裝置，該裝置使用了前面五段中的任何一段的方法。
依照本發(fā)明的第四方面，它提供了一種反饋控制調(diào)節(jié)器級，包括第一隔間，該第一隔間具有可連接到一個基本上恒定壓力氣源的入口，該第一隔間經(jīng)由一個可控制閥門裝置與第二隔間流體連通，一個來自所述第二隔間的出口，一個第二級隔膜控制所述可控制閥門裝置并且與所述第二隔間在第一面流體連通并且與一個反饋隔間在相對第二面流體連通，其中，在所述反饋隔間的氣體壓力是由反饋調(diào)節(jié)器裝置來控制，該反饋調(diào)節(jié)器裝置響應(yīng)于所述出口內(nèi)的氣體壓力而改變所述壓力，因而在所述出口內(nèi)將所述壓力維持在一個基本恒定的壓力。
依照本發(fā)明的第五方面，它提供了一種用于氣體燃料噴射系統(tǒng)的裝置，該裝置基本上如在這里參照附圖所描述的那樣。
依照本發(fā)明的第六方面，它提供了一種反饋控制調(diào)節(jié)器級，基本上如在這里參照圖1所描述的那樣。
依照本發(fā)明的第七方面，它提供了一種在基本上如這里所描述的燃料噴射裝置中控制氣體燃料流動的方法。
通過以可能實施例的示例方式進行的下述描述，本發(fā)明其它應(yīng)該在其所有創(chuàng)新方面被考慮的方面將會變得明顯，其中參考了在附圖中對優(yōu)選實施例的示意性的圖示。


圖1非常示意性地示出了本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。
圖2非常示意性地示出了具有錐形凹部的閥，為了清楚起見將該凹部的錐度放大了。
圖3是在恒定的引擎空轉(zhuǎn)速度下，對于變化的流動控制裝置的開啟時間，流出裝置的氣體流動的圖。
圖4是在保持流動控制裝置的開啟時間恒定在6.5毫秒時，對于變化的引擎速率，流出裝置的氣體流動的圖。
圖5是在固定的高引擎速度及變化的流動控制裝置的開啟時間下，流出裝置的氣體流動的圖。
具體實施例方式
如上所述，氣體燃料噴射系統(tǒng)的一個特殊問題是要能夠控制一個相對大量的氣體流動而不用相應(yīng)大且相對慢的控制裝置，尤其是大而慢的電磁控制裝置。
為企圖處理問題，本發(fā)明使用伯努利定律的應(yīng)用，它在本文中可以總結(jié)如下(a)通常，氣體通過管口的質(zhì)量流量與通過管口的壓力差的平方根成正比，除了以下情況(b)管口的出口絕對壓力不超過53％的進口絕對壓力，本領(lǐng)域的技術(shù)人員通常稱該狀態(tài)為“阻流”，此時質(zhì)量流量與進口絕對壓力的平方根成正比。在這種情況下，產(chǎn)生給定的質(zhì)量流量所需的壓力是與流量的平方成正比。
使用以上的物理定律，本發(fā)明設(shè)法要確保在氣體流動控制裝置的出口管的出口絕對壓力決不超過進口絕對壓力的53％，它表示對于一種特殊流動控制裝置的設(shè)定要將流動保持恒定。如此，通過檢測并使用出口壓力來控制一個供應(yīng)氣體到引擎或鍋爐等的隔間中的壓力，那么流過流動控制裝置的一種很小的氣流便可以控制一個流向引擎、鍋爐等的非常大的氣流。如此一來，此流體控制裝置可以是相對地小且快的設(shè)備，在其中它是僅控制一種小的氣流，雖然事實上它可以控制一個非常大的氣流。
首先參照圖1，氣體以基本上恒定的壓力供應(yīng)到一個進口端口1。對于汽車應(yīng)用來說，該氣體可以典型地被以高壓貯存在鋼瓶中(沒有表示在圖上)，可用一個第一級調(diào)節(jié)器(沒有表示在圖上)將壓力下降到一個壓力，比方說，大約是700千帕。此第一級調(diào)節(jié)器，如需要的話，是可以用水來加熱以避免機械的凍結(jié)。
