CN104145113A - 用于检测内燃机燃料的设备和/或导管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于检测内燃机燃料的设备。具体地，该设备装配有可拆卸的装置，用于将该设备紧固到相关联的导管上，从而使其可以被安装在“燃料分配管”，用于如燃料喷射引擎中所使用的高压燃料供应。

Description

用于检测内燃机燃料的设备和/或导管

技术领域

本发明涉及一种用于检测液体特性的设备，例如检测至少一种液体的种类，和/或混合液体中不同液体的百分比，和/或液体中的元素组成，和/或液体中元素的浓度，例如检测某种内燃机用液体燃料，如汽油、柴油、乙醇等。

较佳地，本发明涉及一种装配有适当装置的检测设备，尤其是通过液压和/或机械类装置，用于将该检测设备连接或装配到可燃液体或燃料的燃料导管，尤其是，连接或装配到与内燃机的阀门或者喷油嘴相连的燃料导管，例如所谓的“燃料分配管”。

通常，该连接或装配装置可以从所述设备上拆除，便于诸如维修或者更换上述设备或者相关联的燃料导管。

背景技术

现有的内燃机中，无论是以汽油、柴油或者其它燃料进行工作，对引擎燃料进行检测的需求都在逐步增长，从而使汽车控制系统可以对引擎操作进行必要的改变。

在电子控制时，上述改变可以通过修改混合燃料注入参数实现(例如，根据所谓的“引擎测绘”方式)。

另一方面，由于燃料中可能存在一定浓度的杂质或者其他混合物，尤其是当燃料中含有水时，会引起发生引擎操作故障的风险，或者由于燃料中含有不同燃料的混合物，所以对燃料质量检测的需求也非常强烈。

其中，被称为“多种燃料引擎”对燃料检测的依赖性更强，所谓“多种燃料引擎”指的是引擎能够使用不同类型的燃料来工作，例如乙醇和汽油、天然气和汽油等。

现有技术中公知的几类传感器，如光学传感器、电子传感器、磁性传感器等，均是通过检测不同的物理参数进行工作。

关于上述传感器所需要考虑的一个重要方面是它们在引擎中的位置；事实上，总是找不到足够的空间放置，从而影响所要进行的这类测量。

例如，若传感器被置于汽车油箱附近，由于不同燃料的密度不同或燃料和其中所含的水的密度不同，可能导致由于不同密度的液体分层而使得传感器读取错误。

事实上，上述情况下，传感器将检测其所浸入的液体层的液体浓度，而不考虑形成不同层的(高于或低于该液体层)的其它液体的浓度。

由于上述及其它原因，最好将传感器置于燃料引擎的燃料回路上，也就是油箱下游。在德国专利申请DE10309720中描述了一些传感器的可能的布置方式的例子，其中传感器被置于柴油机的喷油嘴中；或者如同例如在美国专利US6,885,199中所公开的那样，沿着燃料分配管布置传感器。

上述解决方案是专为喷射式引擎设计的，包括一般引擎(以柴油或汽油为燃料)及上述多种燃料引擎，并且每个汽缸对应一个喷油器。

显然上述将传感器与喷油器相关联的技术方案可能难以在多缸引擎中实施，例如四缸或者更多缸的引擎或者具有大量的传感器的引擎。

在这种情况下，每一个传感器将提供进入相应汽缸中的燃料的信息，因此引擎控制系统(一般为电子控制单元)将不得不处理可能互不相同的燃料信息。

即使在原理上上述引擎控制系统可以获得一个精确的注油调节，它也将使燃料注入管理程序变的更加复杂；因此，在一些应用中，例如低成本汽车，每一个汽缸配置一个传感器在经济层面上是不可行的。

此外，置于喷油器内的传感器必须很小，这也将导致传感器较难制作并且制作成本较高。

并且如果将传感器安装于引擎附近，例如本申请人在专利文献EP2108809和WO2011055295中描述的燃料加热器那样，可能会造成传感器过热，从而导致更大的数据读取错误。因此，类似上述美国专利US6,885,199中描述的将传感器沿着燃料导管安装的那些解决方案，有可能由于上述燃料加热器的存在而导致传感器无效。

值得一提的是具有不同配置的那些传感器也拥有不同的转换函数，因此需要专用系统(仪器、软件等)根据不同的情况对其进行控制，从而产生较高的费用。

基于此点，折中的解决方案是将传感器插入燃料导管中，该燃料导管用于将燃料送入喷油嘴或汽缸，其在汽油引擎中被称为“燃料分配管”，在柴油引擎中被称为“公共供油管”。

然而这也可能是其限制因素，不只是因为传感器靠近燃料加热器可能影响传感器的性能，还因为如果传感器被放入“燃料分配管”或“公共供油管”中，就很难找到足够的空间把加热器也加入其中。

发明内容

本发明旨在克服现有技术传感器中存在的缺陷。

也就是说本发明要解决的技术问题是提供一种用于检测液体特性的设备，尤其是但不限于，检测内燃机燃料或燃料混合物，该设备允许通过简单的方法进行可靠检测，也就是在实质上不改变引擎的燃料供给方式下进行检测。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种用于检测液体特性的设备，尤其是但不限于，检测内燃机燃料或燃料混合物，它能被组装入配置有燃料加热器的系统中，尤其是，上述加热器与燃料分配管相关联。

本发明中解决上述问题的思路是，将对“燃料分配管”或“公共供油管”内流动的燃料的特性进行检测的检测点设置在上述“燃料分配管”或“公共供油管”的外部，优选在上述“燃料分配管”或“公共供油管”的附近。

较佳地，位于上述检测点的燃料实质上与“燃料分配管”或“公共供油管”内的燃料具有相同的压力水平，此范围可以是从对于多种燃料引擎的几巴(例如1.5-3.5bar)到对于柴油引擎的几千巴(bar)。

