均質化燃料增強系統的製作方法

2023-09-13 06:35:45 4

專利名稱：均質化燃料增強系統的製作方法
技術領域：
本發明的方面大體上涉及燃料系統，具體地，涉及利用多燃料混合物運行的增強燃料系統。
背景技術：
本領域的現狀如下作為背景，在過去數十年間，人們做出了與提升內燃機的效率或降低其排放的各種手段有關的種種努力。這些努力中的一些關注於實際發動機設計，具體地，燃料遞送、燃料噴射以及燃燒系統和過程，而其他努力與改進燃料本身有關，以在某種程度上增加其燃燒效果或其燃燒的效率及均勻性，因此，「更清潔」的燃燒過程導致其產生的功率增加和/或排放降低。本申請主要涉及前一類對燃料系統本身的改進，在本文呈現了多種新的和改進的均質燃料系統和系統組件，其好處將是顯而易見的。 總體來說，關於現有技術，迄今為止所有已知的增加內燃機效率的努力最多都只達成了微小的成功。大多數這樣的「改進」僅使得實際效率略微增加，並且/或者這樣的「改進」是利用技術上或實踐中不可使用的方法達成，例如使用不能輕易獲取或安全使用的燃料，或者使用極大地增加發動機成本和複雜性的系統及硬體。舉例來說，在現有技術中，當前許多工作是利用均質充量壓縮點火(HCCI)完成的。在理想的「實驗室類型」使用中，利用HCCI的汽油內燃機中的效率增益在百分之三十(30%)的量級上。然而，由於該方法對於燃料的敏感性質以及為了產生自動燃燒反應而對於燃料室中溫度和壓力條件(壓縮比率)的精確要求，因此在發動機經受不同負載需求的實際道路測試中，HCCI方法發生故障，不僅導致幾乎沒有效率增益，而且在某些情況下導致發動機故障(預爆轟)。提升內燃機的效率和/或減少其排放的其他嘗試包括燃料分餾、在進氣口添加添加劑(由此添加劑不與燃料反應，直到其在燃燒室中相遇)、以及以某種方式將實際燃料添加劑或配方引入燃燒室中，由於各種原因，在給定具體系統或實施方法的情況下，實際燃料添加劑或配方相對不太有效。首先，關於現有技術燃料分餾方法，大體上，許多參考文獻教導了車載分餾，或者將燃料分離成輕和重的蒸餾物，或者，舉例來說，將燃料調理成各種用途，取決於發動機的需求，例如啟動、怠速與高RPM，高或低負載、或者「暖機」操作。授予Pinotti的美國專利2，758，579以及授予Hilton的2，865，345 (被共同轉讓且可追溯至1950年代)教導了液態殘餘燃料和液態分餾燃料成比例地混合併通過機械計量遞送給發動機的系統。在燃料餾分的混合方面，Hilton教導了 「孔流混合器32」，其大體上在本領域中被限定為「兩種或多種 液體通過孔收縮而被噴出從而導致湍流以及後續的混合動作的布置」，而Pinotti教導了燃料餾分通過比例閥5並隨後到達閉環注射循環系統，混合物在該閉環注射循環系統中「通過抵抗安全閥25的背壓的頭部23」被保持「在攪拌或湍動的狀態下」。Pinotti和Hilton還涉及了殘餘和/或分餾燃料加熱器，用於通過熱調整一種或多種燃料餾分的粘度，從而有助於燃料混合過程，尤其是在冷啟動期間。最近,授予Kemmler等人的美國專利6，067, 969教導了一種用於內燃機的燃料供給系統，該系統其中用於流體燃料的燃料箱，燃料供給線從該燃料箱導向燃料噴射設備以及同樣連接到燃料箱的用於低沸點的燃料組分的蒸發和冷凝設備。還提供了連接在蒸發和冷凝設備下遊的中間冷凝箱，冷凝線從該中間冷凝箱導向控制閥，該控制閥調節對噴射設備的供給。用於產生於蒸發和冷凝設備中高沸點燃料的殘餘燃料線的終點是附加箱，殘餘燃料供給線從該附加箱連到安裝在燃料供給線上的換向閥。換向閥是受控的，從而高沸點燃料從殘餘燃料供給線被供給到通往發動機的噴射設備的燃料供給線中。Kemmler描述了「使用往復閥3以及換向閥6，能夠確保通過選擇性地用燃料(S卩，原始燃料、來自冷凝線15的低沸點燃料或者來自殘餘燃料線12的高辛烷值燃料)供給發動機，以將儘可能好的燃料組分供給發動機，以實現最佳運行」。類似地，授予Holder等人的美國專利6，571，748和6，622，664教導了一種用於內燃機的燃料分餾系統，該燃料分餾系統作為燃料供給系統一部分，具有用於液態燃料的燃料箱、將燃料從燃料箱中抽取並將燃料加壓到噴射壓力(燃料在該壓力下可用於內燃機)的燃料泵、燃料分餾設備(其優選地是蒸發器或蒸發室的形式，並利用燃料產生燃料至少一種液態燃料餾分)、以及聚積器，該聚積器從燃料分餾設備接收液態燃料餾分，將其貯存並使得其可用於內燃機，燃料和燃料餾分根據需求通過燃料供給系統被饋入內燃機，而聚積器是壓力聚積器並包括用於在壓力聚積器材內將燃料餾分加壓到噴射壓力的壓力產生裝置。在另一實施方式中，根據存儲在控制單元中的性能表，燃料和餾分依賴發動機的運行狀態在混合室中混合，隨後，混合物以受控的方式被供給到發動機中。Holder在『664專利中描述了 「就所設想的發明構思而言，燃料餾分以氣體形式還是以液體形式存在並不重要」，而同時又描述了 「燃料混合物以傳統方式被噴射內燃機的獨立燃燒室」，從而Holder事實上並沒有教導或實現液態-氣態燃料混合物的噴射。當然，Holder公開了車載地將液態燃料分成至少兩種餾分的燃料系統，兩種餾分例如是相對高和相對低沸點的餾分(例如通過真空蒸發)，餾分隨後被以「對瞬時發動機運行狀態來說是最優」的方式或比例混合，從而在該發明中需要動態或連續可變的燃料混合，在這方面與Kemmler十分相似。Holder的主要目的看起來是排放控制。更近期的授予Glenz等人的與燃料分餾系統相關的美國專利7，028，672和7，055，511教導了一種用於內燃機的燃料供給系統，該系統具有兩個分離的用於液態燃料存儲容器，這兩個存儲容器都連接到第一可控閥，該第一可控閥經由包括有燃料泵的連接管線連接到第二可控閥的入口，該第二可控閥具有兩個出口，這兩個出口通過分離的燃料管線與內燃機的燃料噴射噴嘴連通，兩條分離的燃料管線都包括燃料壓力調節器，其中一個調節器與兩個分離的燃料存儲容器中的一個連通，另一個調節器與另一個燃料存儲容器連通，以前多餘的燃料返回到燃料存儲容器中， 燃料從燃料存儲容器中被供給到燃料噴射噴嘴。具體地，Glenz系統涉及將替代液態燃料像源自燃料分餾單元並且被推入注射器(如通過壓縮空氣或其他氣體)那樣一次遞送給發動機的一個噴射器，這種方法類似於公知的原始的Rudolph Diesel噴射方法。與Holder —樣,Glenz的焦點仍然是減少排放,特別強調了發動機運行的啟動和預熱階段，尤其強調了優化「啟動」和「主要」燃料混合物的車載混合和受控使用，如同由燃料分餾單元產生的一樣。因此，關於現有技術的燃料分餾系統，應該意識到僅僅教導了 通常以可控、可變的方式將液態燃料或燃料餾分共混物引入發動機的燃料噴射系統，以適應發動機的需求，同時減少排放，例如當冷啟動或類似情況下；而沒有教導或暗示循環迴路和/或體積膨脹設備將存儲在於燃料噴射系統的外部，作為發動機的整個燃料遞送系統的一部分，其中，液態和氣態燃料的共混物將被充分的混合併維持在大體上均勻混合的狀態，直接被遞送到發動機的燃料噴射系統以在噴射後更好地霧化燃料混合物，並因此更有效的燃燒。關於通過進氣口而不是在燃料流中引入燃料添加劑(例如丙烷或氫)，本領域已知多種使添加劑進入燃燒室作為氣流的一部分的方法。例如，授予Funk的美國專利7，019，626教導了將發動機轉換成多燃料發動機的系統、方法和裝置，其中，一些燃料的汽油或柴油在燃燒室中由通過進氣口引入或者獨立地直接進入燃燒室的第二燃料(例如天然氣、丙烷或氫)的出現所替代。Funk系統包括用於測量第二燃料的控制單元和指示第二燃料相對於柴油或汽油被燃料的量的貯室指示器。Funk指出其發明的目的在解決柴油發動機的排放缺點，並說明了公開的各種實施方式降低了顆粒物排放，同時提供了 「向操作員報告燃燒的替代燃料的量的廉價柴油或汽油發動機轉換方法和裝置」。在公開號為KR 2004/015646A的韓國專利申請中，Bai教導了液態和氣態燃料被混合，隨後通過進氣口被立即傳輸到燃燒室中。具體地，Bai公開了噴射混合器1，其包括布置在氣態燃料供給管11和液態燃料供給管13的端部的氣體和液態燃料混合管15，從而混合從供給管供給的燃料，其中，氣體和液態燃料混合管15具有多個出孔，燃料過濾器17與混合管15間隔開以從混合燃料中過濾掉大顆粒，隨後混合燃料通過混合燃料供給管19傳輸給發動機。顯然，在燃料添加劑通過進氣口或者甚至通過從主液態燃料分離地噴射(關於此的更多情況在下文結合更多現有技術實例描述)而被引入燃燒室的任意情況下，沒有提供能夠將主要和次要燃燒或液態和氣態燃料在噴射和燃燒事件之前充分地混合在一起的方法。現在討論將燃料添加劑(例如丙烷或氫)引入燃料流中，具體地，授予Klenk等人的美國專利6，845，608教導了一種用於運行內燃機的方法，其中，至少兩種不同的燃料同時被供給到內燃機的至少一個燃燒室中。更具體地，Klenk公開了主要出於減排目的而將氫氣和柴油燃料通過常規噴射器一起噴射，正如為上述的大部分「燃料分餾」 一樣。類似地，授予Yang的美國專利6，427，660教導了一種具有至少一個燃燒室10的壓縮點火內燃機7，該燃燒室10具有空氣入口 14和排氣出口 26，並且提供了具有混合室46的雙燃料噴射器，該混合室46的出口通過第一閥54與燃燒室10流體連接。液態燃料線64用於將液體燃氣遞送到混合室46。液態燃料線 64通過第二閥60連接到混合室46。還提供有可燃氣體管線56，用於將壓縮的可燃氣體輸送至混合室46。在第一閥54打開之後，液態燃料通過壓縮的可燃氣被送入燃燒室10。因此，根據這樣的現有技術，顯然只展示了液態和氣態燃料實質上被共同噴射，而沒有展示用於在噴射之前充分地混合添加劑和基礎燃料的方法。現有技術中，將多種燃料混在一起作為噴射前的常規流的其他方法包括不利的特徵，並且仍然沒有提供大體上均質地混合液態和氣態燃料並且在噴射前維持這種均質性的期望手段。例如，授予Watanabe等人的美國專利6，513, 505教導了通過各自的配給導管3連接到共軌4上的噴射器2，以及從液態燃料箱2饋入的液態燃料和從附加液體箱9饋入的額外液體的混合物，其中，附加液體箱9隨後饋入共軌4。包含在混合物中的額外液體轉變成其超臨界狀態，並且混合物被從噴射器2噴射到發動機中。配給導管3的入口相對於共軌4的位置使得其打開成液態燃料層，當混合物分離時，該液態燃料層將形成在共軌4中。因此，雖然教導了燃料組分(例如柴油或輕油以及添加劑，添加劑例如水、二氧化碳、氫和烴類，烴類例如乙醇、甲烷、乙烷)能夠在燃料噴射系統的上遊被混合，這裡是位於注入泵6前方的氣相12中，但Watanabe還只是公開了額外液體始終保持在其熱力學臨界點上，或者具有液體和氣體的特點。為了維持燃料添加劑的這種超臨界狀態，Watanabe教導了將從添加劑箱9到加壓泵6的整個燃料線中的溫度維持在「額外液體的臨界溫度T。之下」，將壓力維持在「額外液體的汽化(液化)壓力之上」。