CN101415931A - 用于控制内燃机中燃料气体供给的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制内燃机(2)中燃料气体供给的装置包括气体供给导管(4)和设置在该导管中以截断燃料气体到发动机(2)的燃烧室的流动的阀装置，其中，该阀装置包括至少一个由手动致动电磁体(7)控制的电阀(6)。

Description

用于控制内燃机中燃料气体供给的装置
技术领域
本发明涉及用于控制内燃机中燃料气体供给的装置，其具有独立权利要求的前序部分所述的特征。
背景技术
本发明具体(但不是排它性地)应用于由燃料气体供给的相对低功率内燃机的特定领域，燃料气体例如是液化石油气(LPG)或甲烷。
典型的应用例如是在两轮或三轮车辆的发动机中以及在低功率园艺机和船用发动机中。然而会意识到，本发明也可应用到例如设计成可供选择地用汽油和燃料气体供给的双燃料发动机，或者可应用到设计成用汽油供给接着转化成可供选择地用燃料气体供给的发动机。
在这个特定领域，必须设置用来截断从燃料箱到发动机燃烧室的气体流动的阀装置，该阀装置适于在发动机点火时开通气体流动，或反之在发动机关断时截断流动。
一种可能作为阀装置提供的解决方案可以是传统类型的电磁控制电阀，然而该电阀需要一定量值的控制动力(即使是在几瓦的范围内)，从而施加使电阀的闸板打开所需的力。这种动力通常在上述类型的发动机结构中无法获得。实际上，这些特定的应用通常未设有辅助的、一定动力的、能给电阀供电的蓄电池或电能发生装置。实际上，它们起初设计和构造成用液体燃料运行，而没有设置截断电阀。通常不设置这种蓄电池或辅助电能发生系统的原因是，它们带来的成本以及它们趋于随时间过去而放电(在蓄电池的情况下)并可在其不规律使用时危及发动机的运行，这种蓄电池或辅助电能发生系统还需要在这些应用中被认为不合理的维护工作和成本。还可设想，发动机所使用的环境(例如船舶环境)会危及其运行，因此不建议使用蓄电池或辅助电能发生系统。
因此在这个领域，在只能获得由发动机致动的发电机产生的能量的情况下，由于需要动力和能量，因此上述的电磁控制电阀是不适合的，且无法用于所需的运行。
发明内容
本发明要解决的问题的是，提供一种内燃机中燃料气体供给的控制装置，该控制装置在结构上和功能上设计成可弥补与所引用的现有技术相关的缺点。
这一问题通过本发明、借助于根据从属权利要求具体实施的装置来解决。
附图说明
在下面借助非限制性例子在附图中示出的、本发明的一较佳实施例的描述中，本发明的特征和优点将被更详细地阐述，其中：
图1是根据本发明的用于控制内燃机中燃料气体供给的装置的示意图；
图2是图1的装置的细节的轴向剖视图；
图3A和3B是与图1对应的、本发明各种变型的示意图。
具体实施方式
在附图中，用于控制内燃机2中燃料气体供给的装置在图中示意地示出，并总的用附图标记1来标示。
发动机2适于由燃料气体供给，燃料气体例如是液化石油气(LPG)或可供选择的甲烷气体，但是应该意识到，本发明的装置原理上也可应用到用其它气态燃料供给的发动机。
发动机2还可以是拉动点火型，其中，通过驱动轴外侧实施的转动来发生点火。这种类型的发动机通常是低功率的，例如用于小型船只的船舶领域。由于其性质，这种发动机因此需要蓄电池或辅助电能发生器，该蓄电池诸如通常在机动车领域设置的电池，而该辅助电能发生器适于供给所需的电能，从而除了供给发动机点火所需的电能之外，还向动力电阀供电。
将气体从燃料箱3经由供给导管4供给至发动机2，减压器/调节器5设置在该供给导管4中，并适于使供给到发动机燃烧室的气体压力达到与发动机所需运行和效率相一致的值，且使压力维持在这些值。
如同将在下面讨论的，装置1的特点在于，它包括主回路和驱动回路，其中驱动回路可包括阀装置，以将沿着导管4供给到发动机燃烧室的燃料气体的流动截断。
根据本发明的主要特征，阀截断装置包括电阀，该电阀总的用附图标记6来标示，并由电磁体7(图2)来控制，该电磁体7可手动致动，这将在下面更详细地描述。
电阀6较佳地设置在伺服阀的驱动回路8中，该伺服阀设置在减压器5中，但是应该意识到，可供选择的是，电阀6也可合适地定尺寸和设置在减压器上游(图3A)或下游(图3B)的主气体供给导管中。将电阀6设置在驱动回路中提供了以下优点：与设置在主供给导管相比，需要相对较小的保持力、以较小的气体流量和通过截面工作。
更具体地说，电阀6包括阀体，在该阀体中，气体通道9形成于进口9a和出口9b之间，且在该阀体中设有与闸板11相关的阀座10。
闸板11被与其同轴的弹簧12推动以关闭阀座，还通过电磁体7产生的磁引力作用抵抗弹簧12被保持在阀座的打开位置。电磁体7包括电线圈，电线圈由发电机15供电，通过发动机2来引起该发电机15转动。整流器用附图标记16标示，并插设在发电机和线圈之间的供电线路中，从而合适地向线圈供给直流电。
如上所述，电阀6的主要优点在于其手动致动，这是借助于操作杆17来获得的，该操作杆17相对于阀体的闸板共轴地安装，并能在致动磁单元时借助于按钮控制器18抵抗弹簧移动闸板，该按钮控制器18可由用户手动按压。恢复弹簧也用附图标记19来标示，并且一旦已发生了致动磁单元的行程，就使按钮18恢复到闲置位置。将螺母20拧在杆17与按钮相反向的端部上，从而将杆保持在阀体上，如图3详细所示。
磁单元的手动致动部件可包括绝缘线型遥控装置、或者带有刚性杆或铰接杆的遥控装置、或者带有凸轮的遥控装置、或者这些系统的组合，适于在致动磁单元时抵抗弹性装置使闸板移离阀座，从而允许气体流动到发动机燃烧室。
在运行中，为了使发动机点火，用户按压电阀的按钮18，并保持按钮18被按压住，从而开通气体到燃烧室的流动，同时启动发动机的拉动点火。一旦发动机启动，就通过驱动轴引起发电机转动，因此供给所需的电流以对电阀的电磁体供电，并因此确保将闸板保持在阀座的打开位置所需的电磁作用。应该意识到，当发动机关断时，由于发电机不发电，线圈的供电就被断开，且闸板由弹簧12恢复到关闭阀座的位置，由此截断气体流动。
应该意识到，由于电阀是手动致动的，所以电磁体只要提供保持闸板(在吸引位置)所需的动力，而无需提供拉动闸板所需的动力；这种保持动力可以是几毫瓦的量级，相比之下，拉动动力则可以是几瓦的量级。这样，电磁体所需的降低的动力可以从由发动机致动的发电装置所产生的电能中获得，因此无需任何辅助的电能发生器或任何类型的电池且无需在点火时施加拉力；相反，添加辅助装置以产生能够致动电磁打开的阀的一定动力的电能则会增大拉力，从而使点火变得苛刻。无需提供辅助的电能发生器或蓄电池可使本发明尤其有利地应用于上述类型的低功率发动机，这是因为节省总成本以及结构简化性和所获得运行的足够可靠性。
本发明因此可解决上述问题，并可实现相对于已知解决方案所阐述的优点。

