CN86105826A - 内燃机转子型汽化器的燃料-空气比(入)的校正装置 - Google Patents

Abstract

一个转子组件被空气流驱动，该空气流借助一个离心泵通过一个固定孔来驱动被调节过的燃料量，该燃料量基本上是线性的正比于转子的转速，因而也正比于驱动空气流的容量。其最佳工作的最终的燃料—空气比，可通过稍稍改变混合气中的一种成分而得到校正。燃料—空气比的校正装置包括了一个调节燃料喷射泵，此泵装有喷嘴，它直接指向雾化环的内壁，该校正装置还包括一个脉冲发生器的调节装置，用以利用调节脉冲重复频率的电流脉冲驱动燃料喷射泵。

Description

本发明涉及一种采用火花点火的内燃机的转子型汽化器中燃料-空气比率（λ）的校正装置，该汽化器能产生一种与在不同工作点工作的内燃机的要求相匹配的、具有可变比率的燃料-空气混合气，其中，转子型汽化器具有一个由叶轮吸入的气流来驱动的转子，该转子包括一个离心泵，该泵通过至少一个侧向排出孔输送一些与吸入空气量有恒定比率的燃料，从而配成贫油混合气。该转子装有一种具有内壁的同轴雾化环，该环内壁用来接受由离心泵输送来的燃料。转子型汽化器还具有为把接受来的燃料雾化并送至吸入的空气中而向圆周外扩展的喷雾边缘。

这种转子型校正器也称“中心喷射装置”，例如在PCT申请CH84/00068中描述的其中一种新的结构，这类转子型汽化器在内燃发动机的吸入管中，可以很好地配制燃料-空气混合气，以至在内燃机的全部的燃料区域中总是供给均匀的单一的混合气，并且内燃机也可以用极贫燃料-空气混合物工作（λ＝1.3以及更大一些些），根据通常说的贫油概念，上面两种情况对于减低内燃机排气中有害物质的含量而减轻对周围环境的污染有最重要的意义。在上述这种转子型汽化器内产生的混合物中，内燃机从怠速到满载的全部每分钟转数范围内，燃料对空气的比率都是相同的（λ为常量），对一给定的机器装置，只需要调节装在转子内的离心泵的燃料排出孔的宽度，即可得到所需的燃料-空气比值。已经证明这样一种转子型汽化器能够确定和调定出一恒定的贫油混合气的λ值，内燃机利用此值可以在整个工作范围内以低的燃料消耗进行满意的操作，此外，排气中的有害物质的含量是非常低的。

众所周知，对于内燃机的工作而言，其最优性能必需包括燃料消耗、消除有害物质以及可变的燃料对空气的比率λ值（通常在0.9至1.3范围内）。相应地，在一般的汽化器和燃料喷射装置中，燃料是依据节流阀的位置、每分钟转数、外界温度、冷却水的温度以及其它的外部参数，如，大气压力、湿度等等来计量加入所吸入的空气的。对于转子型汽化器，仍要考虑对于λ的依赖关系。例如在US-PS2823906中描叙的一种转子型汽化器，这种汽化器与这里所提出的汽化器在结构类型上显然多少有所不同，其中，在带有叶轮的转子周围的、并且可以与节流阀一起调整的节门按照节流阀的位置将经过叶轮吸入的空气分路成旁路气流并引入旁路管道中，从而每分转数和给入全部吸入空气流中的燃料量可根据节流阀的位置来调节。但是，这样一种简单的燃料-空气比的校正不能满足现代化要求，如果把它用在这里提供的结构型的转子型汽化器中，它将阻碍其颇具优点的混合气配制。

本发明的目的是提供一种上述类型的转子型汽化器的燃料-空气比校正装置。利用这个装置可以在内燃机需要比较富油的各个阶段中和各个工作点上，如加速、满载、起动和低温怠速等，使预定的贫油混合气的燃料-空气的比成为最佳的λ值，而不致损害由转子型汽化器得来的预制的混合气。

根据本发明，为了达到这个目的的解决办法在于一种燃料-空气校正装置，在该装置中，当被测参数或发动机工作状态需要时，通过以下办法可使贫油-空气混合气浓化：（a）增加少量的燃料，最好是用辅助泵把燃料喷入雾化环中;（b）通过离心泵从进入发动机的总的空气流中减少空气来增加燃料;（c）对于任何给定容积的驱动转子涡轮的空气，通过离心泵提高其气流的速度来增加燃料，于是增加了给定的离积中的燃料。

简略地概括，本发明的燃料-空气比校正装置的较佳方案具有一个可调节的燃料喷射泵，此泵由调节装置控制，在内燃机需要较浓的油-空气混合气的一个和几个工作阶段和工作点上，把控制信号发生器联接到调节装置上，这样使喷射在转子型汽化器的雾化环内壁上的燃料数量总能被精确地测量出来以校正混合气的λ值。这里，燃料的配给经常受到至少与提到的各工作阶段和各工作点有关的几个最重要的特定参数的影响，外部参数选自于：节流阀的启动、节流阀的位置、每分钟转数、外界温度、冷却液的温度、油温、空气压力、空气湿度等等。

