CN1549894A - 燃料输送系统 - Google Patents

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Abstract

介绍一种向发动机供应液化气燃料的燃料输送系统。所述燃料可以单独或与柴油一起被供应给发动机。该燃料输送系统包括喷油嘴(20)，用于接收液化气并将液化气以蒸气形式排放到发动机E内。设置气泡阻止装置(40，44，48；8，203，209，208)，阻止液化气在喷油嘴内沸腾或起泡，所述沸腾或起泡将损害从喷油嘴中排放燃料。该阻止装置包括可以使用冷却剂对喷油嘴进行冷却的冷却装置。在一个实施例中，所述冷却剂是带气泡形式的蒸气，其离开喷油嘴(20)并进入腔(206)，喷油嘴(20)位于该腔内，从而所述蒸气对喷油嘴(20)进行冷却。蒸气(20)可以通过以蒸气块(208)并被供应到发动机的进气歧管内，从而蒸气与喷油嘴(20)喷出的燃料一起被供应给发动机。

Description

燃料输送系统
技术领域
本发明涉及一种燃料输送系统。在本发明一个实施例中，所述燃料输送系统向压燃式发动机输送液化气以便与柴油混合。在另一个实施例中，本发明向火花点燃式发动机输送液化气作为专用燃料。在本申请说明书中，术语“液化气”意味着一种液化石油气、液化天然气、任何数量的甲醇/乙醇和丙烷和丁烷的混合物以及其它类似燃料。
背景技术
公知的是，为了减少燃料消耗并降低燃料成本，可以将液化石油气和柴油一起供应到柴油机的气缸。
申请号为71909/00的澳大利亚专利申请介绍了一种以受控比例成功地将液化石油气和柴油一起输送到发动机内且确保发动机正常操作的燃料输送系统。
发明内容
本发明涉及对该种输送系统作进一步地改进，在使该种输送系统适用于柴油发动机的同时，使其适用于其它类型的发动机，使其适用于利用电火花点火工艺或压缩点火工艺的发动机。
本发明第一方面涉及一种用于发动机的燃料输送系统，其包括：
用于将第一燃料输送到发动机的燃料输送装置；
用于将液化气与所述第一燃料同时输送到发动机的第二燃料输送装置，所述第二燃料输送装置具有：
将液化气喷射进发动机的喷油咀；
控制所述喷油咀的控制装置。
已经发现使用输送液化气的喷油咀可以成功地将液化气输送到发动机，也可以克服同时向发动机输送气体燃料与其它燃料时所固有的问题。
在一个实施例中，所述喷油咀将液化气喷射到发动机的进气歧管内。
在一个实施例中，用于向发动机输送主燃料(primary fuel)的装置也向发动机的进气歧管或发动机的汽缸输送初级燃料。
在一个实施例中，所述初级燃料是用于柴油机的燃料，在此情况下，向发动机的汽缸输送燃料。
在一个实施例中，喷油咀包括：
喷射器体；
针栓(pintle)、喷射器体上用于容置所述针栓的孔、确定一个被所述针栓封闭的喷孔(orifice)的针栓座；
用于使所述针栓离开所述针栓座的装置，从而被供应到喷射器体的液化气可以通过所述喷孔离开喷射器体。
在一个实施例中，使针栓移动的装置包括电子线圈，激励该电子线圈，使针栓远离所述针栓座。
在一个实施例中，设置一将针栓压靠到所述针栓座的偏压装置，从而当电子线圈被激励时，该电子线圈使所述针栓逆着该偏压装置的偏压而远离所述座。
在一个实施例中，喷油咀包括喷油咀壳体，喷油咀体位于该壳体内，喷油咀体具有一倾斜窄孔形式的开口，允许液化气通过该开口并进入所述孔。
最好该壳体具有一入口，用于与喷油咀壳体一起供应液化气，其确定了一围绕所述喷油咀壳体的腔，从而液化气可以流入该腔，然后通过所述开口并进入所述孔。
在一个实施例中，所述燃料输送系统具有一收集系统，该收集系统包括：
用于收集来自液化气的蒸气泡的装置，当液化气被供应到喷油咀时，产生所述蒸气泡；
用于接收所述蒸气泡并去除液化气内气泡的液化气系统；
返回装置，使被去除气泡后的液化气以蒸气形式返回发动机。
在一个实施例中，输送系统具有从喷油咀向上导向该系统的管道，从而自然升高的气泡将向上流过所述针拴，到达收集系统。
在本发明的一个实施例中，提供一种发动机控制单元，其收集发动机的有关参数，以便控制液化气喷油咀。
该发动机控制单元可以包括发动机的发动机控制系统或一单独处理部分。
在一个实施例中，发动机控制单元接收来自下述一个或多个检测装置的信息：
检测供应到发动机的液化气温度的燃料传感器；
检测供应到喷油咀的液化气压力的燃料压力检测装置；
检测发动机温度的发动机温度检测装置；
检测通过空气入口被输送到发动机的气体温度的气体温度检测装置；
检测加速踏板位置的节气门位置检测装置；
检测发动机凸轮位置的凸轮角度传感器；
检测通向发动机的入口气体压力的发动机入口压力检测装置；
在一个实施例中，发动机控制单元接收来自上述检测装置中一些或所有检测装置的参数，并通过向电子线圈提供与从这些传感器接收到的数据相应的适合信号而控制液化气喷油咀。
本发明的第二个方面涉及在本发明中所使用的液化气喷油咀的结构；
本发明该方面涉及一种将液化气喷射到发动机内的液化气喷油咀，其包括：
喷射器体；
形成在该喷射器体上的孔，该孔具有确定一喷孔的针拴座；
被设置在所述孔内的针拴，坐靠在所述针拴座上，封闭所述喷孔，该针拴能够从所述针拴座上移开，以便打开喷孔，允许液化气从喷射器中喷出；
用于使所述针拴在一从所述针拴座移离开位置和坐靠在该针拴座的位置之间移动的装置，从而有选择地开启和封闭所述喷射器；
喷射器体上的开口，与上述孔相通，从而确保液化气通过该开口进入喷射器体并沿垂直于所述针拴方向进入所述孔；
