CN1300342A - 内燃机的燃料喷射系统 - Google Patents

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CN1300342A CN99805929A CN99805929A CN1300342A CN 1300342 A CN1300342 A CN 1300342A CN 99805929 A CN99805929 A CN 99805929A CN 99805929 A CN99805929 A CN 99805929A CN 1300342 A CN1300342 A CN 1300342A
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雷蒙·约翰·希尔
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Abstract

一种内燃机的燃料喷射器组件包括:一个位于喷射器组件(1)内的传送室(5),一个用以控制供给传送室(5)的燃料和压缩气体质量流率的质量流率控制装置(50),质量流率是越过质量流率控制装置(50)压差的函数,以及用以有选择地使传送室(5)与内燃机联通以将燃料传送到内燃机的阀门装置(9),其中当阀门装置(9)打开时,至少使压缩气体流动以产生越过质量流率控制装置的压差,从而为内燃机提供受控的燃料流。

Description

内燃机的燃料喷射系统
本发明是指一种内燃机的燃料喷射系统。本发明特别可用于将燃料直接喷入发动机的燃烧室，这一点并将在本申请中描述。然而应该看到，本发明同样可用于多种其它的燃料喷射用途中。
本申请人从事内燃机的气助燃料喷射系统的研制，作为一个主要特征，这些系统采用空气携带并喷射一定量的燃料，直接喷入内燃机的燃烧室中。在一种如本申请人的美国专利No.4934329中描述的特殊系统中(这里提出以供参考)，每个燃烧室提供单独的燃料喷射器和输送阀，燃料喷射器将定量的燃料提供给输送阀的输送室。然后通过打开输送阀使燃料送到燃烧室，从而由压缩空气来携带和输送燃料。通常，一个空气压缩机为输送室提供压缩空气。
在一种上述系统的变型中，如本申请人的美国专利No 5622155所述(这里提出，以供参考)，来自气室的压缩空气与输送室联通，允许来自燃烧室的燃烧气体通过延迟关闭输送阀而进入该气室，已得到的燃烧气体接着用于下次燃料喷射。后一种系统尤其可用于低成本的、小内燃机，此时常常需要降低复杂性。
然而，后一种系统在某些用途中会出现一些问题，其中常会降低燃料系统的功能，可出现燃料的计量精度降低。因此一种气助燃料喷射系统是有利的，它不需要为每个燃烧室配置单独的燃料喷射器和输送阀，但又能保持其功能性和燃料计量精度。
为此，本申请人研制了一种燃料喷射系统，其中不必为每个燃烧室配置单独的燃料喷射器。这种如本申请人的美国专利No 4794902、4841942和5024202中描述的系统采用一种喷射装置，该装置具有一个输送室和一个输送阀。压缩燃料和压缩气体分别送到喷射装置的输送室。供到该室的燃料和气体之间的压差调节成使气压小于燃料压力。在输送阀打开期间，一个相关连的阀使压缩气体流入输送室，上述压差控制输送阀打开期间输送的燃料量。然而，尽管这个燃料喷射系统不需要为每个燃烧室配置一个燃料喷射器，但该喷射装置采用了许多元件使气流受到控制，使得仅当输送阀打开时气体才流动。由于气体和燃料中存在压差，因此在实际喷射之前，必须分开气流和燃料流。
在M Nuti等的SAE论文No 970362“FAST喷射系统：用于VLEV2T SI发动机的PIAGGIO方法”中描述了另一种气助燃料喷射系统。该系统与由曲轴带动的活塞泵配合，由汽化器将空气/燃料混合物供到泵的曲轴箱，然后对这种混合物加压并传送到工作室，一个提升阀将这种混合物输送到内燃机的燃烧室，提升阀的打开压力由已校准的预载弹簧调节。这种设计除了其复杂性以外，这种纯机械系统的其它缺点是：它不能控制提升阀的打开、关闭时刻和打开的时间间隔，因此限制了该系统的整个功能性。这就限制了该系统用于能相当精确地控制燃料速率的小内燃机的可用性。
