CN103161611A - 压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统 - Google Patents

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Abstract

一种压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统，即CNG发动机的独立燃料喷射系统，其可以包括：气缸盖，所述气缸盖具有使用CNG作为燃料的发动机的进气口；进气歧管，所述进气歧管与所述气缸盖连通以将外部空气供给至所述气缸盖；以及喷射模块，所述喷射模块安装在邻近所述气缸盖的所述进气歧管的预定部分，并朝向所述进气口喷射所述CNG燃料。

Description

压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年12月9日提交的韩国专利申请第10-2011-0131683号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及使用压缩天然气（CNG）作为燃料的发动机，更具体地，涉及CNG发动机的独立燃料喷射系统，其包括安装在进气歧管中并向每个气缸喷射燃料的喷射器。
背景技术
通常，CNG燃料表现出比其他车辆燃料（如汽油和柴油）更高的燃烧效率并产生更少量的空气污染物。
根据相关技术，使用上述CNG作为燃料的车辆发动机系统通常包括涡轮增压器、中间冷却器、混合器和节流阀体（throttle body）。涡轮增压器压缩来自外部的吸入空气以改进容积效率。中间冷却器冷却从涡轮增压器排放的经增压的吸入空气。喷射器喷射CNG燃料。混合器将从喷射器喷射的CNG和从中间冷却器排放的吸入空气进行混合。节流阀体将混合气体供给发动机，所述混合气体包含通过混合器混合的空气和燃料。
通过节流阀体引入的混合气体供给发动机的每个气缸并通过安装在气缸中的点火线圈点火。点火线圈的点火操作通过点火控制装置加以控制。点火控制装置连接至发动机控制单元（ECU）从而接收来自ECU的控制信号，设置增压控制阀以控制引入涡轮增压器中的吸入空气的增压。
在上述根据相关技术的CNG发动机中，气缸盖和进气歧管没有用于对形成在气缸体中的每个气缸的混合气体引入进行分隔的分隔壁，而是全部混合气体被引入气缸盖的一个入口中。
因此，多点喷射不可能被应用，且由于没有分隔壁，不能实现将燃料喷射至每个气缸以及控制燃料喷射。此外，引入一个入口的混合气体可能被引入另一气缸。
公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面涉及提供CNG发动机的独立燃料喷射系统，其能够将燃料独立地喷射至形成在气缸体中的每个气缸，并根据每个气缸的操作状态控制燃料的喷射，由此改进发动机的动力和燃料效率。
在本发明的一个方面中，压缩天然气（CNG）发动机的独立燃料喷射系统可以包括：气缸盖，所述气缸盖具有使用CNG作为燃料的发动机的进气口，进气歧管，所述进气歧管与所述气缸盖连通以将外部空气供给至所述气缸盖；以及喷射模块，所述喷射模块安装在邻近所述气缸盖的所述进气歧管的预定部分，并朝向所述进气口喷射所述CNG燃料。
所述进气歧管可以具有在其预定部分处形成的组装孔，所述喷射模块部分地插入并组装至所述组装孔。
所述喷射模块可以包括：喷射所述燃料的喷射器；安装体，其上部联接至所述喷射器且选择性地插入并组装至所述组装孔；以及喷射喷嘴，其一端与所述喷射器连通，另一端插入所述进气歧管并朝向所述进气口延伸。
所述安装体可以包括联接至所述上部的下部，且所述下部的直径大于所述上部，所述下部选择性地插入且组装至所述组装孔。
所述下部可以包括：圆柱形本体；上颌和下颌，所述上颌和下颌分别在所述圆柱形本体的上端和下端处沿径向凸出，并具有扩大的直径；以及O形环，所述O形环设置在上颌和下颌之间的所述圆柱形本体上，并选择性地组装在所述组装孔的内表面上以保持所述组装孔的气密性。
所述喷射喷嘴的另一端弯曲成从上到下倾斜，且朝向所述进气口延伸。
所述喷射喷嘴的另一端进一步沿水平方向延伸。
所述喷射器沿竖直方向布置。
所述进气歧管可以具有这样的结构，在该结构中形成燃烧室的每个气缸可以没有分隔壁。
所述进气歧管与所述气缸盖一体地形成。
根据CNG发动机的独立燃料喷射系统，由于用于将燃料喷射至每个气缸的喷射器安装在邻近气缸盖与进气歧管之间的连接部分的所述进气歧管的预定部分，因此喷射模块的安装及其设计可以容易地进行而无需改变气缸盖的设计。由于燃料可以独立地喷射至每个气缸且燃料喷射可以根据气缸的操作状态加以控制，因此发动机的动力和燃料效率可得以改进。由于发动机气缸与喷射器的燃料喷射位置之间的距离减小，因此燃料自喷射器喷射之后的实时响应速度提高了。因此，燃料效率可另外得以改进。此外，可以容易地进行喷射模块的安装和分离，可以考虑到发动机的类型和气缸盖的形状而以各种方式设计喷射喷嘴。因此，布局得以改进。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施方案的喷射器的主视图。
图2是根据本发明的示例性实施方案的喷射器的横截面图，示出了其中喷射器安装在进气歧管中的状态。
应当了解，所附附图并非一定是按比例的，其显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体预期应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
参照图1，根据本发明的示例性实施方案的喷射模块包括设置在其上部中并喷射燃料的喷射器1。喷射器1具有从其上部至其下部沿竖直方向直立的形状。
安装体2组装至喷射器1的下部，从而将喷射器1安装在进气歧管中。
进气歧管没有用于燃烧室的每个气缸的分隔壁，而是一体地形成在气缸盖中。
安装体2具有双体结构，其中上部2a具有较小直径，而下部2b具有较大直径。安装体的下部2b包括颌2ba，其从圆柱形本体15沿径向延伸。
颌2ba形成在圆柱形本体15的上端和下端从而从圆柱形本体15凸出。
O形环3在上颌和下颌之间组装至圆柱形本体，且当圆柱形本体15组装至进气歧管中时保持气密性。
喷射喷嘴4从安装体2的下端向下延伸。喷射喷嘴4具有管状。尽管未示出，但是喷射喷嘴4的一端连接至喷射器1，喷射喷嘴4的另一端弯曲成向下倾斜，并沿水平方向延伸以插入气缸盖。
参照图2，具有上述结构的喷射模块安装在进气歧管5的外表面上。
亦即，喷射模块安装成位于邻近气缸盖6的进气歧管5的预定部分。
喷射模块安装在进气歧管5的预定部分，处于从上至下直立的状态。进气歧管5具有用于安装喷射模块的组装孔10。
当喷射模块安装在进气歧管中时，安装体2的上部2a设置在进气歧管的外表面之上，安装体2的下部2b插入并组装至进气歧管的组装孔10。O形环3处于这样的状态时保持组装孔10的气密性，在该状态中安装体2的下部2b插入进气歧管的组装孔10，上颌和下颌也用于保持气密性。
喷射喷嘴4完全插入进气歧管5，其另一端邻近形成在气缸盖6中的进气口6a设置，使得从喷射喷嘴4的前端喷射的燃料直接朝向进气口供给。
在这种情况下，外部空气从进气歧管4引入并与从喷射喷嘴4喷射的燃料一起向进气口6a供给。
由于向每个气缸供给燃料的喷射模块安装在邻近气缸的进气口的进气歧管的预定部分，可以在根据气缸的操作情况控制喷射器的负载的同时喷射燃料。因此，发动机的动力和燃料效率可得以改进。此外，由于喷射喷嘴的位置邻近进气口设置，从喷射喷嘴喷射的燃料的实时响应速度提高了，由此改进燃料效率。
由于喷射模块安装在进气歧管的预定部分，喷射模块可以容易地安装和分离而无需改变气缸盖的设计。此外，可以根据发动机的类型和气缸盖的形状容易地改变喷射模块的设计。例如，喷嘴的倾斜度和喷嘴外径或内径的设计可以以各种方式加以改变。因此，布局得以改进。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方式的这些特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (10)