对燃料分配管的流动的燃料的特性进行检测与气缸数量无关：事实上，使用的传感器不需要因为每个应用中的汽缸数量的不同而发生改变。

另外，燃料导管内的燃料的压力是稳定且均一的，因此可以确保检测准确可靠。

液体的压力变化可能是由于油箱内较低的燃料油位，或引擎阀门处于打开状态：压力高于大气压使变化(以百分比计算)的相关性降低。

具有权利要求中列出的特征的检测设备可以解决上述技术问题。

本发明还涉及一种能够与根据本发明的传感器相关联的燃料导管，或者“燃料分配管”型或“公共供油管”型燃料导管，该燃料导管具有权利要求中列出的特征。

附图说明

根据附图所示实施例的下列描述，本发明的特征、效果及优点将更加清楚，这些实施例是解释性、非限制性实施例，其中：

图1是本发明的设备可以使用的传感器的透视图；

图2和3是图1的传感器的两个不同角度的爆炸透视图；

图4是本发明的设备的第一实施例的爆炸图，其中该设备应用于燃料导管的一端；

图5是图4所示设备的部分截面图；

图6是图4所示设备及燃料导管的爆炸图；

图7是本发明的设备的另一变体的截面图；

图8是图7所示的设备及其所应用的相关联的燃料导管的爆炸图；

图9和图10是本发明的设备的另一变体的透视图和爆炸图；

图11和图12是本发明的设备的另一变体的透视图和部分截面图；

图13是图11所示的设备和其所应用的相关联的燃料导管的爆炸图；

组图14、15和16及组图17、18和19是本发明的设备的另外两个变体的透视图；

图20、图21和图22示出本发明的设备的三个实施例；

图23和图24是本发明的设备的一个变体的透视图和爆炸图；

图25是本发明的设备的另一个变体的爆炸图；

图26是本发明的设备的部件的细节图，例如本文中所述处于闲置条件下的传感器；

图27是图26中所示的压电本德尔(bender)部件由电势差通电后的状态图；

图28是能够测量液体的性能的电路的一个可能的实施例，其中图26和图27中所示的部件或传感器被浸入该液体内；

图29是图1所示的传感器的一个声学变体；

图30是图1所示的传感器的一个光学变体；

图31是图1所示的传感器的一个电学变体；

图32、32a和图33、33a是图1所示的传感器的另外两个变体。

具体实施方式

在上述列出的附图中，尤其是图1至图6中，本发明提供的设备整体为D，包括一个或多个传感器1，也称为传感装置，在运行状态下，所述传感器至少部分由内燃机的燃料导管2内流动的流体包围。

所述燃料导管2是“燃料分配管”型，也就是说，燃料导管包括燃料入口3a和数个燃料出口4；图4和图5中，所述燃料入口3a位于燃料导管的一端2a，所述燃料出口与内燃机喷油嘴(未示出)导通，所述内燃机为多种燃料引擎，可以工作于不同燃料环境，例如汽油和乙醇等。

如图所示，所述传感器1的干燥部分包括用于电路组件的外壳5，所述外壳5被盖子6封闭；通过三极电连接器7，所述传感器1的外部还与电源和该传感器所在的机动车引擎管理网络连接。

所述外壳5的形状适于容纳至少一个检测和/或控制电路，如电路板9，至少对源自或通过所连接的接线端子12,13由传感元件14传送的信号进行处理，然后将转化为电信号的检测数据发送到连接器7的一个或多个接线端子11；上述实施例中，电信号由称为压电本德尔元件14(如图26和图27所示)形变产生。

较佳地，所述传感器1的所述外壳5还包括绝缘元件10，其特别适于密封或至少部分覆盖所述电路板9的材料，例如聚合物或树脂等，将所述材料灌入外壳内部和/或覆盖所述电路或电路板9，然后进行固化或硬化；所述绝缘元件用于保护所述电路或电路板9免受外部冲击或污染物污染。

如图26和27所示，所述传感器1包括元件14，通电后会振动；例如，所述振动元件是与压电层(也称为“本德尔元件(bender)”)相连的薄板，通过预设电信号频率产生振动，从而检测燃料的粘度、密度等性能，例如通过检测由与上述薄板或本德尔元件接触的流体或燃料诱发的振动的变化。

为了进行检测，所述压电本德尔元件14必须浸入液体燃料中或由液体燃料包围，并通过交流电压充电，使其会在一定的共振频率下振动。图28所示的实施例中，电路和/或电路板9与所述本德尔元件14连接，用于控制所述本德尔元件的共振频率。

所述压电本德尔元件14包括一个或多个厚度偏振压电层14a和14b，所述偏振压电层被介电层分隔，并且彼此相互制约，并成为一个整体，在其一端通过与通孔111匹配的包含在所述壳体5内的紧固装置(未示出)与外壳5相固定；当通电后，上述组件会产生弯曲变形。

所述接线端子12和13分别与所述压电本德尔元件14的两个相对的面通过诸如焊接的方式连接。

所述压电本德尔元件14被插入并固定在外壳5前端的孔15内，除所述压电本德尔元件14之外，所述传感器浸入的部分(湿润部分)还包括一围绕所述孔15的凹槽16a。所述凹槽内放置有一密封垫片16，用于阻止燃料导管2内的汽油或乙醇等液体的泄漏。

所述传感器包括由丝状导线组成的接线端子12和13，所述丝状导线是由铜或者其他合适的导电材料制成的柱体，并且有弯曲自由端12b和13b；当传感器在工作状态下，上述弯曲自由端12b和13b直接与所述压电本德尔元件14相接触。

所述接线端子12和13的基端12a和13a被插入电路板9上的适当的插座21内。在一个实施例中，所述插座21是一夹子，用于为接线端子12,13和与电路板9连接的电路提供电接触；因此，为了保证接触良好，在该实施例中，在基端12a和13a处设置有绝缘环19和防移环20。

市场上目前存在几种不同型号的压电本德尔元件均可应用于本发明(如由美国公司Sinoceramics制造的产品)。

所述压电本德尔元件14的压电层14a和14b通过接线端子12和13与控制电路9连接。

对压电本德尔元件14的输出电压或其共振频率进行控制，从而对流体粘度的变化进行检测。流体粘度可以由压电本德尔元件振动的阻尼函数确定，也可以由压电本德尔元件振动的频率变化函数，或者，更通常地，由压电本德尔元件频率响应函数确定。