通过所述喷射器体的通道，该通道从所述孔延伸到喷射器体的上部，确保气泡从所述开口附近经过所述孔和通道到达喷射器体的上部。
在一个实施例中，控制装置包括一电子线圈，激励该线圈，将所述转栓拉离所述针拴座，不激励该线圈时，确保所述针拴返回所述针拴座。
在一个实施例中，喷射器体包括一将所述针拴压靠在所述针拴座上的偏压装置。
在一个实施例中，所述通道包括一被设置在所述针拴上方的喷射器腔，在从喷射器中喷出液化石油气期间产生的气泡能够向上流到所述腔内。
在一个实施例中，所述腔与一液化石油气蒸发系统相连，用于接收和消除液化石油气中的气泡，然后将所述液化石油气返回发动机。
在本发明的一个实施例中，所述蒸发系统以蒸气形式使消除气泡后的液化气返回发动机中，然而在其它实施例中，蒸气可以返回到其它部位。
本发明的另一个方面涉及被供应到发动机的液化气的气泡消除。
本发明的该方面涉及一种发动机的燃料输送系统，其包括：
用于向发动机供应液化气的液化气供应装置；
用于收集液化气中蒸气气泡的收集装置，当向发动机供应液化气时产生所述蒸气气泡；
返回装置，用于使蒸气返回发动机进气歧管。
本发明的这个方面也涉及一种用于向发动机输送液化气的喷油咀，其包括：
一喷油咀体；
所述喷油咀体上的孔
形成在该孔上的针拴座，确定一个喷孔；
被设置在所述孔内用于坐靠在该针拴座上的针拴，用以封闭该喷孔并阻止液化气通过该喷孔排出，该针拴可以离开所述针栓座，允许液化气通过所述喷孔被排出；
控制装置，用于使所述针拴趋向和远离该针拴座；
喷油咀体内的气泡流动路径，用于收集当液化气从喷油咀中排出时所产生的液化气气泡。
在一个实施例中，所述路径包括：
被确定在所述针拴和确定所述孔的壁之间的腔；
该喷油咀内用于接收气泡的上收集腔，以便提供给液化气蒸发系统。
在一个实施例中，所述蒸发系统包括与该上收集腔相连的一管路，从而气泡可以升起，通过上述管路从上收集腔到达该蒸发系统，在所述蒸发系统，消除气泡并使消除气泡后的液化气以蒸气状态返回发动机入口。
最好喷油咀壳体括一冷却出口和一冷却入口，从而冷却剂可以流入该入口，然后流入所述壳体并围绕喷油咀体，然后通过冷却出口流出。
本发明的另一个方面涉及当利用燃料输送系统将燃料输送到发动机时液体的沸腾(bubbling)和蒸发。在用于将液体输送到诸如普通车辆发动机的发动机中的通用液化石油气输送系统中，或与向柴油发动机的柴油燃料组合时，液化气被供应到发动机的进气歧管，液化气蒸发并与空气一起被抽进发动机汽缸内点燃。采用这种方式将液化气输送到发动机内是必须的，由于液化气通常处于液化气罐内的高压和相对冷的状态下，从从液化气罐供应气体时，在室温下其蒸发，从而实际上不可能采用蒸气形式之外方式向发动机输送燃料。
因而向进气道(intake)供应液化气，在该进气道内，所述液化气简单地蒸发并与输入空气一起被抽进发动机是一种通用的供应燃料方式。当燃料离开燃料罐的冷和高压环境并被供应到空气入口时，该燃料的蒸发采用燃料沸腾形式。这种蒸发或沸腾产生燃料气泡，在现有技术中我们已经发现该结果，不能处理这种类型燃料的输送，也不能在蒸发不导致任何困难的前提下简单地输送到空气入口。在这种输送形式下，燃料被简单地吸进发动机，没有任何输送控制。因此这种形式的液化气供给效率很低。由于液化石油气很便宜，在过去，这些不足可以被容忍，没有产生任何特殊的困难。然而随着液化石油气成本的增加，希望高效率的燃料输送系统。
本发明的这个方面提供一种用于向发动机汽缸输送液化气的燃料输送系统，该燃料输送系统包括：
用于供应液化石油气的供应装置；
用于从该供应装置接收液化气并以液体形式将所述液化气排放到发动机汽缸内的喷油咀；
用于阻止喷油咀内的液化气蒸发或沸腾的阻止装置，从而液化气从喷油咀内以液体形式被排出。
在本发明的一个实施例中，所述阻止装置包括用于冷却液化气的冷却装置，从而被输送到喷油咀的液化气和从喷油咀排出的液化气的温度低于液化气供应装置内的液化气的温度，从而液化气在喷油咀内不会蒸发或沸腾。
最好所述冷却装置包括液化气输送管路，用于向喷油咀供应液化气，以便对喷油咀进行冷却。
最好该喷油咀包括：
一喷射器体，用于接收所供应的液化气并从喷油咀体中排出液化气；
围绕该喷油咀体的壳体，所述壳体在所述壳体和喷油咀体之间确定一腔；
冷却装置还包括壳体内的冷却剂入口开口和冷却剂出口开口，所述入口与冷却剂供应装置相连，从而冷却剂可以被供应到所述腔内，并围绕喷油咀体，用于冷却喷油咀体和喷油咀体内的液化气。
最好所述冷却剂是低压液化石油气液体，但是可以使用任何适合冷却剂。
在本发明一个最佳实施例中，所述阻止装置包括消除气泡装置，消除被供应到喷油咀之前的液化气内产生的气泡。
最好该气泡消除装置与用于冷却液化气的冷却装置组合，从而被输送到喷油咀的液化气被保持在低温，至少降低了在喷射时沸腾或出现蒸发的可能性。
最好喷油咀配备有壳体，该壳体包括确保气泡和蒸气升起的消除气泡通道，喷油咀位于壳体内并低于该通道，该通道与第一消除气泡机械相连，用于减少出现气泡和蒸发的液化气的压力，一管路从所述第一消除气泡机械延伸到壳体外部的第二消除气泡机械，用于将液化气转化成纯蒸气状态。
最好喷油咀与发动机入口相通，第二消除气泡机械通过第二管路与发动机入口相连，从而喷油咀排出从喷油咀喷雾的液化气，第二管路从第二消除气泡机械输送蒸气形式的液化气。
本发明这个方面也涉及一种向发动机汽缸输送液化气的燃料输送系统，其包括：
用于供应液化气的液化气供应装置；
多个喷油咀，用于从供应装置接收液化气并向汽缸排放液化气；
