燃料添加劑濃縮物配量系統的製作方法
2023-06-07 01:57:16
專利名稱：燃料添加劑濃縮物配量系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種安全可靠的為卡車燃料箱自動配量燃料添加劑的系統，所述添加劑特別是包含燃料添加型催化劑(FBC)的濃縮物，所述配量基於開關的信號利用重力作為注射手段而實現。在一種情況下，信號來自定位在燃料箱蓋和進料輸送管上的開關，在另一種情況下，信號來自點火開關。
本發明涉及在為車輛加燃料時，能夠安全可靠地向燃料箱引入燃料添加劑的裝置和方法，所述車輛特別是中型柴油發動機驅動的車輛。燃料添加劑，特別是包含鉑族金屬、鈰、鐵、銅、錳、鎂以及類似物或者組合的濃縮物型FBC，可以使得發動機內的燃燒燃料更清潔，因此允許更有效的操作發動機。添加劑還可以作為主要措施或者與後處理裝置結合而減少汙染物。
背景技術：
為配量添加劑而提出的許多現有技術的系統涉及複雜的電氣和/或機械監測，以在燃料中實現活性催化金屬的希望濃度。提供需要更改燃料箱或者更改電路配線的系統對於更新應用而言是不實用的，因為商業上所用的卡車存在巨大不同，即使單個車隊的主人所有的卡車也是這樣。
其他現有技術的系統需要操作員監測和/或介入。然而，車隊操作員需要確保FBC添加劑濃縮物恰當地添加到指定車輛的燃料中，同時不需要特別的操作員實施除其正常加燃料操作之外的任何任務。操作員的監測或者介入可能產生問題，尤其是在相同的車輛被不同的操作員使用的情況下。
當前的和提議的規章挑戰製造商，同時實現良好的燃料經濟性和減少排放兩者。雖然燃料添加劑對於實現規章的目的可能是必須的，但是本領域尚未提供簡單的裝置，能夠在沒有操作員介入或者注意的條件下，以可靠的方式測量加入燃料中的添加劑。
對於添加劑供應商和希望使用添加劑的車隊主人而言，在規律的、一致的基礎上向車輛的燃料箱自動地、恰當比例地引入燃料添加劑是一種挑戰。現在需要一種安全、經濟和有效的解決方案，以解決與規律地向燃料中分配添加劑有關的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種安全、可靠的添加劑配量系統，用於自動向燃料箱引入燃料添加劑，從而改善內燃機的操作和/或減小汙染物排放。
本發明的另一個目的是在需要再次填充之前，保持車輛上的燃料添加劑供應，使其具有操作車輛持續延長的驅動時間的能力，例如至少約750英裡或者一整天的驅動。
本發明的另一個目的是消除對於車輛操作員的需求，所述操作員監測或者促動車輛上的任何裝置從而實現燃料箱的配量。
本發明的另一個目的是提供超控控制，其在車輛加燃料後，操作員未能恰當地關閉燃料箱的情況下，停止添加劑的引入。
本發明的另一個目的是以預定速率配量燃料箱，該速率相應於來自燃料泵的預定的平均加燃料速率。
本發明的另一個目的是在燃料蓋被從燃料箱移走後，自動激活該系統並且在燃料蓋放回到箱上後使該系統無效。
本發明的另一個目的是當發動機運轉時自動激活該系統，並且在發動機關閉時停止該系統。
本發明的另一個目的是利用車輛動力電流來激勵經過校準的小電磁閥。
本發明的另一個目的是利用定時器延時來限制電磁閥線圈打開的最大時間量，從而在預定時間量之後取消對電磁閥的激勵。
這些和其他目的通過本發明來實現，其中本發明提供了燃料添加劑配量系統的兩個實施例，它們都設計簡單並且都用重力來饋送添加劑。
在本發明的第一實施例中，提供了一種系統，其具有下述過程和裝置，從而自動地利用重力並且基於燃料蓋移走信號，向燃料饋送燃料添加劑。在一個優選的方面，本發明包括一種安全可靠的系統，基於定位在燃料箱進料輸送管上並且通過進料蓋的移除而促動的開關發出的信號，利用重力作為注射手段，為燃料箱自動配量燃料添加劑，特別是包含燃料添加型催化劑(FBC)的濃縮物。
在第二實施例中，本發明提供了一種安全的系統，其具有下述過程和裝置，通過重力並且基於來自點火鑰匙或者其他指示發動機已經啟動的指示器的信號向燃料自動饋送燃料添加劑。在優選的方面，本發明包括一種安全可靠的系統，利用重力作為注射手段，為燃料箱自動配量燃料添加劑，特別是包含燃料添加型催化劑(FBC)的濃縮物，基於點火鑰匙開關和控制器的信號，周期性地供應預定計量的添加劑，以維持燃料中的有效添加劑濃度。