本发明的燃料-空气校正装置，原理上相当于现有的Otto发动机的燃料喷射器，以前是采用机械调节的，但最近以来主要采用电气调节的喷雾泵把燃料计送内燃机的一个单缸或吸入管中。两者的主要差别是：在通常的燃料喷射中，全部的所需燃料都是通过燃料泵来传送的，并且是通过一个燃料喷嘴式一些喷嘴在相当高的压力（约8×10⁵大气压）下精确计量的，而利用燃料-空气校正装置，燃料喷射泵只需在雾化环的内壁上雾化非常小量的燃料，这些燃料的数量正好抵上由转子的离心泵输送的瞬时实际燃料量与在同一瞬间在非常低的压力7由最佳λ值给出的所要求的燃料量之间的差值。由于这些计量的燃料量较小，所以燃料-空气比的校正装置也可以用于低输出和简单结构的燃料喷射泵的非常精确的计量，而这种燃料喷射泵很容易由类似的结构相当简单的调节装置来控制。操作可靠和便宜的造价也是这种燃料-空气比校正装置的优点。

具有燃料-空气比的校正装置的转子型汽化器的进一步的优点是：假如由于燃料喷射系统（泵、调节器）的故障，使燃料-空气比的校正装置失效，但，即使在较差工作状态下转子型汽化器仍能维持内燃机完好的工作。而当一个众所熟知的燃料喷射装置损坏时，则几乎内燃机要全部停止工作。所以对于内燃机式车辆来说，具有燃料-空气比校正装置的转子型汽化器带来了附加的工作可靠性。

按照本发明的其它实施方案，对应同样的测得的参数，利用减少经过某一旋转速度的涡轮汽化器的蝶形阀的空气量可使燃料-空气比浓化。在一实施方案中，那个与流经涡轮装置的气流平行的空气通道受到限制，以使更多的空气流过涡轮以此来提供更多的燃料。换句话说，借助于压缩涡轮周围的气流通道，就可以提高流过涡轮的空气的速度，于是提供了比较浓的燃料-空气混合气。

本发明内容的其它有益的实施方案在有关的权利要求中给出。

附图中说明了本发明的较佳实施方案，其中每幅图的说明如下：

图1为已知结构的转子型汽化器通过电磁作动活塞泵与调节装置相联接的纵向剖面简图;

图2为沿着图1中的断面线Ⅱ-Ⅱ的转子型汽化器的横向断面图;

图3为图1中的作为调节装置的组成部份的脉冲发生器的电路图图;

图4为根据本发明的另外一种系统的实施方案，该系统包括了按照本发明的校正燃料-空气混合气的控制器;

图5为本发明的另一个实施方案的简化剖视图，它可以接合图4的控制器电路使用;

图6和图7主要是取图5装置中部分的7-7断面线的稍简化的顶视图。

在图1的纵断面中简化表示的并配置在内燃机的吸入管1中的转子型汽化器2，主要包括一个转子7，此转子7由在讨套3内的滚珠轴承4以非接触旋转方式与同轴燃料输送管5组装在一起;转子装有一个叶轮8，由吸入的气流驱动。转子7包含一个作为离心泵单元的燃料供应管道10，该管道以同样非接触方式连接到供燃料管道5的排放开口6，并且通到侧面燃料排放孔9。装有叶片的叶轮的毂构成了雾化环11，这个雾化环11是一个向下扩张的园锥形内壁13，它围绕在转子的外表面，与转子外表面之间有一个环形的空间12，环形空间的顶部开口被燃料排出孔9封闭;而在轮叶下面则是开口，并且在圆周扩展喷射边缘14处中止。因此，当转子7旋转时，在高压下从燃料排出孔9喷射出的燃料在与转子一起旋转的雾化环11的内壁13上，形成薄膜，并且通过在轮叶8底下的喷射边缘14对燃料进行雾化，而形成一种由最微小液滴形成的燃料雾进入到吸入的空气流中。给转子型汽化器输送燃料，以通常方式进行，例如，利用输送泵，在这种情况下，转子型汽化器可方便地装备溢流和燃料回流装置，或通过一个浮筒15（在图1上只画出其简图，没有画出它的结构和相当于转子型汽化器中的位置），此浮筒通过燃料管16联接到转子型汽化器2的燃料供应管5上。在转子型汽化器2的下游，在内燃机的空气吸入管1中配置了普通的节（蝶形）阀18，此阀可以通过节阀或加速器踏板（没有在图1上表示出来）围绕它的轴17进行调节或予置。

正如上面已经说明过的，当转子7旋转时，通过排出孔9输送一定量的燃料，这个燃料的量在内燃机从怠速至满载的全部每分钟转数上与吸入的空气的量之比保持常值。其比例常数是由燃料排出管9的直径来确定的，在现在的情况下，燃料排出管的直径是这样选择的，即转子型汽化器以贫燃料-空气混合气（这里取λ＝1.25）输送给内燃机。

燃料-空气比校正装置包含一个调节燃料喷射泵20，正如在图2中可清楚看到的，喷射泵的出口25联连到喷嘴管39上，喷嘴管39一直伸入到转子7的环形空间12内，并且在雾化环11的内壁13上与转子7的旋转方向成一倾斜角。这样，燃料从燃料喷嘴39a出来就喷射在内壁13上，这里的燃料与由转子7的燃料排出孔9输送的燃料在此一起混合，并在喷射边缘14处一起雾化，进入到吸入的空气流中。