冷却装置，用于冷却被供应到喷油咀的液化气，从而液化气被维持在比供应装置内的液化气温度还低的温度，从而阻止喷油咀内的液化气出现气泡或沸腾，从而液化气可以以液体形式从喷油咀内排出。
本发明另一个方面也涉及一种液化气系统。
本发明这个方面可以涉及一种用于接收液化气的气泡并将所述气泡转化成液态或蒸气状态以返回收集点的液化气系统，其包括：
一用于接收气泡的腔；
腔内的浮子；
与所述浮子相连的开关元件；
当浮子处于预定位置时，被该开关元件激励的合作开关元件；
所述腔的出口；
用于封闭该出口的阀；
当气泡进入该腔时，气泡可以破裂并返回液体或蒸气状态，所述浮子在其上浮动；
当由于将气泡供应到该腔内和气泡的破裂形成液态或蒸气而在所述腔内建立压力时，浮子被该压力推到到预定位置，从而开关元件激励相应的开关元件，开启阀，允许蒸气从出口通过，供应到收集站。
在本发明的一个实施例中，该收集站可以仅是发动机进气歧管，从而在消除气泡后，蒸气可以从蒸发系统返回发动机。
然而在本发明另一个实施例中，蒸气或液化石油气可以返回另一个位置使用或储存。
在本发明的一个实施例中，所述阀包括一电磁阀，当浮子处于预定位置时，其传感器激励，从而开启电磁阀，确保蒸气通过所述出口。
在一个实施例中，所述开关元件包括与浮子相连的磁铁，所述合作开关元件包括一检测该磁铁的传感器，从而当浮子移动到预定位置时，磁铁邻近该传感器，激励该传感器，inturn打开阀。
本发明上述所有方面中使用的液化气可以是液化石油气或压缩后的液化天然气。
如果使用液化石油气，本发明最佳实施例在燃料输送系统之前还包括：
热交换装置，用于接收压缩后的天然气并对所述天然气进行冷却；
压力降低装置，在将压缩后的天然气输送到燃料输送系统之前，降低压缩后天然气的压力。
在热交换器和压力降低装置之间可以设置一过滤器。
本发明的另一方面涉及一种燃料和用于双冲程的燃料输送系统。
本发明的这个方面可以涉及一种包括混合有油的液化气的燃料。
最好燃料包括液化石油气，所述油是二冲程油。
在本发明这个最佳实施例中，液化石油气和油的混合物可以被喷射到双冲程发动机中，具有下述优点，喷射到发动机内时蒸发的液化石油气允许“干性(dry)”油涂附在发动机的机械元件上，用于润滑。蒸发的液化石油气可以被抽进双行程发动机的腔内燃烧。
本发明的这个方面也可以涉及一种上述的燃料输送系统，其中所述燃料包括液化石油气和二冲程油(two stroke oil)的混合物。
最好这个方面所使用的喷油咀包括泄压管道(bleed off line)，所述泄放管道被发动机的热量加热并被设置的排出喷油咀内的任何油。
最好该泄放管道与安装有燃料输送系统的发动机的曲柄箱相通。
本发明也提供一种包括混合有液态烃的酒精的燃料，所述液态烃在标准温度和压力下容易蒸发。
最好所述酒精是甲醇或乙醇，所述液态烃是丁烷或丙烷。
最好所述燃料包括水。
附图说明
下文将结合附图介绍本发明一最佳实施例。
图1是一个显示本发明一个实施例的示意性视图，该实施例可以适用于电火花点火发动机或压缩点火发动机；
图2是一个更详细显示图1所示实施例中所使用的蒸气系统的一个实施例的视图；
图3是一个示意性显示本发明最佳实施例的视图；
图4是一个显示图3所示实施例一部分的视图；
图5是一个组装后的详图，其中图4所示部件被连接到进气歧管从而处于便于校正操作方位的压缩点火发动机的气缸盖上；
图6是一个俯视横截面视图，显示了与气缸盖的进气口正确对齐并被连接到进气歧管的四个喷射装置；
图7是一个显示本发明另一个实施例的示意性视图，具体而言是一用于向发动机供应液化天然气的实施例；
图8是一个显示本发明另一个实施例的示意性视图，具体而言是用于向双冲程发动机供应燃料和润滑油的实施例。
具体实施方式
图1所示的燃料输送系统10包括用于存储液化石油气的液化石油气缸12。缸12具有燃料截止阀(shut off valve)14以及通过过滤保险阀(filter lockvalve)18向液化石油气喷油咀20提供液化石油气的输出线16。喷油咀20具有其上设置有电线圈24的喷油咀体22。喷油咀体22上配备有安置针拴28的孔26。
针拴28被稍微松动地装配在孔26内。在孔26的下端具有针拴座30，其确定了通向发动机E的进气歧管32的喷孔31。发动机E具有排气装置34。孔26具有上端35，弹簧36位于上端35和针拴28之间，将针拴28压靠到针拴座30上，从而封闭通向进气歧管32的孔31。
喷油咀体22具有通过狭窄通道37与孔28相通的喷射腔40，狭窄通道37从所述端35延伸到腔40。腔40与上升气泡管路44相连，上升气泡管路44与将在下文详细介绍的液化石油蒸气系统48相连。液化石油蒸气系统48具有从液化石油蒸气系统48向回延伸到进气歧管32的蒸气管路50，用于将蒸气返回供应到进气歧管32，将在下文对其进行详细地介绍。
进气歧管32具有空气入口60，在空气入口60内设置了一用于电火花点火发动机的通用节气门装置62。在压缩点火发动机中，不设置所述节气门装置62。
图1所示系统被发动机控制单元70控制，发动机控制单元70可以是与发动机E有关的装载计算机或发动机控制系统。为了处理和控制目的，来自燃料系统和发动机的输入参数被提供给控制单元70。燃料温度传感器72监视液化石油气缸12内燃料的温度。压力传感器74监视通过管路16的燃料输送压力。节气门位置传感器76监视节气门装置62的节气门位置，温度传感器78监视通过空气入口60进入进气歧管32的空气温度。另一个压力传感器80监视进气歧管32处的空气压力，RPM和凸轮位置传感器82测量发动机的旋转以及凸轮位置，以便控制发动机E的进气门。