如图28所示，可以通过接线端子12和13对压电本德尔元件两端施加电压，通过优化其振幅和频率导致其振动。

这样，压电本德尔元件的结构根据电源电压将周期性弯曲，优选成为基频谐振。所述结构及/或频率可以根据测量的流体类型进行优化。

图28是电路布置框图，包括压电本德尔元件14的驱动部分103，以及压电本德尔元件14的检测部分101、102和103，所述驱动部分和检测部分共同组成了反馈回路100，使所述压电本德尔元件14在其共振频率下振动；所述检测部分和/或反馈回路100包括交流电压表101，模拟/数字转换器102和微控制器103。

所述交流电压表101用于监控压电本德尔元件14的输出信号，并输出数据，该数据与被检测电压的频率和振幅成比例。

然后，上述数据流将被发送到微控制器103，微控制器103通过适当的算法，和/或预设的数据表对数据进行处理，和/或者将数据进行转化，例如通过使其线性化。

为了驱动所述压电本德尔元件在给定的环境下达到它的固有共振频率，反馈信号的相位最好提早(或延迟)大约90°。

所述微处理器103将基于交流压强表101提供的数据执行上述功能。

微处理器通过适当控制压电本德尔元件的激发信号来关闭回馈环路100，从而维持最优共振频率，并且基于接收到的测量结果来确定流体粘度。

共振频率取决于压电本德尔元件的物理尺寸及其制作材料。对于特定的汽车应用而言，其很可能需要在比普通汽车要求更高的频率下运行；因此，尤其推荐通过使用微电子机械系统(MEMS)技术，来制造能够在高频率条件下运行的小型本德尔元件。MEMS本德尔元件可以由硅或者氧化铝制成，其导电元件和压电元件可以由丝印技术制造，或利用典型的微电子技术制造，例如热蒸镀法、溅射法以及活性层的化学气相沉积法(CVD)。

作为一个可选择方案，可以通过利用压电元件与压阻元件相连接的方法实现相同的功能，其中，所述压电元件用于施加振动，所述压阻元件可以作为传感元件用于测量振动的幅度和相位。

所述压阻元件可以为丝印型，也可以为沉积型；在一个实施例中，将压阻油墨沉积到一合适的绝缘衬底或基座上形成所述压阻元件。

需要指出的是，所述本德尔元件的安装对读取粘度的敏感度影响较大。通过在离振动元件合适的位置以固定壁的方式创建合适的约束条件可以显著增加其敏感度。事实上，由剪切应力产生的波的传播是非常有限的，取决于介质的粘度。因此，本德尔元件的阻尼变化只有在其被封装在容器内后且该容器被设计成使固定部分和振动部分间保持一小段距离的条件下才能够被测量。利用MEMS技术有可能实现将振动元件和固定元件制造成一体，具有公差小费用低的优点。

对输出电压或共振频率进行监控以便决定粘度的改变。

在接线端子12和13上或在压电本德尔元件14上或其他传感元件上施加一交流电位差来获取电信号，继而能够获得燃料导管2中液体的特性。

在一个实施例中，添加剂(如抗爆添加剂、溶剂等)在汽油中的比例变化或者水在乙醇中的比例变化将改变液体的物理性能，如粘度、密度、速率等。

正如下文将详细描述的，通过本发明可以对液体性能进行检测，然而使用不同类型的传感器检测方法也不同，并非必须使用压电本德尔元件；因此，执行检测功能的可以是电学型(如电感式、电阻式、电容式等)、声学型、光学型甚至它们的组合的传感器，或者其它合适的传感器。

传感器可以检测液体物理性能的变化，优选其为与电路板9相关联的电路中的电压变化的函数和/或的电流变化的函数。在进行适当处理后，传感器可以提供关于燃料组成和/或特性的指示。

本发明提供的设备D的主要实施例包括上文所述的传感器1的管件或主体52。

燃料导管52的作用还包括使传感器1远离引擎(未示出)或远离一切热源，从而提高其读取的稳定性。因此，在静态燃料流量的条件下，当热量向传感器传播时，传感器1和/或设备D的某些部分可以有利地驱散热量，也就是说它们可以由某种导热材料制成，例如合适的金属或聚合物或热塑材料，如带有导热粒子等。所述传感器1的某些部分例如外壳5、主体或管件52，以及与燃料导管2连接的液压连接装置、机械紧固件，与燃料导管2连接的支撑装置等，将在下面详细描述。

如图4-6所述，本发明提供的设备包括拥有数个孔或底座或流道的液压管件或主体52；其中，入口53通过连接件54与燃料导管连接，或与燃料泵出口侧连接(未示出)；所述管件52还包括底座50和出口52b，在底座50上设置有用于固定传感器1的孔，所述出口52b用于与燃料分配管的燃料导管2连通。

在一个实施例中，入口连接件54可以整合到管件52中，例如共同模制或者利用塑料接头模制在一起。

因此，在多种燃料引擎内压力高于2.5Bar的情况下或柴油引擎内压力高于几百Bar的情况下，燃料流入管件52，并穿过管件52后进入燃料导管2；然后燃料接触或包围传感器1和/或传感元件或本德尔元件14，较佳地，燃料流轴向包围传感器1或大致与传感元件14平行。

为了将传感器1与燃料导管2固定连接，管件52设置有外螺纹56，用于与关联或可关联到燃料导管或“燃料分配管”2的螺纹环形螺母57配合，该螺母57可旋转地限制在轴向空心适配插头58(也被称为紧固或支撑装置)的一端或其头部，该插头的另一端或螺纹柄与燃料导管2端部相应的螺纹配合装配。

类似入口连接件54，插头56也可以整合到管件52中，例如共同模制或用塑胶接头模制在一起。

此外，在管件52上，传感器1的外壳5的凹槽17内设置设置有插槽52a，通过固定夹8与插槽17，52a的对应配合，传感器的壳体被固定至管件52；该紧固装置8可以固定至和/或与所述主体52和壳体5彼此一体。

因此，即使某些如喷射式引擎或柴油引擎等其燃料导管处于高压的情况下，所述传感器1或主体52也能够牢牢地安装在燃料导管或“燃料分配管”2外。

事实上，上述方案使本发明提供的设备可以安装到现有的燃料导管或燃料分配管上而不需做出任何改变。

液压密封系统由一组垫圈59a，59b，59c来保证，用于防止高压燃料泄漏。同样地，在管件52和传感器1之间设置有O形垫圈15a，类似于位于管件52和连接件54之间、和/或管件52和58之间、燃料导轨2和管件58之间的这些垫圈。