燃料喷射泵20可以是任何一种所需要的结构形式，但是，如图1所示，最好还是用电磁作动的操作简单的活塞泵。在所示的燃料喷射泵20中，圆柱形泵外壳21的一个端面被磁心22覆盖，而另一端面是盖子38。磁心22有一个纵向孔23，此孔位于泵外壳的纵轴上，并穿外壳直通到出口25;在磁心中间有一个出口或排泄球阀24，并装有励磁绕组26。绕组26从磁心22一直扩展到装在泵外壳21中的磁通回路环28。磁通回路环28与泵外壳21的前部一起组成了一条至磁心22的磁通回路，用以防止磁场减弱。在磁通回路环28中园柱形活塞泵29可作纵向位移，用以作为磁衔铁，并且伸入到励磁绕组26中，在磁心22和安装在泵外壳21上的封闭环33之间，该园柱形泵29可以进行位移，并与磁通回路环28有一段距离。活塞泵29面对磁心22的端面上有一个轴向孔30，此孔中含有一个入口球阀31，并且借助于斜着通向活塞外表面的入口通道32和穿过磁通回路环28和封闭环33之间的泵室34，使轴向孔30与联接到燃料及16的燃料喷射泵20的入口34相联接。在活塞泵29远离磁心22的那个端面上装了一根杆35，此杆通入封闭环33中以用作准备位移，而它的另一自由端则与作为支在封闭环33上的活塞泵29的复位弹簧37的底座用的圆板36相嵌合。安装在泵外壳上的盖38可用以防止从泵外壳21来的不希望有的燃料喷射。

燃料喷射泵20被设计为较好的1.2mm的均匀活塞冲程，并且与实际的结构状态无关，它的尺寸是这样设计的：使每一泵冲程，通过喷雾嘴39a喷入雾化环11或转子7中的燃料为常值，例如在40至60mm³之间。此外，燃料喷射泵也是这样构造的：使在延长的工作期间实际上不发生损坏，而且;每泵冲程排出的全部燃料数量总是恒定的，并不需要调整。

在图1中说明的燃料喷射泵20是由等幅电流脉冲和可变的脉冲重复频率来驱动的，因此，利用每一个电流脉冲，产生一个泵冲程，并且，为了对该值进行校正，通过脉冲重复频率就可以确定每单位时间内由燃料注入泵20输送到雾化环11中的附加燃料量。脉冲发生器40产生电流脉冲，电流脉冲的输出43、44通过联接导线27接到燃料喷射泵20的励磁绕组26上。脉冲发生器40接收从接线柱41、42来的直流工作电压，并在它们的输出43、44处产生具有重复频率的电流脉冲，此电流脉冲重复频率取决于控制输入X₁、X₂、X₃、X₄、X₅…处的控制信号。电子控制信号发生器51、52、53、54、55被联接到脉冲发生器40的控制输入X₁、X₂…，每一个控制输入部是外部参数的一个测量单元或传感器，并且当必要时，也包括把传感器给出的信号转换成脉冲发生器40的控制信号所联接的电路。控制信号发生器51、52、53、54、55…和脉冲发生器一起构成了调节燃料喷射泵20的调节装置50。在图1中表示的燃料-空气比校正装置，控制信号发生器51用于内燃机加速时进行燃料-空气比的校正，而其它的控制信号发生器52、53、54、55则用于例如的决于空气压力和外界温度的冷启动和热启动时进行燃料-空气比的校正。此外，还可以联接一些特别影响燃料-空气比校正的如有关油温、每分转数、输出等任何所希望的带有传感器的信号发生器。

图3示出了这种信号发生器40的一个非常简单的电路图。在这个电路中，脉冲发生器40里的，图1中的燃料喷射30的励磁线圈26的一端，通过信号发生器输出43、开关晶体管Tr1（例如，BD243）的集电极一发射极通路和一个电阻R1（0.68欧姆）与电源电压（15-15伏）的负端相联接而励磁绕组26的另一端是通过脉冲发生器输出44直接与电源的正端41相联接，这样，开关晶体管Tr1的每次快速的连续开关就产生了一个电流脉冲，流过代表电感性负载的励磁绕组26。为了使开关晶体管Tr1（第一晶体管）开和关，开关晶体管的基极通过一个二极管D2与串接的两个半导体闸流管Tn1和Tn2的结点B相联接，其中第一个半导体闸流管Th1的阳极，通过电阻R3（120Ω），与通向稳定电压，例如8.6伏的结点A相联接，并且通过电阻R2（56Ω）联到工作电源的正端，而第二个半导体闸流管Tn2的阴极与工作电源的负端42相联接。为了稳定电路结点A的电压，该处配置了一种普通的稳定电路，它是由第二晶体管Th2、齐纳二极管Z1和电阻R10（12Ω）以及电阻R11（470Ω）组成。全部联接如图3所示。

随着第二个半导体闸流管Th2偏置截止，引起了第一半导体闸流管Th1开路，因此，开关晶体管Tr1由流经R₂和R₃、第一半导体闸流管Th1、晶体管Tr1的基极一发射极通路和电阻R1的基极电流而导通，并且在励磁绕组26、开关晶体管Tr1的集电极-发射极通路和电阻R1中出现了电流流动。当其后第二半导体闸流管Th2也开启时，于是流向开关晶体管Tr1基极的基极电流由于现已转换成导通状态的第二半导体闸流管而被切断，同时开关晶体管Tr1被偏置截止。从第一半导体闸流管Th1开启至第二半导体闸流管Th2开始的期间，基本上决定了流过励磁绕组26的电流脉冲的持续时间;在这里描述的较佳的实施方案中，其电流脉冲的持续时间大概选为4毫秒，在这4毫秒中，话塞泵29（见图1）被推动，克服了复位弹簧37的阻力，从原来的静止位置推向磁芯22，完成长度为1.2mm的一次冲程，同时由泵容积给出的燃料被喷射进雾化环11中。