发动机E控制单元70也具有控制节止阀14的输出线84以及向喷油咀20的线圈24供能的输出线路86。
喷油咀体22包括两个形成在喷嘴体壁上的倾斜槽孔90(仅显示一个)，其与通向孔31的孔26相通。一壳体(未示)围绕喷油咀体22，所述壳体具有用于接收管路16的入口，从而液化石油气可以被供应到壳体内，然后通过所述槽孔90在与针拴26相交的方向到达孔26内，用于向发动机E供气。当发动机控制单元在线路86上输出脉冲以激励线圈24时，针拴28逆着弹簧36的弹力被拉离针拴座30，从而开启孔31。孔26内的液化石油气从喷嘴体喷进进气歧管32，并被提供到发动机E。当控制单元70取消线路86上的脉冲时，线圈24被解除激励，针拴28坐靠在针拴座30上以封闭喷孔。
离开缸12的高压和相对低温的环境并被供应到更高环境温度区域的液化石油气的自然汽化或蒸发使液化石油气起泡。从而这种温度改变有效地确保液化石油气在其从液态转化成气态时汽化。因此液化石油气有效地从与针拴26和针拴运动方向相交的方向进入，而不是象普通喷油咀系统那样从与针拴26基本平行的方向进入。从而自然倾向于上升的气泡将从孔26附近向上升起，通过弹簧36，然后通过狭窄通道37，进入喷射腔40。气泡然后能够流过上升气泡管路44到达变换器48。
变换器48提供相对大体积的低压和相对高温的腔，从而由于相对低的压力和高的环境温度，进入转换器48的气泡可以简单地破灭并转换成蒸气状态。蒸气然后可以沿管路50被提供到发动机E的进气口32。另一种情况是，蒸气可以被输送导另一个环境，在此环境下，蒸气被存储以备以后使用。
可以利用图2所示的消除气泡腔代替转换器48，所述消除气泡腔包括确定转换腔102的壳体100。壳体100具有与管路44相连的入口104，从而管路44内的气泡可以进入入口104并进入腔102。浮子(float)106位于腔102内，在浮子106下侧携带磁铁108。
一对邻近开关110和112被固定在壳体100上，当磁铁108移动到邻近相应开关110或112的位置时，所述开关110或112由磁铁108驱动。
当液化石油气的气泡通过入口104流入腔102时，气泡能够破灭并在腔102内重新成为液体或蒸气，当由于气泡通过管路44的升起而建立起压力时，自然趋向移到液面上方的蒸气压力将倾向于在图2中沿箭头A所示方向向下推浮子106，从而浮子106从邻近开关110的位置移动到邻近开关112的位置。当磁铁108邻近开关112时，开关112被启动。
腔102具有出口114，电磁阀116被设置在出口114内，用于选择性地开启或关闭出口114。出口114于是与图1所示的管路50相连。当磁铁108被腔102内的蒸气压力推动从而邻近开关112时，如上所述开关112被启动，开关112的启动启动电磁阀116以开启阀116。
开启阀116使得腔102内的蒸气通过阀116到达蒸气管路50，以便返回进气歧管32，然后被提供到发动机E。随着蒸气的释放，腔102内的液面能够升高，浮子106能够返回图2所示位置，开关112被解除启动。磁铁然后邻近开关110，开关110于是表示一待用状态，阀116被关闭直到压力再次建立推动浮子116和磁铁到达108邻近开关112的位置为止。
从而本发明这个实施例能够应付当液化石油气在压力下从喷油咀20被喷出时所产生的气泡，气泡能够被收集并被消除，然后作为燃料返回到发动机内。
在本发明这个实施例中，为了减少从喷油咀20喷射到发动机E的燃料的蒸发数量，进气歧管32最好被延伸穿过进气歧管32的水通道或其它冷却剂通道冷却。这维持进气歧管32处于低温，并保护液化石油气燃料不受发动机E的辐射热影响，从而维持液化石油气主要处于液体状态。穿过进气歧管32的冷却通道可以与图2所示类型但包含液体冷却的蒸气转换器系统相连，从而冷却液体从蒸气转换器循环到进气歧管32。
测量进气歧管32中压力的传感器80向单元70提供一信号。节气门位置传感器76和传感器80并计及空气温度被单元70监控，单元70又控制通过进气歧管32喷射的液化石油气液体的数量。通过利用对于每个喷油咀从针拴座30到蒸气系统48的等距路径长度，通过先进后出原理(first in last outprinciple)，实现发动机的发动机喷油咀的每个喷油咀的等量喷洒(equalflushing)。液化石油气液体喷射系统的喷油咀数量将取决于柴油发动机的汽缸数量，但是对于电火花点火发动机并不一定如此。根据发动机负载、RPM、温度、进气温度、燃料温度、受压的节气门位置、加速和减速瞬时增压气压，控制于线路86上供送的用以操纵线圈24的喷嘴的脉冲宽度调制(pulsewidth modulation)，所有上述参数由单元70确定。单元70反过来被编程以提供所有RPM设定、被引入的预定燃料量(柴油发动机涉及dg混合物(dgmixture))以实现特定动力曲线、排放标准和经济性。在柴油发动机上，凸轮角度传感器82提供时序顺序喷射。也就是当排气阀被开启时，没有液化石油气出现，当其被关闭而开启进气门时，按顺序引入液化石油气。监视发动机温度以根据单元70的规定确保温度冷却的混合物是正确的，以确保实现对排放的控制。
在本发明这个实施例中，从系统48通过管路50施加蒸气冲洗(flush)邻近喷孔31的针拴28的末端和喷孔31附近。
在压缩点火系统情况下，每个喷油咀20的时序顺序喷射得以保证，从而在扫除空气内没有液化石油气。这样设计传感器80，使得其提供给呈原始设备制造发动机控制单元形式的发动机控制装置的信号被修正以获得受控的柴油使用减少。如果希望仅只使用柴油燃料而非柴油燃料和液化石油气的混合物来运转发动机，可以禁用该传感器。