為了實現這個目的，Watanabe的系統增加了複雜性和隨之而來的成本。此外,維持和處理這些微妙平衡的物理燃料性質在噴射系統中提出了進一步的挑戰，具體地，在共軌4中。Watanabe中垂直方向的共軌4特意被配置為不僅維持具體溫度和壓力，還允許當發動機關閉時分離來自主要液態燃料(例如柴油)的額外液體，即氣態燃料(例如天然氣或甲烷)，而柴油佔據共軌的底部空間，從而柴油被首先噴射，直到共軌預熱，額外液體返回其超臨界狀態，並且兩種燃料組分隨後在某種程度上再次混合，直到「最終共軌4中的兩層消失」。因此，顯然Watanabe為了將額外液體維持在超臨界或液體狀態在其「燃料供給設備」中引入了相對昂貴和複雜的特徵，Watanabe指出為了實現充分地與主要燃料相混合，這是必須的，甚至明確地教導了「如果額外液體在其與液態燃料混合之前蒸發，或者甚至在其與液態燃料混合之後在其轉換到其超臨界狀態之前蒸發，液態燃料和額外液體不能彼此均勻地混合」。Watanabe接著陳述了「如果額外液體蒸發，則其容積上升。因此，難以充分地供給額外液體」。因此，Watanabe明確地教導了燃料成分必須基本上在整個系統中保持在液態或超臨界狀態，而在運行時利用溫度和壓力，從而充分地混合併隨後噴射液態燃料混合物。類似地，在現有技術中另一種類別的多燃料系統中，教導了一種相反的方法，其中，氣態燃料組分(例如丙烷)成為主要燃料燃料，而液態燃料(例如柴油)是次要點火或燃料催化劑。例如，Martin等人的國際公開號為WO 2008/141390的專利公開了一種用於諸如液化石油氣的高蒸汽壓液態燃料的噴射系統，該系統通過利用能夠產生2. 5MPa壓力的高壓泵「將燃料液體保持在預期運行溫度」。燃料可經由軸向或底部饋入注射器被直接噴射汽缸或者噴射發動機的進氣歧管，並且也可以與低蒸汽壓燃料(例如柴油)混合以被類似地噴射。混合或未混合的燃料可高壓存儲在聚積器中，一段時間後，再重啟發動機時，在燃料轉換和噴射期間協助保持發動機運行。同樣的噴射器可被用於將任何燃料或燃料的混合物噴射。因此，如Watanabe及其他人一樣,Martin也教導了期望將所有燃料成分始終維持在液體狀態，以有助於在噴射之前和噴射期間的燃料的混合和其他處理。在Bysveen等人的公開號為US 2008/0022965的美國專利申請中，教導了一種壓縮點火內燃機，其利用基於甲烷的燃料運行，並再次使用柴油或類似物作為「點火啟動劑」。可將運行發動機的燃料和方法使用在一系列應用中，例如，路面或水面交通工具，或者使用在靜態應用中，例如，發電站。就如同Watanabe和Miller —樣,Bysveen教導了「氣體燃料被加壓或液化，並與柴油燃料混合」(在發動機或車輛場外)，並隨後「預混合的燃料3被饋入存儲容器4中，存儲容器4將燃料維持在加壓或液體狀態」。在Bysveen的替代實施方式中，「噴射器206被配置成接收兩種燃料組分並將其同時引入燃料室中」。此處，與Klenk很像，例如，「兩種組分在噴射到燃燒室之前在噴射器中立即混合，確保點火啟動劑在加壓或液化的氣體中的均勻分散」。因此，Bysveen、Klenk和其他類似系統中不存在燃料預加壓，由此，僅可以使用共軌，而不能使用直接或機械噴射，否則，可能出現泵氣蝕，並且在Bysveen的情況中，仍然需要專門設計的液壓噴射器的形式的附加硬體，以確保液體-氣體燃料混合物被充分噴射(即，可導致氣阻的多餘的蒸汽生成減少)。同樣與Klenk、Holder和其他人一樣，Bysveen的主要目的也是降低排放，而不是提升燃料效率。簡要地參考另一個PCT專利申請,類似於Bysveen,授予Fisher的公開號為WO2008/036999的國際專利教導了雙燃料系統和組件，其中，液體LPG和柴油混合併隨後通過共軌被分配至燃燒室。根據雙燃料系統的優選實施方式，Fisher認為僅需要對柴油發動機進行輕微改變，而不需要改變製造商的規格。根據Fisher，液體燃料混合物的最終燃燒提供了更為清潔的排放和相對便宜的車輛運行成本，這是由於實際上使用了更便宜的燃料，而不更高效率的結果。更詳細一點，Fisher教導了預加壓的液體柴油和液體丙烷在混合室28中的被動混合，混合室28被配置為球形貯存器，其中各個燃料流彼此離軸地被引入以產生旋流(swirling)效應，並由此「適於混合液化氣體的成比例流和柴油的成比例流，從而形成液態燃料混合物」。絲網61置於混合室28中「以幫助燃料的混合」或攪動。Fisher教導了液態燃料混合物「優選地在高壓下被泵入共軌中，從而液態燃料混合物保持在液體狀態」。因此，如同Watanabe、Bysveen、Miller和其他人一樣，Fisher也教導了液態和氣態燃料將處於液體狀態(例如通過足夠的壓力)，在公開的燃料系統內的混合和遞送過程中均處於液態。同其他人一樣，Fisher也表現出僅關注降低排放。
因此，在上文中總結的現有技術包括各種系統，通過這些系統，主要的柴油發動機可通過下述方法被轉換成在「雙燃料」或「多燃料」模式下運行分餾液態燃料(Hilton、Pinotti、Kemmler> Holder和Glenz)、添加另一種燃料成分到燃料流(Klenk、Yang和Watanabe)或者進氣口(Funk和Bai)、或者通過有效地改變燃料並將少量柴油噴射到燃料室中作為催化劑，或者以Bysveen的話說，作為「點火啟動劑」，有時被稱為「引燃噴射」，其點燃或燃燒通過進氣口進入或直接進入與柴油分離的或在壓力下與柴油混合(Martin、Bysveen和Fisher)的室的替代燃料(例如天然氣、丙燒或氫氣)。當然,在任何方式下,柴油的百分比被燃燒事件中的這種替代燃料替換，使得廢氣排放降低，特別是可吸入顆粒物。這也可降低燃料成本，如果替代燃料比柴油便宜，儘管未必會降低整體燃料消耗或實質上提供燃料效率。上文所強調的關於多燃料噴射的最近的一些方法甚至建議這樣的替代燃料在噴射之前與柴油燃料在上遊某處混合，但是這些其他參考文獻教導了柴油仍然是相對於替代燃料的小比例的輔助燃料或「點火啟動劑」，並且/或者燃料組分的具體物理狀態(例如通過足夠高壓的超臨界或液化)始終保持不變，以使燃料令人滿意地混合且被共同噴射(參見Watanabe和下文的Ishikiriyama和Hibino),或者並沒有以其他方式提供用於在噴射之前大體上均質混合燃料的教導或結構，從而通過氣體或低沸點的燃料成分的均勻分散而提升柴油或混合物的其他主要燃料組分的霧化效應。特別是關於混合液態和氣態燃料組分的方法，許多現有技術參考文獻均提及了「混合室」、「孔流混合器」、「噴射混合器」、「阻氣門」或「文氏管」、或者系統內具有「攪拌器」(例如絲網或攪拌葉片)的存儲空間，並沒有參考文獻教導串聯的多室或足以允許氣態燃料大體上在多燃料混合物到達噴射系統之前在液態燃料中到達均衡或飽和程度的任何具體幾何形狀或最小體積相對於本發明的多燃料系統的其他示例性實施方式，在上文討論的現有技術之夕卜，還有一些額外的值得一提的現有技術方法，尤其是它們涉及使用氮氣作為液-氣多燃料混合物的氣態燃料添加劑。首先，使用氮(作為一種惰性的氣體)作為燃料系統內的爆炸或燃料抑制劑是公知的。例如，在授予Susko的美國專利6，634，598中，教導了在飛行器或其他車輛燃料箱中的液態燃料之上的空間中使得相對於氧氣的合適比例的氮，從而「在火源或箱中另一種潛在爆炸性事件的侵擾下不支持燃燒」。Susko公開了氮源自加壓箱13，該加壓箱13與液態燃料箱11通過閥連通，並且基於由某類探針檢測到的箱中氧氣含量計量通到箱中。因此，在這種情況下，顯然，氮在燃料系統中被作為出於安全原因的燃燒抑制劑，而不是任何種類的燃燒增強劑，由此並沒有教導將氮作為實際的燃料添加劑。同樣參見Marwitz等人的公開號為 US 2007/0151454 且題為「Mobile Nitrogen Generation Device」的美國專利申請中的第5段。Marwitz大體上教導了一種出於將惰性的氮噴射至鑽孔中以防止鑽孔操作中的點火和腐蝕的目的而將氮從大氣中分離的系統。因此，傳統上來說，任何形式的氮被結合到液態燃料其自身，而不是作為惰性的氣體與燃料分開存在並處於燃料上方的空間，其已經被教導為一種碳氫燃料中化學化合物，用於除燃料之外的其他目的，而不是簡單地混合到液態燃料中作為「純」氮氣N2。在授予Tomassen等人並轉讓給殼牌石油公司的美國專利5，139，534中，教導了一種「用於降低柴油發動機的噴射器的汙垢的柴油添加劑，其至少具有通式為CH3 (CH2)n— A — NH2的含氮化合物的有效濃度，其中，η為4-18，A是一CH2—或一CO —，或者其混合物，作為包括柴油的主要比例的柴油燃料中的添加劑」。Tomassen教導了這樣的添加劑可以置於混合物中，柴油的範圍按重量計為每百萬10-500份(ppmw)，儘管其「可包括大部分(大於50%wt)或小部分」。最終，Tomassen也僅公開了任何這樣的添加劑是具體的「含氮化合物」，而不是氮氣，其選擇和比例是為了其在防止或消除噴射器(尤其是噴射器噴嘴)的汙垢的效力，而不是任何燃料效應。授予Drnevich等人的美國專利6，343，462教導了一種燃氣渦輪機系統，其中，「功率輸出增大且NOx排放降低，而通過添加氮或氮和水蒸汽的混合物到燃氣渦輪機同時使用低壓蒸汽，從而最小化耗熱量的不利影響」。Drnevich公開了可以通過任何空氣分離技術實現穩定氮源，例如低溫精餾、變壓吸附、真空變壓吸附或膜技術，並且，氮可以是高純度(低於IOppm的氧)或較低純度(低於5%的氧)。但Drnevich強調氮被壓力在30磅/平方英寸(psia)到燃氣渦輪機遞送壓力之間的蒸汽溼潤，並且氮是過熱的以避免在溼潤氮與主要燃料(例如天然氣)混合之前凝結。即，在Drnevich所關注的具體燃氣渦輪機應用中，需要以幾乎相等的份額將溼潤的氮與天然氣混合(35%的天然氣，32. 5%的氮以及在示例的實施方式中的平衡水蒸汽)，從而實現期望的NOx減少，氮尤其出於其在燃燒反應中的降溫效應而被使用，這由此降低了氮氧化物的形成。因此，Drnevich的燃氣渦輪機應用中的氮實質上是作為水蒸汽的載體。隨後，再一次，以除燃料的燃燒或霧化之外的方式和目的而使用氮，其代替惰性並且該性質在冷卻、非反應能力中有益。如Drnevich所述，氮在燃氣渦輪機中的這種應用是公知的，不管是否單獨地噴射至壓縮機排放口和/或燃燒室還是首先與即將燃燒的燃料相混合。最後，參考最近的一個發明，其專門地與以柴油或汽油燃料運行的內燃機一起使用，授予Bert等人的國際公開號為WO 2009/024185的國際專利申請PCT/EP2007/058668涉及「通過氨電解的車載連續產氫」。Bert公開了具體電解槽「允許車載生成氫氮混合物，其被用作內燃機的助燃劑，主要燃料是氨或任何其他化石燃料，例如甲烷、汽油和柴油」。