因此，本发明的目的在于提供一种燃料喷射器组件，它可避免上述一个或多个缺点。
为此，按照本发明的一个方面，提供一种内燃机的燃料喷射器组件，它包括：
一个位于喷射器组件内的传送室，
一个用于控制供到传送室的燃料和压缩气体质量流率的质量流率控制装置，质量流率是越过质量流率控制装置的压差的函数，和
有选择地将传送室与内燃机联通以便把燃料送到内燃机的阀门装置，
其中当阀门装置打开时，至少使压缩气体流动，由此产生越过质量流率控制装置的压差，从而把受控的燃料流送到内燃机。
按照本发明的另一个方面，提供了一种内燃机的燃料喷射系统，该系统包括：
至少一个具有一个位于其中的传送室的燃料喷射器组件，
一个将燃料供到传送室的燃料供给装置，
一个将压缩气体供到传送室的压缩气体供给装置，
一个用以控制所供燃料和压缩气体质量流率的质量流率控制装置，质量流率是越过燃料质量流率控制装置的压差的函数，
用以有选择地使燃料喷射器组件的传送室与内燃机联通以将燃料传送给内燃机的阀门装置，
其中当阀门装置打开时，至少使压缩气体流动，由此产生越过质量流率控制装置的压差，从而把受控的燃料流送到内燃机。
燃料和气体的流率是越过质量流率控制装置的压差的函数。另外，传送到内燃机的燃料量是压差、阀门装置打开时间和质量流率控制装置特性的函数。
为此提供了一种压力-时间的燃料计量系统。可以通过控制燃料和气体供给压力、因而控制压差来改变燃料量。另外，对于给定的气体与燃料流率控制装置和压差，可通过改变阀门装置的打开时间间隔、和/或阀门打开期间的开始和结束时间来控制送到内燃机的燃料量。
压差是由于气流通过质量流率控制装置的压力损耗而产生的，然后该压差促进燃料流穿过质量流率控制装置。越过质量流率控制装置的压差可以是所供给燃料和所供给压缩气体的供应压力与就在质量流率控制装置下游的压力之间的压差。在燃料喷射系统用于直接喷射用途的应用情形中，传送室的压力受到气缸压力的影响但由越过阀门装置的压力损失来控制。
该燃料喷射系统还包括压力均衡装置，用以至少基本均衡供到传送室的由燃料供给装置提供的燃料供给压力和由压缩气体供给装置提供的压缩气体的供给压力。
质量流率控制装置可以包括一个燃料质量流率控制装置和一个气体质量流率控制装置。按照一个优选实施例，燃料流率控制装置可呈一个燃料孔的形式，气体流率控制装置可以是气体孔的形式。燃料孔可以位于燃料供给装置中，用以控制供到传送室的燃料质量流率。气体孔可以位于气体供给装置中，用以控制产生压差的供到传送室的压缩气体质量流率。特别是气体孔可使燃料喷射器组件的气体供给通道与传送室分开，燃料孔可使燃料喷射器组件的燃料供给通道与传送室分开。
按照另一个优选实施例，质量流率控制装置可包括设在气体供给装置内的文氏管式通道。尤其是，文氏管式通道可以使燃料喷射组件的气体供给通道与传送室分开。该文氏管通道可包括一个喉部，在文氏管的喉部内可设有燃料孔，该燃料孔可与燃料供给装置联通。尤其是，燃料孔可使燃料喷射器组件的燃料供给通道与传送室分开。任何通过文氏管式通道的气流将引发压差，导致燃料从燃料供给装置送出。
燃料喷射系统的气体质量流率可以选择成对不同内燃机气缸容量(或冲程)提供最佳的穿透速率。另外，气流速率控制装置特性可选择成能改变压差的大小。该大小还可由延迟或提前阀门装置的打开时间来控制。因此，时间提前将导致较高的压差，相反地时间延迟压差将较低。
与压差相关的燃料流率控制装置特性的选择确定了燃料喷射系统的计量速率。可行的计量窗口选择成在燃料容量、混合物制备等限制下，均衡最大和最小的内燃机燃料加注要求。
上述两个孔或文氏管式通道的设计的联合的效果建立了将送入内燃机的混合物的平均喷射气体-燃料比。因此孔的尺寸比可确定混合物的气体-燃料比，由此气体-燃料比通常比燃烧所需要的要高得多。