下文结合图3～6介绍一本发明更佳实施例。在这个实施例中不是仅依靠对被形成的气泡进行收集，该实施例优选地最初阻止或至少大大降低气泡形成的可能性，从而确保液化石油气以液体形式从喷油咀20被喷射。在图3～6中，相同的附图标记代表那些在上文已经被介绍过的相同的元件。
在图3～6所示实施例中，采用另一种将在下文详细介绍的方式供应液化石油气。从而在该实施例中，无需设置槽孔90，或如果设置槽孔90，单一形式的喷嘴20可以用于图1和2以及图3～6所示的实施例，而槽孔90被封闭从而阻止液化石油气从喷嘴体22逃逸。液化石油气采用常规方式轴向通过喷嘴体22被输送，而不是如图1所示那样横切地被输送。
参考图3，液化石油气罐12通过罐闸(tank lock)14将液化石油气供应到引入管路(service line)16并进入进入管路上的过滤器4，过滤后的液化石油气然后通过引入管路37被输送到分配块38。从分配块38，液化石油气流过隔离的输送管路39到达喷油咀壳体3(在图4和5中被更详细地显示)。
参考图4，来自管路39的液化石油气进入每个壳体3的各自堰T件(weir Tpiece)8。液化石油气向上流向被断流阀螺线管5控制的断流阀9。当被ECU7于电路127上激励时，所述断流阀螺线管5开启。
当断流阀9被开启时，液化石油气液体和蒸气气泡流过断流阀9，液体利用重力掉落到喷油咀入口201，而气泡升至转换器入口11。
在图4中清楚地显示，喷油咀壳体3支承喷油咀20并将气泡从喷油咀入口201带走。喷油咀壳体3也对喷油咀20提供冷却，从而保持喷油咀20内的燃料处于液态，从而阻止燃料在喷油咀20内转换成蒸发或气泡状态。
在液体位于喷油咀入口201且从ECU70提供脉冲宽度的情况下，液化石油气穿过喷油咀20并被喷射到进气歧管32内(看图5)，射流指向进入口29(看图5)。液化石油气的喷射由ECU70定时，从而在排气门133关闭之后(看图5)和进气门132关闭之前(看图5)产生脉冲，从而活塞131的向下动作(看图5)可以将所有喷射的液化石油气拉进发动机E，没有通过排气门33被吹出。
在液化石油气落入堰T件8，将液化石油气供应到喷油咀入口201时，任何存在或形成的蒸气气泡升起到转换器入口11，在壳体3内的腔203内降压。壳体3具有被隔膜202封闭的帽部203a。隔膜202形成腔203的一个壁，弹簧205将隔膜202向内偏压向腔203。隔膜202携带与平座阀207相连的连杆206，根据腔203内的压力，所述平座阀207封闭入口11。从图4中清楚地看出，喷油咀20被安装在腔203内并具有被支承在平台251上的入口201，其中部20a被腔203的壁构件252和253密封。喷油咀20的出口端被暴露于发动机E的进气歧管32的腔3内的孔256密封。
通过堰T件8被供应到入口11的液化气的压力明显比腔203内部的压力高，其推动阀207逆着隔膜202开启并偏压弹簧205，从而被供应到入口201的液化气内产生的气泡和蒸气将升起并流进入口11并进入腔203。腔203内降低的压力允许气泡破灭，任何进入腔203内的液体转化成蒸气，从而对暴露于腔203的喷油咀20进行冷却。对喷油咀20的冷却确保进入入口201的液化石油气由于喷油咀20的冷却状态而被保持在液体状态，不在喷油咀20内转化成蒸气，否则将削弱喷油咀20的操作并阻止燃料从喷油咀20的适当排出。在腔203内的压力升至高于入口11处的液化石油气压力的情况下，图4中的隔膜202逆着弹簧205的偏压被向上推动，导致杠杆206使平座阀207封闭入口，阻止气泡和蒸气进一步进入壳体203，直到壳体203内的压力由于液化石油气通过输出管路209从壳体203外流而下降为止。这样，腔203内压力降低的蒸气和液体对壳体3和喷油咀20具有冷却作用。需要上述冷却作用，以便减少液化石油气在喷射系统内特别是喷油咀20内汽化的可能性。壳体3和喷油咀20被充分冷却使得低压液化石油气不发生蒸发后，剩余的液化石油气进入管路209并被传送到蒸气块208。块208包括孔118。喷孔118限制液化石油气的流动，产生一背压以控制通过管路119进入发动机的液化石油气蒸气的数量。蒸气块208具有热水入口120和热水出口121，孔(未示)延伸穿过块208以加热该块，从而，块208内的燃料保持在蒸气状态。入口120和出口121与车辆驾驶室内的加热器回路相连，以保持块208处于发动机冷却剂温度。在块208处于发动机冷却剂温度的同时，低压液化石油气不能保持在液态形式，阻止经由块208的液化石油气的不当心供应，从而通过管路119仅向发动机供应蒸气。
在另一个实施例中，块208可以装配有第二级孔117和一电磁阀116，从而不同数量的放出蒸气可以通过管路119被供应到发动机。ECU70通过回路125控制电磁阀116。
块208也可以包含冷却剂温度传感器123，其通过回路124向ECU70反馈发动机温度信息。
图5和6也显示通过喷油咀20和管路119向发动机E的汽缸供应液化石油气的同时向发动机E的汽缸供应柴油的柴油喷油咀171。因此，通过从喷油咀20和管路119供应液化石油气形式的燃料，可以减少所需供应的柴油数量，与仅通过柴油喷油咀171供应柴油发生的情形相比，增加了燃料的经济性。