因此，Bert教導了一種車載產生的專用氫氮混合物(優選地比例為3 :1)，從而作為惰性氣體的氮再次不作為獨立的燃料添加劑，並且事實上，其僅作為氫生產過程的副產品，僅與已知的具有潛在能量的氫一起產生，因此，具有可燃效果，並且僅與添加這樣的氫與進氣口中的氣混合物有關，而不與液態燃料預噴射有關。大體上涉及內燃機的效率和/或排放改進的其他現有技術包括下述技術。授予Welsh的美國專利4，373，493教導了用於利用液態燃料和氣態燃料同時最少改變標準內燃機的方法和裝置。氣態和液態燃料從分離的燃料供給饋入，並且響應於發動機負載控制燃料流，從而在發動機怠速時，在發動機作用下，僅氣態燃料得以供給和燃燒，並且當發動機在負載條件下運行時，氣態和液態燃料均得以供給和燃燒。授予van der Weide的美國專利4，953，516教導了一種用於智能控制氣態燃料的文氏管汽化器的設備，其包括壓力調節器、用於控制發動機的輸出的空氣吸入管中的主節流閥、以及壓力調節器和文氏管之間的氣體供給管中的調節閥，該閥連接到主節流閥。通過調整這種用於在所有狀況下提供極富餘空氣燃料混合物的機械系統，僅需要對混合物進行微調以為發動機提供每種負載/速度狀況所需的正確混合物。這些需求存儲在處理器中，處理器通過利用一些空氣稀釋噴射主文氏管中的氣體來控制混合物的必要修正。為此，小的文氏管置於氣體管中，吸入稀釋空氣的氣流通過混合空氣調節閥，該閥由處理器以連續、類比智能方式控制。可選地，位於廢氣中的O2傳感器可將信號反饋回處理器。 授予Kawachi等人的美國專利5，207，204教導一種發動機，其具有燃燒室和用於直接將燃料噴射到燃燒室中的燃料噴射閥。輔助空氣供給裝置提供輔助空氣以霧化由燃料噴射閥噴射的燃料。控制輔助空氣供給壓力，從而在輔助空氣供給壓力和燃燒室中的壓力之間維持給定壓力差。因此，輔助空氣在整個燃料噴射期間以適當壓力被供給，從而充分地微粉化噴射的燃料並提升燃料效率。授予Bennett的美國專利5，291，869教導了一種用於將液態的液化石油氣(LPG)燃料提供給內燃機的進氣歧管的燃料供給系統，其包括燃料供給組件和燃料噴射機構。燃料供給組件包括燃料軌組件，其包含供給和返回通道。燃料噴射機構與燃料軌組件的供給和返回通道流體連通。噴射的LPG通過沿著燃料軌組件的和燃料噴射機構內的冷卻被維持在液態。燃料軌組件和燃料噴射機構中的返回燃料用於在噴射到發動機的進氣歧管之前有效地將供給燃料冷卻到液態。授予Welsh等人的美國專利5，816，224教導了一種存儲、處理和控制氣態燃料到適於同時以液態燃料和氣態燃料運行的內燃機供電設備的遞送的系統。該發明提供了具有浮動控制電磁的控制系統，該浮動控制電磁確保乾燥氣體被穩定供給到發動機中。該發明使用設備的現有電子燃料遞送系統的傳感器和計算機來調整為了補償給氣態燃料噴射的量而遞送的液態燃料的量。該發明提供了用於雙燃料設備的氣態燃料控制系統，其是整體型並緊湊的，並且其優選地包括用於氣態燃料的燃料填充連接。該發明還提供了由端部互連的平行導管組成的水平燃料貯存器，優選地，其包括兩個獨立的隔室和用於允許從主隔室擴張到釋放隔室中的壓力釋放系統。還提供了水平和垂直可互換貯存器，其具有按重量填充的擴張性質。授予Ishikiriyama的美國專利6，213，104教導了液態燃料(例如柴油)的狀態通過將燃料的壓力和溫度提高到臨界壓力和溫度之上而形成超臨界狀態。然後，燃料以超臨界狀態從燃料噴射閥噴射到發動機的燃燒室中。當超臨界狀態的燃料噴射到發動機的燃燒室中時，其在整個燃燒室中形成極好的均勻薄霧。因此，發動機中的燃燒被大幅提升。授予Ahern等人的美國專利6，235，067教導了一種用於燃燒碳氫燃料以產生和提取增強的平動能的方案。在該方案中，碳氫燃料在納米級被分割成納米燃料區，每個區具有小於1000埃的直徑；並且無論是在納米級分割之前或之後，燃料都被引入燃燒室。在燃燒室中，至少大約50000psi且勵磁上升時間至少為大約100納秒的衝擊波勵磁被施加到燃料上。分割成這種納米量子限制區的燃料能夠使能量子力學條件，其中燃料的平動能模式被放大，由此平動能模式水平的平均能量高於宏觀尺寸的未分割燃料的平均能量。舉例來說，這種納米分割的燃料的燃燒通過往復活塞提供了增強的平動能提取，因為僅燃燒產品的平動能模式明顯地有助於與活塞的動量交換。該發明提供的如同施加到任何燃料(優選地施加到納米分割的燃料)的燃燒上的衝擊波勵磁在燃燒期間通過下述方法增強了平動能提取和交換增強燃料中的平動能模式幅度，以及在燃燒的燃料重新平衡平動能到其他能量模式之前增加從平移模式到活塞的可觀能量轉換。授予Hibino等人的美國專利6，584，780教導了一種存儲密集溶解的甲烷基氣體並供給預定成分的氣體的系統。容器10存儲溶解在烴類溶劑中的甲烷基氣體並將其供給到用於調整成分的裝置，通過該裝置實現調整組成的目的。優選地，調整成分的裝置是用於將油箱維持在超臨界狀態的裝置，或者是以預定比例從容器中的氣相12和液相16中提取物質的管道48。 授予Baker等人的美國專利6，761，325教導了一種雙燃料噴射閥，其分離地且獨立地將兩種不同的燃料噴射到內燃機的燃燒室中。第一種燃料以噴射壓力被遞送到噴射閥，而第二種燃料通過噴射閥中提供的增強劑提高到噴射壓力或以噴射壓力被遞送到噴射閥。電子控制閥控制位於噴射閥中的控制室中的液壓。這些控制室中的液壓用液體的壓力用於獨立地致動中空的外部針，該外部針控制第一種燃料的噴射。內部針位於外部針之中，其控制第二種燃料的噴射。外部針對與噴射閥關聯的底座關閉，而內部針對與外部針關聯的底座送關閉。
Hoenig等人的公開號為US 2007/0169749的美國專利申請教導了一種用於將燃料噴射到內燃機的燃料噴射系統，其包括至少一個燃料噴射器和第一燃料分配線，該第一燃料分配線連接到至少一個燃料噴射器。第二燃料分配線通過獨立的對應噴槍與至少一個燃料噴射器連接。
Futonagane等人的公開號為US 2008/0029066的美國專利申請教導了一種內燃機中的燃料噴射器I，其中，由共軌2中的燃料壓力控制的中間室控制閥26布置在連接二位形狀型三通閥8和增壓活塞17的中間室20的燃料流通道25中。當共軌2中的燃料壓力處於高壓側燃料區域時，增壓活塞17由該中間室控制閥26運行，而當共軌2中的壓力處於低壓側燃料區域時，增壓活塞17的運行由該中間室控制閥26停止。因此，上文中總結的現有技術包括各種系統，通過這些系統，主要的柴油發動機可通過下述方法被轉換成以「雙燃料」或「多燃料」模式運行分餾液態燃料、將另一種燃料成分添加到燃料流或進氣口、或者有效地改變燃料並將少量柴油噴射到燃料室中作為催化齊U。同時教導了將不同容量的氮與其他主要燃料一起使用，但是由於其惰性的性質，無論是作為安全惰化劑、作為用於防腐蝕效果的非氣態化合物添加劑或者與除氮(其為燃料事件提供質量或能量，例如水或氫)以外的「燃料」結合，但明顯從不作為用於可燃效應的單獨燃料添加劑，無論是車載產生還是從加壓箱供給。迄今為止，未實現並且仍然需要相對簡單和經濟有效的發動機燃料增強系統，可通過該系統提升效率。本發明迎合了這種需求並進一步提供了如下文所述的相關優勢。

發明內容
本發明的各個方面教導了建設和使用中的某些益處，其產生了下文所述的示例性優勢。以概述的方式，本發明的各個方面涉及均質化燃料增強系統，其包括至少一個存在於噴射系統外部的循環迴路，用於除發動機噴射系統(無論機械噴射還是共軌)的任何需求以及到發動機噴射系統的遞送之外連續地循環和維持多燃料混合物的均質性，該均質化燃料增強系統還包括配置在至少一個循環迴路中的至少一個灌注管，用於提供體積擴張，其中，燃料混合物能夠緩慢且更有效地注入和吸收，並由此實現相對高的均質性。這兩個組件的配置和數量的其他變型也是可能的，而不脫離本發明的精神和範圍。本發明的其他方面涉及尤其用於控制到發動機的混合燃料的車載計量、混合和遞送。此外，額外組件可以可交換地與任何這樣的均質化燃料增強系統結合以實現附加或輔助功能，例如用於應付壓力波動的積聚器和燃料冷卻裝置。根據下文更詳細的說明，結合附圖，本發明各個方面的其他特徵和優點將變得更加清晰，附圖以示例性的方式示出了本發明的各個方面的原理。


隨附的附圖描述了本發明的各方面，其中圖I是本發明的示例性實施方式的示意圖；圖2是本發明的替代示例性實施方式的示意圖；圖3是根據本方面的各個方面的示例性均質化燃料裝置的放大側示圖；圖4是其俯視圖；圖5是其仰視圖；圖6是其在使用時的側視圖；圖7是本發明的另一替代示例性實施方式的示意圖；圖8是本發明的另一替代示例性實施方式的示意圖；圖9是本發明的另一替代示例性實施方式的示意圖；圖10是本發明的又一替代示例性實施方式的示意圖；圖11是本發明的又一替代示例性實施方式的示意圖；圖12是本發明的又一替代示例性實施方式的示意圖；圖13是根據本發明各個方面的替代示例性均質化燃料裝置的放大側視圖；圖14是本發明的又一替代示例性實施方式的示意圖；圖15是本發明的又一替代示例性實施方式的示意圖；圖16是根據本發明各個方面的另一替代示例性均質化燃料裝置的放大側視圖；圖17是圖16的三個均質化燃料裝置串聯安裝的流程圖；圖18是根據本發明各個方面的示例性流量控制裝置的放大立體圖；圖19是圖18的流量控制裝置沿線19-19截取的橫截面視圖；圖20是本發明的又一替代示例性實施方式的示意圖；圖21是本發明的又一替代示例性實施方式的示意圖；及圖22是根據本發明各個方面使用的示例性毛細滲出設備的放大側視圖。