Claims (8)

1.一种用于控制内燃机(2)中燃料气体供给的装置，包括气体供给导管(4)和设置在所述导管中以截断燃料气体到所述发动机(2)的燃烧室的流动的阀装置，其特征在于，所述阀装置包括至少一个由手动致动电磁体(7)控制的电阀(6)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁体(7)包括线圈，所述线圈由来自通过所述发动机(2)的转动致动的发电机(15)的电流供电。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电阀包括与相应阀座(10)相关的闸板(11)，所述闸板被弹性装置(12)推动以关闭所述阀座(10)，并在该单元的所述线圈供电之后，通过所述电磁体(7)产生的磁引力作用抵抗所述弹性装置被保持在所述阀座的打开位置。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，包括所述磁单元的手动致动构件，所述手动致动构件包括操作杆(17)，所述操作杆适于在致动所述磁单元时抵抗所述弹性装置(12)使所述闸板(11)移离所述阀座(10)，从而允许气体流动到所述发动机(2)的所述燃烧室。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述操作杆(17)连接至按钮控制构件(18)，从而引起所述磁单元的手动致动。
6.如前述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，所述电阀(6)设置在减压器(5)的伺服阀的驱动回路(8)中，所述减压器设置在所述发动机(2)的所述燃烧室的上游。
7.如前述权利要求中一项或多项所述的装置，其特征在于，整流器(16)设置在所述发电机(15)和所述电阀(6)之间，从而向所述电阀(6)供给直流电。
8.如权利要求3所述的装置，其特征在于，包括所述磁单元的手动致动构件，所述手动致动构件包括绝缘线型遥控装置、或者带有刚性杆或铰接杆的遥控装置、或者带有凸轮的遥控装置，适于在致动所述磁单元时抵抗所述弹性装置(12)使所述闸板(11)移离所述阀座(10)，从而允许气体流动到所述发动机(2)的所述燃烧室。
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