在图7中，所示标准压缩天然气罐400通过管路402从压缩天然气供给站401装填天然气。在被安装在车辆上的压缩天然气罐400内的压缩天然气压力通常是在3000psi量级。来自罐400的压缩天然气被供应到空气调节装置热交换单元404，以便降低从罐400被供应的压缩天然气的温度，将压缩天然气保持在冷态。压缩天然气然后被供应到过滤器406，去除压缩天然气内的不希望物质和污染物，然后将压缩天然气供应到压力调节器408，将压缩天然气的压力减少到大约100psi。由于压缩天然气已经被空气调节装置404冷却，压力可以被减少到仍能保持压缩天燃气处于液态的程度。然后压缩天然气被供应到热交换器410，然后通过燃料线路412到达与结合图3～6所述壳体3相同的每个壳体3。壳体3也以上述方式包括燃料喷油咀20，采用与上述方式相同的方式对喷油咀进行冷却，喷油咀内的燃料保持在液态以从喷油咀喷出。来自壳体3的任何起泡燃料通过管路209上的热交换器410，与管路412内的燃料进行热交换，帮助将管路412内的燃料维持在冷态。管路209然后与上述蒸发块208相同的蒸发块208相连。蒸气燃料通过管路119离开蒸发块，采用与上述方向相同的方式输送到发动机的进气口。
图8显示了本发明的另一个特别适用于双冲程发动机的实施例，在本发明这个实施例中，所述燃料包括液化石油气和双冲程油(two stroke oil)的混合物。该双冲程油与液化石油气混合并易于与液化石油气混合，从而液化石油气和双冲程油两者通过燃料管路500从罐501被输送到与结合图3～6介绍的壳体3具有相同结构的壳体3。壳体3内的喷油咀20将液化石油气和双冲程油的混合物喷射到双冲程发动机550的贮槽(sump)512内。象传统那样，发动机550包括活塞551和曲柄552，活塞551和曲轴552通过连杆553被连接在一起。传送孔554使得喷射进贮槽512的燃料被拉入腔555内，被火花塞556点燃。
该实施例具有下述优点，由于燃料是液化石油气和双冲程油的混合物，一当燃料从喷油咀20被喷出，液化石油气立刻蒸发，留下“干性”双冲程油成分，其可以涂附在发动机550的操纵元件上用于润滑。汽化的液化石油气被推过输气孔554，在腔555内被点燃。燃料混合物也对这些机械部件进行冷却和润滑。
与图3～6所示实施例相同的方式，管路209从壳体3延伸出。然而在该实施例中，管路209不仅排出已经在壳体3的腔203内消除气泡的液体燃料和蒸气，而且也排出任何在腔203内聚集的双冲程油。所述油和燃料被供给到与图3～8实施例中的蒸气块208相同的蒸气块208，除了在本实施例中，由于双冲程发动机没有液体冷却系统，没有通过蒸发块208供给冷却剂之外。而是，由于其邻近图8所示的发动机，块208可以简单地被周围的发动机温度稍微加热。采用上述相同方式，进入块208的燃料被转化成蒸气形式，经由管路119蒸气燃料和任何双冲程油被供应到发动机550的贮槽512。
在本发明的其它实施例中，内燃机的燃料输送系统内使用的燃料可以包括任何比例的液化石油气和甲醇/乙醇的混合物，任何比例的液化石油气、甲醇/乙醇和水，而这两种燃料进一步与双冲程润滑油混合。
在其它实施例中，燃料可以包括诸如甲醇或乙醇等酒精，与在标准温度和压力下容易蒸发的诸如丁烷或丙烷等液态烃混合。燃料也可以包括已经存在于包括在燃料内的酒精中的水以外的水。
对于本领域技术人员来说，在本发明精神和范围内进行改进是显而已见的，应该理解的本发明并不局限于上述实施例。

Claims (55)

1一种发动机的燃料输送系统包括：
用于将第一燃料输送到发动机的燃料输送装置；
用于将液化气与所述第一燃料同时输送到发动机的第二燃料输送装置，所述第二燃料输送装置具有：
将液化气喷射进发动机的喷油咀；
控制所述喷油咀的控制装置。
2如权利要求1所述燃料输送系统，其特征在于：喷油咀将液化气射入发动机的进气歧管。
3如权利要求2所述燃料输送系统，其特征在于：用于向发动机输送主燃料的装置也向发动机的进气歧管或发动机的汽缸输送主燃料。
4如权利要求1所述燃料输送系统，其特征在于：液化石油气喷油咀包括：
一喷油咀体；
针栓、喷油咀体上用于容置所述针栓的孔、确定被所述针栓封闭的喷孔的针栓座；
用于使所述针栓移离所述针栓座的装置，使得供应到喷油咀体的液化气可以通过所述喷孔排出喷油咀体。
5如权利要求4所述燃料输送系统，其特征在于：使针栓移动的装置包括一电线圈，该线圈被激励以使针栓移离所述针栓座。
6如权利要求5所述燃料输送系统，其特征在于：设置一将针栓压靠于所述针栓座的偏压装置，使得当电线圈被激励时，该线圈逆着该偏压装置的偏压使所述针栓移离所述座。
7如权利要求1所述燃料输送系统，其特征在于：喷油咀包括喷油咀壳体以及该壳体内的喷油咀体，喷油咀体具有一倾斜槽孔形式的开口，允许液化气通过该开口并进入所述孔。
8如权利要求7所述燃料输送系统，其特征在于：该壳体具有一用于液化气供应的入口，并与喷油咀体一起确定了一围绕所述喷油咀体的腔，使得液化气可以流入该腔，然后通过所述开口并进入所述孔。
9如权利要求1所述燃料输送系统，其特征在于包括一燃料气泡收集系统，该收集系统包括：
用于从液化气收集蒸气泡的装置，当液化气被供应到喷油咀时，产生所述蒸气泡；
用于接收所述蒸气泡并去除液化气中的气泡的液化气系统；
返回装置，使被去除气泡的蒸气形式的液化气返回发动机。
10如权利要求1所述燃料输送系统，其特征在于：设置有一发动机控制单元，其收集发动机和燃料供应系统的有关参数以控制液化气喷油咀。
11如权利要求10所述燃料输送系统，其特征在于：所述发动机控制单元接收来自下述一个或多个检测装置的信息：
检测供应到发动机的液化气温度的燃料传感器；