氣體通過一個裝在第二級進口端口1之前的電操作關(guān)閉電磁閥(未在圖上表明)進入到一個第二調(diào)節(jié)器級2，它在該示出的實施例中是一個反饋控制調(diào)節(jié)器級。第二調(diào)節(jié)器級2通過將氣體從第一個第二級隔間2a經(jīng)由控制閥9傳輸?shù)降诙€第二級隔間2b來降低氣體壓力到例如大約276千帕。在第二個第二級隔間2b中的氣體壓力對第二級隔膜8的第一面8a產(chǎn)生一個負荷，它是作用在第二級彈簧7上。當在第二個第二級隔間2b中達到所需的壓力時，該作用關(guān)閉第二級閥門9。
當氣流通過一個端口3流出第二個第二級隔間2b，進入了主氣體燃料噴射裝置100時，在第二個第二級隔間2b的壓力下降了。第二級彈簧7的作用力因而大于作用于第二級隔膜8的第一面8a上的氣體壓力產(chǎn)生的作用力。此第二級彈簧7開啟了第二級閥門9，且氣體由第一個第二級隔間2a進入第二個第二級隔間2b，直到平衡再次達成為止。
倘若來自主燃料噴射系統(tǒng)100的高氣體需求引起在主裝置進口端口14、第一隔間15b及第一反饋隔間4b的氣體壓力降到低于大約276千帕的目標壓力，即本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為“萎靡態(tài)”的狀態(tài)，那么作用于反饋調(diào)節(jié)器隔膜12上的壓力下降并減少了作用于反饋彈簧10上的壓縮負荷，它于是開啟一個反饋控制閥13。氣體由第一個反饋隔間4b流入第二個反饋隔間4a，并作用于第二級隔膜8的第二面8b。作用于第二級隔膜8的第二面8b上的作用力附加在第二級彈簧7產(chǎn)生的力上，且該作用增加了第二調(diào)節(jié)器級2上的壓力輸出。
當在端口14、第一隔間15b及第一反饋隔間4b上所期望的壓力再次達成時，第一反饋隔間4b內(nèi)的反饋隔膜12壓縮一個反饋彈簧10并關(guān)閉了介于第一反饋隔間4b及第二反饋隔間4a之間的反饋控制閥13。
在第二反饋隔間4a中的氣體通過端口5，限制器6并經(jīng)由裝在氣體排放管33之前的一個電操作的關(guān)閉電磁閥(沒有表示在圖上)被排放出。
該第二調(diào)節(jié)器級因而使用第二級的出口端口3上的反饋來確保供應(yīng)到主氣體燃料噴射系統(tǒng)100的進口端口14上的壓力保持基本上恒定，而與流出主系統(tǒng)100的氣流無關(guān)，它確保了供應(yīng)的壓力不會呈現(xiàn)“萎靡態(tài)”。第二調(diào)節(jié)器級2的輸出因而在所有要求條件下都能保持基本上穩(wěn)定而恒定的壓力。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員能了解，調(diào)節(jié)器的其他調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)也可以與本發(fā)明一起使用而提供足夠穩(wěn)定的輸出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也都能了解，其上面描述的反饋調(diào)節(jié)器級并不必須是一個“第二級”調(diào)節(jié)器，意即，它不須要提供由氣源來的第二次壓力下降。在一些反饋調(diào)節(jié)器的具體實施例中，它可以被使用為“第一級”、“第三級”或在任何需要調(diào)節(jié)器或調(diào)節(jié)器級輸出的反饋控制的位置上。
如下文進一步詳細的描述，主噴射裝置100是通過控制從第一隔間15b到第二隔間15c的氣體流動來工作的，它改變一個流過流動控制裝置25的非常小的氣流，用第二隔膜20檢測流動控制裝置25下游的小氣流的壓力，并基于該壓力控制通過可控制閥門裝置的氣流以便在第二隔間15c內(nèi)提供所要求的壓力。該可控制閥門裝置包括一個第一隔膜17c及一個閥體19。第一隔膜17的第一面17a與第一隔間15b及第二隔間15c流體連通。第一隔膜17和閥體19之間的開孔可以變化以提供所要求的氣體流動，這在下文中會更進一步描述。