为了点燃第一半导体闸流管Th1，它的触发极通过一个齐纳二极管Z2（4.7伏）与第一电容（22微法拉）的正极相联接，而该电容器的负极被联接到工作电源的负端42，该负端通过一根接地45线接地。第一电容器C1的正极板（或正极）为了给电容充电通过二极管D1和充电电阻R9（4.7KΩ）被联结到结点A上。同样，为了给电容器放电通过放电电阻R16（100Ω）和二极管D₅，该第一电容器的正极又被接到开关晶体管Tr1的集电极上。第一电容器C1和充电电阻R8、R9构成了一个能够调节时间常数的RC电路。当脉冲发生器被转换到接通时，即当工作电压被加上时，则第一电容器C1就开始充电，当它的电压一达到齐纳二极管Z2的齐纳电压时，第一半导体闸流管Th1将开启，而由电阻R5（680Ω）和一个负温度系数电阻R4组成的串联电路，使半导体闸流管Th1的开启而不受温度变动的影响。每当由于第一半导体闸流管Th1的开始，和有电流流过励磁绕组26和开关晶体管Tr1，而使开关晶体管Tr1导通时，则第一电容器C1（或RE部件电容器C1）通过与开关晶体管Tr1的集电极相联接的放电电阻R16放电。在第二半导体闸流管Th2开启，并且在开关晶体管Tr1截止之前，第一电容器的放电必须完成。

为了开启第二半导体闸流管Th2，它的触发极通过一个固定电阻R13（330Ω）和一个调节电阻器R12或微调电阻与联到电阻R1的开关晶体管Tr1的发射极相联接，这也是为了使开启不受温度波动的影响。电阻7（1kΩ）在触发极上有一个由固定电阻RR6（1KΩ）和一个负温度系数电阻NTC2（4.7KΩ，20℃）串联组成的并联或旁路。当由于第一半导体闸流管Th1开路时，电流开始流经励磁绕组26、开关晶体管Tr1（它已进入导通状态）和电阻R1，电阻R1上的压降在发射极上产生的电压随着电流的增加而增高，并且通过微调电阻R12和电阻R13加到第二半导体闸流管Th2的触发极上。当电压刚升高到第二半导体闸流管的点燃电压（1V）时，此闸流管就开启，这里电路组件值是这样选取的，即当通过励磁绕组26的电流上升到1.5A时第二半导体闸流管Th2就开启。利用这种电路布局，就可以产生具有4毫秒脉冲持续时间，振幅恒为1.5A的一组电流脉冲，其脉冲分离和由此而来的重复频率由第一电容器C1的充电时间决定，并且可以如前所述由充电电路中的调节电阻R9来调整。

在后续电流脉冲被触发之前，两个半导体闸流管Th1和Th2必须熄灭。当开关晶体管Tr1被截止时，在电流流动期间存贮在励磁绕组26中的磁能，在开关晶体管Tr1的集电极上产生了与电源电压相反的短持续时间（约2毫秒）的感应电压，此电压受到与励磁组26并联的齐纳二极管Z3和Z4（36V）的限制而成为36伏此电压对开关晶体管Tr1是无害的。这个感应电压是用来熄灭半导体闸流管Th1和Th2的。

复位电路或熄灭电路包含有一个第三晶体管Tr3（BC    337，60V），它的集电板一发射极通路与串接的半导体闸流管Th1和Th2并联。第三晶体管的基极一方面通过一个二极管03（100V）与工作电源的负端42相联，另一方面通过一个由电容器C2（1法拉）和电阻R14（270Ω）以及一个电阻R15（1KΩ）和一个齐纳二极管Z6（62V）组成的RC串联电路与开关晶体管Tr1的集电极相联接。由二极管D3和RC串接元件C2、R14组成的串联电路被并联到齐纳二极管Z5（8.2V）上;而由电阻R15和齐纳二极管Z6组成的串联电路被并联到二极管D4（100V）上，如图3所示。在直接地切断了开关晶体管Tr1之后，电流从开关晶体管Tr1的集电板流过齐纳二极管Z6、电阻R15、RC串接元件R14、C2和第二晶体管Tr3的基极-发射极部分，直至电容器C2充完电为止，这个充电时间大约要1.5毫秒。因此，第三晶体管转入短时间的导通，并且在第一半导体闸流管Th1的阳极上的电压消失了，于是两个半导体闸流管Th1和Th2熄灭了。对于下一个电流脉冲，当开关晶体管Tr1由于第一半导体闸流管Th1的开启而转入导通时，则第二电容器C2通过二极管D3和由电阻14和二极管D4组成的串联电路进行放电，因此，在这个后续电流脉冲之后，半导体闸流管Th1和Th2的产生下一次的熄灭。齐纳二极管Z5用作为限幅二极管。

关于内燃机在某个工作点和工作阶段上的燃料-空气比的校正将在下文中详细描述。

内燃机最佳怠速运转时燃料-空气比的校正：

联接在第一电容器C1的充电电路中的调节电阻R9是用于调整内燃机怠速时的最佳λ值的。在怠速时，内燃机的燃料消耗是很低的大约为每小时500cm³。在低的怠速转速情况下，转子7的转速也是很低的，相应地，通过转子7的燃料排出孔9的燃料喷射是很低的。因此，为了获得在怠速时的最佳λ值，通过由转子7的燃料喷射泵20输送的附加燃料是需要非常少的。以致，例如每秒一个或一个以上的泵冲程和驱动燃料喷射泵20的电流脉冲的重复频率为1或更小是完全足够的。怠速脉冲重复频率是在调节电阻R9上进行调整的，于是，在内燃机的全部转速范围内，调整联接在第一电容C1的充电电路中已经这样调整过的调节电阻9电阻值可以继续保留在该充电电路中，因为这样低量的附加燃料不至于影响内燃机在相当高的燃料消耗占优势的负载范围内由燃料排出孔9所调整的贫油混合气λ值并且，在计算燃料排出孔9所要求的贫油混合气时，可以把这个情况改雾进去。因此，在这个较佳实施方案校正装置中，怠速燃料-空气比的校正已经加入或已经结合在脉冲发生器中了。