检测供应到喷油咀的液化气压力的燃料压力检测装置；
检测发动机温度的发动机温度检测装置；
检测通过空气入口被输送到发动机的空气温度的空气温度检测装置；
检测加速踏板位置的节气门位置检测装置；
检测发动机凸轮位置的凸轮角度传感器；
检测通向发动机的入口空气压力的发动机入口压力检测装置；
12如权利要求11所述燃料输送系统，其特征在于：所述发动机控制单元从上述检测装置中一些或所有检测装置接收参数，并通过按照从所述各传感器接收到的数据向电线圈提供适当的信号来控制液化气喷油咀。
13一种用于将液化气喷入发动机的液化气喷油咀包括；
喷油咀体；
形成在该喷油咀体上的孔，该孔具有确定一喷孔的针拴座；
设置在所述孔内的针拴，坐靠于所述针拴座以封闭所述喷孔，该针拴能够从所述针拴座上移开，以便打开喷孔以允许液化气从喷油咀喷出；
用于使所述针拴在从所述针拴座移离开的位置和一坐靠于该针拴座的位置之间移动的装置，以便有选择地开启和关闭所述喷油咀；
喷油咀体上的开口，与上述孔相通，以便使液化气能够通过该开口进入喷油咀体并沿与所述针拴相交的方向进入所述孔；以及
穿过所述喷油咀体的通道，该通道从所述孔延伸到喷油咀体的上部，使得气泡能够从所述开口附近经过所述孔和通道到达喷油咀体的上部。
14.如权利要求13所述的喷油咀，其特征在于：控制装置包括一电线圈，该线圈可被激励以将所述针栓拉离所述针拴座，并可解除激励以使得所述针拴能够返回到所述针拴座。
15.如权利要求13所述的喷油咀，其特征在于：喷油咀体包括一将所述针拴压靠在所述针拴座上的偏压装置。
16.如权利要求1所述的喷油咀，其特征在于：所述通道包括一设置在所述针拴上方的喷油咀腔，在从喷油咀中喷出液化石油气期间产生的气泡能够向上流到所述腔内。
17.如权利要求16所述的喷油咀，其特征在于：所述腔与一液化石油气蒸气系统相连，用于接收和消除液化石油气中的气泡，且然后将所述液化石油气返回到发动机。
18.如权利要求13所述的喷油咀，其特征在于包括用于喷油咀的冷却装置，以将液化气维持在液体状态，直到被喷油沮喷出为止。
19.如权利要求1 7所述的喷油咀，其特征在于：所述蒸气系统将蒸气形式的消除气泡后的液化气返回到发动机空气入口。
20.一种发动机的燃料输送系统包括：
用于向发动机供应液化气的液化气供应装置；
用于收集液化气的蒸气气泡的收集装置，当向发动机供应液化气时会产生所述蒸气气泡；
返回装置，用于使蒸气返回发动机进气口。
21.一种向发动机输送液化气的喷油咀包括：
一喷油咀体；
所述喷油咀体上的孔
形成在该孔上并限定一个喷孔的针拴座；
被设置在所述孔内用于坐靠在该针拴座上的针拴，以封闭该喷孔并阻止液化气通过该喷孔排出，该针拴可以离开所述针栓座，以允许液化气通过所述喷孔排出；
控制装置，用于使所述针拴朝向和远离该针拴座移动；
喷油咀体中的气泡流动路径，用于收集当液化气从喷油咀中排出时所产生的液化气气泡。
22.如权利要求21所述喷油咀，其特征在于：所述路径包括：
限定在所述针拴和限定所述孔的壁之间的腔；
该喷油咀中的上收集腔用于接收供给液化气蒸气系统的气泡。
23.如权利要求22所述喷油嘴体，其特征在于：所述蒸气系统包括与该上腔相连的管路，从而气泡可以从上腔通过上述管路上升到该蒸气系统，在所述蒸气系统中，气泡消除被并使消除气泡后的液化气以蒸气状态返回发动机空气入口。
24.如权利要求21所述喷油咀，其特征在于：包括围绕喷油嘴体的喷油咀壳体，该喷油咀壳体括一冷却剂出口和一冷却剂入口，从而冷却剂可以流入该入口，并因此流入所述壳体以围绕喷油咀体，并经由冷却剂出口流出。
25.一种用于向发动机汽缸输送液化气的燃料输送系统，该燃料输送系统包括：
用于供应液化石油气的液化气供应装置；
用于从该供应装置接收液化气并以液体形式将液化气排放到发动机汽缸的喷油咀；
用于阻止喷油咀内的液化气蒸发或起泡的阻止装置，使得液化气从喷油咀以液体形式被排出。
26.如权利要求25所述燃料输送系统，其特征在于：所述阻止装置包括用于冷却液化气的冷却装置，使得被输送到喷油咀并从喷油咀排出的液化气的温度低于液化气供应装置内的液化气的温度，使得液化气在喷油咀内不汽化或起泡。
27.如权利要求26所述燃料输送系统，其特征在于：所述冷却装置包括液化气输送管路，用于将液化气供给到喷油咀以对喷油咀进行冷却。
28.如权利要求25所述燃料输送系统，其特征在于该喷油咀包括：
喷油咀体，用于接收所供应的液化气并从喷油咀体排出液化气；
围绕该喷油咀体的壳体，所述壳体在所述壳体和喷油咀体之间限定一腔；以及
冷却装置还包括壳体内的冷却剂入口开口和壳体内的冷却剂出口开口，所述入口与冷却剂供应装置相连，从而冷却剂可以被供应到所述腔内，并围绕喷油咀体，用于冷却喷油咀体并因而喷油咀体内的液化气。
29.如权利要求28所述燃料输送系统，其特征在于：所述冷却剂是低压液化石油气液体。
30.如权利要求25所述燃料输送系统，其特征在于：所述阻止装置包括消除气泡装置，用于去除被供应到喷油咀之前液化气中产生的气泡。
31.如权利要求30所述燃料输送系统，其特征在于：该气泡消除装置与用于冷却液化气的冷却装置组合设置，使得被输送到喷油咀的液化气被保持在低温，以至少降低在喷射时产生气泡或汽化的可能性。
32.如权利要求25所述燃料输送系统，其特征在于：喷油咀设置在一壳体内，该壳体包括用于使得气泡和蒸气上升的消除气泡通道，喷油咀于壳体内位于该通道下方，该通道与第一消除气泡机构相连，用于减少有气泡和汽化的液化气的压力，一管路从所述第一消除气泡机构延伸到壳体外部的用于将液化气转化成纯蒸气状态的第二消除气泡机构。