具體實施例方式上述附圖以至少一種示例性實施方式展示了本發明的各個方面，這些實施方式的各個方面在下文中詳細描述。本專利申請的主題大體上是在各種實施方式中的改進的燃料增強系統，其與內燃機或基於上文中參考的申請的公開文本的類似設備一起使用。因此，儘管本文示出和描述的其他示例性實施方式尤其關注於燃料增強系統組件與燃料混合物的混合、循環和遞送有關的具體方面，但具體在共軌或機械噴射柴油發動機的情況下，本領域技術人員將意識到，本發明能夠並可能與各種現有已知或後來開發或發現的發動機、發動機燃料系統和燃料一起工作，因此本發明不限於具體示出和描述的實施方式。此外，應該理解的是，本申請全文和參考的現有申請所使用的詞語「燃料」包含任何可燃物質或任何以某種方式輔助、增強或 影響燃燒的物質。此外，「氣態燃料」應該理解為在大氣條件下或在大氣壓力且零攝氏度下處於氣體狀態的任意「燃料」物質，例如，空氣或丙烷，一般而言，不考慮氣態燃料可能在發動機的燃料遞送系統、噴射器或燃料室中的任何特定點上，或者在瞬時改進的均質化燃料增強系統中所能達到的相態或狀態，如將從下文中列出的本發明的各方面的更詳細解釋中意識到的那樣。大體上，該均質化燃料系統的各個方面涉及位於噴射系統外的至少一個循環迴路，用於除發動機噴射系統(無論機械噴射還是共軌，或其他這樣現在已知的或後續開發的系統)的任何需求以及到發動機噴射系統的遞送之外連續地循環和維持多燃料混合物的均質性，均質化燃料系統還包括配置在至少一個循環迴路中的至少一個灌注管，用於提供體積擴張，其中，燃料混合物能夠緩慢且更有效地注入和吸收，並由此實現相對高的均質性。這兩個組件的配置和數量的其他變型也是可能的，而不脫離本發明的精神和範圍。本發明的其他方面涉及尤其用於控制到發動機的混合燃料的車載計量、混合和遞送。此外，額外組件可以可交換地與任何這樣的均質化燃料增強系統結合以實現附加或輔助功能，例如用於應付壓力波動的積聚器和燃料冷卻裝置。 現在首先參考圖I和2，示出了根據本發明各方面的用於與「共軌」柴油發動機一起使用的均質化燃料增強系統20的示例性實施方式，主要在燃料系統控制裝置(電子與機械)方面不同的各個實施方式將在下文中詳細描述。作為入門問題，注意到儘管多個發動機組件被示為大體上整個附圖的一部分，例如燃料通道的共軌、噴射器、燃料過濾器、柴油箱和提升泵、以及相關燃料線及類似部件，所有的這些組件或其任何變型或替代物都可與本發明一起使用(無論是在工廠安裝還是在零件市場購買的)，而不脫離本發明的精神和範圍。因此，儘管這些組件在不同附圖中被示為整個燃料系統的一部分，但應該理解的是，本發明明顯地不限於此，並且沒有權利要求涉及發動機的這些標準組件，這些標準組件在本文中僅簡單地作為本發明的均質化燃料增強系統的背景。此外，儘管結合柴油內燃機具體地示出和描述了示例性實施方式，但也可以使用現在已知的或未來開發的其他發動機的變型，包括但不限於汽油直接噴射發動機。在圖I的第一示例性實施方式中，示出了整個燃料系統20，其大體上包括具有提升泵32的柴油箱30和加壓丙烷箱40，柴油箱30和加壓丙烷箱40都饋入大體上以標號50表示且包括灌注管70的循環迴路中，一個或多個循環迴路限定了均質化燃料增強系統，循環迴路50與發動機的噴射系統共軌90和噴射器91在此處通過燃料過濾器99流體連通。更詳細地說，柴油箱30通過燃料線31經由提升泵32以大約5psi的壓力供給柴油燃料，所有這些設備都是可自容納於箱30中的工廠安裝的設備或者為了方便如圖I所示地單獨配置。隨後，柴油燃料經由燃料線33能到另一循環迴路遞送泵34，在示例性實施方式中，該泵將柴油燃料提升到大約15-20psi。應該意識到，循環迴路遞送泵34可以是任何現在已知或將來開發的任意流體泵，並且其被配置用於適當壓力和功耗並適用柴油和其他這種輕油燃料，流體泵包括但不限於設在Michigan州Farmington Hills的Robert Bosch有限公司製造的渦輪式，齒輪，旋片，或滾子葉片泵，或者配置為適用液態-氣態燃料混合物的專利正排量泵，如California州Vista的US Airf low製造或許可的正排量泵,其泵技術是2010年5月25日授權的美國專利7，721,641以及眾多共同未決專利申請(包括但不限于于2005年5月23日提交的PCT申請US2005/018142以及於2008年11月6日提交的PCT申請US2008/012533以及源於這些申請的任意國家階段申請案)的主題。在替代實施方式中，一個或多個這樣的遞送泵可以是多級的，或者可以成組或串聯布置以實現需要的泵量和增壓。使用在系統任意或者所有這些遞送泵以及其他循環泵、高壓正排量泵或類似泵可利用任何適當的已知或將來開發的裝置來驅動和控制，包括但不限於脈衝寬度調製器(未示出)。回到燃料增強系統20，在第一示例性實施方式中，在柴油箱30和循環迴路50之間提供了在線(in-line)的流量傳感器43，還具有連接循環迴路遞送泵34和流量傳感器43的燃料線35以及從流量傳感器43至循環迴路50的燃料線51的另一燃料線41。此外，丙烷箱40將丙烷通過燃料線37供給到流量控制閥44，流量控制閥44隨後將丙烷通過燃料線38供給到燃料線41，燃料線41承載如流量傳感器43計量的柴油燃料。優選地，丙烷箱40被調節至比丙烷饋入的燃料線41中的壓力(在示例性實施方式中，再次，大約15-20psi)大至少大約IOpsi的最小壓力，從而丙烷以大約25-30psi的壓力被饋入。流量控制閥44由微處理器控制裝置45或類似裝置控制，控制裝置45可以是任意已知的或將來開發的設備，用於電子控制閥或其他這種流量控制設備，並且可按照從各種輸入接收的數據動作，輸入包括但不限於示例性實施方式的流量傳感器43、油門傳感器或其他以本領域已知的方式工作的監測設備。因此，本領域技術人員將意識到，儘管結合圖I的第一示例性燃料增強系統 20示出和描述了示例性電子計量控制裝置，但本發明並不限於此，反之，可包括各種組合和配置的任何這些組件，而不脫離本發明的精神和範圍。在示例性實施方式中，燃料混合物中的燃料在混合時按體積比例為大於百分之九十(90%)的柴油，小於百分之十(10%)的丙烷，假定混合壓力為標稱80psi。大體上，混合壓力越高，在一定程度上氣態燃料的比例和效率增益越高，從而將要意識到，也可使用在混合時或混合後系統內的更高壓力，而不脫離本發明的精神和範圍。本領域技術人員還將意識到，儘管兩種具體燃料成分被描述成包括燃料混合物(即液態柴油燃料和氣態丙烷)並且在具體比例範圍內，但本發明不限於此，並且本文可與根據本發明各方面的均質化燃料增強系統一起使用各種其他燃料的不同組合和比例，而不脫離本發明的精神和範圍，如下文中討論的圖9-12的替代示例性實施方式所證實的那樣。無論燃料成分以何種比例混合，應該意識到，利用由微處理器控制裝置45基於其從柴油燃料線中的流量傳感器43接收的數據設置和規定的比例以及其具有的通過流量控制閥44遞送到柴油燃料的丙烷的最終控制，在燃料混合物中的實際比例或比率幾乎沒有變化，這種情況大體上在運行期間保持不變。並且，儘管流量控制閥可以「總是打開」且通過其中的丙烷流量增加或降低以相對於通過燃料線41的由流量傳感器43測量和報告的柴油燃料保持在期望比例上，在優選實施方式中，流量控制閥44通過微處理器控制裝置45在「開」和「關」之間簡單地切換，「開」丙烷「脈衝」的頻率和持續時間再次由柴油燃料的流速確定，從而最終燃料混合物的柴油-丙烷比率大體上恆定，並且僅這種混合物的總容積由系統響應於發動機需求(即由控制下遊的噴射泵95的節氣門位置決定的柴油燃料需求並因此在從箱30的柴油燃料的流速方面具有上遊效應，如流量傳感器43測得的那樣)而調高和調低。因此，將意識到，通過增加本發明的均質化燃料增強系統20，不影響發動機的燃料遞送系統的基本運行，該均質化燃料增強系統20實質上運行在工廠設備之外並且獨立於工廠設備運行。儘管特定電子控制設備組可操作地以所示的特定配置連接且結合圖I被描述，並且向燃料增強系統20的循環迴路50計量和遞送大體上固定比率的液態-氣態燃料混合物，但本領域技術人員將意識到，可以以不同組合使用許多其他控制設備，從而有效地計量和控制兩種或多種燃料組成的混合，而不脫離本發明的精神和範圍。繼續參考圖1，具體地，示例性的柴油-丙烷燃料混合物通過燃料線41到達循環迴路50，其中燃料線41以三通結構進入燃料線51，燃料線51將多餘燃料從噴射泵95返回以用於再次循環。燃料線51與可選的熱交換器60的入管腳61流體連通，熱交換器60在通過熱交換器60的出管腳63並進入循環迴路50的另一燃料線52之前具有一個或多個Z字形管腳62。在循環迴路50包括這樣的熱交換器60的示例性實施方式中，應該意識到，額外的流體路徑以及由此帶來的增加的表面積在燃料混合物通過其中時對其具有冷卻效應。在本發明中，這是期望的，不僅是由於已知相對於車輛的罩下溫度維持較低的燃料溫度以有助於更穩定和更完整的下遊燃燒(即，降低入口燃料溫度對降低的燃燒溫度具有相關效應)，並且由此降低排放和發動機損耗。循環迴路50內降低的燃料溫度還在本發明的具體情況下是期望的，這是由於其與灌注管70相關，在圖I和2的示例性實施方式中，灌注管70緊接熱交換器60的下遊設置，其中，燃料混合物被減速，並且基於灌注管70的容積擴張內的液體流速動態(其更多內容在下文中結合圖6描述)，燃料混合物，尤其是氣態組分(此處是丙烷)還在液態燃料成分(此處是柴油)中冷卻和灌注，由此導致大體上均質的燃料混合物通過循環迴路50的餘下部分並使其可用於發動機的共軌90。此外，如示例性實施方式這樣冷卻這種柴油-丙烷燃料混合物有效地降低了系統的水蒸汽生成，由此有助於防止氣阻。因此，將意識到，大體上，安裝在循環迴路50中的用於在燃料混合物循環時將其冷卻的一些類型的熱交換設備在使用中是有益的，尤其是在新穎的灌注管70也包括在本發明的循環迴路50中的情況下。因此，還將意識到，儘管結合圖I和2的示例性實施方式示出和描 述了散熱片形式的熱交換器60，但本發明不限於此，替代地，可包括任何已知或將來開發的熱交換器，如果有的話，而不脫離本發明的精神和範圍，熱交換器包括但不限於可選的形成在灌注管70上的熱交換器翅片89 (圖3-6)，作為對燃料增強系統20內的任何其他熱交換器或冷卻設備的補充或替換。如上文簡要敘述地，熱交換器60的下遊緊接的是灌注管70，作為整個循環迴路50的一一部分的燃料線52利用灌注管70的入口管75 (圖3_6)與熱交換器60的出管腳63互連。隨後，燃料混合物通過灌注管70並流出出口下管76 (圖3_6)，在下文中獨立地更加詳細地描述出口下管。總之，隨著氣態燃料組分由於灌注管70的幾何形狀和燃料混合物中的最終流體動態效應而有效地灌注到或分散到整個液態燃料組分中，液態-氣態燃料混合物是在灌注管50 (其是循環迴路50內專門配置的體積擴張)中變為大體上均質化。通過出口管76 (圖3-6)存在於灌注管50中的大體上均質化和相對較冷的燃料混合物隨後通過燃料線53到達燃料過濾器99。從燃料過濾器99開始，燃料混合物接下去通過僅有的出口燃料線92到達循環泵93，循環泵93在燃料混合物沿著燃料線94到達發動機的噴射泵95之前將燃料混合物提升到大約60psi的標稱壓力，在示例性共軌柴油發動機配置中，噴射泵95將燃料混合物提高到大約25，OOOpsi的工作壓力。發動機所需的燃料混合物被從噴射泵95沿著燃料線96遞送到共軌90，而不需要的燃料或超出發動機的當前需求的燃料通過循環迴路沿著同樣與噴射泵95流體連通的燃料線51再次循環，由此，通過如上所述的熱交換器60和灌注管70循環回去，同時額外的燃料混合物按需求進入循環迴路50並在熱交換器60之前加入再循環的燃料。本領域技術人員將意識到，循環泵93和噴射泵95可以是任何已知或將來開發的用於遞送和加壓燃料混合物的泵類型，在本文中這兩個泵是工廠安裝的設備。由於在工廠安裝和配置，當發動機運行時，循環泵93和噴射泵95都連續運行。因此，出於這些目的，重要的是注意到本發明的均質化燃料增強系統20和灌注管70如上所述和如下文詳細描述的那樣的運行用於有效地將氣態燃料組分混合和灌注到液態燃料組分中，從而最終循環的、大體上均質的混合物由系統的其餘部分以及遞送和噴射泵有效地視為液體。