1.一种压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统，其包括：
气缸盖，所述气缸盖具有使用CNG作为燃料的发动机的进气口；
进气歧管，所述进气歧管与所述气缸盖连通以将外部空气供给至所述气缸盖；以及
喷射模块，所述喷射模块安装在邻近所述气缸盖的所述进气歧管的预定部分，并朝向所述进气口喷射所述CNG燃料。
2.根据权利要求1所述的压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统，其中所述进气歧管具有在其预定部分处形成的组装孔，所述喷射模块部分地插入并组装至所述组装孔。
3.根据权利要求2所述的压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统，其中所述喷射模块包括：
喷射所述燃料的喷射器；
安装体，其上部联接至所述喷射器且选择性地插入并组装至所述组装孔；以及
喷射喷嘴，其一端与所述喷射器连通，另一端插入所述进气歧管并朝向所述进气口延伸。
4.根据权利要求3所述的压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统，其中所述安装体包括联接至所述上部的下部，且所述下部的直径大于所述上部，所述下部选择性地插入且组装至所述组装孔。
5.根据权利要求4所述的压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统，其中所述下部包括：
圆柱形本体：
上颌和下颌，所述上颌和下颌分别在所述圆柱形本体的上端和下端处沿径向凸出，并具有扩大的直径；以及
O形环，所述O形环设置在上颌和下颌之间的所述圆柱形本体上，并选择性地组装在所述组装孔的内表面上以保持所述组装孔的气密性。
6.根据权利要求3所述的压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统，其中所述喷射喷嘴的另一端弯曲成从上到下倾斜，且朝向所述进气口延伸。
7.根据权利要求6所述的压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统，其中所述喷射喷嘴的另一端进一步沿水平方向延伸。
8.根据权利要求3所述的压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统，其中所述喷射器沿竖直方向布置。
9.根据权利要求1所述的压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统，其中所述进气歧管具有这样的结构，在该结构中形成燃烧室的每个气缸没有分隔壁。
10.根据权利要求1所述的压缩天然气发动机的独立燃料喷射系统，其中所述进气歧管与所述气缸盖一体地形成。
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