CN104421049B - 气体引擎燃料输送 - Google Patents

Abstract

燃料输送系统可被用于内燃机中或者发电机引擎中。所述燃料输送系统包括燃料喷射器和文丘里管。所述文丘里管提供了用于将燃料运送至引擎的歧管中的力，并且燃料喷射器提供测量以控制被运送到引擎的歧管中的燃料总量。在一个示例中，燃料输送系统包括被配置以封闭气体燃料的第一腔室、被配置以引导空气流穿过文丘里管的第二腔室，以及活塞。所述活塞被控制为将所述第一腔室和所述第二腔室选择性地相连接和断开，从而在文丘里管的压差下控制气体燃料流进入第二腔室。

Description

气体引擎燃料输送

技术领域

本发明大体涉及气体引擎和发电机，更具体地，本发明涉及包括燃料喷射器和文丘里管表面的气体引擎和发电机。

背景技术

内燃机将燃料形式的潜在的化学能转变为机械能。这种机械能被应用于用来产生电能的交流发电机(或发电机)，电能以电的形式被存储或传输。多种燃料均可用于内燃机。随着在清洁燃烧的引擎方面的成果的增加，最近的一些发展集中于研究汽油和其它传统燃料的替代品。其它类型的燃料(如气体燃料)具有超过传统燃料的多个优势。气体燃料产生更少量的排放物。气体燃料对于消费者来说成本更低。气体燃料还更多地考虑了内燃机的设计从而实现了能量效率、废气排放和通用性方面的最优化。气体燃料展示出改进机会的领域之一是将燃料提供给引擎的燃料输送系统。

附图说明

在此结合下述附图对示例性实施例进行描述。

图1示出了示例性的燃料输送系统。

图2示出了另一示例性的燃料输送系统。

图3示出了另一示例性的燃料输送系统。

图4示出了示例性的燃料供给路径。

图5示出了用于多汽缸引擎的示例性的燃料输送系统。

图6示出了气体燃料输送的示例性的流程图。

图7示出了用于气体引擎的示例性的控制系统。

图8示出了用于图7中的控制系统的示例性的流程图。

具体实施方式

下文的示例描述了燃料输送系统、包含有所述燃料输送系统的内燃机，或包含有所述燃料输送系统的发电机引擎。燃料输送系统包括燃料喷射器和文丘里管表面。文丘里管表面可提供将燃料输送至引擎歧管中的力(而不需要泵)。燃料喷射器可提供计量，以更精确地(与仅具有文丘里管表面的情况相比)控制输送至引擎歧管中的燃料总量。燃料喷射器和文丘里管表面的组合可刚好位于汽缸的前方，对节流阀中的改变或燃料比的改变提供快速的反应时间。此外，由于文丘里管表面上游的空气通常不易燃，因而将燃料喷射器和文丘里管表面的组合放置于汽缸的前方可减少污染或意外燃烧的机会。由此，可实现一种低成本且更精确的燃料输送系统。

图1示出了示例性的燃料输送系统。燃料传输系统可包括燃料喷射器10、底盘11、燃料腔室12、活塞13、文丘里管通道14和文丘里管表面15。箭头16示出了穿过文丘里管通道14的空气流。燃料喷射器10可与底盘11相连接并且与燃料腔室12相接合。活塞13可与燃料喷射器10相连接并且/或者与燃料喷射器10一体形成。文丘里管表面15可与底盘11相连接或者与底盘11一体形成。短语“与…相连接”或“连接到…”包括直接相连或通过一个或多个中间部件间接地相连。可提供更多的、不同的或更少的部件。例如，在一些系统中，多个燃料喷射器和活塞可与燃料腔室相接合。

燃料腔室12可以是被配置为封入气体燃料的密封腔室。气体燃料可以是液化石油气(LPG)、氢气、天然气、生物气或另一气体。液化石油气可以是或主要包括丁烷，主要包括丙烷，或碳氢化合物气体的混合物。氢气可包括混有空气或氧气的氢气。氢气在被输送到引擎时可与另一种燃料进行混合。天然气(例如压缩天然气(CNG))可以是碳氢化合物气体的混合物。生物气可以是由有机物分解产生的气体。燃料腔室12可将气体燃料存储在低压状态，并且接收来自气体燃料箱的气体燃料，所述气体燃料箱可将(或不将)气体燃料存储在高压状态。

文丘里管通道14或腔室可引导空气流越过文丘里管表面15。文丘里管通道14可包括通道的狭窄部分，所述狭窄部分与通道的在前部分相比具有更小的横截面。所述狭窄部分引起空气流的速度的提高。根据能量守恒，空气流的速度的提高引起文丘里管通道14中的压力降低。当两个腔室(燃料腔室12和文丘里管通道14)相连接时，压力的降低或压差产生了从燃料腔室12拉出气体燃料的力。文丘里管通道14与燃料腔室12之间的示例性压差值可包括2-10psi。文丘里管通道14中的示例性压力值的范围是5-15psi，并且燃料腔室中的示例性压力值可以是0-3psi。多个其它的示例性的值是可能的。

