用於噴射液體蒸氣的系統的製作方法

2024-02-03 19:14:15

專利名稱：用於噴射液體蒸氣的系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於噴射蒸氣的系統，所述蒸氣在液體狀態在壓 力作用下為液體，所述系統包括用於所述蒸氣的存儲箱，所述蒸氣在 壓力作用下為液體；泵，連接到其處；供應管路，連接到所述泵；噴射 器，連接到所述供應管路；返回管路，在噴射器和所述存儲箱之間延伸； 燃料控制裝置，用於控制由所述噴射器噴射的液體蒸氣的量，其中泵控 制裝置用於根據待分配的液體的量來控制泵的輸送。
背景技術：
這種類型的系統可以從WO 99/61769中獲知。專利權人已經以LIP 名義銷售了這樣一種系統很長時間，其中，液化的蒸氣以液體狀態被噴 射到內燃機中。這種系統的優點包括非常精確的控制，由此，可以滿足 最嚴苛的排放要求。另外，對於還可以由汽油驅動的內燃機，功率的損 失可以不計。
利用這種系統，壓力調節器存在於最後的噴射器和返回管路之間 的連接裝置中，或者存在於返回管路中。這樣，可以確保噴射器中的壓 力在適合的範圍內。專利權人還提出了使用具有變量輸送的泵，從而， 當內燃機上的負荷小時，即待噴射的燃料，泵的輸送小於在滿負荷情況 下的輸送。

發明內容
本發明的目的是簡化這種系統，並且增大其操作可靠性。 這個目的通過上述系統實現，其中，在工作過程中，所述供應和 返回管路以連續流動的方式彼此連接，不具有可以完全閉合的部件，其 中，節 裝置設置在所述排出管路中，其提供了基本恆定的貫通流動。根據本發明，迄今使用的壓力調節器不再使用。術語壓力調節器 應當理解成表示具有可變開度的截流閥。根據所述調節器檢測的壓力， 可變開度的尺寸被控制。如果壓力不夠，這種截流閥將完全閉合。
利用本發明，在操作過程中可以完全閉合的截流閥沒有設置在系 統中，系統包括供應管路、噴射器、排出管路。根據本發明，存在節流 裝置或者流動調節器，然而，其提供了永久的、基本恆定的貫通流動。 根據本發明，利用噴射器，通過非常精確地調節泵的輸送而實現了適合 的壓力。這與現有技術是相反的，現有技術中，泵僅可以在一些離散的 操作狀態下操作，由此，必須使用可以精確控制的壓力截流閥。通過改 善泵的可控制性，不再需要這個部件，並且因此系統的可靠性可以進一 步改善，同時降低其成本。
根據本發明的特定實施例，所述泵另外優選用於相對於所述箱中 存在的壓力提供相對有限的壓力增加。所提到的值相對於存儲箱中的壓
力最大大約5 bar，並且更特別的是大約4 bar。結果，所述泵可以具 有較簡單的設計。
上述系統結果是平均來說較少的燃料循環，這依次又導致較少 的加熱，並且另一方面，可以可靠的防止產生蒸氣氣泡的不利影響。
根據上述泵的特定實施例，後者實現為軸流泵。這種泵包括轉子， 所述轉子具有大量的腔，所述腔軸向設置在其中。在轉子的一側上，設 置有入口和出口，同時， 一管道設置在相反側，所述管道的橫截面從入 口朝著出口減小。這種泵以非常簡單的方式操作，並具有很少的活動部 件，由此，產生了很高的操作可靠性。
根據本發明的另一個變形，所述泵設置有電動機，該電動機具有 碳刷。由於存儲箱中的不可燃的混合物，在形成火花的情況中，不會出 現爆炸等的風險，特別是如果所述泵放置在存儲箱中。
根據本發明，節流裝置用於提供恆定的流動。所有這些可以通過 第一控制裝置控制。還可以使用完全獨立操作的裝置。更特別的，具有 恆定的返回流動。這樣，總可以確保循環。其結果是可變的噴射壓力。
如果系統與用於內燃機的汽油系統結合使用，並且更特別的是如 果系統配合在較靠後的級的某一位置處，可以以有利的方式使用這種汽油機中的ECU中的信息，從而控制系統。
根據本發明的另一個有利實施例，噴射器沒有直接連接到入口歧 管。根據一個特定變形，特別是對於多缸內燃機，這些噴射器直接連接 到另一個旁邊，並且柔性管路在每種情況中在噴射器和入口歧管之間延 伸。結果，包括噴射器的單元可以以特別緊湊的方式配合。另外，在入 口歧管上需要較少的空間來為噴射器提供連接。