氣體進入主噴射裝置100，經(jīng)由主進口端口14進入第一隔間15b。一部分的氣體從第一隔間15b經(jīng)由第一隔膜17內(nèi)的控制孔18進入一個第三隔間15a。同時，剩余的氣體流經(jīng)一個例如為標準的汽油引擎燃料噴射器的流動控制裝置25。
在本發(fā)明的圖示實施例中，控制裝置25是一種帶有圖示線圈25a的電磁閥的型式，通過線圈25a提供控制電脈沖以便迅速地開和關(guān)電磁閥。如此小而非常高速的電磁閥(HSS)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是熟知的，典型的例子是Bosch，型號0-280-150-215或型號HSV3000，它是Servojet Products International的產(chǎn)品，這些只是以示例的方式給出，僅表示可被使用的高速高磁閥的可能類型。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，其他控制裝置25可以適合于本發(fā)明的一些實施例，尤其是在反應(yīng)速度不是像提供氣體到車輛引擎情況那般嚴格的場合。例如伺服操作比例閥門的可選擇的閥門在某些例子中也可適用。
流動控制裝置25是典型地由方波調(diào)制的電子信號來驅(qū)動的，該電子信號是從車輛的引擎管理控制計算機，或從一個主計算機或微處理器而來，并傳輸?shù)絿娚淦骶€圈25a。
通過改變進入噴射器25a的電子信號的頻率及脈沖寬度，一種變化的聲阻流參照壓力被供應(yīng)到第四隔間24a，并也可通過一個孔30進入第五隔間24b。此參照壓力是作用到第二隔膜20的第二面20b，它開啟了在可控制閥門裝置的第一隔膜17中的閥門16。第二隔膜20的第一面20a與第二隔間15c流體連通。
以下參照圖2，盡管介于第三隔間15a及第二隔間15c之間的閥門16在圖1上示意性地示出具有閥頭，但是優(yōu)選閥門16沒有一個頭或其他凸起部，這種頭或其他凸起部在閥門16向下移動時會將可控制閥門裝置的第一隔膜17拉向閥體19。在一種優(yōu)選實施例中，閥門16可以是細長的，舉例說，直徑在一毫米量級，以便將由第三隔間15a內(nèi)作用于閥門16末端的氣體壓力所引起的作用力降低到最小。
閥門16可以伸出通過在第一隔膜17上的一個孔16a，該孔與閥門16有基本相同的直徑。當?shù)谌糸g15a及第一隔間15b之間需要氣流時，一個在閥門16中的錐形凹部16b可以如所需求地移入孔16a來讓氣體流過閥門16。由第三隔間15a釋放氣體進入第二隔間15c，造成第一隔膜17從閥體19移開，如此讓氣體由第一隔間15b通過閥體19，流進第二隔間15c。這一過程在以下會進一步詳細地討論。
凹部16b優(yōu)選錐形縮到一個腰部16c，凹部16b伸入到第三隔間15a的一側(cè)具有非常輕微的錐度。在該示出的實施例中，該錐形側(cè)大約5毫米長并漸縮到大約0.7毫米的腰部16c，而閥門16例如最高可提升約4毫米。凹部16b在腰部16c的另一側(cè)最好也是錐形的，這是為了減少閥門16疲勞的機會，但這并不需要是如此輕微的錐度。本專利申請人發(fā)現(xiàn)該錐形凹部16b可以幫助降低裝置中的不穩(wěn)定性。較大的錐角可以減少裝置的反應(yīng)時間，但卻以降低穩(wěn)定性為代價，然而較小的錐角可以提供一個較為穩(wěn)定的反應(yīng)。
回頭參照圖1，控制裝置25的出口優(yōu)選包含一個孔25b，孔25b是如此設(shè)計大小的，就是當氣體流動通過孔25b達到最大時，孔25b下游的壓力總是小于在主進口14b及第一隔間15b的氣體絕對壓力的53％。