为了使垫圈15a易于安装，传感器1包括底座15b，能够牢固地容纳所述垫圈15a；所述底座15b设置于凹槽17附近。当设备D在运行状态下，燃料流通过管件52的入口53进入并且通过底座50，因此沿基本平行本德尔元件轴向包围所述本德尔元件14。所述燃料流最终穿过出口52b，到达燃料导管2，在出口4分开，之后进入引擎(未示出)。

当然，上述实施例可以有多种变体。

如图7和图8所示的第一种变体，为简便起见，以下仅描述与上述实施例中不同的部分；同理，带有一个或多个撇号的相同的参考标号用于表示结构或功能相同的元件。

在此变体中，管件52’类似于上述实施例中的管件52，设置有内螺纹56’(螺母)，通过所述内螺纹，所述管件52'可以与燃料导管2的管件61的外螺纹端直接螺纹连接。燃料导管设置有与管件52'类似或搭配的螺纹。可以看出，燃料导管2可以与管件52'的其他连接方式相匹配，无论是诸如插销类可拆卸式，还是诸如焊接或胶粘的固定式。

如图4、5、6所示的实施例和图7、8所示的第一变体的实施例中描述的技术方案适合应用于“燃料分配管”型或“公共供油管”型燃料导管2的一端。

然而，由于诸如有效空间不足可能导致上述方案无法使用。事实上，应该考虑到燃料导管位于汽缸盖附近，而喷油嘴及其它一些组件也都位于此处，因此很难确定在燃料导管2的一端是否有足够的空间应用本发明提供的设备，或者在此处实施本发明是否有利。在这种情况下，本发明提供的设备可以径向放置或毗邻与所述燃料导管2的中部或末端区域。

此种条件下，所述传感器必须被牢固支撑，使其能够承受由诸如由引擎和/或车辆传递的振动或源自前述燃料供应系统产生的压力的振动。

较佳地，安装所述传感器时不需要改变燃料导管所处的环境，也就是说，不需要改变引擎室或引擎室内的组件。

为了满足这些需求，根据本发明的上述变体，所述传感器与所述燃料导管至少有两个接触支撑点，使其获得足够的稳定性和刚度来承受来自其内流动的流体的高压的应力以及前述车辆振动和/或颠簸。

换言之，在上述条件下，燃料导管2直接作为所述传感器1的支承元件，传感器在至少两个不同的和/或分开的支撑点被支撑，较佳地，相对于该传感器和/或液压管件62，两支撑点最好为两个相对的点或者至少有一个支撑点在燃料导管末端，或者至少有一个支撑点在燃料导管中间位置，使所述燃料导管2和传感器1大体上类似一个刚性整体。

尤其是，根据本发明，利用液压方式连接所述传感器1和燃料导管2是非常有利的，将提供两方面的功能，也就是液压传动功能和支撑传感器和/或相关管件的功能。

通过上述方法可以使传感器1和/或与其连接的液压管件62与燃料导管2间的支撑点间维持足够的距离，其中，所述液压连接方式可以通过最佳方式配置来实现本发明的目的，下文将详细描述。

所述传感器1和/或与其连接的三通管件通过两个不同的点与燃料导管2连接，由于如前所述本发明利用液压连接方式连接所述传感器1和/或其连接的三通管件，所以两个连接点其中一点是机械连接，另一点机械-液压连接。

图9和图10示出了本发明的第二种变体。

在此变体中，所述传感器1设置于主体或管件62的底座60中，所述主体或管件60类似于前述实施例中的主体52,52'，但是所述管件62可以更长和/或形状不同。

因此，在所述管件62中还设置有插槽62a与所述传感器1的凹槽17相对应，使传感器1可以通过固定夹8与管件62固定，如前所述。

为保证液压密封完好，在所述管件62及传感器1之间也设置有垫圈15a。

所述管件62的入口63，通过入口管状元件或连接件64，上游连接到燃料供应系统和/或相关联的泵(未示出)的出料侧；所述管件62下游连接到与燃料导管2的入口3b相连接的出口管状结构或者连接件80。

在此实施例中，所述连接件80固定于入口3b和管件62之间。更具体地，所述连接件80和所述燃料导管2的入口3b通过对应的螺纹连接件彼此连接，例如通过外螺纹插入件83，其上方有所述连接件80一体的螺母84。另外，所述螺纹插入件83设置于所述连接件80的一端，所述螺母84与所述螺纹插入件83同轴，便于所述连接件80连接到所述入口3b，所述入口3b设置有内螺纹连接件。所述管件62和所述连接件80之间的连接是通过液压连接装置来实现的，该液压连接装置包括快速连接件70和80；所述连接件70包括一组垫圈71，用于保证燃料流过时所述管件62和连接件80间完全密封。该垫圈71组包括两个O形橡胶圈71a，在O形橡胶圈71a间设置有O形金属圈71b；所述O形橡胶圈和金属圈围绕定位圈71c设置；所述定位圈包括定位棱71d，用于保证上述垫圈的正确固定，并防止定位圈71c滑入管件62。围绕定位圈71c突出连接件62的部分，固定所述连接件70；由于管件62出口处外壳底座68的存在，上述定位更容易。所述底座68使得当所述连接件70处于运行状态下时，可以按下按钮73。在装配期间，所述底座68能够进行弹性形变，便于连接件70在所述定位圈71c周围的定位。

所述管件62由支架86固定；所述支架86由两个L形部件86a和86b组成，每个L形部件各自包括一水平部件86d和86e；所述水平部件86d和86e可与导轨87(也被称为紧固装置或支撑装置)滑动装配，该导轨与所述燃料导管2连接。所述导轨87包括两个相对的导轨87d和87e，并且所述导轨87d和87e分别与水平部件86d和86e相匹配从而提供一种快速连接；所述导轨87d和87e具有线性形状并各自在导轨87内的兼容的释放块87a和87b中形成。这种解决方案可以调整所述管件62相对于所述燃料导管2的位置，较佳地，沿着平行燃料导管2轴向调整。