冷启动

为了在比较低的温度下启动内燃机，需要非常富油的燃料-空气比。因此，在内燃机的这个工作点上，为了校正，燃料喷射泵20就应向转子7输送更多的燃料，并应用相应的比较高的重复频率来驱动燃料喷射泵20。这时，应根据温度、特别是冷却剂的温度对脉冲重复频率进行附加的调节。冷启动燃料-空气比的校正的控制信号发生器52（见图1）具有一个传感器、一个安装在冷却剂中的具有特性曲线的正温度系数电阻，此电阻的特性曲线与所要求的燃料-空气比的校正相匹配、或被用来与联接在这里的电路相匹配。控制信号发生器52，最简单的情况是一个PTC电阻并借助于把它联接到脉冲发生器40的接线柱48以及联接到控制输入X2（此控制输入X2通过二极管D7与第一电容器C1的正极相联接）使PTC电阻与调节电阻R9相并联，因此，在第一电容器C1的比较短的充电时间内，对于在这个温度范围内的燃料喷射泵的工作来说，就可得到根据冷却剂的温度来调节的比较高的重复频率的脉冲。为了对仅工作在冷启动温度范围内的内燃机进行冷启动燃料-空气比的校正，可以应用这样一个电路，这个电路是由装置在冷却剂中的温度传感器控制的，在温度达临界值时，该电路就把控制信号发生器52从第一电容器C1的充电电路中关掉。

热启动：

众所周知，举例来说，一台内燃机车辆，在经过了较长的路程之后停放在炽热的太阳光中，并且在发动机罩的下面，因为热散不出去高温占了优势，要启动这样一台热的内燃机是十分困难的。业已表明采用比较富油的燃料-空气比，热启动问题就变得容易解决了。因此，这也适用冷启动的环境和条件，但有所差别，对冷启动来说，输送到转子的燃料必须随着温度下降而增加，而对热启动来说，燃料量是随着温度升高而增加。为了随着温度增高达到比较高的增加脉冲重复频率的目的，在控制信号发生器53（见图1）中含有一个为热启动校正用的NTC负温度系数电阻，可以把它装置在发动机罩下面的任何所要求的位置上;于于冷启动燃料-空气比较正来说，可以把它联接在脉冲发生器40（见图3）的接线柱48上和控制输入X3上，此控制输入X3通过一个二极管D8与第一电容器C1相联接，以构成一条并联于调节电阻9的充电电路。在其它方面，热启动控制信号发生器53可以被构成为冷启动信号发生器52，特别是当发动机温度降至低于临界温度值时，可以利用电子开关，把热启动控制信号发生器53从第一电容器C1的充电电路中断开。

关于加速时的燃料-空气比的校正：

为了加速内燃机，踏下气门踏板，以便打开节流阀18（见图1）。因此，为了得到加速所需要的富油的燃料-空气混合气，燃料喷射泵20必须向转子7输送足够量的附加燃料。图1示出实现在加速时的燃料-空气比的校正用的一种简单的控制信号发生器51。在节流阀轴17上装了一个摩擦耦合器56，借助于这个摩擦耦合器，在打开节流阀18时，使电转换开关57、58、59中的可动触点57从固定触点58换接到另一固定触点59上。转换开关57、58、59通过电路60与脉冲发生器40相联接，固定触点中的一个触点58通过一个充电电阻R60（10KΩ）与通向8.2V正电压的一个接线端47相联接，可动触点57通过电容器C60（22mF）与接地线端46相联接，而另一个固定触点59则通过一个由调节电阻R61（1KΩ）和一个固定电阻R62（220Ω）组成的串联电路，与控制输入X1相连接（见图3），在这里二极管D6同第一电容器C1的正电极相联接。两个固定触点之间的距离要选择尽可能的小，因为这个转换开关要能对节流阀的极小的位移作出反应。当节流阀运动至关闭位置时，例如，当不加速时，则可动触点57就置手固定触点58上，而电容器C60充电。在踏下加速踏板时，即给气节流阀18就向打开位置移动，此时，可动触点57就置于另一固定触点59上，并且，电容器C60通过调节电阻R61、固定电阻RR62和二极管D6向脉冲发生器40的第一电容器C1释放它的能量。当调节电阻R61被置于或被调整到1KΩ时，于是脉冲发生器40的第一电容C1充电0.2秒约14次，而第一半导体闸流管Th1通过齐纳二极管Z2（见图3）以同样数量的电流脉冲而开启;与此对比，当调节电阻R61置于0Ω时，于是脉冲发生器40的第一电容器C1在0.05秒内充电三次。用这种方法，为了加速内燃机，由燃料注入泵喷射的附加的燃料量是可以非常精确地计量的。

充电电阻R60被选择为高的阻值，因此，在节流阀运动很短的时间内，固定触点58与可动触点57接触，电容器C60仅充了非常小量的电。在加速期间，这样一种用于燃料-空气比校正的控制信号发生器51的一个特别优点是，在节流阀门打开很小时，燃料-空气混合气几乎立即被用燃料富油化了，其反应速度是非常高的。

当加速内燃机需要混合气富油化一个比较长的时间，例如4秒期间，于是，举例来说，转换开关的可动触点57可与一恒压电源相联接，而R61、R62至控制输入X1的充电电流的通道中可另外包括一个开关时间为4秒的附加控制开关部件，只有在预定的最小时间内可动触点57与固定触点59发生接触时，这个附加控制开关部件才被触发，于是防止了在固定触点刚刚接触就产生脉冲串。