倘若介于孔25b及引擎之間的路徑是足夠不受限制的，則任何通過孔25b的氣體將立刻被引擎抽走，一個孔31可被提供在控制裝置孔25b的下游，以此提供一個足夠的限制，以允許在孔25b及孔31之間產(chǎn)生一些壓力，以回應(yīng)流過流動控制裝置25的氣體流動。
倘若使用孔31，它不能太小，以至于孔25b的下游的壓力能達到大于在第一隔間15b的氣體壓力的53％。
考慮到在前所提及的壓力與速度的流動定律，由進口及出口之間壓力的關(guān)系，氣體通過開啟的流動控制裝置25的流動速度將會是恒定的，這是因為進口壓力是固定的。此凈流將因而僅依于流動控制裝置25的控制，也就是依賴于開/關(guān)的比例，它通常稱為“工作”循環(huán)。
也將被了解，因為所提及壓力及氣體流動間的關(guān)系，倘若在流動控制裝置25的控制被改變了，使得它以更高工作量運行，舉例說10％對比5％，那么氣體流動將增倍，但在隔間24a的壓力將增加4倍，即2的平方。倘若電磁閥工作量增加了3倍，則在隔間24a中的壓力將增加9倍，亦即3的平方。
第二隔膜20下的氣體壓力是基本上與電磁閥出口孔25b上的壓力相同。壓力的增加引起第二隔膜20上升，并開動了第一隔膜17上的閥門16。
在第三隔間15a的氣體，流過閥門16，進入第二隔間15c。此動作減少了在第三隔間15a的氣體壓力，它降低了在第一隔膜17的第二面17b的壓力，并引起可控制閥門裝置的第一隔膜17從閥體19提升。因此氣體由第一隔間15b流入第二隔間15c。通過閥體19的流動繼續(xù)，直到在第二隔間15c的壓力達到與隔間24a之間的壓力平衡。此一行動阻止閥門16更進一步開啟，而第一隔膜17提升到一個關(guān)閉閥門16的位置。
一旦閥門16關(guān)閉，氣體將通過一個控制孔18，由第一隔間15b進入第三隔間15a直到在這兩個隔間達到壓力平衡。這將防止第一隔膜17作進一步的移動，從而保持可控制閥門裝置的一組開啟位置。第一隔膜17及閥體19之間的氣體流動總是保持為聲阻流動，也就是，第二隔間15c之壓力總是小于第一隔間15b的壓力的53％。
當噴射器頻率或脈沖寬度減少了，在第二隔膜20上的第二面20b上的壓力是減少了，而在第四隔間24a中的氣體將通過孔31泄入主氣體釋放管口33，而降低了在第四隔間24a中的壓力。這種在第四隔間24a中壓力的降低造成了第二隔膜20關(guān)閉了閥門16，而且在第二隔間15C中的壓力下降，直到它與第二隔間24a中降低的壓力達成平衡。此行動使得第一隔膜17減小了可控制閥門裝置的開孔，直到平衡達成。
此裝置的輸出可以被閥門32的調(diào)整，對于給定的第二隔間15c的壓力，它控制了流出裝置100的質(zhì)量流速。該輸出可以在大幅度上作調(diào)整，以致于同一裝置可以用于一定范圍內(nèi)的車輛、鍋爐等，同時所需的最大燃料輸送量也有大的變化。
倘若需要更大的流動，則可以增大閥體19的尺寸。本專利申請人發(fā)現(xiàn)對于車輛引擎，大到二公升的具有大約31平方毫米的有效截面積的閥體19可以提供足夠的氣體流動。
對于車輛應(yīng)用，空轉(zhuǎn)需要一個最小量的氣體。這可以使用螺釘22來調(diào)整，它限制了閥門16的最小開啟，裝置的反應(yīng)時間及敏感度可以由一個螺紋彈簧座23來調(diào)整，它改變了位于隔膜20下的彈簧21上的壓力，它對于閥門16上的氣體負荷壓力作出反作用。
在車輛應(yīng)用上，對于氣體需求的快速改變，系統(tǒng)所作出的反應(yīng)，可以由一個真空感應(yīng)加速級26來協(xié)助。
當車輛是在低負荷時，一個相對高的真空經(jīng)由一個管口29作用于加速級隔膜27的第二彈簧面27b。加速級隔膜27上的第一面27a在此實例中是經(jīng)由第四隔間24a與流動控制裝置25的出口流體連通。加速級隔膜27壓縮第二面27b上的彈簧28。加速級隔膜27朝著其第二面27b的偏移增加了第五隔間24b的體積，此第五隔間24b是由第四隔間24a來的氣體充滿。
