CN110730863B - 燃料和空气填料形成装置 - Google Patents

Abstract

在至少一些实施方案中，用于燃烧发动机的填料形成装置包括节流主体和节流阀。节流主体具有节流孔，节流孔带有：入口，空气通过其而流动到节流孔中；和出口，燃料与空气的混合物从其离开节流孔。节流孔具有入口与出口之间的喉管，并且喉管相比于入口和出口中的至少一个而具有减小的流动面积。节流阀具有阀头，阀头接纳于节流孔的喉管内并且能够相对于节流主体而在第一位置与第二位置之间移动，其中，阀头与节流主体之间的流动面积在阀头位于第二位置时比在阀头位于第一位置时更大。

Description

燃料和空气填料形成装置

对相关申请的引用

本申请要求提交于2017年6月15日的美国临时申请序列No. 62/519,908的权益，该临时申请的全部内容通过引用而以其整体结合到本文中。

技术领域

本公开大体上涉及诸如可用于将可燃性燃料与空气的混合物提供至发动机的燃料和空气填料形成装置。

背景技术

各种各样的燃料喷射节流主体构造被已知用于将燃料与空气的混合物供应到内燃发动机，以支持内燃发动机的如下的操作：其中，液体汽油燃料在典型地处于6至40 psi的范围中并且有时高于环境压力大气压多达80 psi或更大的相对高的压力下喷射到主孔中，以促进液体燃料在供应到发动机的燃料与空气的混合物中的混合或分散。为了控制混合物流动到发动机的速率，主孔中的带有平面阀头的节流阀被承载于轴上，该轴被旋转，以使阀头在与低速度和/或低负载发动机操作相关联的空转位置和与高速度和/或高负载发动机操作相关联的大开或全开位置之间移动。燃料泵与压力调节器连通，并且在该高压下将液体燃料供应到燃料计量阀或喷射器，该燃料计量阀或喷射器被打开和关闭，以针对发动机的当前操作条件而将适当量的燃料排放到主孔中。燃料计量阀位于节流主体的下游，并且接近发动机燃料进口或发动机进气阀套(pocket)。

发明内容

在至少一些实施方案中，用于燃烧发动机的填料形成装置包括节流主体和节流阀。节流主体具有节流孔，节流孔带有：入口，空气通过其而流动到节流孔中；和出口，燃料与空气的混合物从其离开节流孔。节流孔具有入口与出口之间的喉管，并且喉管相比于入口和出口中的至少一个而具有减小的流动面积。节流阀具有阀头，阀头接纳于节流孔的喉管内并且能够相对于节流主体而在第一位置与第二位置之间移动，其中，阀头与节流主体之间的流动面积在阀头位于第二位置时比在阀头位于第一位置时更大。

在至少一些实施方案中，节流孔包括入口与喉管之间的收敛区段和喉管与出口之间的发散区段，并且收敛区段的流动面积沿从入口朝向喉管的方向减小，并且发散区段的流动面积沿从喉管朝向出口的方向增大。

在至少一些实施方案中，至少两个燃料出口在一个端部处对节流孔的喉管开放，并且在另一端部处与燃料供应部连通，并且燃料通过这些燃料出口而进入节流孔。在至少一些实施方案中，当节流阀位于第一位置时，至少一个燃料出口位于节流阀头与出口之间，并且其中，当节流阀位于第一位置时，至少一个燃料出口位于节流阀头与入口之间。在至少一些实施方案中，燃料室设于节流主体内，并且与燃料出口连通，并且空气放出通路形成于节流主体中，并且与燃料室连通，以将空气流提供至燃料室。燃料出口可形成于节流主体中或形成于联接到节流主体的燃料计量阀的壳体中。

在至少一些实施方案中，燃料计量阀由节流主体承载，并且燃料供应部由对出口开放的燃料室限定，并且燃料计量阀具有直接地通向燃料室以将燃料供应到燃料室的出口。燃料室可由节流主体中的腔限定，并且燃料计量阀部分地接纳于腔内并与腔密封地接合。燃料室还可或改为限定于联接到节流主体的壳体中，并且燃料计量阀联接到壳体并与壳体密封地接合。

在至少一些实施方案中，设有入口燃料室，在入口燃料室中接纳液体燃料的供应，并且燃料计量阀位于入口燃料室与节流孔之间的燃料回路中，其中，入口燃料室具有相对于重力方向而位于计量阀的一部分的正上方的出口。在至少一些实施方案中，对燃料计量阀进行电促动，并且燃料计量阀的壳体与来自入口燃料室的燃料处于直接传热关系。在至少一些实施方案中，燃料计量阀由节流主体承载，或由在其中限定有入口燃料室的第二主体承载。

在至少一些实施方案中，燃料计量阀包括具有围绕绕线管的电线线圈的螺线管和接纳于绕线管中的通路内的电枢，并且其中，绕线管包括布置的一个或多个空隙，并且限定通路的表面的面积减小。

在至少一些实施方案中，燃料计量阀包括：

绕线管，其限定通路，并且在限定通路的绕线管的表面中具有一个或多个空隙；

围绕绕线管的电线线圈；以及

电枢，其接纳于绕线管中的通路内，并且当电力被供应到电线线圈时其能够相对于绕线管而从第一位置移动到第二位置。

通路可具有轴线，并且空隙可由多个轴向延伸的狭槽限定。在至少一些实施方案中，提供一种壳体，该壳体覆盖线圈并且包括向内延伸的端部，其中，绕线管还包括燃料入口、燃料出口以及燃料入口与燃料出口之间的阀座，并且其中，壳体的向内延伸的端部对燃料入口开放，使得流过燃料入口的至少一些燃料接合壳体的向内延伸的端部。