33.如权利要求25所述燃料输送系统，其特征在于：喷油咀与发动机入口相通，第二消除气泡机构通过第二管路与发动机入口相连，从而喷油咀排出从喷油咀喷出的液化气，第二管路从第二消除气泡机构输送蒸气形式的液化气。
34.一种向发动机汽缸输送液化气的燃料输送系统包括：
用于供应液化气的液化气供应装置；
多个喷油咀，用于从供应装置接收液化气并向汽缸排放液化气；
冷却装置，用于冷却供向喷油咀的液化气，使得液化气维持在比供应装置内的液化气温度低的温度下，以便阻止液体在喷油咀中时出现气泡或汽化，使得液化气可以以液体形式从喷油咀排出。
35.如权利要求34所述燃料输送系统，其特征在于所述冷却装置包括：
各喷油咀在其中得以支承的各壳体，
位于每个壳体上的入口，用于接收产生气泡的液化气，并使得带气泡的液化气围绕壳体内的喷油咀以对喷油咀进行冷却，从而维持喷油咀内的液化气处于液体状态；
壳体的出口装置，用于从壳体供应蒸气；以及
蒸气装置，用于接收来自壳体的蒸气并用于维持或将液化气转化为气态，以供应到发动机的汽缸。
36.如权利要求35所述燃料输送系统，其特征在于：每个壳体包括压力调节器，用于调节壳体内的蒸气压力。
37.如权利要求36所述燃料输送系统，其特征在于：该压力调节器包括一隔膜、一由所述隔膜支承、用于封闭所述入口的阀元件以及用于将所述隔膜和阀元件朝向一关闭位置偏压的偏压装置，使得当所述壳体内建立起压力时，所述隔膜承受逆着偏压装置偏压力的力以将阀元件移动到关闭位置，而当壳体内的压力降低时，所述偏压装置偏压该隔膜以使阀元件移动而打开入口。
38.如权利要求35所述燃料输送系统，其特征在于：所述蒸气装置包括一蒸气块，用于接收对该块进行加热的加热介质，以及一限制蒸气流过所述块的限制器，其中所述块的加热确保蒸气块内的蒸气被维持在蒸气状态，或确保任何进入所述蒸气块的液体燃料被转化成蒸气状态，而从蒸气块被供应到发动机的汽缸。
39.一种用于接收液化气的气泡并将所述气泡转化成液态或蒸气状态而返回收集点的液化气系统，其包括：
一用于接收气泡的腔；
位于腔内的浮子；
与所述浮子相连的开关元件；
当浮子处于预定位置时被该开关元件启动的合作开关元件；
所述腔的出口；
用于封闭该出口的阀；
其中，当气泡进入该腔时，气泡可以破灭并返回所述浮子浮于其上的液态或蒸气状态；
当由于气泡供应到该腔内和气泡的破灭而形成液体或蒸气而在所述腔内建立起压力时，浮子被该压力推到到预定位置，使得所述开关元件启动相应的开关元件并使阀开启，以允许蒸气从出口通过供应到收集站。
40.如权利要求39所述液化气系统，其特征在于；该收集站可以仅仅是发动机进气歧管，使得在消除气泡后，蒸气从蒸气系统返回发动机。
41.如权利要求40所述液化气系统，其特征在于；所述阀包括一当浮子处于所述预定位置时被传感器启动的电磁阀，从而开启电磁阀以使蒸气通过所述出口。
42.如权利要求39所述液化气系统，其特征在于；所述开关元件包括与浮子相连的磁铁，所述合作开关元件包括一检测该磁铁的传感器，从而当浮子移动到所述预定位置时，磁铁邻近该传感器，以启动该传感器，进一步使阀打开。
43.一种发动机的燃料输送系统包括：
用于容纳冷却流体的壳体；
通向该壳体的液化气入口；
与所述入口相关联的热交换装置，用于在入口内的液化气和壳体内的冷却剂之间实现热交换；
位于壳体内的喷油咀，并具有一从壳体延伸的出口，用于与发动机入口相连；
位于所述入口和喷油咀之间的消除气泡通道，该通道位于喷油咀上方，使得形成液化气的液化气的气泡或蒸气从喷油咀流走，而液体形式的液化气流入喷油咀；
位于所述壳体内并与所述通道相连的第一消除气泡机构，从而液化气的气泡和液化气蒸气可以从所述通道流到该机构，用于消除液化石油气气泡并将所述液化石油气转化成包括消除气泡后的液化气和蒸气的流体；以及
所述壳体内的管路，从第一消除气泡机构延伸到收集站。
44.如权利要求43所述燃料输送系统，其特征在于：所述第二站包括第二消除气泡机构，用于将从第一消除气泡机构接收到的流体转化成蒸气状态。
45.如权利要求44所述燃料输送系统，其特征在于：所述第二消除气泡机构利用第二输出管路与发动机入口相连，用于将液化气蒸气供应给发动机。
46.如权利要求43所述燃料输送系统，其特征在于：位于所述入口和喷油咀之间的通道包括一堰T件。
47.如权利要求46所述燃料输送系统，其特征在于：该T件具有与喷油咀相连的出口，从而液体形式的液化气可以从该T件供应到喷油咀。
48.如权利要求43所述燃料输送系统，其特征在于在燃料输送系统之前包括：
热交换装置，用于接收压缩的天然气并对所述压缩天然气进行冷却；
减压装置，用于在将压缩天然气输送到燃料输送系统之前降低压缩天然气的压力。
49.如权利要求48所述燃料输送系统，其特征在于：在热交换器和减压装置之间设置一过滤器。
50.如权利要求43所述燃料输送系统，其特征在于：所述燃料包括液化石油气和二冲程油的混合物。
51.一种包括混合有油的液化气的燃料。
52.如权利要求1所述燃料，其特征在于：所述流化气包括液化石油气，所述油是二冲程油。
53.一种燃料，包括混合有液态烃的酒精，所述液态烃在标准温度和压力下容易汽化。
54.如权利要求53所述燃料，其特征在于：所述酒精是甲醇或乙醇，所述液态烃是丁烷或丙烷。
55.权利要求53或54所述燃料包括水。
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