優選的方面在下面說明。
圖1是具有開關激活的重力饋送添加劑濃縮物配量系統的卡車的示意圖；圖2是燃料箱進料輸送管上的燃料箱蓋的截面側視圖，該蓋包括磁鐵，其與定位在進料輸送管上的簧片開關一起工作，用於向控制器發送信號；圖3是連接到燃料箱進料輸送管的簧片開關組件的示意性頂視圖。
具體實施例方式
本發明提供了一種安全可靠的系統，其利用重力作為向燃料中注射的驅動力，自動向柴油卡車的燃料箱配量燃料添加劑，特別是含有燃料添加型催化劑(FBC)的濃縮物。注射的計時和速率響應於來自開關的控制信號進行控制，所述開關定位在點火開關和/或燃料箱蓋和進料輸送管上。該系統可有效操作也將FBC添加劑供應到其他車輛，但本說明書是針對柴油卡車來說明的，作為本發明的優選應用。
在本發明以一種如圖1所示的優選方式操作時，FBC添加劑濃縮物自動饋送到卡車10的燃料箱12，以增加的燃料經濟性和/或低排放，為柴油發動機(未示出)提供動力。FBC保持在供應容器14內作為合適化學形態的濃縮物，並且帶有適當的溶劑和其他添加劑，諸如美國專利No.6,003,303及文中引述的參考文獻所述的添加劑。供應容器14定位在控制器促動的分配閥16(典型地，電磁操作的)之上的預定高度，並且通過供應線路18連接在其上，所述供應線路允許FBC濃縮物從容器14流到閥16。
當閥16受到促動而打開時，FBC濃縮物在重力作用下流過閥16和供應線路18和20到達燃料箱12。當閥16受到促動而處於關閉位置時，FBC濃縮物不再流到箱內。優選地，閥16是彈簧或者其他形式偏壓到常閉位置的。因此，必須由正信號來打開閥，並且允許添加劑經過線路18和20到達箱12。閥16優選地具有孔口(未示出)，其經過校準以提供希望的流速。
閥16優選地是電磁閥並且通過響應於傳感器的控制器22發出的控制信號促動，所述傳感器指示點火開關處於打開位置或者蓋子24已經從箱12上移走。圖2示出蓋子24包括一列永久磁鐵26，它們在蓋子處於進料輸送管28上就位時將保持簧片開關30處於打開位置，不向控制器22提供信號。但是，當蓋子24被移走時，簧片開關到達優選的常閉位置，經由控制線路34或者類似物閉合了允許信號發送到控制器22的電路。
圖2示出了蓋子24與燃料箱進料輸送管24螺紋嚙合。蓋子24設置有向下懸垂的襯套25，後者包括多個圍繞襯套25均勻排列的磁鐵26。磁鐵優選地是Nd-Fe-B類型並且方便地是直徑0.5英寸、厚度0.2英寸的鍍鎳盤形式。襯套25優選地是非鐵磁性材料，諸如鋁，並且可以通過適當手段諸如環氧樹脂粘合劑附著到蓋子24上。
簧片開關30如圖3所示，被保持在非鐵磁性的配件(例如，鋁)40內，所述配件諸如通過皮帶42和螺釘緊固裝置44或者其他適當的手段固緊在燃料進料輸送管28上。一般，簧片開關在密封的玻璃殼體內包括兩個相同的平坦鐵磁性簧片，所述玻璃殼體有效地將簧片與環境密封。當磁場到達該開關附近，簧片成為磁路中的通量載體。簧片的重疊端部成為相反的磁極，它們彼此吸引。為了給本發明的裝置適配這種開關，優選地採用C型簧片開關，其中在不存在相反磁極的更強的磁鐵的情況下，小磁鐵可將常開觸點偏壓到閉合位置。本發明在進料蓋內設置了磁鐵26，當蓋子在進料輸送管28上就位時，提供了強大的相反極性的磁場來克服較小磁鐵的偏壓。當蓋子被移走時，較小的偏壓磁鐵足夠閉合該開關，因此電路完整，蓋子脫開的信號被發送到控制器。
控制器22可以包括簡單的帶有預設極限的定時器電路，或者其可以包括可編程邏輯電路，後者提供了明顯的靈活性且不會顯著增加成本。當控制器22接收到信號，即點火開關處於打開位置和/或蓋子被移走，控制器將經過線路36或者類似物向閥16的電磁線圈或者其他促動器發出控制信號，該信號導致閥門打開並且讓FBC添加劑濃縮物從容器流到箱12內。可選地，控制器可以連接在電動開關27上，使車輛響應簡單的接通/斷開信號或者其他信號。