在加速條件下，當進口歧管及管口29真空降低了，彈簧28將對加速級的隔膜27施加不平衡的作用力，使它朝著第一面27a的方向偏移。加速級隔膜27在彈簧28的作用下朝著第一面27a偏移，因而減少了第四隔間24b的體積，它造成了隔間24a的壓力的瞬間增加，從而造成了第二隔膜20的提升以及閥門16的快速提升，最終使得流出裝置的氣體流動增加。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會了解的，對于增壓車輛，它可能會有一個在進口歧管上的正壓力而非真空，但加速級隔膜27的移動將與如上所描述的在歧管壓力中的同一相對向上或向下改變一樣。
在排氣分配管口33的最終氣體輸出總是保持在正壓力，也就是大于大氣壓力。在車輛應(yīng)用上，一個電操作的關(guān)閉電磁閥(沒表示在圖上)可以置于閥門16上來防止任何氣體在引擎停止時流出第三隔間15a。此第一隔膜17因而在閥體19中保持向下以防止任何氣體由系統(tǒng)中排放掉。
只要車輛引擎停止轉(zhuǎn)動，甚至點火系統(tǒng)仍開著，則將該電操作的關(guān)閉電磁閥電隔離。此特點是要達到氣體操作車輛的特定安全標準，它要求在引擎停止時，通過這些噴射系統(tǒng)的氣體流動會自動停止。這些規(guī)定在不同國家有所不同。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會了解，本發(fā)明可以用于任何合適的氣體，舉例說，壓縮天然氣(CNG)、甲烷、液體石油氣(LPG)及相似之物，只須按需要調(diào)節(jié)第一級調(diào)節(jié)器及內(nèi)部壓力。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員也會了解，本發(fā)明對于設(shè)計成使用汽油的燃料噴射車輛是特別有用的。此流動控制裝置25優(yōu)選是一個電磁閥，具有與標準燃料噴射器相似的特性，以便車輛的標準電子控制單元及饋送的脈沖寬度可以用來控制流動控制裝置25，而沒有用電子控制單元來檢測一個錯誤。
圖3至5表示本發(fā)明的燃料噴射裝置的優(yōu)選實施例對于供應(yīng)氣體燃料到一個內(nèi)燃機的一組測試的結(jié)果。
圖3表示在固定的引擎空轉(zhuǎn)速度下，對于流動控制裝置的不同開啟時間，流出裝置的氣體流動。
圖4表示當保持流動控制裝置的開啟時間固定在6.5毫秒時，不同引擎速度所產(chǎn)生的氣體流動。
圖5表示流動控制裝置的不同開啟時間下，保持固定的高引擎速度時流出裝置的氣體流動。
從圖3到5可以看見，在所有情況下，裝置的反應(yīng)幾乎都是線性的。
在前面的描述中，在參考了本發(fā)明中具有公知等同物的的特殊部份或整體地方，這些等同物在這里可視為單獨說明那樣合并進來。
雖然本發(fā)明是以例子及參照可能的實施例來加以描述，但必須了解到在不偏離本發(fā)明的范圍或精神的情況下可以作出變更或改進。
權(quán)利要求
1.一種用于氣體燃料噴射系統(tǒng)的裝置，包括(i)一個第一隔間，它包含一個進口，該進口能以要求的進口壓力與氣體燃料源連接；(ii)一個第二隔間，可連接到一個引擎或其他裝置以便向其供應(yīng)氣體燃料，該第二隔間還通過一個可控制閥門裝置連接到所述第一隔間；(iii)一個流動控制裝置，具有一個進口和一個出口，該進口可連接到所述第一隔間，該出口可連接到一個孔裝置，用于控制所述流動控制裝置出口處的壓力不超過進口壓力的53％；(iv)檢測裝置，用來檢測所述出口壓力，并控制所述閥門裝置；(v)該裝置的布置是這樣的，即控制所述流動控制裝置來調(diào)節(jié)氣體燃料的流動，從而控制所述出口壓力，該出口壓力又控制所述可控制閥門裝置以及所述第二隔間中的壓力，因此而控制氣體燃