還將意識到，本文示出和描述的循環迴路50是動態系統，其連續地混合和循環燃料混合物，由此不存在現有技術的循環系統的靜態運行、集水箱、死區或類似物。此外，通過有效地在發動機的噴射系統外存在和運行，循環迴路50再次不僅能夠連續和動態循環，還因此能夠將大體上均質的固定比率的液態和氣態燃料組分維持在共軌90的低壓管理情況和高壓情況下。如許多共軌柴油發動機和其他這些發動機中的標準一樣，來自共軌90和獨立噴射器91的未使用和未密封燃料分別沿著溢出埠燃料線97和98被反饋回到燃料過濾器99以進一步再循環和使用。類似地，本發明的另一個與灌注管70相關的新特性是包括有聚積器機構84 (圖3)，該聚積器機構84在其基部包括用於使燃料(燃料已經由聚積器機構84加速)流出灌注管70並通過未密封返回線68的未密封出口 82 (圖3)，在示例性實施方式中，未密封返回線68以三通結構接入提升泵32和循環迴路遞送泵34之間的燃料線33以進行進一步處理。最終，圖I的示例性實施方式還包括旁路燃料線65，其以三通結構始於循環迴路遞送泵34和流量計43之間的燃料線35，並直接連接到過濾器99，由此繞過流量計43和燃料添加劑源40以及整個循環迴路50，並由此使得如果燃料增強系統20的其他位置出現問題，能夠直接提供純柴油到發動機的共軌90。控制柴油通過旁路燃料線65的操作性流速的部件是在線壓力開關或止回閥66，其僅在閥66下遊側的壓力(即燃料過濾器99中的壓力或通往循環泵93、噴射泵95和最終通往共軌90的燃料線92中的壓力)降低到由循環迴路遞送泵34規定的旁路燃料線壓力(在此，大約為15-20psi，表示發動機由於某些原因未得到足夠的燃料)之下時才打開。本領域技術人員將意識到，以這種方式，本發明的均質化燃料增強系統20具有運行的自動防故障模式，其中，如果循環迴路50中任何組件發生任何下遊故障、在相關線上具有阻塞、或者簡單地再沒有燃料添加劑(即，丙烷箱40為空或壓力低)，系統20將簡單地回到僅以柴油燃料運行，從而隨著其轉變回其原始「僅柴油」燃料系統，發動機或車輛將繼續不中斷或持續地運行，而不利因素僅僅是工廠燃料裡程，而不是通過本發明的實施而實現增強的裡程。在考慮到本發明的燃料增強系統20實質上在工廠燃料系統設備(其簡單地且常規地將其提供給這種「自動防故障」燃料旁路)外側運行並獨立於其運行的事實，再次意識到了該效應。還將意識至IJ，儘管相對於圖I的示例性實施方式示出和描述了燃料系統組件的具體布置和其通過多個燃料線段的連接性，但本發明並不限於此。此外，這些組件和提供其連接及互相可操作性的手段可採取各種配置，而不脫離本發明的精神和範圍。再次，由於圖I是根據本發明各方面的一種燃料系統實施方式的示意圖，並不嚴格遵循各種組件的相對尺寸和形狀，而應該理解為僅僅是本發明的均質化燃料系統的原理和特性的示例。因此，實質上起與示出和描述的同樣的功能的各種替代組件的代替在本發明中是可能的並且明顯落入其範圍。現在簡要地參考圖2，示出了本發明的燃料系統20的替代實施方式，其與圖I的用於與共軌柴油發動機一起使用的燃料系統十分類似，其中，循環迴路50的燃料組分具有機械的而不是電子的計量和遞送控制。具體地，在柴油燃料線中不是可操作地連接到流量傳感器43的微處理器控制裝置45，在丙烷燃料線(圖I)中也不是流量控制閥，取而代之的是用於機械計量後續混合的燃料組分的計量泵36。此處，循環迴路遞送泵34將柴油燃料從箱30利用燃料線35通到計量泵36中。分別地，加壓箱40供給的丙烷氣態燃料經由燃料線37以合適的調節壓力(被固定在30-80psi的範圍內)通到 計量泵36。計量泵用於利用任何已知或將來開發的泵技術機械地計量並混合柴油和丙烷，可能涉及多個從屬於常規驅動的離散泵或活塞單元，從而再次有效地機械計量通過其中的各種燃料成分。也就是說，在替代示例性實施方式中，計量泵36的幾何形狀和機械運行將以本領域已知的方式設定或固定柴油相對於丙烷的體積比率，隨後計量泵36將基於發動機的需求調高或調低，或者簡單的「打開」或「關閉」，如下文將全面描述的那樣，而不改變燃料混合物內的成分的實際比例或比率，其大體上保持恆定。本領域技術人員將意識到計量泵36相對於遞送到循環迴路50的燃料混合物的總體積的運行可以綁定到多個已知的或將來開發的控制或測量設備中的一個上，例如下遊機械壓力形狀、流量測量計、油門傳感器或微處理器電子控制裝置(後面的例子有效地是組合的電子-機械控制系統)。在機械開關情況下，將意識到，其可以在計量泵36自身內運行；在灌注管70內像由聚積器活塞85的位置、一個或多個壓力、位置或接近開關(下文將結合圖3詳細描述)所觸發的那樣運行；或者簡單地在如所示的計量泵36的燃料線下遊中運行。具體地，在示例性實施方式中，從計量泵36出來的第一燃料線38用於柴油燃料的計量遞送，而同樣從計量泵36出來的分離的第二燃料線39攜帶丙烷或其他氣態燃料組分，氣態燃料組分也被機械地計量並還未與柴油混合。在這種實施方式中，優選地，壓力開關42置於攜帶液態柴油燃料的第一燃料線38在混合點之前的某個位置，第一燃料線38在該混合點接入第二燃料線39，這可以使得實際燃料系統需求的反饋比通過監測燃料線中或下遊燃料線中(液態-氣態燃料混合物在其中循環)的壓力更加精確和一致。再次，本領域技術人員將意識到，儘管示出和描述了燃料混合物的機械計量、感知和控制以及遞送程序的多種變型，但本發明不限於此，相反，本發明可涉及各種其他的已知或將來開發的提供可操作效應的這些組件。在任何情況下，示例性的柴油-丙烷燃料混合物從計量泵36和第一和第二燃料線38和39通過單個燃料線41到達循環迴路50以進行如上文中結合圖I描述的進一步處理。熱交換器60再次被示為在循環迴路50，且位於用於由燃料線41供給的額外燃料混合物的入口點和下遊灌注管70之前，再次將意識到也可以在本發明的均質化燃料增強系統20中單獨或組合使用其他這種冷卻設備.現在參考圖3-6，為了更好地展示結構和功能，示出了圖I和2的灌注管70的各种放大示意圖，將意識到，如所示的那樣，圖3-6不必按比例繪製並且因此不應作為精確示意圖，尤其是關於灌注管的尺寸和比例(例如長度、寬度、壁厚，等)。此外，這些示意圖表示新穎的灌注管70的整個結構和運行原理，該灌注管70是本發明的燃料增強系統20 —部分，具體地是循環迴路50的一部分。首先，在圖3中，示出了灌注管70的示意性放大橫截面視圖。在示例性實施方式中，可看出灌注管70大體上包括環狀管壁71，其在每端由環狀上壁72和環狀下壁80蓋住，環狀上壁72和環狀下壁80在管壁71的內部以本領域已知的方式由至少一個固定O形環83密封。上壁72和下壁80中的一個或兩個可與管壁71成一整體或可永久或可移除地安裝在管壁71內，從而利用任何已知或將來開發的組裝技術形成灌注管70。組裝技術包括但不限於擠壓、幹涉配合、螺紋接合、膠接、焊接、扣環或其他機械連接件或保持件，等。在示例性實施方式中，扣環79配置為嚙合於形成在管壁71上的各個槽(未示出)，從而將每個端壁72,80限制靠在形成在管壁71的每個端部上的階梯狀肩部，由此暫時的將端壁72、80以穩定和密封的方式固定，同時仍然允許相對輕鬆地移除端壁72、80中的一個或兩個以維修或 檢查灌注管70的內部元件。例如,在示例性實施方式中，大體上由標號84表示的聚積器機構安裝在灌注管70的下端靠近下壁80處，聚積器機構84包括活塞85，該活塞85通過安裝在活塞85和下壁80之間的彈簧，滑動安裝在灌注管70內並向上偏置(或朝著上壁72)。彈性密封件或活塞環87固定在活塞85內，並滑動地且密封地嚙合於管壁71。活塞環87可採取任何合適的形狀並可由任何已知或將來開發的合適材料製成，包括但不限於，丁腈橡膠O形環、唇形密封或U杯活塞密封件。因此，聚積器機構84和活塞85在活塞85和上壁72之間限定了灌注管70在活塞85之上的上部空間或灌注容積88，側部由管壁71的一部分限定。將意識到，灌注容積88將根據循環迴路50中的壓力(大體上)和灌注管70中的壓力(具體地)而波動，彈簧86吸收這些變化並用於以任何給定時間通過聚積器活塞85將適當壓力施加到上部容積88中燃料混合物上(不管混合物的組分如何)，其詳細內容將在下文中結合圖6具體描述。將意識到，舉例來說，分離的可商購氣囊型聚積器可代替聚積器機構84，而不脫離本發明的精神或範圍。在示例性的活塞型聚積器84中，除壓力或其他用於燃 料混合物的計量和遞送的反饋和控制的系統數據的測量之外，舉例來說，可在活塞85的至少一部分中使用磁鐵材料，並且本領域已知的至少一個對應的位置或接近開關可配置在灌注管70的管壁71內，從而活塞85在灌注管70內的作為循環迴路壓力和發動機燃料需求的指示器的相對垂直運動可被確定並被通信到控制設備，控制設備例如微處理器45 (圖I)或計量泵36 (圖2)。繼續參考圖3，在示例性實施方式中，在上壁72上形成有兩個孔或第一和第二上部通道73、74以分別用作灌注管70的通過循環迴路50的燃料的入口和出口，儘管將意識到在替代實施方式中，可以總共不止兩個通道，並且一個或多個入口或出口可位於管壁71上，而不是位於上壁72上，例如如圖1-2和7-10示意性示出的那樣，因此示例性結構應被視為僅僅是示例性的。作為示例性實施方式的灌注管70的入口和出口的另一方面，相對較短的入口管75被示為安裝在第一上部通道73的內部，並且相對較長的出口下管76被示為安裝在第二上部通道74內，再次說明，其更多內容將在下文描述。總之，在示例性實施方式中，流入和流出灌注管70的灌注容積88的流體通路包括流動通過入口管75並向下逆著聚積器機構84的輕微壓力阻力通過灌注容器88，直到到達出口管底部或內部端78，從而向上到達出口管76並流回循環迴路50。如下文將結合圖6的描述而更全面地意識到的那樣，如此部分由較長出口管76相對於入口管75劃定的(由此，入口管底部端77在出口管底部端78之上的空間位置劃定的)流體通路在灌注管70的體積擴張或灌注容積88中創建了動態流動效應，其導致液態-氣態燃料混合物的灌注和大體上均質化的混合，而不一定需要循環迴路壓力中的壓力或其自身的壓力足以液化燃料混合物中的任何氣態燃料組分，將意識到這在實踐中具有巨大的優勢。在示例性實施方式中，灌注管70被配置成具有由鋼或擠壓鋁製成的管壁71，其標稱外徑為兩英寸(2」)，標稱內徑為一又八分之七英寸(1-7/8」)，全長大約為21英寸(21」)。可選地，管壁71也可以由內部鋼套管(用於耐磨或其他原因)和外部擠壓鋁形成，在這樣的實施方式中，內部套管可以比外部鋁擠壓短一適當量，從而套管自身形成上部和下部肩部，上部和下部壁72、80可抵靠在所述肩部上。上部和下部壁72、80由鋁或鋼盤形成，其外徑略大於管壁71的內徑，從而如上所述地固定在上部和下部肩部上。上壁72的厚度大約為二又二分之一英寸(2-1/2」)，下壁80的厚度大約為一又二分之一英寸(1-1/2」)。