在一个示例中，压差与通道的在前部分中的空气流速度的平方与文丘里管通道14的狭窄部分中的空气流速度的平方之差成比例。压差还可以(或可选地)与空气密度成比例。压差可作为一个力被施加于气体燃料，该力取决于燃料腔室12与文丘里管通道14之间的开口的尺寸。方程式1提供了初始压力(p_i)、初始流速度(v_i)，最终压力(p_f)、最终流速度(v_f)和空气密度(ρ)之间的示例性关系。压力的降低与施加于燃料的力(F)成比例且比例系数为k，所述比例系数k由燃料输送系统的物理设计所确定。

活塞13与燃料腔室12和文丘里管通道14选择性地相连接或断开。活塞13的这种连接或断开可控制气体燃料流进入文丘里管通道14并最终到达引擎的燃烧腔室，引擎的燃烧腔室相对于空气流(或空气与燃料的混合物)来说在文丘里管通道14的下游。

相对于空气流(或空气与燃料的混合物)来说位于文丘里管通道14的上游的是节流阀。节流阀能控制空气流进入文丘里管通道14。图1所示的活塞13处于接合状态，在接合状态下燃料腔室12与文丘里管通道14断开。活塞13还可移动到或被放置于脱离状态，在脱离状态下燃料腔室12与文丘里管通道14相连接。因为燃料喷射点在节流阀的下游并且更靠近汽缸的燃烧腔室，所以燃料流可以更快的响应时间被控制。这种更快的响应时间还为引擎提供了更快的起动时间。换句话说，空气和燃料的混合物仅在文丘里管通道14的下游，这位于燃烧腔室附近。因此，位于文丘里管通道14上游的空气流不包含有气体燃料，或者文丘里管通道14的上游在某种程度上有一些气体燃料，空气中包含的燃料水平低于最低水平。所述最低水平是指足够的小以防止气体燃料发生燃烧。可选地，所述最低水平是指足够的小从而很难被检测到。其它示例性的最低水平是可能的。

其它力可存在于在来自腔室12的气体燃料上。例如，重力可趋向于引起气体燃料从燃料腔室进入文丘里管通道14。此外，来自燃料腔室12内部的压力可趋向于引起气体燃料从燃料腔室进入文丘里管通道14。其它力可直接应用自燃料喷射器10。然而，在一个示例中，力的实质部分来自文丘里管表面15。实质部分可被限定为足够的力以引起进入文丘里管通道14的气体燃料流在统计上显著地增加。在另一实例中，力的主要部分来自文丘里管表面15。主要部分被限定为大于力总量的一半。在另一示例中，所有施加于气体燃料上的力来自文丘里管表面。

在一个未示出的实施例中，气体燃料可流动穿过燃料喷射器10，从而使燃料喷射器喷嘴成为气体燃料的喷射点。在此例中，燃料喷射器10可包括具有锥形枢轴的枢轴喷嘴、具有平盘的盘式喷嘴，或球窝喷嘴，所述盘式喷嘴具有被布置为限定燃料喷射器的喷射尺寸的孔。本质上，燃料喷射器10可包括燃料喷射器和燃料轨道之间的密封物(如O形环)、用于防止残渣堵塞燃料喷射器的过滤器和向活塞13施加磁场以使活塞13移动的线圈绕组。当气体燃料流动穿过燃料喷射器10时，文丘里管表面15为气体燃料的流动提供了驱动力。

作为选择，燃料喷射器10可替换为另一种螺线管。螺线管可包括杆，从而将燃料腔室12与文丘里管通道14选择性地相连接或断开(而没有燃料流动穿过所述螺线管)。如图2所示，活塞13即使在脱离状态时也可部分地暴露于燃料喷射器10壳体的外部。可选择地，活塞13在脱离状态时可被包含于燃料喷射器10中。如图1和图2所示，活塞13可以是长方体或棱柱，或者活塞13可以是圆锥形或棱锥形。螺线管或燃料喷射器10可包括弹簧从而向封闭位置的活塞13施加偏压，并且包括在供给有电流时使活塞13移动的线圈。在其它示例中，所述弹簧和线圈可以向打开位置的活塞13施加偏压。

燃料输送系统可以是引擎或引擎-发电机的一部分，或者被用于引擎或引擎-发电机中，或者随引擎或引擎-发电机一起使用。引擎或引擎-发电机可包括多个其它系统，包括但不限于冷却系统、润滑系统、排气系统和电气系统。例如，燃料喷射器10可由电源系统(例如电池、电池充电交流发电机)提供动力。引擎-发电机可包括用于将引擎产生的机械能转化为交流电的交流发电机。