可以理解的是在本发明此种变体中，所述传感器1与所述管件62一起通过燃料导管2的两点支撑，也就是在入口3b处由连接件80，以及在释放块87处由支架86支撑。

通过这种方法可以获得与以上实施例中相同的传感器1相对于燃料流的组装条件，与此同时，能够保证传感器1获得足够的稳定性和刚度来承受引擎传递的和/或车辆产生的巨大应力，以及输送到引擎的燃料压力所引起的应力。

其优势是，由于利用连接管80，所以在传感器1与相连接的管件62之间采用液压连接可以获得此结果，其中连接管80除了正常的液压功能之外，与支架86一起，具有支撑连接至传感器的管件62的机械功能。

应当指出的是直角形连接件80具有更好的表现和性能，这是因为此直角部件实际上构成了对连接至管件62一端的连接件80的水平部件的垂直支撑。管件62的另一端由支架86连接，从而刚性固定至所述燃料导管2，使其能够承受前述引擎和/或车辆的振动。

图11-13示出了本发明的第三种变体，其中，所述燃料导管2包括位于燃料导管2一端径向设置的入口3b'。此变体中，所述传感器1被插入管件62'中，所述管件62'具有与前述实施例中管件62相同的功能；所述管件62'通过S型支架86'与燃料导管2整合到一起，以便限制在引擎室(未示出)内所占用的空间。

所述支架86'包括固定眼88，所述固定眼位于其下端，在相对的另一端通过焊接、胶粘等方式连接有所述管件62'；所述固定眼88与燃料导管2的固定孔89相配合，使燃料导管2和支架86'通过螺栓或类似紧固装置整合到一起(未示出)，从而通过简单的改变螺栓的长度，将管件62'固定到燃料导管2。

较佳地，所述支架86'还包括定位元件或抗旋转元件141，所述定位元件或抗旋转元件141设置于所述固定眼88附近，与相应的底座142配合连接，所述底座142设置于燃料导管2的固定孔89附近。所述定位元件或抗旋转元件141与所述底座142彼此精确配合连接，有利于所述固定眼88与所述固定孔89对中，使所述螺栓易于安装，和/或可以防止所述管件62相对于所述燃料导管2存在角运动，保证了部件间连接的牢固性和稳定性，并且避免了任何异常作用于燃料连接件的压力。

与上述几个变体类似，此变体还包括以适当方式密封的连接件80。然而，在此变体中所述连接件80的连接方式与前述变体中连接件80的不同，也就是说其与所述管件62'整合在一起，从而需要在所述配合件62'出口设置一内螺纹65，用于与所述连接件80的对应外螺纹配合连接。

通过环形装配元件85，在连接件80的另一端创建快速安装方式，用于与快速连接件81连接，所述快速连接件81设置于所述燃料导管2的入口3b'处。

在所述入口3b'内，所述快速连接件81包括两个O形橡胶圈81a，一个O形金属圈81b，一个定位圈81c以及支撑圈81d；所述金属圈81b设置于两橡胶圈81a之间，所述橡胶圈81a和81b设置于所述定位圈81c下方，所述支撑圈81d与所述入口3b'的边缘相配合，并安装在所述边缘上。所述连接件81的位于所述燃料导管入口3b'外部的部分包括直径减径管81e、隔片81f、空心圆柱支撑件81g及插塞接头81h；所述直径减径管81e与所述支撑圈81d配合连接，所述隔片81f安装于所述直径减径管81内，所述空心圆柱支撑81g与所述隔片81f的底端配合连接，并且在所述隔片81f顶端所述插塞接头81h与所述连接件80配合连接。

所述插塞接头81h包括按钮81i，按下所述按钮81i时可以弹性地修改位于所述插塞接头81h处的约束机构(未示出)；所述约束机构与所述环形元件85匹配，从而使所述快速连接件81可以限制到所述连接件80。

此技术方案允许实质垂直移动安装传感器1-管件62'组件，直到所述快速连接件81到达锁定位置，然后进行轻微的横向运动，使所述定位元件和/或抗旋转元件141与相应的底座142配合，及固定眼88靠近孔89；最后，将所述固定眼88和固定孔89对齐后，通过紧固螺栓(未示出)将所述支架86'和燃料导管2固定连接，从而完成组装。

如图14-16所示的本发明的第四种变体主要应用于汽油引擎。与缸内直喷柴油引擎相比，其燃料导管2内的压力相对较小。

在此变体中，管件62″类似于前述变体中的管件62，其唯一的不同是所述管件62″包括波纹端66和管状元件80'。所述波纹端66能够与所述管状元件80'配合连接，尤其是，所述管状元件80'由弹性材料制成。利用束线带82特别是通过挤压能够将所述波纹端66和所述管状元件80’固定连接。

同样地，所述管状元件80'与入口3b″配合连接，较佳地，利用另一个束线带82采用类似于波纹端66的波纹状连接方式将所述连接件80’和入口3b”固定连接。所述入口3b″径向设置于所述燃料导管2的一端。

所述连接件80'可以由弹性材料或塑胶材料等制成，使其量产具有成本优势。

和上面所述管件62'一样，所述管件62″通过支架86″与燃料导管2整合到一起。此变体中所述的支架86'呈直线型，并且与所述燃料导管2配合连接，其连接方法与上面所述支架86'相同，也就是通过固定眼88和固定孔89，并且也可以通过所述定位元件或抗旋转元件141、142。

图17-19示出了本发明的第五种变体，其固定方法和燃料导管2中的入口3b″′的位置均与前述变体不同。在此变体中，所述入口3b″′设置于燃料导管2的中部，与上述第二变体相同。

在运行状态下所述传感器1安装在管件62″′内，在其出口设置有两个锁定槽67。在所述锁定槽，固定夹8″′被牢固固定，与连接件80内的所述环形元件85相干涉，通过其与所述管件62″′牢固地连接从而锁定该连接件。