在至少一些实施方案中，用于燃烧发动机的填料形成装置包括节流主体、节流阀、入口燃料室以及燃料计量阀。节流主体具有节流孔，节流孔带有：入口，空气通过其而流动到节流孔中；和出口，燃料与空气的混合物从其离开节流孔。节流阀具有阀头，阀头接纳于节流孔内，并且能够相对于节流主体而在第一位置与第二位置之间移动，其中，阀头与节流主体之间的流动面积在阀头位于第二位置时比在阀头位于第一位置时更大。入口燃料室接纳液体燃料的供应。并且，燃料计量阀位于入口燃料室与节流孔之间的燃料回路中，并且入口燃料室具有相对于重力方向而位于计量阀的一部分的正上方的出口。

在至少一些实施方案中，提供一种燃料出口，该燃料出口在一个端部处对节流孔的喉管开放，并且在另一端部处与设于燃料计量阀的出口与燃料出口之间的燃料室连通，并且其中，燃料计量阀由节流主体承载。燃料室可由节流主体中的腔限定，并且燃料计量阀部分地接纳于腔内并与腔密封地接合。燃料室还可或改为限定于联接到节流主体的壳体中，并且燃料计量阀联接到壳体并与壳体密封地接合。

发明内容中所阐明的各种特征可按各种组合使用，使得某些实施例包括在上文中阐明并且在下文中进一步描述的互补或并非互相排斥的特征中的全部或少于全部。

附图说明

将参考附图而阐明下文中的对某些实施例和最佳模式的详细描述，其中：

图1是节流主体组件的透视图，该节流主体组件包括带有节流阀的节流主体、至少部分地控制组件中的燃料流量的计量阀、以及燃料蒸汽分离器；

图2是节流主体组件的片段截面图；

图3是节流主体组件的片段截面图，其示出节流主体的节流阀和节流孔；

图4是节流主体组件的片段透视图及截面图；

图5是节流主体组件的片段截面图，其显示联接到节流主体的计量阀；

图6是节流主体组件的片段截面图，其显示备选的计量阀布置；

图7是节流主体组件的片段截面图，其显示备选的计量阀布置；

图8是显示蒸汽分离器室的片段透视图，其中盖和其它构件被移除，以显示使分离器室与计量阀连通的流体端口；

图9是进气压力信号的图示并且示出用于促动计量阀的控制窗；

图10是显示进气压力信号和至计量阀的电流的图示；

图11是可与节流主体组件一起使用的螺线管型计量阀的透视图；

图12是图11中所显示的阀的绕线管的透视图；

图13是图11中所显示的阀的截面图；以及

图14是包括形成于绕线管的内表面中的一个或多个空隙的绕线管的截面图。

具体实施方式

更详细地参考附图，图1和图2示出填料形成装置10，填料形成装置10将可燃性燃料与空气的混合物提供至内燃发动机，以支持发动机的操作。填料形成装置10可在二冲程或四冲程内燃发动机上被利用，并且包括节流主体组件10，空气和燃料从节流主体组件10排出，以递送到发动机。

组件10包括节流主体18，节流主体18具有主孔(其有时被称为节流孔20)，该主孔带有：入口22，空气通过其而被接纳到节流孔20中；和出口24，其与发动机(例如，其进气歧管)连接或以其它方式连通。若需要，入口22可从空气过滤器(未示出)接纳空气，并且，该空气可与从由节流主体18承载或与节流主体18连通的燃料计量阀28提供的燃料混合。在活塞循环的连续计时(timed)的周期期间，燃料与空气的混合物被递送到发动机的燃烧室或活塞缸。对于四冲程发动机应用，如所示出的，流体可流过进气阀，并且直接地流动到活塞缸中。备选地，对于二冲程发动机应用，典型地，空气流过曲轴箱(未示出)，之后通过汽缸壁中的端口而进入活塞缸的燃烧室部分，该端口通过往复式发动机活塞而间歇地敞开。

节流孔20可具有包括(但不限于)诸如在图3和图4中显示的大体上恒定直径的圆柱体或文丘里形状的任何期望的形状。在具有文丘里形状的示例中，入口22通向渐缩收敛部分30(其中，孔20的内径或流动面积减小)，并且通向直径减小的喉管32。在喉管32的区域中，节流孔20可具有可由孔的具有与节流孔的轴线或中心线33垂直的最小横截面面积的部分限定的最小流动面积。喉管32通向渐缩发散部分34，其中，孔20的内径或流动面积相对于喉管而增大。发散部分位于喉管32与出口24之间。收敛部分30可致使流动到喉管32(相对于入口)中的空气的速度增大，并且产生或增大喉管32的区域中的压力降。在至少一些实施方案中，节流主体18可由合适的金属铸造，并且，当主体被形成时，节流孔20可限定于主体内，和/或可进行进一步处理(例如，机加工)，以提供期望形状的节流孔。