图2示出了另一示例性的燃料输送系统。对图2中与图1相同的部件的描述可用于图2中的部件。如图2所示，活塞13处于脱离状态，在脱离状态下，燃料腔室12与文丘里管通道14相连接。脱离状态使气体燃料流18进入文丘里管通道14以及文丘里管通道14下游的引擎燃烧腔室中。

引擎控制单元20(可以是任意类型的控制器)可控制燃料喷射器10的运行。引擎控制单元20可包括至少一个存储器、一个通信接口和一个处理器。引擎控制单元20可产生用于燃料喷射器10的驱动信号。

在一个实例中，燃料喷射器10和活塞13的运行可以是数字化的。燃料喷射器10可以是打开或关闭状态。在此例中，驱动信号可以是方波。方波的高电平(例如5volts、12volts、或24volts)可与活塞13的脱离状态相对应，从而打开气体燃料进入文丘里管通道14的流动。方波的低电平(例如-5volts、-12volts、或0volts)与活塞13的接合状态相对应，从而关闭气体流的流动。

在另一实例中，燃料喷射器10和活塞13的运行是可变的。活塞13在接合状态与脱离状态之间有多个位置。活塞13可与通道19相分离为距离h。在一些系统中，在活塞13位置处，距离h可在0与燃料腔室12的宽度之间改变。驱动信号与距离h的期望值成比例。距离的示例性最大值包括1毫米、5毫米、1厘米或其它值。与可变距离相对应的示例性电压值包括-12volts至12volts和0volts至5volts。驱动信号可以是数字的，并且包括脉冲序列、比特流或离散值。数字信号可包括指明了期望距离h的数据。

引擎控制单元可被配置为根据歧管中的压力产生驱动信号。压力可在文丘里管通道14中或文丘里管通道14的上游进行测量。压力可通过歧管压力传感器来测量。当压力传感器指示压力升高时，更多的空气到达文丘里管通道14，并且更多的气体燃料由燃料喷射器10释放。相反地，当压力传感器指示压力下降时，更少的空气到达文丘里管通道14，并且更少的气体燃料由燃料喷射器10释放。

此外，或可选择地，引擎控制单元20可被配置为根据空气燃料比产生驱动信号。空气燃料比可以是质量比。可选择空气燃料比的值，从而精确地(或大体精确地)提供足够的燃料以充分燃烧所提供的空气的量，反之亦然。

例如，引擎控制单元20可使用化学计算法和气体燃料的化学构成来选择空气燃料比。引擎控制单元20的存储器可包括与理想的空气燃料比相关联的气体燃料查找表。示例性燃料比例(空气重量比燃料重量)可包括10、12、14、16、20和30。查找表可包括低空气燃料比(富混合物)、中空气燃料比和高空气燃料比(稀混合物)。在一个实例中，低空气燃料比与天然气相关联，中空气燃料比与丙烷相关联，而高空气燃料比与氢气相关联。富混合物与稀混合物的区别还与给定量的空气进行燃烧所需的理论的、化学计算的或化学理想的量相关。此外，或可选择地，空气燃料比可以是空气与燃料的体积比。

可选地，引擎控制单元20可计算期望的空气燃料比。可基于一种或多种气体燃料、温度(如周围环境的温度或引擎的温度)和/或引擎外部的压力来计算和/或调整空气燃料比。在引擎运行期间，空气燃料比可作为引擎歧管中压力的函数而改变，正如输入信号所确定的，下文将对此情况进行详细讨论。其它变体是可行的。

引擎控制单元20可包括反馈回路以控制空气燃料比。引擎控制单元20可与空气燃料比(AFR)传感器或另一种类型的氧气传感器相连接。AFR传感器可基于检测到的氧气水平产生输出电压。AFR传感器可被安装于专用的监测腔室、排气通道或进给通道中。AFR传感器可包括电压产生材料，例如钛、锆或另一材料。电压产生材料响应于传感器处存在的氧气水平而产生电压，或者改变作为传感器处的氧气水平的函数的电阻。可选地，可使用空气质量(mass)流量传感器。

引擎控制单元20可被配置为接收来自AFR传感器的输出电压并将此输出电压或与此输出电压相关联的空气燃料比与临界值相比较。当空气燃料比超过临界值时，空气比燃料的混合物太稀。相应地，引擎控制单元20可使活塞13脱离或提高活塞13的占空比，从而在来自文丘里管通道14中的低压的力作用下从燃料腔室12释放气体燃料中的一些或大部分。当空气燃料比小于临界值时，空气比燃料的混合物太浓(rich)。相应地，引擎控制单元20可接合活塞13或降低活塞13的占空比，从而减小、限制或阻止气体燃料流进入文丘里管通道。临界值可以是一种或多种气体燃料、周围条件和用户配置的函数。