为了保证其密封性，在所述连接件80上设置有诸如O形圈类的密封元件59d。

本变体中采用与上述第二变体相同的方案对入口3b″′进行连接。

同上面所述变体一样，所述管件62″′与燃料导管2通过所述支架86″′整合到一起，支架86″′与前述支架86″相同。

通过将所述连接件80插入到所述管件62″′中，进行实质与燃料导管2轴向平行的连接，通过围绕燃料导管2轴向进行角运动可以使定位元件或抗旋转元件141装配到底座142中。

显然，在燃料导管周围可用空间仅容许进行平行于所述燃料导管2的安装移动，且可以额外地轻微角移动时，此变体是有利的。

图20示出了本发明的第六种变体，其采用了与管件62^IV相分离的紧固支架86^IV；所述管件62^IV与所述第一种变体中的管件52'类似，但是长度更长且包括安装定位器123。

优选地，所述安装定位器123为具有圆角的平行六面体，其设置于不同燃料导管交叉点附近，并沿其对称轴与连接件64平行。

所述紧固支架86^IV的形状似一细长的U形，包括两个底座121和122，以及孔124，分别与管件62^IV、燃料导管2和安装定位器123配合连接。所述底座121和孔径124设置于U形支架的弓形部分，并且所述底座122设置于所述支架86^IV的中部。

在运行状态下，所述紧固支架86^IV用于限制所述管件62^IV及燃料导管2，使其整合到一起。优选地，通过快速连接螺钉91将所述紧固支架86^IV、管件62^IV和燃料导管2固定到一起，通过适当地紧固管件62^IV和燃料导管2周围的底座121和122，能够紧固U形支架的底部。

在安装所述支架86^IV之前，先将螺钉91安装于所述支架86^IV上；所述螺钉91包括球面螺帽，所述螺钉91安装于支架后，所述球面螺帽被按压到适当的配合底座内，该配合底座与支架为一体。所述配合底座包括配合齿，在上述球面螺帽插入期间，所述配合齿具有弹性屈变，使其支撑所述螺钉91的球形螺帽。最后所述螺钉91被旋进所述支架86^IV的支架壁，以牵引U形支架的相对的端，即球面螺帽已经装配其中的一端。

此变体中，所述管件62^IV和燃料导管2之间的连接装置包括连接件80，所述连接件80包括螺纹插入件83，所述螺纹插入件83与所述管件62^IV配合连接，所述连接件80的另一端与位于燃料导管2中间且径向连接其上的入口3b^IV连接。所述3b^IV包括快速连接件70，用于保证与连接件80间的牢固连接。

图21示出了本发明的第七种变体，事实证明，在所述燃料导管2包括一个或多个盲入口3c'，也就是没有流体与燃料导管联通，且所述盲入口径向置于所述燃料导管2处时，该变体是非常有利的。事实上，此变体的优势在于可以将其中一个盲入口3c'固定至与前述变体中采用的管件62^IV类似的管件62^V。

为此，所述管件62^V包括与其一体成型的快速固定支架86^V，所述快速固定支架86^V设置于所述管件62^V下方；所述支架86^V距离所述燃料导管2的最远端，包括与所述燃料导管2的盲入口3c'相匹配的螺帽86c。需要指出的是，其优势在于，由于没有燃料流入所述盲入口3c'，所以所述螺帽86c不需要密封装置。

在此变体中，所述管件62^V和所述燃料导管2通过连接件80连接，所述连接件80的螺纹插入端83与所述管件62^V配合连接，同时其另一端与所述燃料导管2的入口3c(有燃料流过)配合连接；此连接通过与第五变体中固定夹8″′相似的固定夹8^V固定，其通过紧固所述入口3c，将所述连接件80的一部分锁定在其内。

在此变体中，燃料流经的所述入口3c设置于所述燃料导管2的中心，但其设置位置并不构成本发明的限定因素，本技术领域的人员可以将入口3c设置于所述燃料导管2的几乎任何适当的位置以满足空间优化作用。

最后，为保证在设备运行状态下便于放置及保持所述固定夹8″′，所述入口3c包括设置于所述入口尾端(远离燃料导管2的一端)的配合底座或配合孔。

在上述变体中，以及本变体中，为了防止燃料从各部分的连接部泄漏，均会设置密封装置。

图22示出了本发明的第八种变体，其中，所述传感器1包括管件62^VI,其与前述变体中的管件62^V类似。此变体中管件62^VI与燃料导管2的连接方法与前述变体中的不同。事实上，所述管件62^VI包括与其一体成型的支架86^VI，所述支架86^VI设置于所述管件下方。

所述支架86^VI与燃料导管2连接的方式与图9所示的第二变体中的支架86与燃料导管2的连接方式不同；尤其是，所述燃料导管2包括卡扣式或节点连接式导轨131，所述导轨通过向下运动与所述支架86^VI配合连接。

为此，所述支架86^VI包括两个相对的配合齿86^VIb，并与所述导轨131内的配合底座131a相配。

由于所述管件62^VI设置于燃料导管2上，所述配合齿86^VIb发生弹性形变，直至它们与各自的配合底座连接131a，因此不需要类似第二种变体中的横向滑动。并且，由于所述节点连接式导轨131可以使所述管件62^VI通过相对于燃料导管轴线垂直地或径向地移动或平行地滑动进行精确定位，故其与上述导轨86具有相同的优势。

所述支架86^VI包括一对挡片86^VIa，便于定位和/或避免安装时，支架86^VI进入节点131过深，从而导致诸如小汽车的引擎室内可用空间很少的情况下组装困难。

此变体采用了与第六种变体相同的液压连接装置对所述管件62^VI和燃料导管2进行连接，也就是说，通过连接件80和设置于入口3b^VI的快速连接件70进行连接，所述入口3b^VI与所述入口3b^IV相同。

图23和图24示出了本发明的第九种变体。此变体包括管件92，还依次包括彼此轴向对齐的入口93，入口管93a和出口管93b，其中所述出口管93b与所述燃料导管2的入口3d直接连接。

当与前述传感器1类似的传感器1’由于空间限制需要平行设置于燃料导管2上方时，或为了提高测量程序而降低燃料路径的弯曲度时，此变体的优势就会得到体现。

可选择地，可以利用连接器(快速连接器或螺纹套管、卡扣或螺纹接头等)、或焊接接头，将管件92与入口3d连接。

管件92的配置及燃料导管2附近的连接的部件的尺寸，使得不需要支架86来支撑管件92，尽管也可以使用支架。

需要指出的是所述传感器1'与前文所述的传感器1不太相同，所述传感器1'没有控制和测量电路。事实上，此变体中的控制和测量电路必须远离所述传感器1'定位。所述控制电路包含在机动车其他电子电路中，例如引擎管理电路或控制单元，从而节约成本。