参考图1-5，通过节流孔20并且进入到发动机中的空气流率由节流阀36控制。在至少一些实施方案中，节流阀36包括头38，头38可包括安置于节流孔20中并且联接到旋转的节流阀轴40的平板。轴40延伸穿过轴孔42，轴孔42与节流孔20相交，并且可与节流孔20大体上垂直。节流阀36可通过促动器44而在其中头38基本上阻挡空气流通过节流孔20的空转位置与其中头38对空气流通过节流孔20提供最低程度限制的全开或大开位置之间驱动或移动。在一个示例中，促动器44可为电驱动式马达46(图2)，电驱动式马达46联接到节流阀轴40，以使轴旋转，并且因而使阀头38在节流孔20内旋转。在另一示例中，促动器44可包括机械连杆，诸如附接到节流阀轴40的杆，鲍登(Bowden)线可连接到节流阀轴40，以如期望那样人工地使轴40旋转。

燃料计量阀28(图2和图5)可具有：入口50，燃料被递送到该入口50；阀元件52(例如，阀头)，其控制燃料流率；以及出口54，其位于阀元件52的下游。为了控制阀元件52的促动和移动，燃料计量阀28可包括诸如(但不限于)螺线管的电驱动式促动器56或与其相关联。除了别的之外，螺线管56还可包括：外壳58；线圈62，其围绕接纳于壳58内的绕线管64缠绕；电连接器66，其布置成联接到功率源，以选择性地激励线圈62；以及电枢68，其可滑动地接纳于绕线管64内，以便在前进位置与缩回位置之间往复运动。阀元件52可由电枢68承载或以其它方式通过电枢68来相对于阀座70移动，阀座70可限定于螺线管56和节流主体18之一或两者内。当电枢68位于其缩回位置时，阀元件52从阀座70移除或与阀座70隔开，并且，燃料可流过阀座。当电枢68位于其伸出位置时，阀元件52可抵靠阀座70关闭或支承于阀座70上，以抑制或防止燃料流过阀座。螺线管56可如在美国专利申请序列No. 14/896764中阐明那样构造，该申请的公开以其整体结合到本文中。出口54可居中地定位或与阀座70大体上同轴地定位，并且入口50可与出口54径向地向外隔开并且大体上径向地取向。当然，如果在特定应用中需要的话，则可改为使用其它计量阀(包括但不限于不同的电磁阀或市售可得的燃料喷射器)。

燃料可从燃料源被提供至计量阀入口50，并且，当阀元件52未在阀座70上关闭时，燃料可流过阀座和计量阀出口54，并且流动到节流孔20，以与流过节流孔20的空气混合，并且以作为燃料与空气的混合物而被递送到发动机。燃料源可在期望压力下将燃料提供至计量阀28。在至少一些实施方案中，该压力可为环境压力或大体上大气压。

为了将燃料提供至计量阀入口50，节流主体18可包括入口燃料室80(图2和图8)，燃料从燃料供应部(诸如，燃料罐)被接纳到入口燃料室80中。节流主体组件10可包括通向入口燃料室80的燃料入口84(图1和图2)。在其中燃料压力大体上处于大气压的系统中，燃料流可在重力下被供给到入口燃料室80。在至少一些实施方案中，入口燃料室80可通过通气孔82和阀组件86(在图2中显示其简化形式)而维持为处于或接近大气压。如将在下文中更详细地描述的，阀组件86可包括阀88，并且可包括阀座90或与阀座90相关联，使得阀88可选择性地与阀座90接合，以抑制或防止流体流过阀座。如将在下文中更详细地阐明的，阀88可联接到促动器92，促动器92使阀88相对于阀座90而移动。通气孔82可如期望那样与发动机进气歧管连通，与用以减少蒸发排放物的碳罐/空气净化器连通或与其它地方(例如，通过导管)连通，只要在使用中达到入口燃料室80内的期望压力便可。如将在下文中更详细地描述的，入口燃料室80内的燃料液位(level)可提供可在计量阀打开时流过计量阀28的一定压头(head)或压力的燃料，这可补充由节流孔20中的亚大气压信号引起的并在计量阀打开时与燃料连通的燃料流。

为了维持入口燃料室80中的期望的燃料液位，阀88通过促动器92(例如，所显示的示例中的浮体)来相对于阀座90而移动，促动器92被接纳于入口燃料室80中并且响应于入口燃料室中的燃料液位。浮体92可在燃料中浮起，并且枢转地联接到节流主体18，并且，阀88可连接到浮体92，以便响应于入口燃料室80内的燃料液位的改变而随着浮体移动而移动。当在入口燃料室80中存在期望的最高燃料液位时，浮体92已移动到入口燃料室中的位置，在该位置，阀88与阀座90接合，并且抵靠阀座90关闭，这使燃料入口84封闭，并且防止燃料进一步流动到入口燃料室80中。随着燃料从入口燃料室80排出(例如，通过计量阀28而排出到节流孔20)，浮体92响应于入口燃料室中的较低的燃料液位而移动，并且由此使阀88从阀座90移开，使得燃料入口84再次打开。当燃料入口84打开时，额外的燃料流动到入口燃料室80中，直到到达最高液位并且再次将燃料入口84关闭为止。

入口燃料室80还可用来使液体燃料与气态燃料蒸汽和空气分离。液体燃料将沉淀到入口燃料室80的底部中，并且燃料蒸汽和空气将上升到入口燃料室的顶部，在入口燃料室的顶部处，燃料蒸汽和空气可通过通气孔82而从入口燃料室流出(并且因此被递送到进气歧管中并且然后递送到发动机燃烧室)。