控制器22包括計時裝置或者電路，如果需要，它們可以被設置用於限制閥門16打開時間的最大值和最小值。在一種特定情況下，帶有定時器的控制器僅在點火開關處於接通位置和/或蓋子脫開時允許濃縮物流入箱12，並且僅持續最大10分鐘時間。在這種情況下，已經發現，在重力作用下足夠的FBC添加劑濃縮物可以自動流入66加侖的箱中，利用如美國專利No.6,003,303所述的優選的鉑和鈰添加劑組合物使得燃料對濃縮物的重量比率為大約1500∶1，從而提供了約0.15ppm的鉑濃度和約8ppm的鈰濃度。
這些劑量非常有效地顯著改善了運貨車的燃料經濟性，並且允許使用它們的柴油微粒捕捉裝置(DPT)和其他後處理裝置持續地操作較長時間，以減小這些卡車的微粒排放物。容器14的尺寸希望足夠大，從而為多次加燃料停靠保持足夠的添加劑並且可以操作運行至少一整天。為了滿足至少一整天的驅動或者滿足中型運貨車行駛至少約750英裡，約2升的容量允許車輛操作員免於擔心分配器和免於讓維護人員每天重新充填容器14。其他的設計標準也能良好工作。本發明的優勢在於，該裝置可以以預定的速率配量燃料箱，例如以65ml/分鐘的速率，這相應於20-40加侖每分鐘的燃料泵的加燃料速率。
在脫蓋配量系統中，當蓋子24被移走時，電磁線圈打開閥26並且允許計時的或者以其他方式測量的添加劑量流入箱12，同時點火開關處於接通位置和/或蓋子脫開。復原蓋子優選地停止了添加劑的流入，流速設置成在平均加燃料間隔期間供應預定量的添加劑。
在發動機運轉期間的配量系統中，控制器22可包括帶有預設極限的簡單定時器電路，或者其包括可編程邏輯電路，這樣提供了明顯的靈活性同時不會顯著增加成本。當控制器22接到發動機正在運轉的信號時，控制器將周期性地經由線路36或者類似物向閥門16的電磁線圈或者其他促動器發送控制信號，該信號導致閥門打開和使得FBC添加劑濃縮物從容器流到箱12。
上述說明是為了教導本領域的一般技術人員如何實現本發明，並且其並未旨在窮盡那些在閱讀完本說明之後對於技術工人顯而易見的明顯改動和變形。然而，其旨在表明這些明顯的改動和變形包括在本發明由所附權利要求限定的範圍內。這些權利要求覆蓋了為滿足本發明的目的而執行的全部布置和順序中所指示的組件和步驟，除非上下文中特別地指示出相反情況。
權利要求
1.一種安全可靠的系統，基於定位在燃料箱進料輸送管上並且通過進料蓋的移除而促動的開關發出的信號，利用重力作為注射手段，為燃料箱自動配量燃料添加劑，特別是包含燃料添加型催化劑(FBC)的濃縮物。
2.如權利要求1所述的系統，其中，開關是簧片開關。
3.如權利要求1所述的系統，其中，在蓋子移除後，在經過預定的時間段例如10分鐘後，停止配量。
4.如權利要求1所述的系統，其中，信號操作電磁閥打開以允許添加劑流動。
5.如權利要求1所述的系統，其中，在蓋子位於進料輸送管上時，蓋子中的磁鐵保持簧片開關打開，並且當蓋子被移除時，允許簧片開關關閉。
6.一種安全可靠的系統，利用重力作為注射手段，為燃料箱自動配量燃料添加劑，特別是包含燃料添加型催化劑(FBC)的濃縮物，基於點火鑰匙開關和控制器的信號，周期性地向燃料箱供應預定量的添加劑。
7.如權利要求6所述的系統，其中，添加劑供應的速率基於平均燃料消耗量。
8.如權利要求6所述的系統，其中，當鑰匙處於斷開位置時，停止配量。
9.如權利要求6所述的系統，其中，信號操作電磁閥打開以允許添加劑流動。
10.如權利要求6所述的系統，其中，設置了燃料添加劑容器以保持允許駕駛一天的足量濃縮物。
全文摘要
提供了一種安全可靠的為柴油卡車燃料箱自動配量燃料添加劑的系統。該添加劑，諸如包含燃料添加型催化劑(FBC)的濃縮溶劑，在重力作用下饋送，並且配量利用開關的信號控制，所述開關定位在點火開關和/或燃料箱蓋和進料輸送管上。當點火開關處於接通位置和/或蓋子被移走時，電磁線圈打開閥並且允許計時的或者以其他方式測量的添加劑量流入箱中，同時蓋子脫開。復原蓋子和/或關閉點火開關優選地停止添加劑流量，流速設置成在平均加燃料間隔內供應預定量的添加劑。
文檔編號F02B75/12GK101027467SQ200580027063
公開日2007年8月29日 申請日期2005年7月1日 優先權日2004年7月1日
發明者詹姆斯·M·瓦倫丁, 柯蒂斯·J·納普 申請人:克林迪塞爾技術公司