引擎控制单元20还可控制气体引擎的其它功能。引擎控制单元20可产生用于对电火花进行定时的点火控制信号，所述电火花用于在一个或多个汽缸的燃烧腔室中引发燃烧。引擎控制单元20可产生用于空转速度控制、排放控制、冷却控制、阀门控制或其它功能的控制信号。

图3示出了另一示例性的燃料输送系统。燃料输送系统可包括进给歧管41、集气室29、歧管传感器阵列27、节流阀设备31、燃料入口23、汽缸头部39、凸轮轴33、进给阀35、燃料喷射器10、活塞13、燃料入口23和文丘里管通道21。进给歧管41可包括第一部分42(该第一部分42是竖直的)、第二部分44(该第二部分44是水平的)和第三部分43，所述第三部分43可以是弯曲的并且将第一部分42和第二部分44相连接。燃料输送系统与燃烧腔室37相连接。控制线路25将燃料喷射器10与引擎控制单元20电气相连接。可提供更多的、不同的或更少的部件。

节流阀设备31调节进入进给歧管41中的空气流。节流阀设备31可以是成形为盘状的蝶形阀。节流阀设备31可以是由加速踏板、节流杆或来自引擎控制单元20的信号驱动的节流阀。节流阀设备31可延伸至进给歧管41的壁。也就是说，节流阀设备31的盘的半径可略微小于进给歧管的半径。可选择地，节流阀设备31可与进给歧管41间隔开，以使得一些空气能不断地在节流阀设备31的周围流动。节流阀设备31可被放置于如图所示的位置。可选择地，节流阀设备31可被放置于集气室29内或更远地被放置于进给歧管41的下游。

集气室29可被成形以控制进给歧管中空气的压力。集气室29可使压力传感器(例如大气压传感器)检测到精确的读数。压力传感器可包括变换器(transducer)，所述变换器能产生作为施于其上的压力的函数的压力信号。歧管传感器阵列27可包括一个或多个压力传感器。歧管传感器阵列27还可包括温度计或空气流量计。歧管传感器阵列27可产生用于引擎控制单元20的输入信号。

歧管传感器阵列27还可包括节流阀传感器，所述节流阀传感器位于图3所示的位置处或者位于节流阀设备31的临近位置处或周围。节流阀传感器可基于节流阀设备31的位置产生输入信号。引擎控制单元20可基于由歧管传感器阵列27产生的输入信号而产生驱动信号。例如，当允许更多的空气进入进给歧管41时，引擎控制单元20根据指定的空气燃料比指示燃料喷射器10释放更多的燃料。

进给歧管41包括第一部分42、第二部分44和第三部分43。进给歧管41可选择地为大体竖直或大体水平，而没有弯曲的部分。歧管传感器阵列27中的一个或多个传感器可被安装于第一部分42、第二部分44或第三部分43中。在一个示例中，单独的压力传感器被安装于第一部分42、第二部分44和第三部分43的每个部分中。可使用压力传感器、温度传感器、节流阀传感器和/或流量计的其它安排方式。

进给歧管41可与汽缸头部39相连接和/或与汽缸头部39一体形成，所述汽缸头部39与汽缸相邻。进给歧管41和/或汽缸头部可形成进给流部件，所述进给流部件被配置为将空气流和气体燃料流进行混合。汽缸头部39还形成燃烧腔室37。凸轮轴33旋转以打开和关闭进给阀35，从而将空气和燃料混合物释放到燃烧气缸37中。燃料入口23可接收来自燃料供给路径的燃料从而填充燃料腔室12。

文丘里管通道21可与喷射端口22相连接。当文丘里管通道21内的压力下降至一特定值并且活塞13位于将燃料腔室12与文丘里管通道21相连接的位置处时，燃料被拉过喷射端口22。喷射端口22的位置会影响空气和燃料混合物到达燃烧腔室37的时间总量。从燃烧腔室37到喷射端口22的示例性距离范围可以是2-10厘米。与喷射端口22在燃烧腔室37附近的布置相比，喷射端口在节流阀设备31附近或在节流阀设备31上游的布置可以开始得更慢并且响应得不快。其它变体是可行的。

图4示出了示例性的燃料供给路径。燃料供给路径可连接到燃料输送系统的底盘11。燃料供给路径可包括引擎燃料供给线51、需求调节器53、低压供给部分54、中压供给部分56和高压供给部分58。低压供给部分54由第一接头55a和第二接头55b所界定，并且可包括柔性连接件57、副调节器61和减速器59。中压供给部分56包括一个或多个弯头连接件65、计量器67和主调节器69。高压供给部分58包括供给线71和供给路径的通向资源提供者的上游部分。另一连接件63可到达使用气体燃料的终端或另一设备。可提供更多的、不同的或更少的部件。例如，可仅使用一个调节器。