入口燃料室80可至少部分地由节流主体18限定，诸如由形成于节流主体中的凹陷部和由节流主体承载的盖98限定。备选地，如图1、图2以及图8中所示出的，节流主体组件10可包括第二壳体或第二主体100，第二壳体或第二主体100联接到节流主体18，并且利用第二主体上的盖98来限定燃料室80的部分或全部。在所显示的示例中，第二主体100包括腔102，腔102限定燃料室80，并且与节流主体18分离，并且完全地限定于第二主体100内。入口燃料室80的出口104通向计量阀入口50。在至少一些实施方案中，计量阀28可诸如通过被接纳于在第二主体100中形成的孔或第二腔106(图2和图5)中而由第二主体100承载。第二腔106和燃料室80通过出口104而彼此连通。所以，当燃料位于入口燃料室80内时，始终可在计量阀28处获得该燃料，在至少一些实施方案中，出口104可为不带任何介入阀的开放通路。出口104可从入口燃料室80的底部或下部部分延伸，使得燃料可在大气压下流动到计量阀28。若需要，过滤器或筛网可设于出口104处或设于出口104中。可如期望那样大体上在燃料系统中和在节流主体中改为或另外在其它地方处提供一个或多个其它的过滤器。

开放出口104还可容许在燃料室80的下游(例如，在出口104中或在计量阀28处)产生的任何空气或燃料蒸汽流动到燃料室80中。如上文中所注意到的，气态物质然后可从燃料室80放出。当燃料计量阀28被诸如螺线管电促动时，可在阀28的使用中产生热，并且，该热可有助于使与计量阀/螺线管接触的一部分燃料汽化。在不使蒸汽放出的情况下，从计量阀28到节流孔20的燃料流可能不如期望的那样一致，这是因为蒸汽气泡进入了液体燃料流。在诸如图2中所示出的至少一些实施方案中，燃料室80的出口104与计量阀入口50连通，并且与螺线管壳体 58的包括螺线管的线圈62的部分连通。在所显示的示例中，计量阀入口50与线圈62的最接近入口50的端部轴向地隔开，并且出口104覆于阀入口50与线圈62的端部之间的区域并且跨越该区域。因此，来自线圈62的热可传递到燃料，以降低螺线管的温度，并且结果产生的任何燃料蒸汽都可如上文中所阐明那样被放出。

在节流主体组件10的使用中，燃料回路限定于入口燃料室80与节流孔20之间。燃料如上所述地维持于入口燃料室80中，并且因而维持于出口104和在内部接纳有计量阀28的腔106中(并且或许维持于计量阀的位于阀座70的上游的部分内)。当计量阀28被关闭时，没有或基本上没有燃料流过阀座70，并且因此，没有燃料流动到计量阀出口54或节流孔20。为了将燃料提供至发动机，计量阀28被打开，并且燃料流动到节流孔20中，与空气混合，并且作为燃料与空气的混合物而被递送到发动机。

为了缩短燃料到达节流孔20所必须行进的距离，或出于其它原因，计量阀出口54可与限定在节流孔的20mm内形成于节流主体18中的燃料室110(图5)的至少部分的腔或套连通。燃料室110可通过一个或多个燃料出口112而与节流孔20连通。燃料出口112可为在节流主体18中形成的位于节流孔20与燃料室110之间的简单通路或孔，和/或形成于插入件中的包括期望的孔口大小的计量喷嘴可插入到节流主体中。出口112可设于文丘里喉管32的区域中，其中，可在节流孔20内达到最大流体速度和最大压力降，以在相对较小的压力差(燃料室80与节流孔20之间的压力差)下提供进入到节流孔中的增大的流体流。增加的压力信号和由此产生的流体流率还可改进液体燃料与流过节流孔20的空气的混合，以将更一致的燃料混合物提供至发动机，以改进发动机中的燃烧。

此外，节流阀36还可设于节流孔喉管32中。结果，这进一步减小喉管32中的流动面积并且进一步提高流体速度。当节流阀36位于第一或空转位置时，如图3-7中所显示的，阀头38与节流孔20的轴线33几乎垂直，并且，在阀头38与节流主体18之间提供最小流动面积。若需要，可通过穿过阀头38的一个或多个开口提供额外的流体流。在至少一些实施方案中，当节流阀36位于空转位置时，至少一个燃料出口112位于节流阀头38的上游，即，当节流阀36位于其空转位置时，至少一个燃料出口112位于节流孔入口22与阀头38之间。在至少一些实施方案中，当节流阀36位于空转位置时，至少一个燃料出口112位于节流阀头38的下游，即，当节流阀36位于其空转位置时，至少一个燃料出口112位于节流孔出口24与阀头38之间。在所显示的实施方案中，当位于空转位置时，两个燃料出口112位于节流阀36的上游，并且一个燃料出口112位于节流阀36的下游。在至少一些实施方案中，燃料出口112由节流主体18中的单独的间隔开的孔限定，这些孔在节流孔20与燃料室110之间延伸，并且可基本上垂直于节流孔20的轴线33，基本上平行于计量阀28在其打开位置与关闭位置之间移动的方向，并且在长度上小于20mm。如本文中所使用的，“基本上”意味着处于所陈述的取向的10度内(例如，处于垂直或平行于所提到到的参考物的10度内)。