按照一个优选实施例，阀门装置可设成电磁线圈致动形式。因此该喷射器的位置可使燃料和压缩气体直接喷射入内燃机的燃烧室，并按内燃机工作参数由电控制装置来致动。按照一个供替换的优选实施例，阀门装置可做成机械作动阀形式，它设置成能将燃料和压缩气体直接供给内燃机的燃烧室。这种阀门可以包括打开阀门的机械作动装置，阀门打开的时间按内燃机要求来控制、例如由改变时间的机械控制阀来控制。
作为替代或补充方式，该阀门可包括弹簧调节装置，当供给阀门的燃料和气体的压力等于或大于预定压力时阀门打开。在大于预定压力的设计下，需要安装另一阀门来调节供给机械阀门的燃料和/或压缩气体。该另一阀门可装在燃料或气体供给装置上或正好在机械阀的上游。该另一阀门可由电子控制装置按发动机工作参数进行控制。
当阀门装置关闭时，越过质量流率控制装置的压差可至少基本为零，因此在燃料喷射系统中没有燃料和压缩气体流过。当阀门打开时，气体、可能还有燃料开始流动。气流产生压差，该压差等于燃料和压缩气体的供给压力与正好在质量流率控制装置下游压力之间的压差，该压差越过质量流率控制装置，导致燃料和压缩气体流到阀门装置。因此，燃料和压缩气体的质量流率是上述压差的函数。
供到传送室的燃料可以做到在阀门装置刚关闭后的短期内继续对传送室提供燃料，在阀门装置刚关闭后，在与阀门装置连接的燃料供给线内的燃料惯性可做到这一点。正如下面将要讨论的，燃料喷射器组件的燃料流可以是：在阀门装置开始打开时燃料的供给速率大大高于阀门装置刚打开后的速率，这可导致改进某些操作状态下的内燃机内的燃烧控制。
压力均衡装置可以做成封闭箱的形式，它装在质量流率控制装置的上游。燃料供给装置可将燃料供到该封闭箱中，压缩气体供给装置可将压缩气体供到封闭箱中。在箱中可提供一浮阀，使燃料到达预定值之前进入箱中，由此来调节箱中燃料的高度，在燃料高度已达预定量时防止额外的燃料进入箱中。这项设计会导致质量流率控制装置上游的燃料供给压力和压缩气体供给压力至少基本均衡。燃料高度也可由电子传感器或采用ECU方法来控制，这将有利于使燃料压力供给装置的工作时间减到最少。然而也可采用常规的调节器或电子调节器来均衡燃料和气体的供给压力。
通常不必控制压力均衡装置的绝对压力(即相对于大气条件)。最好是控制气体的压力，同时使燃料压力调节成跟踪气体压力。然而也可以控制燃料压力，同时使气体压力按照它来调节，或分别控制燃料和气体压力。
当压力均衡装置配合到箱上时，由于燃料加热、或供给装置或工作环境而产生的任何燃料蒸气可由燃料或气体的质量流率控制装置传送到内燃机，可以采用装在气体中的温度传感器、结合压力均衡装置内的已知压力来计算气体中的燃料量，因此可修正燃料计量时间。
压缩气体可以是压缩空气，压缩气体供给装置可包括一台空气压缩机。一个压力调节器可有选择地装在空气压缩机的下游。
燃料供给装置可包括一个燃料箱和一个可操作地相对于燃料箱安置的燃料泵。例如，燃料泵可位于燃料箱的下游。
在燃料供给线和/或气体供给线上可有选择地安装阻尼装置，以尽量减少这些管线内的压力脉动。
该燃料喷射系统还可包括一个用于控制系统内燃料和/或气体流的止回阀装置，该止回阀装置可安在燃料流率控制装置的上游或下游，或安在气体流率控制装置的上游或下游。
在燃料流率控制装置附近提供止回阀可导致下面列出的一些优点：
·它可防止空气由于飘浮或其它原因慢慢进入燃料流率控制装置上游的燃料回路中。这就能使燃料喷射系统适应燃料和气体供给压力之间的少量变化。
·它有助于控制压差开始和燃料计量起动之间的时间延迟。这就能导致燃料计量精度的很大的改进。
·它可使系统对一个具有垂直曲柄轴和垂直移动的气缸的设备中各气缸之间的“燃料高度”变化不敏感，这种情况在外装式船用内燃机上是很普通的。
·它可使系统对气体或燃料回路中存在的压力波动不敏感。
·它可通过提供更迅速下降压差来改进燃料计量时的关闭响应。
·它可使系统对内燃机的振动不敏感。