主调节器60和副调节器61是被配置为控制燃料的供给和/或使存储于高压状态的气体燃料减压的压力调节器。压力调节器以一具体压力将气体燃料供应至第一腔室。任一压力调节器可以是电子的并且可以接收来自引擎控制单元20的控制信号。在电子压力调节器中，可由通过控制面板或引擎控制单元20进行的设置来控制具体的压力值。任一压力调节器可以是机械的并且包括隔板，所述隔板被推动以抵抗弹簧，从而打开和关闭具有调节孔的阀门。在机械压力调节器中，可由手动刻度盘、拨动开关(dip switch)或调节手柄来控制具体的压力值。主调节器60和副调节器61处的示例性压力可以包括5psi、10psi或100psi。

因为通过控制活塞13从而将燃料腔室12与文丘里管通道14选择性地连接或断开可实现精确的测量，所以供给到燃料腔室12的燃料的精度不需要非常精确。具有一定范围的燃料压力的单一机械压力调节器可燃料腔室12提供燃料。其它变体是可行的。

图5示出了用于示例性的多汽缸引擎的燃料输送系统。多汽缸引擎可包括多个气缸100a-d。汽缸的示例性数量包括2个、4个、6个和8个，然而任何数量的汽缸是可行的。多汽缸引擎可包括进给歧管113、节流阀板115、燃料供给125、燃料轨道123、歧管传感器111、汽缸传感器112a-d和控制器120。每个汽缸100a-d可包括燃料喷射器10、活塞13、燃料腔室12、文丘里管通道117、燃料输送底盘119和通信线121。可提供更多的、不同的或更少的部件。例如，多个汽缸可被连接到相同的燃料输送系统。多个汽缸可共享一个控制器，但多个汽缸中的每个汽缸均包括单独的燃料喷射器。可选择地，多个汽缸可共享单个燃料腔室和/或单个活塞。

控制器120可产生用于汽缸100a-d的一个或多个驱动信号。在一个示例中，使用单个驱动信号。在另一示例中，汽缸100a-d中的每个汽缸均使用一个单独的驱动信号。这些单独的驱动信号可指定不同的占空比和/或不同的空气燃料比。例如，每个汽缸可基于测量到的汽缸的性能或物理特征具有不同的理想的空气燃料比。

此外，或可选择地，每个汽缸可与汽缸传感器112a-d相关联。汽缸传感器112a-d可以是压力传感器、空气燃料比传感器、温度传感器或流计量器的任意组合。因此，控制器120可被配置为具体调整用于每个汽缸的驱动信号，这种调整是根据通往汽缸的腔室部分中的空气流、通往汽缸的腔室部分中的空气流中的空气燃料比、以及/或者根据通往汽缸的腔室的温度而进行的。控制器120可根据传感器数据产生用于每个汽缸的驱动信号的占空比。

图6示出了气体燃料输送的示例性流程图。可提供更多的、不同的或更少的行为。这些行为可按照图示的顺序或其它顺序而执行。这些行为可重复进行。这些行为可由上述的任一燃料输送系统执行。

在行为S101处，驱动信号被接收，该驱动信号指示了降低歧管中的空气燃料比或混合物的命令。驱动信号可在螺线管处被接收。也就是说，驱动信号可以是用于向螺线管中的线圈供电从而接合或分离活塞的电流。所述电流可以是具有已定占空比的方波。驱动信号可在控制器处被接收。也就是说，驱动信号可包括传感器数据或时分信号，并且控制器可产生用于驱动螺线管的另一信号。

在行为S103处，螺线管的活塞响应于驱动信号而被驱动。活塞被接合或被分离以打开通往进给歧管的燃料通道，以便使更多的燃料进入进给歧管，这降低了空气的比例和混合物的空气燃料比。

当空气燃料比接近期望的比值时，驱动信号被改变。驱动信号还可降低空气燃料比。在行为S105处，驱动信号指示了增加歧管中的空气燃料比或混合物的命令。在行为S107处，活塞响应于所述命令而被驱动为关闭燃料通道以升高空气燃料比。其它变体是可行的。

图7示出了用于气体引擎的控制系统。控制系统包括控制器300，所述控制器300具有至少一个处理器200、一个存储器201和一个通信接口203。更多的、更少的或不同的部件或布置是可行的。通信接口203可通过输入传感器信号212被电力连接到传感器序列。通信接口203可通过输入运行信号210被电力连接到用户输入端。通信接口203还可被电力连接到燃料喷射器10、节流阀控制设备205和/或火花塞线圈206。火花塞线圈206接收来自控制器300的控制信号并且产生穿过空隙的高电压火花，从而点燃燃烧腔室中气体燃料和空气的混合物。