此外，如图4-7中所示出的，空气通路114可设于节流主体18中。空气通路114可具有与节流孔20分离的入口116和与燃料室110连通的出口118，其位于计量阀28的下游并且位于通到节流孔20的燃料出口112的上游。在所显示的示例中，空气通路114从节流主体18的入口端部 22起并通至燃料室110。

如图4-7中所示出的，带有期望大小的通路或孔口122的插入件或喷嘴120可设于空气引入(induction)通路114中。喷嘴120可压入配合到通路114中或以其它方式安装到通路114中的单独的主体，并且，空气可在到达计量阀28之前流过孔口122。喷嘴120的下游的通路的流动面积可在大小上大于喷嘴的最小流动面积，使得喷嘴对空气流通过引入通路114提供最高程度限制。代替喷嘴120或除了喷嘴120之外，可在节流主体18中钻削或以其它方式形成合适大小的通路，以限定对空气流通过引入通路114的最高程度限制。使用喷嘴120可促进使常用的节流主体设计与多种发动机一起使用或促进其用于不同的发动机应用(其中，可能需要不同的空气流率)中。为了达到不同的流率，具有带有不同的有效流动面积的孔口122的不同的喷嘴120可插入到节流主体18中，而节流主体的剩余部分可为相同的。同样地，除了使用喷嘴120之外或作为其替代，可在节流主体18中形成不同直径的通路，以实现类似情况。插入件或喷嘴还可包括止回阀、承载止回阀或与止回阀相关联，该止回阀容许空气流动到燃料室110，但防止流体从空气通路入口116沿相反方向流出，以(例如，在发动机停止操作之后燃料依然位于燃料室110中的情况下)抑制或防止燃料从引入通路114向外泄漏。此外，在某些应用中，空气引入通路114可被盖住或塞住，以防止空气流动于其中。

在图2和图5中所显示的示例中，计量阀28由第二主体100承载。第二主体100包括突出部130或端部，突出部130或端部接纳于节流主体18中的腔131内，并且(诸如通过O型环)密封至腔131。来自计量阀的燃料出口54通向通路132，通路132延伸穿过突出部130，并且与燃料室110连通，燃料室110在突出部130的端部与节流主体18(具体地，节流主体18的包括通向节流孔20的燃料出口112的壁)之间限定于腔131中。因此，来自计量阀28的燃料和来自空气通路114的空气在节流孔20的上游组合在燃料室110内，并且，该混合物然后流过燃料出口112，并且与流过节流孔20的空气混合，以提供分散于空气内的燃料的混合物。空气通路114独立地通入燃料室110中，并且与突出部130隔开，然而，若需要，突出部可包括限定空气通路的部分的开口、通路或其它空隙。

在图6中所显示的示例中，在形成于节流主体18中的腔134中，计量阀28由节流主体18承载，并且计量阀28与第二主体100分离。密封件设于节流主体18与计量阀28的燃料入口50和燃料出口54之间，以防止燃料在计量阀周围从节流主体18向外泄漏。在此示例中，燃料室110在计量阀出口54与节流主体18(具体为节流主体18的包括通向节流孔20的燃料出口112的壁)之间限定于腔131中，腔131对腔134开放，并且可为腔134的埋头孔。在至少一些实施方案中，燃料出口112可与腔134和埋头孔131合宜地对准，腔134和埋头孔131对节流主体118的外部开放，以促进直接地在节流主体中形成燃料出口112。空气通路114独立地通入燃料室110中，并且与计量阀28隔开，然而，若需要，计量阀(例如，其壳体)可包括限定空气通路的部分的开口、通路或其它空隙。

在图7中所显示的示例中，计量阀28由壳体136承载，壳体136具有接纳于节流主体18中的腔134内的部分。壳体136 可为第二主体(诸如，第二主体100)，或如图7中所示出的，可为在组装之前与节流主体18和第二主体100分离的主体。壳体136可包括限定燃料室的全部或部分的开放区域138。壳体136还可包括开口或通路140，开口或通路140与空气通路114连通，和/或限定空气通路的部分，以将空气从空气通路114接纳到燃料室138中。喷嘴120或其它流量控制器可由壳体136承载，或如之前所述的那样由节流主体18承载，以控制从空气通路114进入到燃料室138中的流。最后，壳体136可包括端壁142，端壁142包括穿过端壁142的开口，这些开口限定燃料出口112，空气和燃料通过燃料出口112从燃料室138流动到节流孔20中。照此，壳体136的端壁142可延伸到节流孔20中或限定节流孔20的一部分。端壁142的外表面的轮廓可设置成在燃料出口112和节流阀的区域中提供期望形状和大小的节流孔20，以增强通过节流孔的流体流。该模块化设计容许通过仅仅改变承载计量阀28的壳体136而改变燃料室138、空气通路114(例如，喷嘴)和燃料出口大小112、取向以及大体上的布置。因此，同一节流主体18 可与不同的计量阀28、燃料室138、空气通路114以及燃料出口112布置一起使用。此外，如燃料泄放部146和泄放阀148(图1和图4)那样的其它特征和构件可被接纳于第二主体100中或由第二主体100承载。燃料泄放部146可容许入口室80中的燃料被泄放，以促进(例如，在移除计量阀28时)在无燃料泄漏的情况下维修节流主体18，或以在发动机未操作时将燃料从入口燃料室80移除，以减少来自节流主体组件10的燃料蒸汽排放物。替代作为第二主体100的部分，燃料泄放部146 可由节流主体18承载。