聚積器機構84的活塞85也是鋼或鋁盤，其外徑大約等於管壁71的內徑，厚度大約為一又二分之一英寸(1-1/2」)。彈簧86為標稱一英寸(I」)的卷簧，其靜止長度大約為4英寸(4」)。彈簧86可利用中心螺柱(未示出)被保持在大體上位於活塞85和/或下壁80中心的位置。位於活塞85上的活塞環87是由丁腈橡膠製成的標稱為八分之三英寸(3/8」)厚的U杯活塞環。基於上述示例性尺寸，將意識到，限定灌注管70內的灌注容積88的標稱或靜態長度大約為i^一又二分之一英寸(11-1/2」)。延伸入該容積縱長的是出口管76，其從上壁72的基部開始具有大約11英寸(11」)的標稱長度，從而在出口管76的下端78和聚積器活塞85之間具有大約二分之一英寸(1/2」)的淨空。出口下管72是標稱外徑(O. D.)為二分之一英寸(1/2」)、內徑(I. D.)為十六分之七英寸(7/16」)的鋼管。並且，示例性灌注管70的近似標稱或靜態灌注容積88為三十二立方英寸(32in3)(容積=長度1表面積=11.511^(111(.9411 1.)2))(未考慮活塞85的移動或由出口管76自身所佔據的相對可忽略容積(即，其壁)，大約兩立方英寸(2in3))。將出口管76內的流體容積與灌注管70圍繞出口管76的其餘部分的容積相比，將意識到，由於這兩個容積很大程度上相等，流入和流出灌注管70的速率或速度可大體上相等，而由於出口下管76的容積變得相對於整個容積來說越來越小，隨著燃料混合物流出，其速度將具有變快的趨勢，其更多內容在下文中相對於圖16的替代「倒流」灌注管770詳細描述。仍然參考圖3和第一示例性灌注管70的構造和運行，燃料混合物通過標稱I. D.為二分之一英寸(1/2」)的高壓管饋入灌注容積88中。燃料混合物從燃料線52 (圖I和2)流出並通過入口管75進入灌注管70和灌注容積88，入口管75通過從大約二分之一英寸(1/2」)I. D.的燃料線到大約2英寸(2」)I.D.的灌注管70的擴張。這種擴張和隨後的長度(在通過出口管76流出之前，燃料混合物沿該長度向下通過灌注容積88)具有減緩和灌注燃料混合物的效果，如下文結合圖6更詳細地描述的那樣，沒有過多限制流速以引起系統反壓和循環泵的額外工作和損耗；當然，保持通過系統(包括一個或多個灌注管70)的足夠循環迴路流速既能夠降低整體功耗，還可以幫助避免氣孔形成。本領域技術人員將意識到本發明的燃料增強系統20 (與灌注管70有關)的各個方面和原理尤其不以任何方式限於示出和描述的具體示例性幾何形狀和構造，其應該被理解為僅僅是示例性的，反之，可採取各種其他配置，而不脫離本發明的精神和範圍，將通過下文和結合圖11描述的替代灌注管配置有關描述而進一步意識到這一點。相關地，如另一種表示示例性灌注管70的幾何那樣，將意識到灌注容積88的長度對直徑比率大約為五比一(5:1)(大約10英寸長對大約2英寸直徑)。儘管各種其他配置可用在本發明中，但優選地，長度對直徑比率保持在大約五比一(5 1)的量度範圍內以獲得期望效果，灌注管70隨後簡單地根據應用(期望的總燃料混合物通過量)放大或縮小。在任何情況下，示例性實施方式中的長度對直徑比率「量度範圍」將從大約二比一(2 :1)上升至三十比一(30 :1)，再次說明大約五比一(5 :1)在示例性燃料增強系統20中是優選的。現在參考圖4和5，分別示出了灌注管70的頂部和底部視圖。在圖4中，從頂部觀察灌注管70，可看出，示例性實施方式中的入口管75大體位於上壁72的中心，而出口下管76與入口管75大體上平行並從入口管75偏置。入口和出口管75、76的這種特殊定位的流體連通效應將同樣在下文中結合圖6描述而得到最佳理解。圖5的仰視圖和圖3 —起示出了未密封出口 82，其安裝在灌注管70的底部壁80的徑向偏置位置，將意識到，未密封出口 82的精確位置在許多情況下是任意的，只要其不幹涉聚積器機構84的偏置彈簧86的運行。如上文結合圖I所解釋的，將進一步意識到未密封出口 82的目的是允許由活塞85(具體地，活塞環87)漏出的任何燃料混合物被收集並被返回到循環迴路50中，在圖I和圖2的示例性實施方式中，這是通過返回線68和循環迴路遞送泵34的入口側實現。關於經過聚積器機構84的活塞85的燃料混合物，本領域技術人員也將意識到包括輕油燃料(例如柴油)的這種燃料混合物將對灌注管70的移動部件來說具有潤滑效應，移動部件即，在管70內向上和向下運動並由管壁71限定邊界的活塞85。現在參考圖6，示出了灌注管70的示意性橫截面視圖，其展示了燃料混合物在其移動通過作為循環迴路50 (圖I和2)的一部分的灌注管70時的流量和流體動力學。隨著大體上由標號22表示的燃料混合物通過入口管75進入灌注管70的灌注容積88，在示例性實施方式中，混合物22為液態-氣態混合物，即柴油加上丙烷，標稱壓力大約為20psi，因此遠低於丙烷在大氣壓力(大約125psi)經歷從氣態到液態的相變過程的壓力。因此，具體地，當混合且循環時並且當引入灌注管70中時，液態-氣態燃料混合物繼續具有至少一種氣相成分。因此，如圖6示意性 示出的那樣，隨著燃料混合物22進入入口管75，其包括相對大的氣泡23，氣泡23表示氣態丙烷。但隨著燃料混合物22如圖6中的箭頭28所示向下流入灌注容積88內，由於進入的流體驅散已經存在於灌注容積88中的流體，因此產生渦流效應。此外，這樣下降的液態流體抵抗氣泡23向上升的趨勢，這個動作使得氣泡23分裂，直到混合物22到達灌注容積88的底部並開始向上通過出口下管76並離開灌注管70，大體上由標號24表示的氣泡現在相對較小,其表示已經充分地分散在柴油燃料中的丙烷，以在如箭頭29所示的那樣離開灌注管70後形成大體上均質的液態-氣態燃料混合物22。更詳細地，表示燃料混合物中的丙烷或其他氣態燃料的氣泡23在進入灌注管70之後有效地破裂，這是由於液體中的克服氣泡的表面張力的剪應力，使得氣泡破裂並由此降低氣泡大小。灌注管70中的渦流使得液體抵抗其自身，創建紊流混合反應。在本設計中，通過將燃料混合物引入灌注管70的頂部而故意加強了該反應，這提供了一種氣泡試圖逆著向下流動的液態-氣態燃料流而上升的環境。最終，實現了相對受控、可重複的將氣泡尺寸分割和減少到期望水平並且完全地將氣態氣泡混合到燃料流中或者將其分散到燃料混合物的液態組分中的程序，從而在液態燃料注入之後提供了在燃料自身內的期望的大量霧化的結果，而不是試圖從外部影響燃料(如現有技術的設計所嘗試的那樣)。本領域技術人員將意識到，隨著燃料混合物22通過灌注管70，灌注管70因此具有眾多對燃料混合物22有益的物理效應，實質上所有的效應都由灌注管70的幾何和配置所規定。再次，隨著燃料混合物22離開入口管75進入灌注容積88，其經歷了體積擴張，該擴張用於減慢和冷卻燃料混合物22。其獨立地促進灌注程序，並且具體地，促進氣態燃料組分收縮的趨勢。如上所述，向下流動的燃料混合物22還通過慣性和摩擦力效應抵抗氣泡上升的趨勢。再次，下降燃料混合物和上升的氣泡的匯集趨向於導致重複的連鎖影響，其進一步以受控湍流混合過程混合或攪動燃料混合物，由此最小化任何不必要熱量或附加能量的損失，同時產生大體上均質化的液態-氣態燃料混合物。因此，本領域技術人員將意識到，在示例性實施方式中，入口管75在出口下管76的底端78之上的物理、空間布置導致了上述流體路徑和最終混合效應。將意識到，儘管灌注管70被示為大體上垂直的，其他單獨朝向或與灌注管70及其組件(特別是入口和出口管75、76)的其他幾何相結合的朝向是可能的，從而維持底端77、78的相對位置並仍然獲得上述的最終流體流動動力學。本領域技術人員還將意識到，聚積器機構84與灌注管70的其他特徵相結合以在燃料混合物22移動通過灌注容積88時維持其中的一致壓力，聚積器也用於以已知的方式應對整個循環迴路50內的壓力波動和類似情況。因此，通過將聚積器機構84定位在灌注管70內，仍然實現了其對於循環迴路50和整個燃料增強系統20的益處，同時還實現了與均質化混合燃料混合物22有關的額外功能，而消除了對系統中其他位置的獨立聚積器元件的需要。因此，本領域技術人員將意識到，位於本發明的燃料增強系統20內的有效組合的灌注管-聚積器結構在眾多層次上具有優勢。更一般地，將意識到，灌注管提供的容積擴張和由此而來的湍流和混合效應將使得能夠進行液態和氣態燃料組分的充分或大體上均質的混合，而不具有在較高壓力和/或溫度下的花費和複雜性，從而將一種或多種燃料組分維持在超臨界狀態或通過壓力迫使氣態燃料組分在與液態燃料組分混合之前、之中或之後變為液態，如現有技術中所廣泛教導的在噴射前充分將這些燃料一起混合到常規流中的僅有方法一樣有效。如上所述，具體地，本發明不修改噴射系統或噴射器，因此在示例性實施方式中，存在補強設計，其不影響車輛的噴射系統硬體和電子控制或工廠安裝的安全性或排放設備，但將意識到，根據本發明各方面的燃料增強系統也可用作工廠安裝，而不是零配件市場中安裝的(其中，整個燃料遞送和噴射系統可被相應修改或改裝，其實施也在本發明的精神和範圍內)。在任何情況下，一旦這樣的液態-氣態燃料混合物根據本發明的方面充分地混合，並且具體地，一旦氣 態燃料組成如上所述地通過灌注管70的運行被灌注或分散到液態燃料組分內，並在以常規方式通過任意數量的噴射器91將源自本發明的燃料增強系統20的燃料混合物噴射之後，通過位於噴射系統外的連續循環迴路50維持為大體上均質化混合物，將再次意識到，燃料混合物的氣態組分將在液態燃料組分上具有霧化效果。也就是說，在噴射之後，燃料混合物將經歷瞬時壓力降，在共軌發動機的情況下，在燃燒室內從大約25，OOOpsi降低到大約300psi。這導致氣態燃料組分更加猛烈地擴張，並且由於其在燃料混合物中大體上均質化地混合或分散，氣態燃料組分隨後使液態燃料霧化或快速地分散整個燃燒室內的液態燃料，從而實現大體上均勻和完全的燃燒。再一次，在本發明中，實現了這種效應，而不需要維持如現有技術所教導的高循環壓力或超臨界狀態。在這種物理霧化效應之外，一種燃料組分對一種組分產生的其他化學或催化效應也可以在性能改進中發揮作用。最終結果是在每個燃燒過程期間從燃料混合物中提取了更多的能量，由此使得發動機運行更有效率，增益在大約百分之三十至百分之百(30-100%)，或者在一些情況下可實現更高的增益。此夕卜，這種有效增益在任何方面都不對排放產生負面影響，在現有技術的方法中，排放是常規的權衡，常規的基於碳氫化合物的液態燃料的更完全燃燒導致更少的未燃燒的碳被排出，並且由於燃燒和廢氣溫度實質上並沒有增加，如果有的話，諸如氮氧化物(NOx)和二氧化碳(CO2)的其他不期望的排放也降低了或至少總體上在保持大體上有效增益的同時保持在可接受水平上。並且，如本文所述，這種效應被視為零配件市場「補強」安裝；甚至當整個發動機圍繞本發明的原理來設計時，在不影響效率的情況下可以實現更好的排放結果。現在參考圖7-10，示出了根據本發明各方面的燃料增強系統120的各種替代實施方式，其現在被應用於機械或直接噴射柴油發動機。在這種情況下，將意識到儘管工廠安裝的燃料系統設備(其與共軌發動機上的這種設備不同)可查看和啟用能燃料線或循環迴路壓力，其他實施方式被示出和描述僅為了通過例子展示本發明的燃料增強系統120可被實施的其他方式。因此，再次，本發明應該被理解為不限於任何具體實施方式