通信接口203可被配置为接收包含输入数据的一个或多个输入信号。在一些时候，输入信号可包括用于多个汽缸的各自的输入信号，以及/或者在另一些时候，输入信号可包括共同的或结合的输入信号。输入信号可包括运行信号210，所述运行信号210产生于点火处(例如响应于按键变化或点火开关)或另一控制器处(例如引擎控制单元)。输入信号可包括输入传感器信号212。输入传感器信号212可代表产生于压力传感器、空气流计量器或节流阀传感器中的一个或多个处的传感器数据。

在一个实例中，来自压力传感器的数据被用于设置空气燃料比或被用于设置用来限定输入信号的占空比。其它传感器数据可用作反馈，以改善或精确调整空气燃料比。其它传感器数据可包括来自温度传感器的温度数据、来自流计量器的流速度数据和来自空气燃料比传感器的比例数据。

控制器300被配置为响应于输入数据产生至少一个控制信号。控制信号被配置为引发气体引擎(或引擎发电机)将活塞移动，从而通过将空气流的文丘里管压力选择性地经过进给歧管连接到气体引擎腔室来混合空气流与气体燃料。

控制信号可包括可变的占空比。占空比可被定值为高平信号时间阶段与控制信号总时间的百分比。示例性的占空比包括1％、5％、10％或任一其它比例。占空比的百分比可限定活塞打开燃料通道的时间总量。活塞可与控制信号同步脉动。占空比可以与歧管中测量到的气压直接对应(例如，当歧管中的气压降低时，占空比减小)。占空比可以与空气燃料比间接对应(例如，当占空比增大时，空气燃料比减小)。

控制信号可包括用于多个汽缸的各自的控制信号。这些各自的控制信号根据从多个汽缸接收到的反馈、多个汽缸的物理特征或其它原因可以是不同的。控制信号可包括用于多个汽缸的不同的部分。可按时间序列或通过编码技术来划分多个汽缸。在一个示例中，控制信号包括用于第一汽缸的第一部分和用于第二汽缸的第二部分，并且第一部分不同于第二部分。可选择地，所有汽缸可使用相同的控制信号。

控制器300还可被配置以控制气体引擎的节流阀。控制器可产生用于节流阀控制设备205的命令，所述节流阀控制设备205可以是另一控制器或步进马达，被配置为使节流阀板移动以控制通过进给歧管进入燃烧腔室的空气总量。控制器300可调节用于节流阀控制设备205的命令与用于燃料喷射器10的命令相协调。随着更多的空气由节流阀控制设备205允许进入进给歧管，更多的气体燃料由燃料喷射器允许进入进给歧管。可选择地，当文丘里管通道位于汽缸头部中时，随着更多的空气由节流阀控制设备205允许进入汽缸头部，更多的气体燃料由燃料喷射器允许进入汽缸头部。

图8示出了图7中的控制系统的示例性流程图。可提供更多的、不同的或更少的行为。这些行为可按照图示的顺序或其它顺序而执行。这些行为可重复进行。这些行为可由上述的燃料输送系统的任一控制器执行。

在行为S201处，传感器数据被接收。传感器数据在控制器300处接收自上述多种类型的传感器。传感器数据可描述气体引擎当前的运行情况。

在行为S203处，控制器300基于传感器数据计算空气燃料比或占空比。存储器201可包括将传感器数据值与对应的空气燃料比或占空比相关联的查找表。可选择地，查找表可将传感器数据值与描述活塞13位置的距离h的水平相关联。

控制器300可被配置为使用传感器数据来查询查找表以获得用于控制气体燃料流的占空比。在行为S205处，控制器300被配置为基于占空比或基于空气燃料比产生驱动信号。在行为S207处，控制器300被配置为将驱动信号传送给包含有活塞或拉杆的燃料计量设备。

处理器200可包括通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、模拟电路、数字电路、这些组成元件的结合或其它已知的或未来开发出的处理器。处理器200可以是单一设备或多个设备的结合，例如与网络、分布式处理或云计算相关联。

存储器201可以是易失性存储器或非易失性存储器。存储器201可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪速存储器、电子可擦程序只读存储器(EEPROM)或其它类型的存储器中的一个或多个。存储器201可以是从控制器300中可移除的，例如安全数字(SD)存储卡。

通信接口203可包括任何可操作的连接。可操作的连接可以是在其中可以发送和/或接收信号、物理通信和/或逻辑通信的连接。可操作的连接可包括物理接口、电接口和/或数据接口。通信接口203以任意现在已知的或未来发展出的形式提供无线和/或有线通信。

控制器300可被连接到网络。网络可包括有线网络、无线网络或两者的结合。无线网络可以是蜂窝电话网络、802.11、802.16、802.20或WiMax网络。此外，网络可以是公用网络(例如因特网)、专用网络(例如内联网)或两者的结合，并且网络可应用现在可用的或未来发展的多种网络协议，包括但不限于基于TCP/IP的网络协议。