计量阀打开和关闭的正时和持续时间可由合适的微处理器或其它控制器控制。燃料流动(例如，喷射)正时或计量阀28在发动机循环期间何时打开可改变出口54处的压力信号并且因此改变在计量阀28两边的差压和由此产生的进入节流孔20中的燃料流率。此外，发动机压力信号的幅度和通过节流阀36的空气流率两者都在当发动机在空转下操作时与当发动机在大开节流下操作时之间显著地改变。结合起来，对于任何给定的燃料流率，计量阀28打开的持续时间将对流动到节流孔20中的燃料的量造成影响。

大体上，燃料出口54处的节流孔20内的发动机压力信号在发动机空转下比在大开节流下具有更高的幅度。另一方面，通过节流孔20的空气流所产生的在燃料出口54处的压力信号在大开节流下比在空转下具有更高的幅度。

图9示出可与节流孔连通的代表性的压力信号(诸如，发动机进气歧管处的压力)。在所显示的示例中，当发动机活塞位于上止点(TDC)位置(其由竖直线150指示)处并且开始朝向底部位置下降时，在燃烧室和进气歧管中产生负大气压或亚大气压。该亚大气压经由节流孔20与燃料出口112连通，并且还通过节流孔而抽吸空气。通过节流孔20并特别是流动面积减小的喉管32(流动面积减小是与节流孔的入口和出口之一或两者相比而言的)的空气流在燃料出口112两边产生压力降，该压力降还通过燃料出口而从燃料室80抽吸燃料。

在至少一些实施方案(其中，节流主体组件10中的燃料流处于非常低的压力，并且可在没有正压燃料泵的情况下发生)中，到节流孔20的燃料流率可低于对于更高压力的燃料系统的情况。因此，为了利用来自进气歧管的全压力信号，在至少一些实施方案中，就在进气歧管压力在发动机的进气冲程期间开始减小时(例如，在TDC处或就在TDC之后)，计量阀28被打开。此外，可维持计量阀位于其打开位置，直到亚大气压达到大体上在点152处指示的其最大值为止。在该点152之后的某一时间，计量阀28可取决于发动机在该时间的燃料需求(例如，燃料需求随着发动机速度和负载改变而改变)而关闭。当需要相对较多的燃料时，计量阀28维持打开更长的时间，并且，当需要相对较少的燃料时，计量阀更快地关闭。当进气压力处于或几乎处于在154处显示的进气压力的标称值时，计量阀28应当关闭，以防止任何正压对燃料流过计量阀造成负面影响。这可发生于活塞再次到达TDC时或活塞即将再次到达TDC时之前，并且(在二冲程发动机中)发生于活塞在发动机的排气冲程期间开始其随后的下降之前。因此，计量阀28可在可在发动机的进气冲程期间获得的全压力信号期间受控制。如图9中所示出的，压力信号可随着活塞接近临近排气冲程的TDC并且随着燃料混合物在燃烧室内被压缩而改变，但如果需要燃料流动，则计量阀可在此时期间依然打开。

图10示出一个示例，其中，进气压力信号由线156显示，发动机位置由线158显示(其中，尖峰160指示与同发动机一起旋转的飞轮或其它构件相关联的磁体通过)，并且，计量阀状态由线162显示，线162显示被提供来对计量阀28进行促动的电流。在此示例中，在发动机位置信号(例如，磁体通过)被检测到之后，并且在进气压力开始减小之后不久，电流被提供至计量阀28。通往计量阀28的电流被终止，以容许阀在此后关闭。在此，在进气信号156达到其最大值之前，计量阀28被关闭，这将使诸如对于支持发动机的低速度和低负载操作可能需要的相对低量的燃料提供至节流孔20。对于更高的发动机速度或负载，将提供计量阀电流达更长的持续时间，以利用更多的进气压力脉冲并且致使更多的燃料流动到节流孔中。

相对发动机操作条件(例如，相对于TDC的发动机位置和发动机是处于进气冲程中还是处于排气冲程中)可按不同方式(包括通过发动机速度传感器)确定。速度传感器可为VR传感器，其响应于磁体的传感器在发动机飞轮上的通过或如本领域中已知的其它方式。在至少一些实施方案中，发动机燃料需求可根据速度传感器和/或节流阀位置传感器而确定。

在图2-4中所显示的示例中，提供节流阀位置传感器164，使得系统可确定节流阀36的瞬时旋转位置。节流阀位置传感器164可包括由节流阀轴40(例如，由固定到轴40的承载器167)承载的磁体166和由电路板170承载的磁响应式传感器168。电路板170、传感器168、以及节流阀轴40的端部(磁体166在其上接纳于其中)可被联接到节流主体18的壳体172覆盖。节流位置传感器164可为任何合适类型的传感器，并且，虽然显示为非接触式磁传感器，但节流位置传感器164可为基于接触的传感器(例如，可变电阻或电位器)。电路板170可包括用于确定节流阀位置(例如，空转、全开或大开或在空转与大开之间的任何位置或打开程度)的控制器或处理器174，或电路板170可利用远程定位的控制器来传递传感器168的输出。此外，在电路板170包括控制器174的情况下，该同一控制器还可用于控制计量阀28的促动。