或發動機應用，反之，本發明更廣泛和一般地涉及可與各種現在已知或將來開發的發動機一起使用的均質化燃料增強系統120。通過進一步的概覽，將意識到圖7和9涉及直接噴射情況下的替代多燃料實施方式，其中，通過電子控制和位於發動機的噴射系統外部的類似於圖I的第一示例性實施方式的循環迴路150來計量和混合燃料組分，圖8和10示出了以類似於圖2中共軌情況的方式機械地計量和混合燃料組分的實施方式。分別是替代電子或機械控制情況中的圖7和圖8 (如圖I和2的實施方式中一樣)在下述方面是類似的單種液態燃料(例如柴油)和單種氣態燃料(例如丙烷)混合以形成最終遞送到燃料通道190的燃料混合物，而分別是替代電子或機械控制情況的圖9和圖10在下述方面類似多種氣態燃料組分(例如丙烷、氫和空氣)與單種液態燃料組分(在示例性實施方式中還是柴油)混合。本領域技術人員將再次意識到，儘管示出了液態和氣態燃料組分的具體組合，但本發明的燃料增強系統120不限於此，反之，其可有效地與實質上無限多種已知或將來開發的燃料和燃料混合物一起使用。現在參考圖7，示出了用於柴油-丙烷燃料混合物的電子類型控制系統的替代示例性實施方式的示意圖，該燃料混合物將被遞送到具有燃料通道190的直接噴射發動機，該燃料通道190具有獨立的活塞192以將燃料以本領域已知的方式經由線206遞送到獨立噴射器191 (為簡便，僅示出一個)。本發明的燃料增強系統120包括流量傳感器143，其在線位於柴油箱130和循環迴路150之間，還包括連接循環迴路遞送泵134和流量傳感器143的燃料線135、以及從流量傳感器143至循環迴路150的燃料線151的另一燃料線141。此夕卜，丙烷箱140通過流量控制閥144提供丙烷，該流量控制閥144隨後如流量傳感器143測量的那樣將氣態丙烷提供給攜帶柴油燃料的燃料線141。再次，優選地，丙烷箱140被調節 至比丙烷饋入的燃料線141中的壓力(大約為40-50psi)大至少大約IOpsi的最小壓力，在替代的示例性實施方式中，基於將壓力提升到大約IOpsi的柴油箱提升泵132和將壓力提升大約40psi的發動機提升泵或循環迴路遞送泵134，因此，替代實施方式中的丙烷箱140中的壓力優選地被調節至60-100psi。再次，本領域技術人員將意識到，上文描述的泵和壓力僅僅是出於展示的目的，提升泵132、134都可以是工廠安裝的設備。再次，流量控制閥144由微處理器控制裝置145或類似裝置控制，控制裝置145可以是任意已知的或將來開發的設備，用於電子控制閥或其他這種流量控制設備，並且可按照從各種輸入接收的數據動作，輸入包括但不限於示例性實施方式的流量傳感器143。因此，本領域技術人員將意識至IJ，儘管結合圖7的替代示例性燃料增強系統120示出和描述了示例性電子計量控制裝置，但本發明並不限於此，反之，可包括各種組合和配置的任何這些組件，而不脫離本發明的精神和範圍。繼續參考圖7，具體地，示例性柴油-丙烷燃料混合物通過燃料線141到達第一循環迴路150，燃料線141在此以三通結構接入循環迴路150的燃料線151。燃料線151與可選的如上文結合圖I和2描述的熱交換器160的入管腳流體連通，並與循環迴路150的另一燃料線152流體連通，該燃料線152將燃料混合物遞送到灌注管170，再次，如上所述，該灌注管170包括內置的聚積器機構184以在處理第一循環迴路150內的壓力波動方面合作。此外，離開灌注管170的燃料混合物通過仍然是第一循環迴路150 —部分的燃料線153到達第一循環泵193，在示例性實施方式中，該第一循環泵193簡單地將燃料混合物以大約60psi的標稱壓力(如提升泵132、134所限定的)和系統中的任意反壓循環通過第一循環迴路150。燃料混合物通過燃料線194離開第一循環泵193，燃料線194饋入高壓正排量泵200 (根據具體情況，其將混合物加壓到大約250-500psi)或饋入第二循環迴路250 (具體地，基於發動機的需求饋入發動機的燃料通道190)。在示例性實施方式中，配置為適用於這種液態-氣態燃料混合物的適當正排量泵200是California州Vista的US Airflow製造或許可的正排量泵。在示例性實施方式中，正排量泵200的「打開/關閉」操作由位於燃料202中的泵200下遊的壓カ開關204控制，開關204也可以是流量限制開關或任何其他已知或將來開發的開關。正排量泵200不需要的不必要燃料混合物簡單地以三通結構從燃料線194排出到燃料線151以在第一循環迴路150內繼續循環。再次，將意識到，燃料混合物連續循環和混合，尤其是其通過灌注管170的通道，將液態-氣態燃料混合物維持在大體上均質的狀態，甚至不需要使迴路150內的壓カ高於混合物的氣態組分(此處是丙烷)的相變壓力。再次，第一循環迴路150完全存在於發動機噴射系統的外部，如上所述，這具有許多優勢。另ー方面，發動機所需的燃料混合物從高壓正排量泵200沿著燃料線202遞送至第二循環泵195，該第二循環泵195隨後經由燃料線196饋入燃料通道190，隨後燃料混合物最終由噴射器191以本領域已知的方式噴射。來自燃料通道190的未使用的或未密封燃料返回到通道190的入口側以沿著溢出端ロ燃料線197再次被使用，從而實質上形成第ニ循環迴路250，將意識到第二循環迴路250將燃料混合物以由高壓正排量泵200限定的大約400psi的壓カ循環，而來自獨立噴射器191的未使用的或未密封的燃料實質上沿著溢出端ロ燃料線198被反饋到第一循環迴路150以進ー步循環和利用，線198以三通結構接入柴油流量計143下遊的燃料線141，不論是在丙烷接入點之前還是之後。本發明與灌注管170有關的另一新穎性特徵在於在其中包括聚積器機構184,該聚積器機構184包括未密封返回線168，在示例性實施方式中，該返回線168以三通結構接回箱提升泵132和循環迴路遞送泵134或エ廠安裝的發動機提升泵之間的燃料133以進行進ー步處理。類似地，本發明的另一新穎性特徵在於實際上位於第一和第二循環迴路150、250之間的第二聚積器機構284，從而以大體上已知的方式就對第二循環迴路250中的壓カ波動。此處，具體地，以三通結構接入燃料線197的燃料線252將大約400psi的燃料混合物饋入聚積器上側(其中的波動由活塞285如彈簧286向上偏置地那樣吸收)，同時經過活塞285的任何滲流通過以三通結構接入第一循環迴路150的燃料線151中的燃料線168流出第二聚積器機構284。因此，將意識到第二聚積器機構284兩側的壓カ差(大約為400psi以上和60psi以下)使得聚積器如設計的那樣執行，同時仍然捕獲和再利用活塞285在運行時滲透的任何燃料。最終，圖7的實施方式還包括旁路燃料線165，其以三通結構始於循環迴路遞送泵134和流量傳感器143之間的燃料線135，並直接連接到燃料線196，燃料通過該燃料線196經由第二循環泵195饋入燃料通道190中，由此繞過流量計143和燃料添加劑源140以及整個第一循環迴路150，並由此使得如果燃料增強系統120的其他位置出現問題，能夠直接提供純柴油到發動機的燃料通道190。控制柴油通過旁路燃料線165的操作性流速是在線壓カ開關或止回閥166，其僅在閥166下遊側的壓カ(即將燃料遞送到燃料通道190的燃料線196中的壓力)降低到由循環迴路遞送泵134規定的旁路燃料線壓カ(在此，大約為50-60psi，表示發動機由於某些原因未得到足夠的燃料)之下時才打開。本領域技術人員將意識到，以這種方式，本發明的均質化燃料增強系統120具有運行的自動防故障模式，其中，如果循環迴路150中任何組件發生任何下遊故障或其他問題，系統120將簡單地回到僅以柴油燃料運行，從而發動機或車輛將繼續不中斷地運行。
簡要地參考圖8，示出了燃料增強系統120的另ー替代實施方式，其中，在直接噴射情況下使用機械的而不是電子的控制，其餘類似於圖7。此處，如上文中結合圖2在共軌系統情況下的描述，在示例性實施方式中，計量泵136機械地計量柴油和丙烷燃料。作為對圖2的系統的輕微改變，圖8所示的計量泵136不僅計量但在其內混合兩種燃料成分，從而單條燃料線141從計量泵136出來並將這種燃料混合物遞送給第一循環迴路150的燃料線151。在這種實施方式中，計量泵136可集成地在與液態燃料成分相關的線上包括適當的壓力開關或類似物以機械地控制上述的計量和混合過程。 現在參考圖9和圖10，示出了根據本發明各方面的燃料增強系統120的又一示例性實施方式的示意圖，其中，多種氣態燃料組分被引入和灌注到柴油燃料中，而不是先前示例性實施方式中的僅ー種組分，即氫。首先，在圖9的實施方式中，再次涉及計量過程的電子控制，再次示出了柴油箱130，來自該柴油箱130的柴油燃料以大約50-60psi的壓カ通過提升泵132和遞送泵134被提供給流量傳感器143。響應於柴油燃料的流量，與流量傳感器143以及此處的替代實施方式中的第一、第二和第三流量控制閥144、244和344分別電子通信的微處理器控制裝置145選擇性地分別控制從第一、第二和第三箱140、240和340到共用燃料線141的氣態燃料成分的釋放。因此，適當量的每種氣態燃料組分與液態柴油燃料在微處理器控制裝置145基於從流量傳感器143接收的柴油流量數據的控制下而混合。因此，將再次意識到，本發明的燃料增強系統120能夠成比例地且可控地將ー種或多個液態燃料組分與一種或多種氣態燃料組分相混合，從而這些燃料的任意組合可被混合和維持為大體上均質的利用本發明各方面的混合物。在圖9的示例性實施方式中，三個箱140、240和340將丙烷、氫氣和空氣供給到柴油燃料以形成液態-氣態燃料混合物。將意識到，舉例來說，任意這些箱可由電解裝置(未示出)替代以車載地生成氫氣，或者在空氣的情況下簡單地是對環境打開的過濾入口，以吸入周圍空氣，再一次，其由流量控制閥244、344分別控制。因此，儘管在圖9的示意圖中示出了三個箱140、240和340，將意識到本發明不限於此，相反，本發明可包括各種其他已知或將來開發的氣態燃料組分存儲和/或生成設備，並且這些設備可以是任意數量，而不脫離本發明的精神和範圍。簡要地參考圖10，示出了本發明的燃料增強系統120的又一替代實施方式，其中，在利用來自箱140、240和340的氣態丙烷、氧氣和空氣計量和混合液態柴油丙烷130中使用了機械計量泵，而不是電子控制系統。燃料混合以形成液態-氣態燃料混合物的類型、混合的比例和壓カ以及ー個或多個循環迴路和灌注管的具體配置可以不同，而不脫離本發明的精神和範圍。因此，本領域技術人員將意識到可以在超出示出和描述的示例性實施方式的多種配置和情況下使用本發明的各個方面，從而本發明的燃料增強系統應該被理解為不限於本文描述和示出的任意具體實施方式