存储器201可以是永久的计算机可读介质。当这种永久的计算机可读介质被示为单一介质时，术语“计算机可读介质”包括单一介质或多个介质，例如集中式或分布式数据库，以及/或者存储一组或多组指令的相关的高速缓冲存储器和服务器。术语“计算机可读介质”还应包括能够存储、编码或携带一组由处理器执行的指令，或者使计算机系统执行此处公开的一种或多种方法或操作的任何介质。

在具体的非限制性示例性实施例中，计算机可读介质可包括固态存储器，例如存储卡或其它容纳一个或多个非易失性只读存储器的包。此外，计算机可读介质可以是随机存取存储器或其它易失性可重写存储器。此外，计算机可读介质可包括磁光或光学介质，例如磁盘、磁带或其它捕获载波信号(例如通过传输介质进行通信的信号)的存储设备。附加到电子邮件中的数字文件或其它独立的信息文档或文档组可被考虑为具有有形存储介质的分布式介质。相应地，本公开内容被认为包括可存储数据或指令的计算机可读介质或分布式介质以及其它等价物和后继的媒介中的任何一个或多个。

在可选的实施例中，专用硬件实现(例如专用集成电路、可编程逻辑阵列和其它硬件设备)可被构建为执行此处描述的一种或多种方法。包括多种实施例的仪器和系统的应用可广泛地包括多种电子和计算机系统。此处描述的一个或多个实施例可使用两个或更多个具体的互相连接的硬件模块或设备来实施功能，所述的硬件模块或设备具有在模块之间且经过模块进行通信的相关的控制和数据信号或者可作为专用集成电路的部分。相应的，本发明的系统包括软件、固件和硬件实现。

根据本发明公开的多个实施例，此处描述的方法可通过由计算机系统可执行的软件程序来实施。此外，在一个示例性而非限制性实施例中，实现可包括分布式处理、部件/对象的分布式处理和并行处理。可选择地，虚拟计算机系统处理可被构造为实施此处描述的一个或多个方法或功能。

说明书中描述的处理和逻辑流可由一个或多个可编程处理器来执行，所述的可编程处理器运行一个或多个计算机程序，以通过操作输入数据和产生输出来实现其功能。处理和逻辑流还可由专用的逻辑电路(例如FPGA:field programmable gate array)或ASIC(application specific integrated circuit)来执行，并且仪器还可实施为专用的逻辑电路(例如FPGA:field programmable gate array)或ASIC(application specificintegrated circuit)。

例如，适用于计算机程序的执行的处理器包括通用和专用微处理器，以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器接收来自只读存储器或随机存取存储器或它们两者的指令和数据。计算机的实质元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还包括一个或多个用于存储数据的大容量存储设备，或者计算机操作性地连接，以接收来自一个或多个用于存储数据的大容量存储设备的数据，或将数据发送至一个或多个用于存储数据的大容量存储设备，或既接收又发送，所述的大容量存储设备例如磁盘、磁光盘或光盘。然而，计算机不必具有这种设备。此外，计算机可被嵌入另一设备中，所述另一设备例如移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频播放器、全球定位系统(GPS)接收器等。适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、媒介和存储器设备，例如包括半导体存储器设备(例如EPROM、EEPROM和闪存设备)；磁盘(例如内置硬盘或可移动磁盘)；磁光盘；以及CD ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可由专用的逻辑电路实现，或者包含于专用的逻辑电路中。

为了提供与用户的交互协作，说明书中描述的主题的实施例可在具有用于将信息显示给用户的显示器以及键盘和定点设备的设备上实现，所述显示器例如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器，所述定点设备例如鼠标或轨迹球，通过所述键盘和定点设备用户可向计算机提供输入。也可使用其它设备来提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任一形式的传感反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或轨迹反馈；并且来自用户的输入可以任一形式被接收，包括听觉的、语音方式的或触觉的输入。

计算机系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离并且通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系借由运行于相应计算机上并且彼此间具有客户端-服务器关系的计算机程序显现出来。

此处对实施例的图示旨在提供对多种实施例结构的整体理解。这些图示并非是对使用此处描述的结构或方法的仪器和系统的所有元件和特性的完整描述。很多其它实施例对于阅读了本公开内容的本领域技术人员来说是显而易见的。可以适用并从本公开内容导出其它的实施例，从而结构和逻辑的替换和改变不会脱离本公开的范围。此外，这些图示仅是代表性的并且可以不按照比例绘制。可扩大图示中的某些部分，同时缩小另一些部分。相应地，本公开内容和附图被视为阐述性的而非限制性的。