料到所述引擎或其他裝置的流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，在使用時，所述第二隔間中的壓力可以保持在少于所述第一隔間中的壓力的53％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，所述流體控制裝置是一個高速電磁閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其中，所述可控制閥門裝置包括一個閥體和一個第一隔膜，該閥體分隔開所述第一和第二隔間，該第一隔膜具有與所述第一和第二隔間流體連通的第一面，所述隔膜適合于在所述第一隔膜的所述第一面和所述閥體之間提供一個可變孔，用于使所述氣體從所述第一隔間經(jīng)由所述閥體流動到所述第二隔間，其中所述孔的變化響應(yīng)于所述流動控制裝置的所述出口壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述第一隔膜包含一個與所述第一面相對并且與第三隔間流體連通的第二面，其中所述可控制閥門裝置的可變孔是通過改變所述第三隔間中的壓力來改變的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述第三隔間中的所述壓力通過改變在所述第三隔間和所述第二隔間之間的閥門的孔來改變。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，在所述第三隔間和所述第二隔間之間的所述閥門的所述孔通過第二隔膜來控制，該第二隔膜具有一個與所述第三隔間流體連通的第一面和與所述第一面相對且與第四隔間流體連通的第二面，該第四隔間與來自于所述流體控制裝置的所述出口的氣體流體連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其中，位于所述第三隔間和所述第二隔間之間的所述閥門可以包含一個帶有錐形凹部的針狀物。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，包含一個加速級隔膜，其帶有第一面和第二面，所述第一面與所述流動控制裝置的所述出口流體連通，所述第二面與所述第一面相對并與位于所述引擎或其他裝置的節(jié)流閥的下游的所述引擎或其他裝置的入口歧管流體連通，其中，當所述入口歧管內(nèi)的壓力增加時，所述加速級隔膜朝著所述加速級隔膜的前述第一面偏移，因此提高了所述第四隔間中的所述壓力并增大了所述可變閥門上的所述孔。
10.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的裝置，包含一個在所述進口和所述第一隔間之間的反饋控制調(diào)節(jié)器級。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 0所述的裝置，其中，所述反饋控制調(diào)節(jié)器級包含一個具有第二級入口的第一個第二級隔間，該第一個第二級隔間經(jīng)由一個第二級可控制閥門裝置與第二個第二級隔間流體連通。所述第二個第二級隔間的出口可與所述第一隔間連接，一個第二級隔膜控制所述第二級可控制閥門裝置并且與第一面上的第二個第二級隔間流體連通以及與相對第二面上的反饋隔間流體連通，其中，所述反饋隔間內(nèi)的氣體壓力是被反饋調(diào)節(jié)器裝置所控制，該反饋調(diào)節(jié)器裝置響應(yīng)于所述第二級出口的氣體壓力而改變所述壓力，因此而維持所述第二級出口的所述壓力處于一個基本上恒定的壓力。