在气体流率控制装置附近提供止回阀将有助于改进在传送室内压力延迟的开始和气流过程的起动之间的时间延迟控制。
还可看出，该气体流率控制装置可与沿相反流动方向被阻止的第二气体流动通路并联。这样设计的目的是当流动方向是从供气方向到燃烧室时具有一种气流特性，以及在流动的气体从燃烧室流向供气回路时具有典型的较小限制性的第二气流特性。在这种操作模式中，来自燃烧室的气体被收集并用于下一次喷射。该流率上的差异除了减少了喷射的气体量外，还使这种操作模式中的显露时间减少。
燃料流率控制装置的这些特性可以被最佳化，从而相对于阀门打开阶段来控制燃料供给阶段的位置，以此来提供燃料流量控制。例如，往往最好提供一个具有富燃料前缘和一个贫燃料后缘的加注燃料分布图。燃料计量起动的延迟可能受到如前所述的止回阀的影响，该延迟还可能受到传送室体积的容量效应的影响，体积越大，压力延迟速率越慢，这将导致燃料计量起动较慢。延迟气体和燃料压力的基本均衡，从而偏重阀门装置关闭后计量的燃料量使传送室作为一个保持室，由此可以控制燃料供给阶段结束的延迟。还可通过设定或控制燃料流率控制装置和气体流率控制装置之间的距离或传送速率来引入时间上的延迟。或者是，也可改变燃料和气体流率控制装置和阀门装置之间的距离。
按照本发明的又一个方面，提供了一种燃料供到内燃机的计量方法，该内燃机具有至少一个含有传送室的燃料喷射器组件、一个用以控制供到传送室的燃料质量流率和压缩气体质量流率的质量流率控制装置，以及用于有选择地使传送室与内燃机联通从而将燃料传送到内燃机的阀门装置。
该方法包括：
提供一个供到传送室的燃料源，
提供一个供到传送室的压缩气体源，
控制供到传送室的燃料和气体的质量流率，该质量流率是越过质量流率控制装置压差的函数，
打开阀门装置，使压缩气体流过阀门，导致越过质量流率控制装置产生压差，从而为内燃机提供受控的燃料流。
通常，如果质量流率控制装置包括一个用于控制压缩气体质量流率的气体流率控制装置和一个用以控制燃料质量流率的燃料流率控制装置，则供到传送室的气体质量流率按照越过气体流率控制装置的压差来控制，供到传送室的燃料质量流率按越过燃料流率控制装置的压差来控制。
该方法还可包括调节供到传送室的燃料和气体的供给压力，从而使燃料供给压力至少基本与气体供给压力均衡。
传送室可与内燃机的燃烧室联通，因此传送室的压力受到气缸压力的影响，但由越过阀门装置的压降来控制。
该方法还可包括在压差超过预定值之前限制燃料源与传送室联通。这有助于改进供到内燃机的燃料计量的精度，其理由将在下面说明。
供到内燃机的燃料量可以通过至少控制燃料和气体的供给压力之一来控制。特别是供到内燃机的燃料量起初可通过改变阀门装置的打开时间间隔来控制。作为替代或补充方式，供到内燃机的燃料量起初可通过改变阀门装置打开的开始和/或结束时刻来控制。
供到传送室的气体可以是空气。然而其它气体、如惰性气体、从内燃机或甚至LPG收集的燃烧气体也是可以预计到的。另外，供到传送室的燃料通常是液态的，虽然也可预计到提供气态燃料。
因此本发明的燃料喷射系统提供了双重的流体燃料系统，它保持了这种系统的优点(即改进了的燃料的雾化和燃料的喷射形式)。然而这种燃料喷射系统与申请人早期的电子燃料喷射系统的某些型式相比零件较少，并不需要分开的燃料和气体电磁线圈致动的喷射器。在一些应用中，甚至可以不需要任何这种电磁线圈致动的喷射器。这就导致在保持功能性的同时，在本发明燃料喷射系统的控制方面大大节省了成本并减少了复杂性。
参照说明本发明的优选实施例的附图，将可方便地进一步描述本发明，本发明还可能有其它实施例，因此，附图所示的细节不能理解为替代前面描述的本发明的一般性。
在图中：
图1是本发明的燃料喷射器组件的第一个优选实施例的概略视图，
图2是本发明的燃料喷射器组件的第二个优选实施例的概略视图，
图3是本发明的燃料喷射系统的概略视图，
图4是本发明的燃料喷射器组件的第三个优选实施例的剖视图，
图5是说明图4的燃料喷射器组件工作情况的曲线图，