在所显示的示例中，节流位置传感器164位于节流阀轴40的一个端部处，并且节流阀促动器44(例如，马达46或阀杆)位于另一端部处。在这样的布置中，节流阀36的两个端部都可能够从节流主体18的外部接近，并且可具有装配到这两个端部的构件，使得用于节流阀轴40的固持器定位于该轴的端部之间。在图3和图4中所显示的实施方案中，固持器包括部分地插入到在节流阀轴40的周缘中形成的凹槽178中的c型夹176或e型夹。固持器176抑制或防止轴40沿一个方向轴向地移动，并且节流孔20的相反侧上的另一固持器或承载器167可抑制或防止轴40沿相反方向轴向地移动。可使用节流阀36的其它布置，包括如下的布置：其中位置传感器164和促动器44两者都位于节流阀轴40的同一端部处。

在至少一些实施方案中，若需要，步进马达46可用于对节流阀36进行促动，并且步进马达的旋转位置可用于确定节流阀36位置。例如，用于对步进马达46进行促动的控制器174可跟踪步进马达的旋转位置，并且可用于确定节流阀36位置。在步进马达46对节流阀36进行促动的情况下，仍然可为合乎人意的是，包括单独的节流位置传感器164，以提供用于在促动节流阀36中使用的反馈，以便实现改进的节流阀控制和位置确定。

在图11-13中显示可与节流主体18一起使用的计量阀180。如在图13中最佳显示的，计量阀180可具有：外壳或壳体58，其环绕线圈62；绕线管64，在其上接纳线圈62；以及电枢68，其通过由线圈62在被激励时产生的磁场而在绕线管中的通路181中相对于绕线管64而移动。在所显示的示例中，绕线管64从壳体58的端部182轴向地向外延伸，并且限定可由电枢68接合的阀座70或由电枢驱动的阀或由电枢承载的阀头52。阀座70在绕线管64的端部184处位于出口端口183的上游(位于出口54处)。在其另一端部186处，绕线管64可承载电端子66(其可为如附图中所示出的凸形铲型端子)，线圈62以已知的方式联接到电端子66。电枢止动件190可接纳于绕线管通路181内，并且定位成限制电枢68移动远离阀座70。偏置部件(诸如，螺旋弹簧192)可接纳于电枢68与电枢止动件190之间，以使电枢朝向阀座70可屈服地偏置，使得当功率未被供应到线圈62时，计量阀28被关闭。

绕线管64还限定用于计量阀28的燃料入口50，燃料入口50由绕线管64的从壳体58向外延伸的部分中的一个或多个开口限定。开口50可径向地延伸穿过绕线管64，并且因而，燃料从绕线管64的外部并通过开口50而流动到绕线管的内部的通路181，在通路181中，电枢68和/或阀移动。当电枢68和/或阀位于打开位置时，燃料可流过阀座70并且从出口54/出口端口183流出。当电枢68和/或阀位于关闭位置时，抑制或防止燃料流过阀座70。如在上文中关于图2和图8指出的，绕线管64中的(一个或多个)入口50可从线圈62的相邻端部的2mm处或2mm内的位置延伸。在所显示的实施方案中，壳体58覆盖线圈62，并且包括径向地向内延伸的端部182，端部182提供与(一个或多个)入口50相邻并且可通过从入口燃料室80流动到(一个或多个)入口50的至少一些燃料接合的边缘或轮缘。即，未在入口燃料室80与壳体58的端部182之间设置流体密封件。线圈62所产生的一些热被传送到壳体58，并且从壳体传送到燃料。如上文中所指出的，这可大体上使壳体58和计量阀28冷却，并且，结果在燃料中产生的任何蒸汽都可从燃料室80放出。此外，(一个或多个)入口50可装配于入口燃料室80的出口的正下方，其中，该实例中的下方意味着位于下面并且与重力方向一致。一个或多个入口50可具有0.1mm与6mm之间的轴向长度(计量阀的轴线的方向上的尺寸)。

如图14中所示出的，为了减小可通过电枢68而接合的绕线管64的表面面积，空隙196可设于绕线管的内表面198内，至少在通路181的在其中接纳有电枢68的区域内。在图14中所显示的示例中，一个或多个轴向延伸的狭槽196形成于绕线管64的内表面198中。狭槽196可沿着绕线管通路181的轴向长度的全部或一部分延伸。狭槽196可具有任何期望的径向深度，并且可周向地间隔开，以在狭槽196之间提供表面面积减小的接触部分。电枢68可接合一个或多个接触部分(内表面198的位于狭槽之间的区域)，以便在计量阀28的打开位置与关闭位置之间进行引导移动。电枢68与绕线管64之间的潜在接合的减小的表面面积可减少其间的摩擦，并且提高电枢的移动速率，以改进计量阀的响应时间。

本文中所公开的本发明的形式构成目前优选的实施例，并且，许多其它形式和实施例是可能的。不旨在在本文中提到本发明的所有的可能的等同形式或衍生物。理解的是，本文中所使用的术语只不过是描述性的，而不是限制性的，并且，在不背离本发明的精神或范围的情况下，可作出各种改变。

Claims (19)

1.一种用于燃烧发动机的填料形成装置，包括：

节流主体，其具有节流孔，所述节流孔带有：入口，空气通过其而流动到所述节流孔中；和出口，燃料与空气的混合物从其离开所述节流孔，所述节流孔具有所述入口与所述出口之间的喉管，并且所述喉管相比于所述入口和所述出口中的至少一个而具有减小的流动面积；