根據本發明的特定實施例，小的分配管設置在用於液體燃料的噴 射器中。這些設置成是隔離的(insulation),從而防止由於進入的空 氣中存在的水分導致的凍結。
本發明的另一個實施例中，安全截流閥設置在系統的供應部分中。 應當理解，這種安全截流閥在操作中完全開啟。 一旦這些截流閥閉合， 系統停止。
作為用於恆定流動的調節器，提到一種調節器，利用它，實現了 10-20 1/hr的流速。


下面將參考附圖所示的典型實施例詳細描述本發明，附圖中
圖1示意性示出了根據本發明的系統；
圖2示出了與本發明的系統一起使用的泵的橫截面；
圖3示出了圖2的泵的部分；和
圖4示意性示出了流動調節的一個實例。
具體實施例方式
圖1中，根據本發明的系統用附圖標記1表示。它包括用於被液 化的蒸氣的存儲箱，所述蒸氣例如LPG。然而應當理解，可以使用任何 液化的蒸氣。提到的實例可以是純丙烷和丁垸。
在存儲箱2內，配合有泵，通過所述泵，燃料被抽取到存儲箱外, 並且被加壓。通過安全截流閥4，燃料被泵送到供應管路5中。相對於 存儲箱的壓力增加在0. 5-5 bar的範圍中，並且更特別的，大約3-4 bar。 在供應管路中，在內燃機8和噴射器6附近，設置有另外的安全截流閥9。在工作過程中，安全截流閥4和9完全開啟，並且當不操作時，它 們完全閉合。
在安全截流閥9的下遊，串行連接有噴射器。這種情況中，內燃 機是四缸發動機，其使用四個噴射器6。這些電連接到控制單元13。
在最後一個噴射器6的下遊，設置有返回管路11，節流裝置 (restriction) 12結合在返回管路11中。這個節流裝置12的有效橫 截面是可變的，並且通過控制單元13控制。應當理解，在一個變形中， 可以使用這樣的節流裝置12,其具有不可變的貫通流動橫截面積。兩 種情況中，在供應管路5和排出管路11之間總是具有貫通流動連通。 排出管路11通向存儲箱2中。
噴射器6直接彼此相鄰設置。柔性管路15在內燃機8的噴射器6 和入口歧管7之間延伸，管路15具有至少5釐米的長度。這些以非常 緊湊的方式連接到小的分配管10，分配管10設置在入口歧管的各個抽 吸管中。其詳細結構沒有示出，但是在入口歧管的空氣(氣體)管道中 延伸的部分中，它們包括液化氣通過其被引入的中間部分以及設置在它 周圍並相對於其隔離的部分。在操作過程中，設置在中間部分周圍的這 個隔離部分具有高的溫度，以至於在其處不存在由於空氣中存在的溼氣 而造成的冰的沉積。
控制單元13連接到內燃機8的ECU 14，所述內燃機實現為基於兩 種類型的燃料而運行，也就是說另外可以基於汽油、乙醇等運行。如果 系統沒有設計成與另一種燃料系統相結合而運行，控制單元13將連接 到傳感器，傳感器指示內燃機的工作參數。同樣在這裡所示系統的情況 中，單獨的傳感器可以設置，從而向控制單元提供內燃機的特定的工作 參數，並且在此基礎上進行可能的控制。
上述系統的工作如下所述
根據所需要的工作狀態，例如在汽車發動機的情況中通過壓下加 速踏板所確定的工作狀態， 一定量的液體燃料將必須通過噴射器6被分 配。這個量通過控制單元13被確定。根據這個所需要的量，控制單元 13將調節泵3的輸送。根據本發明，這以非常精確的方式進行。結果， 可以實現穿過返回管路11的幾乎恆定的返回流動。這種返回流動總是必須的，從而能夠將氣泡泵送到供應管路和噴射器外。這意味著根據本
發明，不再需要在節流裝置12處使用壓力調節器。
如上所示，可選的可以改變節流裝置12的有效橫截面，從而確保 穿過返回管路11的基本恆定的流動。所有這些取決於穿過管路11的返 回流動的所需要的精度。
圖4示出了開口 12的實例。它包括缸20，活塞21以相當的間隙 設置在所述缸中。箭頭22示出了流動方向。圖4中，活塞21被相對弱 的彈簧23向左擠壓。具有相對小的孔的開口通過附圖標記24表示。
這種流動調節器的工作如下所述
從左手側撞擊活塞的流體沿著開口 24的方向擠壓活塞，逆著彈簧 23的作用。結果，穿過開口 24的流速將減小，並且活塞21將由於彈 簧23的壓力而向左移動返回，這導致流動增加，並且由於增大的流動， 活塞將以上述方式向右移動返回。
這種簡單的流動調節器是特別可靠的，並且通過它，在供應流體 的極大變化的壓力下，可以例如保持每小時10-20升之間的恆定流動。