图6是本发明的燃料喷射器组件的典型的燃料流量分布与电子燃料计量系统相比的曲线图。
本发明可用于直接将燃料喷入内燃机的燃烧室，不仅如此，下面还将描述本发明的燃料喷射系统的应用情况。
图1表示本发明的燃料喷射器组件和燃料喷射系统的工作原理。在燃料喷射器组件1中具有输送室5。燃料供给装置2通过燃料供给线6将燃料供到输送室5。进入输送室5的燃料的质量流率由位于燃料供给线6下游的燃料流率控制装置8控制。在图1中该燃料流率控制装置8表示为一个燃料孔。
压缩气体也通过气体供给线3供到输送室5。供到输送室5的气体的质量流率同样由位于供给线3下游的气体流率控制装置7控制。气体流率控制装置7在图1中表示为一个气体孔。燃料流率控制装置8和气体流率控制装置7一起确定了一个如图1所示的质量流率控制装置50。
该燃料喷射系统调节燃料供给压力Pf和气体供给压力Pg，从而使燃料和气体供给压力基本均衡。
输送室5与发动机燃烧室(未表示出)周期性地联通，输送室5与燃烧室的联通由阀门组件9控制，在图1中该阀门组件概略表示为一个提升阀。该阀门组件9通常可以是本申请人的上述美国专利No4934329中描述的输送或气体喷射器。当输送室5与燃烧室隔开时，燃料和气体供给压力Pf和Pg基本与输送室中的压力Pi相同。因此通过燃料流率控制装置8或气体流率控制装置7基本不存在压差。因此在阀9关闭时几乎没有燃料和气体流过相应的开口进入输送室5。供选用的相关止回阀门39保证了在压差到达需要值之前不会有流动。
随着阀组件9的打开在燃料和气体供给压力Pf和Pg及输送室压力Pi之间建立了压差，这主要由于气流受限造成。这导致越过燃料孔8和气体孔7时均产生压差。该压差使燃料流穿过燃料孔8进入输送室5和气流穿过气体孔7进入输送室5。然后该气体/燃料混合物由阀9从输送室5送到燃烧室。
因此供给到发动机的燃料量是阀9打开时产生的压差及阀9打开时间的函数。因此该燃料喷射系统类似于本申请人的前述早期的燃料喷射系统，其中它基于压力一时间输送原理。主要的不同的是不再需要为每个燃烧室配置单独的燃料喷射器。
图2表示本发明的燃料喷射系统和燃料喷射组件的另一优选实施例。应该注意，为清楚起见与图1所示相应的特征用同样的参照数字表示。与图1实施例的主要差别在于：气体供给线3将气体通过文氏管式通道4供到输送室5。供到输送室的气体质量流率由文氏管4的喉部7a控制，该文氏管以与图1中气体孔7一样的方式进行工作。燃料从燃料供给装置2通过燃料供给线6供到文氏管喉部7a上的燃料孔8a，燃料供给线6的燃料孔8a以与图1的燃料孔8相同的方式进行工作。在其它方面本实施例以与图1实施例相同的方式工作，喉部7a和燃料孔8a一起确定了质量流率控制装置50。
图3提供一个整个燃料喷射系统，它概略表示了一个用于发动机10的该系统的优选实施例。压缩机12提供压缩气体，它将压缩气体通过气体通道13送到发动机10的气体和燃料围栏14的气管15，气管15将压缩空气供到每个输送或燃料喷射器组件1，对发动机的每一个缸设置一个喷射器组件1。气管15内的气压还受到与气管15联通的调节器14调节。
部分压缩气体通过旁路管线13a送到压力均衡装置19，该压力均衡装置19呈箱20的形式，其中含有一浮阀21。燃料从燃料箱(未示出)通过燃料通道17供到压力均衡装置19。采用一高压燃料泵18将燃料输送到压力均衡装置19的箱20中，如果需要还可在燃料泵18的上游提供一个提升泵16。供到箱20的燃料由浮阀21控制，在箱20内的燃料高度达到一预定点之前容许燃料流过燃料供给通道17a进入箱20，在到达预定点时，浮阀21关闭，以阻止燃料进一步流入箱20。然后过量的燃料重新导入燃料旁路线17b，流回到燃料供给通道17。燃料旁路线17b上的单向阀17c起到一个限制器的作用，它可防止燃料泵3上游的系统内产生过压。