节流阀，其具有阀头，所述阀头接纳于所述节流孔的所述喉管内，并且能够相对于所述节流主体而在第一位置与第二位置之间移动，其中，所述阀头与所述节流主体之间的流动面积在所述阀头位于所述第二位置时比在所述阀头位于所述第一位置时更大；以及

至少两个燃料出口，所述至少两个燃料出口在一个端部处对所述节流孔的所述喉管开放，并且在另一端部处与燃料供应部连通，并且燃料通过所述至少两个燃料出口而进入所述节流孔，其中，当所述节流阀位于所述第一位置时，至少一个燃料出口位于所述节流阀头与所述出口之间，并且其中，当所述节流阀位于所述第一位置时，至少一个燃料出口位于所述节流阀头与所述入口之间。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述节流孔包括所述入口与所述喉管之间的收敛区段和所述喉管与所述出口之间的发散区段，并且所述收敛区段的流动面积沿从所述入口朝向所述喉管的方向减小，并且所述发散区段的流动面积沿从所述喉管朝向所述出口的方向增大。

3.根据权利要求1所述的装置，其还包括：燃料室，其位于所述节流主体内，并且与所述燃料出口连通；和空气放出通路，其形成于所述节流主体中，并且与所述燃料室连通，以将空气流提供至所述燃料室。

4.根据权利要求1所述的装置，其还包括：入口燃料室，在其中接纳液体燃料的供应；和燃料计量阀，其位于所述入口燃料室与所述节流孔之间的燃料回路中，其中，所述入口燃料室具有相对于重力方向而位于所述计量阀的一部分的正上方的出口。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，对所述燃料计量阀进行电促动，并且所述燃料计量阀的壳体与来自所述入口燃料室的燃料处于直接传热关系。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，所述燃料计量阀由所述节流主体承载，或由在其中限定所述入口燃料室的第二主体承载。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述燃料出口形成于所述节流主体中。

8.根据权利要求1所述的装置，其还包括具有联接到所述节流主体的壳体的燃料计量阀，并且其中，所述燃料出口形成于所述燃料计量阀的所述壳体中。

9.根据权利要求4所述的装置，其中，所述燃料计量阀包括具有围绕绕线管的电线线圈的螺线管和接纳于所述绕线管中的通路内的电枢，并且其中，所述绕线管包括布置的一个或多个空隙，并且限定所述通路的表面的面积减小。

10.根据权利要求1所述的装置，其还包括由所述节流主体承载的燃料计量阀，并且其中，所述燃料供应部由对所述出口开放的燃料室限定，并且所述燃料计量阀具有出口，所述出口直接地通向所述燃料室，以将燃料供应到所述燃料室。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述燃料室由所述节流主体中的腔限定，并且所述燃料计量阀部分地接纳于所述腔内并与所述腔密封地接合。

12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述燃料室限定于联接到所述节流主体的壳体中，并且所述燃料计量阀联接到所述壳体并与所述壳体密封地接合。

13.一种燃料计量阀，包括：

绕线管，其限定通路，并且在限定所述通路的所述绕线管的表面中具有一个或多个空隙；

围绕所述绕线管的电线线圈；以及

电枢，其接纳于所述绕线管中的所述通路内，并且当电力被供应到所述电线线圈时其能够相对于所述绕线管而从第一位置移动到第二位置。

14.根据权利要求13所述的阀，其中，所述通路具有轴线，并且所述空隙由多个轴向延伸的狭槽限定。

15.根据权利要求13所述的阀，其还包括覆盖所述线圈并且包括向内延伸的端部的壳体，其中，所述绕线管还包括燃料入口、燃料出口以及所述燃料入口与所述燃料出口之间的阀座，并且其中，所述壳体的所述向内延伸的端部对所述燃料入口开放，使得流过所述燃料入口的至少一些燃料接合所述壳体的所述向内延伸的端部。

16.一种用于燃烧发动机的填料形成装置，包括：

节流主体，其具有节流孔，所述节流孔带有：入口，空气通过其而流动到所述节流孔中；和出口，燃料与空气的混合物从其离开所述节流孔；

节流阀，其具有阀头，所述阀头接纳于所述节流孔内并且能够相对于所述节流主体而在第一位置与第二位置之间移动，其中，所述阀头与所述节流主体之间的流动面积在所述阀头位于所述第二位置时比在所述阀头位于所述第一位置时更大；

入口燃料室，在其中接纳液体燃料的供应；以及

燃料计量阀，其位于所述入口燃料室与所述节流孔之间的燃料回路中，其中，所述入口燃料室具有相对于重力方向而位于所述计量阀的一部分的正上方的出口。

17.根据权利要求16所述的装置，其还包括燃料出口，所述燃料出口在一个端部处对所述节流孔的喉管开放，并且在另一端部处与设于所述燃料计量阀的出口与所述燃料出口之间的燃料室连通，并且其中，所述燃料计量阀由所述节流主体承载。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述燃料室由所述节流主体中的腔限定，并且所述燃料计量阀部分地接纳于所述腔内并与所述腔密封地接合。

19.根据权利要求17所述的装置，其中，所述燃料室限定于联接到所述节流主体的壳体中，并且所述燃料计量阀联接到所述壳体并与所述壳体密封地接合。

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