依赖于空气压力对燃料-空气比的校正：

当汽车行驶在凹地和高山时，利用这种燃料-空气比的校正，能提高精确的或准确的混合气，于是得到的另外的优点是：转子型汽化器只需要按某一特定的地理高度（例如海平面）校正即可，于是高度的变化可自动地计及在混合气的组成中。

依赖于空气压力的燃料-空气比的校正的控制信号发生器54包括一个由气压传感器调整的可变电阻R70，气压传感器联接在脉冲发生器40（图3）的接线端48和控制输入X4之间，此X4通过二极管D9与第一电容器C1相接触，以作为一个对控制电阻R9并联的充电电路。

一般来讲，根据空气压力对怠速、热启动、冷启动、加速等进行燃料-空气比的校正是完全足够了。为了更加精确地配剂、正如上所述，可以引入另外的相关性，利用曾描述过的控制信号发生器51、52、53、54得到比较富油的燃料-空气混合气，并且，如果引入另外的相关性，则有可能混合物必须再一次贫油化。为此流到第一电容器C1的充电电流可以接入控制信号发生器，此信号发生器，例如，联接到控制输入X_n（见图3）上，也可通过相反极性的二极管D_n与第一电容器C1的正极相联接，从而提供了一条分支电路。至于已描述过的控制信号发生器52、53、54，这种控制信号发生器可以装配一个能够按工作参数调整的可调电阻，这样，可以得出按工作参数调节的部分电流。并且相应地减低了由脉冲发生器40产生的脉冲串的重复频率。

应当指出，燃料从与转子的旋转方向成倾斜的喷嘴管39中喷在雾化环11（见图3）的内壁13上并当喷射燃料的速度大于转子的角速度时，将使用由叶轮驱动的转子加速，于是，作为较高转数/每分钟的后果，燃料混合气将更加富油化。这种加速特别是在比较低的怠速每分钟转数范围内发生，而这样增加的燃料输送可以利用怠速燃料-空气比的校正的调节电阻R9来补偿，而不需要用另外的方法当喷射燃料的速度小于转子的每分钟转数时，则转子将被减速，作为比较低的每分钟转数的后果，得到的是稍微贫油化的混合气。一般，这种加速和减速效果对燃料的计量没有什么重大意义，但是十分精确的燃料剂量将被扰乱了。利用上面描述的脉冲发生器40，借助依赖于每分钟转数的喷射压力的调节，可能没有什么困难来减少这些影响，至少可以减少到无害值。所以，例如，开关晶体管Trl的断开可以用与每分钟转数有关的方式来调节，即借助于转速传感器来变化电阻R1和/或可调电阻R12，于是脉冲发生器40产生一组依据转速关系调节幅值和脉冲长度的电流脉冲。

如上例所示，根据本发明，燃料-空气比的校正装置在燃料剂量的获得方面能够完全达到所要求的精度。达到这样的较高的精度其成本相对是低的，为了这个提高的精度，人们还应该使：喷嘴管39伸入到雾化环11中，由雾化环把喷嘴39a与吸入空气流隔离，于是不会有燃料被吸出喷射管39之外，燃料输送只能通过调节燃料的喷射泵来完成。

调节装置50并不限于上述的实施方案，可以根据要求而变化，也可以利用在市场上能够买到集成电路片所做的成本便宜的结构。

现在参阅图4，根据本发明，校正燃料-空气比系统的另一种实施方案通常用标号100来指明，装置100包括了转子型汽化器2，该转子型汽化器除了对燃料计量孔9的尺寸以前作了详细描述以外，基本上与图1中所示的相同。汽化器2配置在引入管1中，该引入管如前所述通向发动机的引入导管，进气管包括一个普通由节流阀作动的蝶形阀18，该蝶形阀18配置在转子型汽化器2的进气管的下游。以标号102注明的电控制旁通活门控制了空气通过通向引入管的管道106，它位于旋转汽化器2的下游和蝶形阀18的上游。导管106通常可以从任何的气源引入，气源包括一些活性氧，但最好是空气，以及典型地可以从空气过滤系统内进来，如用通向汽化器2的吸入管上游的虚线所代表的。其效果是使通路104与配置汽化器2的通道1，并联联接。活门102最好是用弹簧偏力作成全开位置。

当活门102的蝶形阀104处于全部打开位置时，汽化器2被预定提供产生所要求的最贫油的燃料混合气的燃料剂量。这是能够达到的，与全部吸入空气经涡轮叶片通过的情况相比较，只要把给定旋转速度的转子型汽化器，稍稍增加计量孔9的直径，以便提供稍多的燃料数量即可，于是补偿了经并联通路106的空气附加气流，这两者稀释了到发动机最终吸入的空气，对给定的发动机速度来说，也增加了流经汽化器涡轮的空气容积，于是增加了最终播散在空气气流中的燃料量。因此，活门102提供了一种与阀门104的关闭程度成比例的增加燃料-空气比的方法。这是由于流经蝶形阀18进入发动机的全部空气是由发动机的转速来决定的，而总的空气量必须是由通路106的和由涡轮驱动的流经汽化器2的空气所组成。于是，当活门102全部打开时，对任何给定的流经节流活门18的空气量，汽化器2的旋转速度要减低，从而喷射了为发动机用贫油混合气工作所需要的最小燃料量;相反地，当阀门104全部关闭时，吸入发动机的全部空气必须通过汽化器2的转子，从而增加了空气的速度和涡轮的转速，随后增加了流经节流活门18进入发动机的总的吸入空气流中的燃料量，于是得到了一种富油的混合气。