尽管说明书中包含多个具体特性，但这不应解释为限制本发明或所要求保护的范围，而是对本发明具体实施例的特有特性的描述。说明书中在不同实施例的环境下描述的某些特性也可被组合在一起在单个实施例实现。相反地，在单个实施例的环境下描述的多种特性也可在多个实施例中分别实现，或者以任意适合的子组合的方式而实现。此外，虽然在上文可以将特性描述为以某种组合而发挥作用并且最初按这样要求保护，但是在某些情况下，来自要求保护的组合的一个或多个特性可从该组合中被删除，并且要求保护的组合可被转变为子组合或子组合的变体。

相似地，尽管附图中描绘的和此处描述的操作具有特定的顺序，但这不应被理解为这些操作需要以示出的特定顺序或按顺序而实现，或者需要执行示出的所有操作，从而完成期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理具有优势。此外，对上文描述的实施例中的多个系统构件的分隔不应被理解为所有实施例中需要这种分隔，并且应该理解为所描述的程序构件和系统通常可被集成于单个软件产品中或打包到多个软件产品中。

公开内容的一个或多个实施例在此可被分别地以及/或者整体地称为术语“发明”，仅为方便并且不欲将本申请的范围主动限制于任一特定的发明或发明构思。此外，虽然此处示出并描述了具体的实施例，但是可被理解的是任何被设计为实现相同或相似目的的安排可针对所示的具体实施例而被替换。本公开内容旨在覆盖多种实施例的随后的修改体或变体中的任一和全部。上述实施例的组合，以及此处未具体描述的其它实施例，对阅览过本说明书的本领域技术人员来说是显而易见的。

提供摘要以符合37C.F.R§1.72(b)对摘要的要求，并且将理解它不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在之前详细的描述中，为达到揭示本发明的目的，多种特性可被组合在一起或者在单个实施例中进行描述。本公开内容不被解释为反映了以下目的：要求保护的实施例需要比每项权利要求明确所述的更多的特性。相反地，正如下述权利要求所反映的，发明主题可针对比任一公开的实施例的所有特性更少的特性。因此，随附的权利要求被并入详细的描述中，每个权利要求自身分别限定了要求保护的主题。

之前详细的描述被认为是说明性的而非限制性的，并且可被理解的是包括多个等价物的随附的权利要求意在限定本发明的范围。权利要求不应被解读为被限制于所描述的顺序或元件，除非被阐述为那种效果。因此，随附权利要求的范围和精神内的所有实施例及其等价物被称为本发明。

Claims (12)

1.一种用于气体引擎的燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括：

进给流部件，所述进给流部件被配置为将空气流和气体燃料流相混合，其中文丘里管表面被配置为引发来自所述空气流的文丘里管压力；

节流阀，所述节流阀被配置为调节所述空气流进入所述进给流部件；

活塞，所述活塞被配置为在所述文丘里管压力下调节所述气体燃料流进入所述进给流部件；以及

控制器，所述控制器被配置为产生用于所述活塞的至少一个驱动信号，

其中，所述至少一个驱动信号包括多个驱动信号，所述多个驱动信号中的每一个与所述气体引擎的汽缸相关联。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射系统，其中所述文丘里管表面相对于所述空气流位于所述节流阀的下游。

3.根据权利要求1所述的燃料喷射系统，包括：

与所述活塞进行物理连接的气体燃料腔室。

4.根据权利要求3所述的燃料喷射系统，包括：

被配置为向所述气体燃料腔室供给气体燃料的压力调节器。

5.根据权利要求1所述的燃料喷射系统，其中第一驱动信号提供的燃料比与第二驱动信号提供的燃料比不同。

6.根据权利要求1所述的燃料喷射系统，其中所述至少一个驱动信号基于由歧管压力传感器或节流阀传感器所产生的输入信号。

7.根据权利要求1所述的燃料喷射系统，其中所述进给流部件与汽缸头部一体形成。

8.根据权利要求1所述的燃料喷射系统，其中所述进给流部件是进给歧管。

9.一种用于气体引擎的燃料喷射系统，所述燃料喷射系统包括：

进给流部件，所述进给流部件被配置为将空气流和气体燃料流相混合，其中文丘里管表面被配置为引发来自所述空气流的文丘里管压力；

节流阀，所述节流阀被配置为调节所述空气流进入所述进给流部件；

活塞，所述活塞被配置为在所述文丘里管压力下调节所述气体燃料流进入所述进给流部件；以及

控制器，所述控制器被配置为产生用于所述活塞的至少一个驱动信号，其中所述至少一个驱动信号基于由歧管压力传感器或节流阀传感器所产生的输入信号。

10.根据权利要求9所述的燃料喷射系统，其中所述文丘里管表面相对于所述空气流位于所述节流阀的下游。

11.根据权利要求9所述的燃料喷射系统，包括：

与所述活塞进行物理连接的气体燃料腔室。

12.根据权利要求9所述的燃料喷射系统，包括：

被配置为向所述气体燃料腔室供给气体燃料的压力调节器。