由于压缩气体也供到箱20，这导致其中的燃料压力和气体压力基本平衡。然后来自箱20的燃料通过另一燃料供给通道22供到发动机10的气体和燃料围栏11的燃料管23，然后，燃料管23将燃料供给喷射器1。通过燃料蒸气线24，可能积累在压力均衡装置19的箱20中的任何燃料蒸汽也能传送到燃料管23，用于发动机10以后的燃烧。如以前所述的方式，根据越过质量流率控制装置50所产生的压差，喷射器1控制着流到发动机10的燃料流率。
图4表示本发明的燃料喷射器组件1的另一个优选实施例。为清楚起见，图4中采用用相同的参照数字表示图1、2和3中相应的零件。图4表示支承在气体和燃料围栏11上的本发明的喷射器1。阀组件9表示为一个由电磁线圈致动的喷射器，该喷射器具有一个喷射器喷嘴35，其端部位于发动机燃烧室(未表示出)内。提升阀36控制着流入燃烧室的气体/燃料混合物的流量。提升阀36的运动由电磁线圈37以已知的方式通过周期性供电来启动，一个由电磁线圈37致动的电枢38与提升阀36工作连接。
一个外壳28设在阀组件9的上游，并位于气体和燃料围栏11中的腔29内。外壳28容纳输送室5。通过气体和燃料围栏11的气管15传送气体，利用从气管15到位于外壳28侧壁内气体孔7设置的通道27，送到输送室5。燃料通过燃料管23供到外壳28内的燃料腔33。在燃料通过提供燃料孔8的燃料孔盘30之前燃烧网34对燃料作过滤。图4中虚线圈定的元件提供了质量流率控制装置50。
在燃料孔盘30的下游设有止回阀组件31，它的用途是防止由于气体和燃料供给压力之间的任何变化，使压缩气体渗入燃料供给源中。然而该止回阀组件31还会导致如图5所示的操作上的优点。
在工作时，阀组件9的初次打开导致气流开始从气管15的气体穿过气体孔7。同时一些燃料流也可能越过燃料孔8。然而如前面提到的燃料线中的止回阀39在压差到达所需要的量级之前阻止了燃料流。气流产生了压差，该压差产生了受控的燃料流。
该燃料喷射器组件1以前面所述方式工作。这里重申的是，如果输送室5与燃烧室隔开，燃料和气体供给压力Pf和Pg基本与传送室内的压力Pi相同，因此在燃料流率控制装置8或气体流率控制装置7上基本没有压差。因此在阀9关闭时，几乎没有燃料和气体流通过相应的孔进入传送室5。相应供选用的止回阀39保证了在压差到达所需要的量级之前没有流动。
随着阀组件9的打开，在燃料和气体供应压力Pf、Pg和传送室压力Pi之间建立了压差，它主要由于气流受限所引起。这导致越过燃料孔8和气体孔7产生的压差。该压差产生的燃料流穿过燃料孔8进入传送室5，气流穿过气体孔7进入传送室5。然后气体/燃料的混合物可由阀9从传送室5传送到燃烧室。
图5表示一系列曲线，上部曲线V表示加到电磁线圈37上的电压信号，中部曲线S表示由于电压信号而产生的提升阀36的移位，下部曲线P表示由于提升阀36的打开在传送室5内的内压变化。从这些曲线可以看出，随着喷射器组件9接收到电压信号后的短暂延迟，提升阀36打开到如曲线S的高度0处所示的完全打开的位置。当提升阀36打开时，越过燃料和气体孔上的压差逐渐增大，一直达到如曲线P上的高度C所示的稳定状态值。止回阀组件31通常防止燃料在压差达到如曲线P的高度A所示的预设值之前进入传送室5。这就防止由于内部压力脉动、例如由于供气压力的变化使燃料渗入传送室5。另外，在压差越过预设值时，止回阀组件31仅允许使燃料传送通过燃料孔8。这起到了由燃料喷射系统提供更精确的燃料计量的作用。
随着提升阀36的关闭，在传送室5内的内压回到其初始水平之前有微小的延迟，这导致在提升阀36关闭后的一个短时间内燃料继续供到传送室5。然后直到下一次喷射之前少量供给的燃料留在传送室5内。这导致来自燃料喷射器的有利的燃料流，因为在喷射器1打开时，起初供给富的空气燃料混合物，在接近喷射期末了时空气燃料混合物逐步变贫。