活门102可以利用前面已经介绍过的示于图1和图3的任何合适的普通类型的模拟或数字系统进行操作，也可以利用示于图4的用标记数110指明的这种类型进行操作。装置110包括了一台微处理机112，它从一个或几个传感器114接收信号，传感器114检测影响发动机工作的参数。微处理机以普通的方式由储存在只读存储器116中的程序来控制，并利用一个随机存取存储器118来进行数据处理。计算出来的燃料-空气混合气通过译码器120，随后后，译码器控制空气调节器活门102，使蝶形阀104移动到适当的位置，以便获得一个相应于为特定工作瞬间计算的燃料-空气混合气。

本发明又有另一个实施方案，以标号130注明示于图5中。如前所述，系统130包括同样的配置在吸入通道1中的涡轮汽化器2;该通道1也包括一个下游由阀门作的蝶形阀18。实施方案130的另一特点是：它具有一个以标号132表示的空气控制装置，该装置位于紧靠旋转汽化器的入口，用以提高任何给定容积，通过涡轮叶片8上面的空气速度。装置132可以是一种窗孔控制型或风门片型的装置，例如象典型的照相机所用的那样，用以收缩通向汽化器转子叶片8的通道。在图6中用虚线轮廓线表明的可动叶片134可以由致动器138来移动。可以从全部关闭位置（如图7所示）到任何程度的部分关闭位置。与完全打开位置相比较，簧片134向中心锥形体136运动的效果是显著增加流过转子叶片8上的同容积空气的速度。这就提高了由涡轮驱动的转子组件2的转速，于是向流经汽化器2的驱动空气流中提供了附加燃料。因为，吸入到发动机的空气总量是由阀门控制的蝶形阀18决定的，这样增加空气速度的效果是为了使燃料-空气比富油化。因此，当使装置132收缩的致动器138按照控制系统110的译码器120的输出进行控制时，则进入发动机的气体的燃料-空气比可以逐渐地被增加或校正，以便与由控制器110的微处理机计算的要求值相适应。当然，为了提高流过转子时的驱动空气流的速度也可以用其它的机构，按需要去校正燃料-空气比。

虽然本发明的实施方案已经被详细地描述过，但是应理解，在不离开下述的权利要求中所详细说明的精神实质和范围的前提下，还可对它作出各种变化和改变。

Claims (18)

1、火花点火的内燃机用的、装在转子型的汽化器中的燃料-空气比的校正装置，该装置可产生具有在予定范围内的燃料-空气比的吸入空气，该比值的予定范围是由与内燃机各个不同工作点的要求相匹配的贫、富油的限度来确定的，转子型汽化器具有一个包括涡轮的转动部分，该涡轮由涡轮驱动空气流驱动，驱动空气流由发动机引入并至少成为吸入空气流的一部分，转动部分包括一个输送一定量燃料的离心泵，此燃料量对转动部分的转速之比基本上是常值，燃料被输送到转动部分上的同轴雾化装置，以便把雾化的燃料播散到驱动气流中，离心泵被校准以输送一定量的燃料到驱动气流中，以便在一预定范围内建立一定燃料-空气比的极限，该转子型汽化器还具有一个装置，该装置用以检测影响内燃机工作的一个或几个参数，和用以有选择地改变被发动机吸入的燃料-空气混合气中的至少一个成分的量，以便建立一种与内燃机的一个或几个调节工作参数相关的、并且在燃料-空气比剩余的范围内可变的预定的燃料-空气比。

2、在权利要求1的装置中，旋转部分的部件是被设计用来产生由旋转部分输送的燃料与驱动旋转部分吸入的空气之间的一种燃料一空气比，该燃料-空气比处在燃料-空气混合气范围内的贫油极限，而附加的燃料加在吸入的燃料-空气流中，以及在这个范围内建立另外的燃料-空气比。

3、在权利要求2的装置中，附加的料材是由附加的喷射泵加进的，并且要流经雾化燃料的装置，以便把燃料播散到驱动空气流中去。

4、在权利要求2的装置中，其中附加的燃料是通过提高相对驱动涡轮的空气容量的驱动涡轮的空气速度而添加的。

5、在权利要求1的装置中，转动部分的部件被设计成把燃料量输送到驱动空气流中，以产生比值范围内的富油端的燃料-空气比，而借助于把附加空气与驱动空气流结合形成吸入空气流的办法，把燃料-空气比调向比值范围内的贫油端。

6、在权利要求5的装置中，附加空气是通过常开的入活门输送的;当打开活门时，该装置产生有足够的附加空气，使在比值范围内的贫油端后吸入空气流提供一种燃料-空气比该附加空气还由另一装置来输送：该装置响应测量的工作参数，有选择地关闭活门，使产生比较富油的燃料-空气比。

7、在权利要求1的装置中，籍助于有选择地提高给定的流经涡轮上的驱动空气流的速度的装置，燃料-空气比可有选择地的从比值范围内的贫油端调向高油端，以增加相对驱动空气流容量的被离心泵输送的燃料容量，进而使燃料-空气比富油化。