因此，所述外壳5和电子连接器7被基座或与外壳95替代，所述外壳95与所述本德尔元件14连接，从所述压电本德尔元件14中延伸出电线或导线94。

所述基座95与所述管件92的底座90配合连接，其通过定位棱96对齐，定位棱96被连接到管件92上的对应的缺口97内，从而确保传感器1’相对于管件92精确定位。

较佳地，所述传感器1'通过适当的固定装置固定并保持，例如，通过将螺钉(未图示)插入设置在所述管件92和基座95的安装孔98，99对传感器1'进行固定，当然其它固定方式也可以替代上述固定方式，例如快速连接方式，卡扣式连接方式，螺栓或焊接方式。

图25示出了本发明第十种变体，其与上述第九种变体类似。唯一的不同点是所述传感器1'的排布方式。在此变体中，所述传感器1'垂直于所述燃料导管2。当此变体中的燃料导管2'的一部分，包括入口3b，仅是可以从与上述燃料导管2的垂直方向可进入时，此变体中的传感器1'的排布方式是有利的。

此变体中采用了与前述变体中的管件92相类似的管件92’，但是允许所述传感器1'垂直于所述燃料导管2布置。

所述管件92'包括燃料入口93'和底座90'，所述底座90'用于容纳所述传感器1'，所述入口93'和底座90'的作用与前述入口93和底座90相同，但是通过不同的方式设置。事实上，所述入口93'轴向平行于所述燃料导管2，而所述底座90'的轴线与所述燃料导管2的轴线垂直，使得所述传感器1'能够垂直于所述燃料导管2，从而产生上述优点。

本变体中管件92'和燃料导管2的连接方式与前述变体中的连接方式相似，也就是通过连接器(快速连接器或螺纹套管、卡扣或螺纹接头等)或焊接连接。

如前所述，本发明并不仅仅适用于“本德尔”传感器，还适用于其他类型的适于检测燃料特性的传感器。

因此，图29和图30分别示出了一种声学传感器1'和一种光学传感器1″。

如图所示的第一种情况，所述传感器1'包括声波(声波或超声波)收发器112，其形状或连接与前述压电本德尔传感器类似；因此，所述传感器1'包括或连接管件主体(类似于前述5、62、62'等)，所述管件主体通过整体类似前述方法的方式与所述燃料导管2连接和/或固定，简明起见参考上文。

事实上，所述收发器112发射的具有预设频率的声波被可燃液体反射，然后所述反射波再被所述收发器112利用所连接的已知电路板接收(并未在图29中示出，其相似电路板已在前面描述)。

对液体反射回来的声波信号进行处理得到密度、粘度及流体速率等信息；为此，可能用到声波在介质中的传播速度，多普勒效应等。

如图30所示的第二种情况，所述传感器1″为一光学传感器，包括光电池114和光源115,所述光源115可选择地连接到并设置于支撑臂113的底端。

所述光电池114有利于为所述光源115提供能量，所述光源115可以使任何适于在可燃液体中操作的电源，如LED。

所述传感器1″通过利用本变体中的光学参数如来自可燃液体的折射光、反射光，来检测燃料导管2内循环的燃料的性能，例如密度，或者检测燃料中是否存在气泡或乳化的水相等。

此变体中，所述传感器1″的形状与其它实施例中的传感器的形状类似，其包括管件主体(5、62、62'等)，从而可以利用上述教导将此变体中的传感器1″应用在燃料导管2中，在此不再赘述。

通常，可以说任何传感器均包括至少一个有源元件，例如电极或或类似支撑臂113的臂，如前所述，其延伸到燃料导管2或管件主体52、52'、62内等，都可以有利地用于本发明。

在一个实施例中，图31示出了一种传感器1″′，所述传感器1″′包括一对轴向电极124和125，其中第一电极呈管状，位于第二电极的外部，所述第二电极由导线或导电条组成；在所述外部电极124上设置有孔130，用于可燃液体通过，所述可燃液体的电性能，如电阻率、电容率等可以利用现有技术进行检测(事实上，所述轴向传感器是已知的，如美国专利4,806,847中公开的，但是其用油箱内，不是用于燃料导管内)。

类似的方法也用于图32、32a和图33、33a所示的变体，其中附图示出了一种传感器1’^v，利用与图11、12和13所示的技术方案，所述传感器1’^v连接至管件主体(62')和/或燃料导管2；出于简明，具体方案参考上文的有关描述。

需要对上文补充的是，所述传感器1’^v包括一对突出元件134和135，优选，所述突出元件由两电极组成，所述电极可以是探针或其他适合于检测可燃液体性能的元件。

如图所示，所述传感器1’^v置于所述管件62'内，在一个实施例中(图32和32a)所述传感器1’^v设置于管件62'底端的底座60内，并且所述传感器1’^v与所述管件62’纵轴轴向对齐，并设置在与所述管件连接的连接件80的起始位置，但是，在另一个实施例中，所述入口63和底座60的位置是颠倒的，也就是所述底座60与所述纵轴正交或倾斜相交。

该纵轴可以被认为是管件主体62'的燃料出口部分的轴，连接件80的起始部分连接到该燃料出口部分。

最后，以上具有各种特性的变体可以进行各种组合从而创造出新的变体，甚至本发明中实施例部分的不同的技术方案都可以被本领域技术人员进行重新组合形成新的变体，而这些变体都未脱出本发明的保护范围。

在一个可能的组合中，所述紧固或支撑装置可以是相反的；也就是说，与传感器1,1'或管件52,52',62,62',62",62"',62^IV,62^V,62^VI,92,92'连接的部件可以与燃料导管2连接，反之亦然。

所有的对于本领域的技术人员明显的可能的变体，仍然落入所附的权利要求的范围内。

Claims (16)