圖2示出了泵3的轉子。這個轉子通過附圖標記16表示。附圖標 記17表示碳刷，其提供了穿過轉子繞組的電壓，同時附圖標記18表示 軸向螺旋件(screw)。附圖標記19表示具有可變橫截面的管道(圖3)。 圖4中，用於軸向螺旋件18的入口用附圖標記20表示。出口21僅僅 部分可見。附圖標記23表示軸向螺旋件18中的隔室(compartment)。 入口 20直接與具有最大橫截面的管道的部分相對，而出口 21與最小的 橫截面相對。這個類型的泵已經證明製造特別簡單，並且可以以非常精 確的方式控制。
這個可變的節流裝置12然後以這樣一種方式設計，即恆定量的液 體以及其中存在的任何氣泡一起被返回，與泵3造成的壓力增加無關。
閱讀上述內容之後，本領域技術人員將很容易想到本發明的變形， 這種變形可以與上述系統一起使用。這種變形落在權利要求的範圍內， 但是應當強調，從屬權利要求明確限定了權利範圍。
權利要求
1.一種用於噴射蒸氣的系統(1)，所述蒸氣在液體狀態的壓力下是液體，所述系統包括用於所述蒸氣的存儲箱(2)，所述蒸氣在壓力下是液體；連接到其處的泵(3)；供應管路(5)，連接到所述泵；噴射器(6)，連接到供應管路；返回管路(11)，在噴射器(6)和所述存儲器(2)之間延伸；燃料控制裝置，用於控制由所述噴射器噴射的液體蒸氣的量，其中，泵控制裝置設置用於根據待分配的液體的量來控制泵的輸送，其特徵在於，在工作過程中，所述供應和返回管路以連續流動的方式彼此連接，不具有可完全閉合的部件，其中節流裝置(12)設置在所述排出管路中，所述節流裝置提供了基本恆定的貫通流動。
2. 如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述泵(3)實現為相對於所述存儲箱內的壓力提供最大5 bar的壓力增加。
3. 如上述權利要求中任一項所述的系統，其特徵在於，所述泵是軸流泵。
4. 如上述權利要求中任一項所述的系統，其特徵在於，所述泵是設置有碳刷的電動泵。
5. 如上述權利要求中任一項所述的系統，其特徵在於，所述排出管路包括流動調節器，流動調節器設計成實現所述液體蒸氣的基本恆定的返回流動。
6. 如上述權利要求中任一項所述的系統，其特徵在於，所述燃料控制裝置包括用於汽油機的ECU (14)。
7. 如上述權利要求中任一項所述的系統，其特徵在於，包括入口歧管(7)，其中兩個噴射器(6)設置在彼此旁邊，並且在每種情況中，具有至少5釐米長度的管路(15)設置在所述噴射器和所述入口歧管(7)之間。
8. 如上述權利要求中任一項所述的系統，其特徵在於，包括歧管(7)和設置在所述歧管中的分配管(10)，所述分配管並且連接到所述噴射器，在所述歧管中延伸並且與蒸氣接觸的分配管的部分相對於所述分配管的外部隔離，所述蒸氣在壓力下是液體。
9.如上述權利要求中任一項所述的系統，其特徵在於，包括安全截流閥(4， 9)，安全截流閥設置在存儲箱上，並配合在供應管路的下遊端，所述安全截流閥(4， 9)在工作過程中不閉合。
全文摘要
一種用於噴射蒸氣的系統，所述蒸氣在壓力下是液體，例如LPG。該系統包括存儲箱(2)、泵(3)、供應管路(5)、一個或多個噴射器(6)和返回管路(11)，管路(11)從噴射器延伸到存儲箱。為了儘可能防止燃料加熱，穿過返回管路(11)的液體蒸氣的量在最大可能的程度上被限制。另一方面，噴射器(6)的壓力必須在預定的範圍內。根據本發明，這通過不再使用位於最遠的下遊的用於噴射器的壓力調節器而實現，並且通過在待噴射的燃料的量的基礎上控制燃料泵的輸送而實現。如果需要，節流裝置(12)可設置在返回管路(11)中，但是在工作過程中，供應和排出彼此連通。相應的節流裝置(12)可以設計成使得它提供恆定的燃料流動。
文檔編號F02M21/02GK101668940SQ200780028857
公開日2010年3月10日 申請日期2007年7月3日 優先權日2006年7月3日
發明者B·A·比姆, C·H·坦肯斯, L·R·格倫, P·M·范艾耶克, S·A·M·亞斯瑪, S·M·E·登·布羅艾克 申請人:維亞勒·奧爾特納蒂韋燃料系統公司