图6表示用本发明的燃料系统可达到的燃料流分布的典型例子，图中将本发明的流量分布与本申请人的美国专利4934329描述的电子燃料计量系统进行了比较。应该理解到，本发明的被动式燃料计量系统的实际的几何形状的最佳化考虑到控制气体-燃料的相互作用，由此考虑了用电子燃料定相控制可获得的燃料计量分布图的类似变化。例如已经发现，通过改变燃料和气流速率控制装置和阀门装置之间的距离，可以接近由电子系统得出的传送分布。正如图6看出，本发明的典型的传送分布图可以良好地与用电子燃料计量系统的传送分布图作比较。
已经公认，在燃料喷射系统中，由于在缸内空气的较长期使用，燃料富集的前缘有助于获得较高性能。另外也已公认的是：燃料较贫的后缘有助于增强可燃性并容许采取更延迟的喷射窗口。正如从图6看出的，这两个系统的燃料流分布图与单液体系统的典型的方波相比，表示出有较大的缓和程度。
本发明的燃料喷射系统导致超越已知双燃料喷射系统的许多优点，不再需要如本申请人早期的燃料喷射系统中要求的额外燃料喷射器，然而该燃料喷射系统在采用一个较简单的系统的同时仍保持了它的功能。
上面的描述仅作举例说明之用，对本专业技术人员来说，可以进行不超出本发明的各种修改和变型。

Claims (38)

1．一种用于内燃机的燃料喷射器组件，包括：
一个位于喷射器组件内的传送室，
一个用于控制供到传送室的燃料和压缩气体质量流率的质量流率控制装置，质量流率是越过质量流率控制装置的压差的函数，和
用于有选择地将传送室联通到内燃机上以将燃料传送给内燃机的阀门装置，
其中当阀门装置打开时，至少使压缩气体流动，由此产生越过质量流率控制装置的压差，从而为内燃机提供受控的燃料流。
2．按照权利要求1的燃料喷射器组件，其中质量流率控制装置包括一个燃料质量流率控制装置和一个气体质量流率控制装置。
3．按照权利要求2的燃料喷射器组件，其中气体流率控制装置是位于气体供给装置中的气体孔，燃料流率控制装置是位于从传送室到喷射器组件的燃料供给通道中的燃料孔。
4．按照权利要求3的燃料喷射器组件，其中气体孔使燃料喷射器组件的气体供给通道与传送室分开，燃料孔使燃料喷射器组件的燃料供给通道与传送室分开。
5．按照权利要求2的燃料喷射器组件，其中质量流率控制装置包括一个位于气体供给装置中的文氏管式通道和在文氏管式通道喉部中的燃料孔，该燃料孔与燃料供给装置联通。
6．按照权利要求5的燃料喷射器组件，其中文氏管式通道使燃料喷射器组件的气体供给通道与传送室分开，燃料孔使燃料喷射器组件的燃料供给通道与传送室分开。
7．按照前面权利要求中任何一条的燃料喷射器组件，还包括位于燃料流率控制装置上游和附近的止回阀。
8．按照权利要求1～6中任何一条的燃料喷射器组件，还包括位于燃料流率控制装置下游和附近的止回阀。
9．按照前面权利要求中任何一条的燃料喷射器组件，还包括位于气体流率控制装置上游和附近的止回阀。
10．按照权利要求1～8中任何一条的燃料喷射器组件，还包括位于气体流率控制装置下游和附近的止回阀。
11．按照前面权利要求中任何一条的燃料喷射器组件，其中阀门装置包括电磁线圈致动的提升阀。
12．按照权利要求1～10中任何一条的燃料喷射器组件，其中阀门组件包括一个机械作动的提升阀。
13．按照权利要求12的燃料喷射器组件，其中阀门装置包括防止阀门装置在气体和/或燃料对阀门装置的供给压力高于预定值之前打开的弹簧调节装置。
14．一种内燃机燃料喷射系统，包括支撑前面任何一条权利要求中的至少一个燃料喷射器组件的气体和燃料围栏，气体围栏具有一个气管和一个燃料管，用以使压缩气体和燃料分别供到至少一个燃料喷射器组件。
15．一种内燃机的燃料喷射系统，包括：
一个具有位于其中的传送室的至少一个燃料喷射器组件，
一个用于将燃料供给传送室的燃料供给装置，
一个用于将压缩气体供给传送室的压缩气体供给装置，
一个用于控制所供燃料和压缩气体质量流率的质量流率控制装置，质量流率是越过该燃料质量流率控制装置的压差的函数，和
用于有选择地将燃料喷射器组件的传送室联通到内燃机以将燃料传送到内燃机的阀门装置，
其中当阀门装置打开时，至少使压缩气体流动，由此产生越过质量流率控制装置的压差，这样为内燃机提供受控的燃料流。