1.一种用于检测被供给到内燃机的燃料或混合燃料的至少一个参数的设备，包括传感器(1，1′)，所述传感器用于至少部分与所述燃料或混合燃料相接触，其特征在于，

所述传感器(1，1′)外部和燃料导管(2)相关联，所述燃料导管为“燃料分配管”型、“公共供油管”型或相似类型的燃料导管，所述燃料导管用于将所述燃料或混合燃料供给到所述内燃机。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传感器(1，1′)全部或者大部分位于所述燃料导管(2)外面，且根据下列至少一种可选方案对所述传感器(1，1′)的位置进行设置：

-位于所述燃料导管(2)的一端，并沿所述燃料导管(2)的轴线方向延伸；

-邻接或毗邻于所述燃料导管(2)，并平行于所述燃料导管(2)的轴线方向延伸；

-邻接或毗邻于所述燃料导管(2)，并相对于所述燃料导管(2)的轴线方向径向延伸。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述传感器(1，1′)被连接至或整合至外壳(5,95)或管件(52,52′,62,62′,62″,62″′,62^IV,62^V,62^VI,92,92′)，所述外壳(5,95)或管件(52,52′,62,62′,62″,62″′,62^IV,62^V,62^VI,92,92′)与供给所述燃料或混合燃料的所述燃料导管(2)流体连通。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述传感器(1，1′)或外壳(5,95)或管件(52,52′,62,62′,62″,62″′,62^IV,62^V,62^VI,92,92′)连接至或可拆卸地固定于所述燃料导管(2)的一端，或者平行地或径向地毗邻所述燃料导管(2)。

5.根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，燃料路径设置于所述管件(52,52′,62,62′,62″,62″′,62^IV,62^V,62^VI,92,92′)内，所述燃料路径在至少一个入口(53,54,63,64,93,93′)和出口(56,56′,58,80,80′)之间延伸，用于放置所述传感器(1，1′)的底座(50,60,90,90′)至少部分地沿所述燃料路径设置或设置于中部。

6.根据前述任一权利要求所述的设备，还包括固定部件或支撑部件(86,86′,86″,86″′,86^IV,86^v,86^V1,88,89)，用于在所述燃料导管(2)上机械固定和/或支撑所述传感器(1，1′)或所述底座(50,60,90,90′)或所述管件(52,52′,62,62′,62″,62″′,62^IV,62^V,62^VI,92,92′)。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述固定部件或支撑部件(86,86′,86″,86″′,86^IV,86^v,86^V1,88,89)包括支架(86,86′,86″,86″′,86^IV,86^V,86^VI)。

8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述固定部件或支撑部件(86,86′,86″,86″′,86^IV,86^V,86^VI,88,89)或其至少一部分，与所述燃料导管(2)可拆卸地连接。

9.根据前述任一权利要求所述的设备，其特征在于，用于机械固定或支撑所述传感器(1，1′)或所述底座(50,60,90,90′)或所述管件(52,52′,62,62′,62″,62″′,62^IV,62^V,62^VI,92,92′)的所述固定装置或支撑装置(86,86′,86″,86″′,86^IV,86^V,86^V1,88,89)包括快速连接件(70,81)，其通过单向插入运动实现安装操作，尤其是，沿平行或垂直于所述燃料导管(2)轴向的运动，所述快速连接件(70,81)被设置于下列至少其中一个位置：

-所述燃料导管(2)的入口(3a,3b,3b′,3b″,3b″′,3b^IV,3b^VI,3c,3d)；

-所述管件(62)的出口或所述管件(62)的中部。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述快速连接件为适于液压燃料导管的类型。

11.根据权利要求3-10中任意一项所述的设备，其特征在于，还包括用于与所述燃料导管(2)连接的连接件(80，80′)，所述连接件的两端分别与所述管件(52,52′,62,62′,62″,62″′,62^IV,62^V,62^VI,92,92′)和所述燃料导管(2)可拆卸地连接。

12.根据前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述传感器(1，1′)为电学传感器、压电传感器、振动传感器、磁学传感器、电磁式传感器、光学传感器、声学传感器、电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器中的一种或多种。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述传感器(1，1′)包括压电元件或压电本德尔元件(14)，适于检测燃料粘度变化；或，所述传感器(1，1′)包括声学传感器，例如超声收发器(112)，适于检测声音在燃料内的传播速度的变化；或，所述传感器(1，1′)包括光学传感器(114，115)，例如光接收器(114)和光源或光发射器(115)，适于检测燃料浊度变化。

14.根据权利要求5-13中任意一项所述的设备，其特征在于，还包括至少一个与所述传感器(1，1′)相配合的元件，用于将所述传感器固定至对应的底座(50,60,90,90′)或管件(52,52′,62,62′,62″,62″′,62^IV,62^V,62^VI,92,92′)内，所述元件例如为固定夹、挂钩、焊接或粘合剂。

15.用于将燃料供给到内燃机的燃料导管(2)，包括至少一个燃料入口(3a,3b,3b′,3b″,3b″′,3b^IV,3b^VI,3c,3d)和多个燃料出口(4)，其特征在于，所述燃料导管还包括或关联于与外部传感器(1，1′)相连的连接件(3a,3b,3b′,3b″,3b″′,3b^IV,3b^VI,,3c,3d,8,58,70,80,80′,81,82,86,86′,86″,86″′,86^IV,86^V,86^VI,87)，所述连接件例如为液压连接件或流体连接件(3a,3b,3b′,3b″,3b″′,3b^IV,3b^VI,3c,3d,58,70,80,80′,81),所述连接件还优选为燃料检测设备(D)的固定装置或支撑装置(8,58,82,86,86′,86″,86″′,86^IV,86^V,86^VI,87)。

16.根据权利要求15所述的燃料导管，其特征在于，所述固定元件或支撑元件(8,58,82,86,86′,86″,86″′,86^IV,86^V,86^VI,87)包括以下变体中的一种或多种：

-快速连接件(70,81)，其通过单向插入运动实现安装操作，尤其是，所述运动平行或垂直于所述燃料导管(2)的轴向；

-设置于所述燃料导管一端的螺纹(58)；

-设置于所述燃料导管一端的模制的塑料材料；

-支架(86,86′,86″,86″′,86^IV,86^V,86^VI)。