12.一種控制氣體燃料在燃料噴射裝置中流動的方法，所述方法包括(i)提供一個第一隔間，該第一隔間能以要求的進口壓力與氣體燃料源連接，(ii)提供一個第二隔間，可連接到一個引擎或其他裝置并且通過一個可控制閥門裝置與所述第一隔間氣體流動連接，(iii)提供一種流動控制裝置，它具有一個與所述第一隔間連接的入口以便從中來接收氣體燃料，它還具有一個與第一孔裝置連接的出口，適合于所述流動控制裝置的出口壓力不大于所述進口壓力的53％，(iv)所述方法還包括用所述流動控制裝置控制所述氣體燃料流動，以便控制所述出口壓力并檢測所述出口壓力，并且響應(yīng)于所述出口壓力來控制所述閥門裝置以便控制所述第二隔間內(nèi)的壓力，從那里，氣體燃料從所述第二隔間流到所述引擎或其他裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，包括維持所述第二隔間內(nèi)的壓力少于所述第一隔間內(nèi)的壓力的53％。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，所述流動控制裝置是一種高速電磁閥。
15.根據(jù)權(quán)利要求12、13或14所述的方法，其中，所述可控制閥門裝置包括一個提供在所述第一和第二隔間之間的閥體以及一個第一隔膜，該第一隔膜適合于通過所述閥體利用所述第一隔膜和所述閥體之間的可變孔來控制所述第一及第二隔間之間的流動，該方法包括通過改變所述隔膜對著閥體的相對一面的壓力來改變所述可控制閥門裝置的所述可變孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求12到15中任一項所述的方法，包括在所述進口和所述第一隔間之間提供一個反饋控制調(diào)節(jié)器級。
17.一種用于氣體燃料噴射系統(tǒng)的裝置，使用了權(quán)利要求12到16中任一項的方法。
18.一種反饋控制調(diào)節(jié)器級，包括第一隔間，該第一隔間具有可連接到一個基本上恒定壓力氣源的入口，該第一隔間經(jīng)由一個可控制閥門裝置與第二隔間流體連通，一個來自所述第二隔間的出口，一個第二級隔膜控制所述可控制閥門裝置并且與所述第二隔間在第一面流體連通并且與一個反饋隔間在相對第二面流體連通，其中，在所述反饋隔間的氣體壓力是由反饋調(diào)節(jié)器裝置來控制，該反饋調(diào)節(jié)器裝置響應(yīng)于所述出口內(nèi)的氣體壓力而改變所述壓力，因而在所述出口內(nèi)將所述壓力維持在一個基本恒定的壓力。
19.一種用于氣體燃料噴射系統(tǒng)的裝置，基本上如在這里參照附圖所描述的那樣。
20.一種反饋控制調(diào)節(jié)器級，基本上如在這里參照圖1所描述的那樣。
21.一種控制氣體燃料在燃料噴射裝置中流動的方法，基本上如在這里所描述的那樣。
全文摘要
一種用于氣體燃料噴射系統(tǒng)的裝置(100)包括一個第一隔間(15b)，以要求的進口壓力與氣體燃料源連接；一個第二隔間(15c)，可連接到一個引擎或其他裝置以便向其供應(yīng)氣體燃料，該第二隔間還通過一個可控制閥門裝置連接到所述第一隔間(15b)。一個流動控制裝置(25)具有一個進口和一個出口，該進口可連接到所述第一隔間(15b)，該出口可連接到一個孔(25b)，用于控制所述流動控制裝置(25)出口處的壓力不超過進口壓力的53％。該裝置(100)還裝置(20)用來檢測所述出口壓力并控制所述閥門裝置，以致于控制所述流動控制裝置(25)來調(diào)節(jié)氣體燃料的流動，從而控制所述出口壓力，該出口壓力又控制所述可控制閥門裝置以及所述第二隔間(15c)中的壓力，因此而控制氣體燃料到所述引擎或其他裝置的流動。
文檔編號F02M69/26GK1729358SQ200380107165
公開日2006年2月1日 申請日期2003年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月21日
發(fā)明者約翰·布萊克莫爾·哈里遜 申請人:約翰·布萊克莫爾·哈里遜