16．按照权利要求15的燃料喷射系统，其中质量流率控制装置包括一个燃料质量流率控制装置和一个气体质量流率控制装置。
17．按照权利要求16的燃料喷射系统，其中气体流率控制装置是位于气体供给装置中的气体孔，燃料流率控制装置是位于燃料供给装置中的燃料孔。
18．按照权利要求17的燃料喷射系统，其中气体孔使燃料喷射器组件的气体供给通道与传送室分开，燃料孔使燃料喷射器组件的燃料供给通道与传送室分开。
19．按照权利要求16的燃料喷射系统，其中质量流率控制装置包括位于气体供给装置中的文氏管式通道，以及在文氏管式通道喉部的燃料孔，该燃料孔与燃料供给装置联通。
20．按照权利要求19的燃料喷射系统，其中文氏管式通道使燃料喷射器组件的气体供给通道与传送室分开，燃料孔使燃料喷射器组件的燃料供给通道与传送室分开。
21．按照权利要求15～20中任何一条的燃料喷射系统，还包括位于燃料流率控制装置上游和附近的止回阀。
22．按照权利要求15～20中任何一条的燃料喷射系统，还包括位于燃料流速控制装置下游和附近的止回阀。
23．按照权利要求15～20中任何一条的燃料喷射系统，还包括位于气体流速控制装置上游和附近的止回阀。
24．按照权利要求15～23中任何一条的燃料喷射系统，还包括一个位于气体流速控制装置下游和附近的止回阀。
25．按照权利要求15～23中任何一条的燃料喷射系统，其中阀门装置包括一个电磁线圈致动的提升阀。
26．按照权利要求15～25中任何一条的燃料喷射系统，其中阀门装置包括机械作动的提升阀。
27．按照权利要求15～25中任何一条的燃料喷射系统，其中阀门装置包括防止阀门装置在气体/燃料供给压力高于预定值之前打开的弹簧调节装置。
28．按照权利要求15～27中任何一条的燃料喷射系统，还包括一个压力均衡装置，用以基本均衡供到至少一个燃料喷射器组件的燃料和压缩气体的供给压力。
29．按照权利要求28的燃料喷射系统，其中压力均衡装置包括一个封闭的箱，压缩气体和燃料供到箱中，还包括一个用以控制供到箱中的燃料量的燃料控制装置。
30．按照权利要求29的燃料喷射系统，其中燃料控制装置是适于防止燃料到达预定高度时还供到箱中的浮阀。
31．按照权利要求29的燃料喷射系统，其中燃料控制装置是燃料高度开关。
32．一种计量供到具有至少一个燃料喷射器组件的内燃机中燃料的方法，燃料喷射器组件包括一个传送室，一个用以控制供到传送室的燃料质量流率和压缩气体质量流率的质量流率控制装置，一个用于有选择地将传送室与内燃机联通以传送燃料到内燃机的阀门装置，
该方法包括：
提供通到传送室的燃料源，
提供通到传送室的压缩气体源，
作为越过质量流率控制装置压差的函数，控制供到传送室的燃料和气体质量流率，
打开阀门装置，由此使压缩气体通过阀门，导致越过质量流率控制装置产生压差，从而对内燃机提供受控的燃料流。
33．按照权利要求32的方法，其中质量流率控制装置包括一个控制压缩气体质量流率的气体流率控制装置，和一个控制燃料质量流率的燃料流率控制装置，供到传送室的气体质量流率控制成是越过气体流率控制装置压差的函数，供到传送室的燃料质量流率控制成是越过燃料流率控制装置压差的函数。
34．按照权利要求32或33的方法，还包括调节供到传送室的燃料和气体的供给压力，从而使燃料供给压力至少基本与气体供给压力相均衡。
35．按照权利要求32或34的方法，还包括在压差超过预定值之前限制燃料源与传送室联通。
36．按照权利要求32～34中任何一条的燃料喷射系统，包括通过控制气体供给压力和燃料供给压力中至少一个压力来控制供到内燃机的燃料量。
37．按照权利要求32～36中任何一条的方法，包括通过改变阀门装置打开时间间隔来起初控制供到内燃机的燃料量。
38．按照权利要求32～37中任何一条的方法，包括通过改变阀门装置打开的开始和/或结束时刻来起初控制供到内燃机的燃料量。
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