8、如在权利要求1中描述的燃料-空气比较正装置，其中，转子型汽化器具有一个通过叶轮被吸入的空气流驱动的转子，转子包含了一台通过至少一个横向燃料排出孔（9）输送一定量燃料的离心泵，输送的燃料与吸入空气之比为常值，该燃料量定为贫油混合气的量，转子装备了一个具有内壁（13）的同轴雾化环（11），用以接收由离心泵输送来的燃料，转子还装备了一个环形的喷雾边缘（14），用以雾化接收喷入空气流中的燃料，该校正装置的特征在于：受控的燃料喷射泵（20）为了输送燃料它的出口被联接到雾化环（11），其特征还在于调节装置（50），该调节装置被用来控制燃料喷射泵（20），按照该装置可对燃料喷射泵（20）和控制装置（50）选定尺寸和固定;以便把贫油混合气的燃料-空气比调到内燃机工作点上预定的燃料-空气比，借助于输送给雾化环（11）校正的燃料量，燃料的量是依据内燃机的一个或几个工作参数进行调节的。

9、根据权利要求8，燃料-空气比的校正装置的特征是：燃料喷射泵是一个具有可调传输量的电动位移泵，并且，调节装置含有一个电控信号发生器，用以依据内燃机的一个或几个工作参数来调节输送燃料的输出量，这些工作参数是转速、负载、冷却剂温度、油温、发动机温度、外界温度、空气压力、空气温度、节流阀位置和节流阀的运动。

10、根据权利要求9，燃料-空气比的校正装置的特征是：燃料喷射泵是一个具有磁绕组（26）的电磁致动、操作简单的活塞泵（20），绕组26由电流脉冲激励，每一个电流脉冲完成一次全泵冲程，调节装置（50）是一个联接到励磁绕组（26）上的脉冲发生器（40），用以产生受控制信号发生器（51、52、53、54、55）调节的可变脉冲重复频率的脉冲。

11、根据权利要求10，燃料-空气比的校正装置的特征是：脉冲发生器（40）包括了一个电子开关，特别是一个开关晶体管（Trl），通过开关晶体管，直流电路的电源联接到燃料喷射泵的励磁绕组（26）上;为使开关的每次的连续开和关产生一个电流脉冲，而将后者接到受控制信号发生器（51、52、53、54、55）调节的定时元件上，用以在触发电路（Tn1，Tn2，Tn3）上产生被调节的重复频率。

12、根据权利要求11，燃料-空气比的校正装置的特征是：定时元件是RC元件（R8，R9，C₁，每当RC的电容元件（C1）被充电至预定的电压时，则触发电路（Tn1、Tn2、Tr3）被调定至启、闭电子开关（Tr1），电容器的充电时间可由控制信号发生器（51、52、53、54、55）来调节。

13、根据权利要求12，燃料-空气比的校正装置的特征是：用在怠速时燃料-空气比校正的RC电容器（C1）的放电电路包括一个可调电阻（R9），利用可调电阻（R9）来调整脉冲发生器（40）的电流脉冲的脉冲重复频率，而在内燃机怠速时，可提供必要的校正的燃料量。

14、根据权利要求13，燃料-空气比校正装置的特征是：对于冷启动燃料-空气比的校正，由脉冲发生器（40）产生的电流脉冲的脉冲重复频率是通过一个第一控制信号发生器（52）来调节的;第一控制信号发生器（52）包含了一个作为关系到，特别是内燃机冷却液温度的传感器的PTC电阻，装在冷却液中的PCT电阻与调节电阻（R9）相并联，或是用在新有时间对怠速燃料-空气比进行校正，或是通过温度传感器，仅在冷却液温度低于较低的临界值时进行校正。

15、根据权利要求13或14，燃料-空气比的较正装置的装征是：对于热启动λ校正，由脉冲发生器（40）产生的电流脉冲的脉冲重复频率由第二信号发生器（53）进行调节，在第二信号发生器（53）中包含了一个作为关系到，特别是，内燃机的温度的传感器的NTC电阻，装在内燃机上的NTC电阻，与调节电阻（R9）并联，或是永久地用在速的燃料-空气比的校正，或是通过一个温度传感器，仅对发动机温度在临写值以上时进行校正。

16、根据权利要求12至15中的一项，燃料-空气比校正装置的特征是：用于内燃机加速时燃料-空气比较正的控制信号发生器（51）包含了一个对RC元件的电容（CI）的第二个充电电流通路（R61、R62），作为一个充电电压源，它还包括一个电容器（C60），电容器（60）的容量，足够RC元件中的电容器（CI）多次充电，控制信号发生器（51）也包括一个由节流活门（18）驱动的转换开关（57、58、59），当节流阀移向关闭方向时则充电电容器（C60）通过转换开关与电源相联接，当节流阀向打开方向移动时，则充电电容器（60）联接到第二充电电流通路（R61，R62）上，以便用它储存的能量给RC元件中的电容器元件（C1）充电，其中，第二充电电路包含了一个调节电阻（R61），利用电阻（R61），RC元件中的电容器（C1）的充电时间、并通过后者，在加速时由脉冲发生器（40）产生的电流脉冲的重复频率、以及内燃机在加速时所需燃料的校正量是都可以调节的。

17、根据权利要求16，燃料-空气比的校正装置的特征是：转换开关（57、58、59）有一个可动的接点（57），它通过一个安装在节流活门的轴（17）上的摩擦耦合器（56）与即个轴相联接，当节流阀转动时，轴是被置于对着固定能点（58）的方向上，当节流阀向相反方向转动时，轴被置于对着另一固定触点（59），其中，这两个触点（58，59）之间的距离是很小的，详细讲，相距小于1mm。

18、根据权利要求12至16中的一项，燃料-空气比的校正装置的特征是：用以校正与空气压力相关的控制信号发生器（54）包含一个由气压传感器（70）来调整的调节电阻（R70），这个电阻与调节电阻（R9）相并联，用以进行空转燃料-空气比的校正。

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