。下面參考圖11和12，通過進一歩展示本發明的各個方面，示出了另ー示例性均質化燃料增強系統，其使用與圖1-10中示出和描述的灌注管兩個或多個不同類型的灌注管，並使用氮作為氣態燃料組分(不論是來自加壓箱或車載生成設備)。作為入門問題，應該理解到，使用不同數量和配置的灌注管並不由使用可作為氣態燃料的氮來決定，反之亦然。而且，在圖1-10的在先示例性系統中的這兩處變化結合到圖11和12的系統僅僅是出於展示這些方向的目的。再次，示例性系統包括氮源(例如箱或車載生成設備)，以在直接噴射之前將提供將要與柴油燃料混合的氮氣，其通過系統的其餘部分而產生大體上均質化的柴油-氮燃料混合物，該混合物隨後以常規方式被噴射，氮對燃燒室內的柴油具有霧化效應並由此提升了燃燒效率。如前所述，額外組件可以可交換地與任何這樣的多燃料系統結合以實現附加或輔助功能，額外組件例如一個或多個液態或氣態燃料供給箱、用於實質上計量進入液態燃料的氣態燃料的流量控制系統(機械的或電子的)以及至液態燃料箱的「開環」配置的返回線(其中氣態燃料添加劑可排出或出氣，其詳細內容在下文描述)。在圖11的示例性實施方式中，示出了整個燃料系統420，其大體上包括柴油箱430，柴油箱430具有均饋入大體上標號450表示的循環迴路的提升泵432和加壓氮箱440，燃料系統420還包括一對灌注管470，在此處，循環迴路450通過燃料過濾器499與發動機的噴射系統共軌490和噴射器491流體連通。更詳細地，柴油箱430利用提升泵432以大約5psi的壓カ將柴油燃料通過燃料線431供給，這些設備都是エ廠安裝的設備，其可自容納在箱430內或如圖11所示的(為簡便起見)那樣獨立配置。柴油燃料隨後經由燃料線433通到一系列循環迴路遞送泵434中，在示例性實施方式中，該循環迴路遞送泵434將柴油燃料提升到大約60-100psi。將意識到，取決於應用和發動機參數，壓カ範圍可顯著改變，從而所述的壓力和全部的壓カ應該被理解為僅僅是示例性的。儘管在示例性實施方式中示出了兩個遞送泵434，但也可使用一個或三個或更多個泵，而不脫離本發明的精神和範圍，如將通過下文描述的圖12的替代示例實施方式而意識到的那樣。將意識到，一個或多個循環迴路遞送泵434可以是任意已知或將來開發的流體泵，其被配置用於適當壓カ和功耗，並適用於柴油和其他這種輕油燃料，流體泵包括但不限於設在Michigan州Farmington Hills的Robert Bosch有限公司製造的潤輪式,齒輪,旋片，或滾子葉片泵,或者如California州Vista的US Airflow製造或許可的配置為適用液態_氣態燃料混合物的正排量泵。在替代實施方式中，一個或多個這樣的遞送泵可以是多級的，或者可以成組或串聯布置以實現需要的泵量和增壓。使用在系統任意或者所有這些遞送泵以及其他循環泵、高壓正排量泵或類似泵可利用任何適當的已知或將來開發的裝置來驅動和控制，包括但不限於脈衝寬度調製器(未示出)。回到燃料增強系統420，在該示例性實施方式中，在柴油箱430和循環迴路450之間提供了在線的流量傳感器443，其可位於ー個或多個遞送泵434的上遊或下遊，在此處被示為位於燃料線433內的泵434的上遊。另ー燃料線435將循環迴路遞送泵434連接到循環迴路450的燃料線451。此外，示例性氮箱440將氮通過燃料線437供給到流量控制閥444，並且隨後通過燃料線438供給到攜帯如流量傳感器443所計量的柴油燃料的燃料線441。優選地,氮箱440被調節比氮饋入的燃料線441中的壓カ大至少大約IOpsi的最小壓力，在示例性實施方式或，其大約為60-100psi。流量控制閥444由微處理器控制裝置445或類似裝置控制，控制裝置445可以是任意已知的或將來開發的設備，用於電子控制閥或其他這種流量控制設備，並且可按照從各種輸入接收的數據動作，輸入包括但不限於示例性實施方式的流量傳感器443、油門位置傳感器或其他以本領域已知的方式工作的監測設備。因此，本領域技術人員將再次意識到，如從圖1、2和7-10而顯而易見的那樣，儘管結合圖11的示例性多燃料系統420描述和示出了示例性電子計量控制，但本發明並不限於此，反之，可包括各種組合和配置的任何這些組件，而不脫離本發明的精神和範圍。在示例性實施方式中，假定混合壓カ為標稱lOOpsi，燃料混合物中的燃料在混合時按體積比例為大於百分之九十(90%)的柴油，小於百分之十(10%)的氮。本領域技術人員將意識到，儘管兩種具體燃料成分被描述為包括燃料混合物(即液態柴油燃料和氣態氮)並且在具體比例範圍內，但本發明並不限於此，並且本文可與根據本發明各方面的均質化燃料增強系統一起使用各種其他燃料的不同組合和比例，而不脫離本發明的精神和範圍。繼續參考圖11，具體地，示例性柴油-氮混合物通過燃料線435到達循環迴路450，其中，燃料線435以三通結構進入燃料線451，燃料線451將多餘燃料從噴射泵495返回以用於再次循環。燃料混合物隨後通過一系列灌注管470(在示例性實施方式中為兩個)，其結構和優點既在通過引用併入本文中的在先申請中解釋過，也結合下述描述的圖12的替代實施方式中使用的灌注管組解釋。總之，在一個或多個灌注管470中(每個灌注管470具體都被配置為在循環迴路450內體積擴張)，隨著氣態燃料組分如至少部分地由灌注管470的幾何和燃料混合物中的最終流體動カ效應所導致的那樣被有效地灌注在液態燃料組分中或在整個液態燃料組分中分散，液態-氣態燃料混合物減慢並變為大體上均質化。因此，灌注管470也對燃料具有冷卻效應，也可通過將翅片(未示出)置於每個管的外壁或甚至獨立地通過結合在系統其他位置的熱交換器(未示出)來增強冷卻效應。從灌注管470出來的大體上均質化且相對較冷的燃料混合物隨後通過燃料線453到達燃料過濾器499。隨後，燃料混合物從燃料過濾器499通過僅有出ロ燃料線492到達循環泵493，該循環泵493將燃料混合物在其通過燃料線494到達發動機的噴射泵495之前提升至大約150psi的標稱壓力，在示例性共軌柴油發動機配置中，噴射泵495將燃料混合物提升至約25000psi的工作壓力。再次，應該理解的是，所有的這些壓力僅僅是示例性的並且不以任何方式限制本發明。發動機所需的燃料混合物被從噴射泵495沿著高壓燃料線496遞送到共軌490，而多餘燃料或超出發動機的當前需求的燃料通過循環迴路沿著同樣與噴射泵495流體連通的燃料線451再次循環，由此,通過如上所述的灌注管470循環回去，同時額外的燃料混合物按需求進入循環迴路450並在灌注管470之前加入再循環的燃料。本領域技術人員將意識至IJ，循環泵493和噴射泵495可以是任何已知或將來開發的用於遞送和加壓燃料混合物的泵類型。再次，本發明的燃料增強系統470和上文及下文更詳細描述的ー個或多個灌注管470的運行用於有效地將氣態燃料組分混合和灌注到液態燃料組分中，從而最終循環的、大體上均質的混合物由系統的其餘部分以及遞送和噴射泵有效地視為液體，同時在又ー替代實施方式中再次認識到循環迴路的相關運行和優勢。最終，圖11的示例性實施方式還包括旁路燃料線465，其以三通結構始於提升泵432和流量計443之間的燃料線433，並直接連接到過濾器499，由此繞過流量計443、ー個或多個遞送泵434、燃料添加劑源440以及整個循環迴路50，並由此提供「自動防故障」。還將意識到，儘管相對於圖11的示例性實施方式示出和描述了燃料系統組件的具體布置和其通過多個燃料線段的連接性，但本發明並不限於此。此外，這些組件和提供其連接及互相可操作性的手段可採取各種配置，而不脫離本發明的精神和範圍。再次，由於圖11是根據本發明各方面的ー種燃料系統實施方式的示意圖，並不嚴格遵循各種組件的相對尺寸和形狀，而應該理解為僅僅是本發明的均質化燃料系統的原理和特性的示例。因此，實質上起與示出和描述的同樣的功能的各種替代組件的代替在本發明中是可能的並且明顯落入其範圍。現在參考圖12，示出了根據本發明各方面的多燃料系統520的另ー示例性實施方式的示意圖，該多燃料系統用於與「共軌」柴油發動機一起使用。在所示實施方式中，噴射系統包括螺線管或舊式ΗΕΠ (液壓電子單元噴射器)型噴射器591或任何其他對於壓力(尤其是反壓)相對敏感的噴射器，從而返回線597被示為以環境壓カ導回箱530，其詳細內容在下文描述。作為入門問題，應該注意到儘管均質化燃料增強系統的該 替代示例性實施方式在這種「開環」燃料線配置的情況下被示出，但本發明並不限於此，本發明可與各種發動機、噴射器和從屬燃料線一起使用，而不脫離本發明的精神和範圍，例如圖1-11的實施方式中的名義上的「閉環」系統。還應該再次注意到，儘管多個發動機組件被示為大體上整個附圖的一部分，例如共軌590、燃料過濾器599、主柴油箱530和提升泵532、以及相關燃料線及類似部件，所有的這些組件或其任何變型或替代物都可與本發明一起使用(無論是在エ廠安裝還是在零件市場購買的)，而不脫離本發明的精神和範圍。因此，儘管這些組件在不同附圖中被示為整個燃料系統的一部分，但應該理解的是，本發明明顯地不限於此，並且沒有權利要求涉及發動機的這些標準組件，這些標準組件在本文中僅簡單地作為本發明的均質化燃料增強系統的背景。此外，再一次，儘管結合柴油內燃機具體地示出和描述了示例性實施方式，但也可以使用現在已知的或未來開發的其他發動機的變型，包括但不限於汽油直接噴射發動機。通過概覽，在圖12的替代示例性實施方式中，示出了整個燃料系統520，其大體上包括柴油箱530，柴油箱530具有均饋入大體上由標號570表示的一系列灌注管的提升泵532和氮箱540，這些灌注管隨後與發動機的噴射系統共軌590和噴射器591流體連通。更詳細地，柴油箱530利用提升泵532以大約5psi的壓カ將柴油燃料通過燃料線531供給，這些設備都是エ廠安裝的設備，其可自容納在箱530內或如圖12所示的(為簡便起見)那樣獨立配置。對於其他液態燃料供給，額外的箱可與下遊燃料線535串聯或並聯連接，燃料線535按照需要可以是自動或手動的。隨後，柴油燃料經由燃料線535通過燃料過濾器599並 隨後通過燃料線537到達流量計543，其詳細內容在下文描述。柴油燃料從流量計543通過另ー燃料線538到達遞送泵539，在示例性實施方式中，遞送泵539將柴油燃料提升到大約60-100psi。將再次意識到，遞送泵539可以是任何已知或將來開發並被配置用於適當壓力和功耗且適用於柴油和其他這類輕油燃料的流體泵。在替代實施方式中，如圖11那樣，可以以群組或系列的方式使用多個遞送泵以實現需要的處理量和增壓。回到燃料增強系統520，在這個替代示例性實施方式中，再次在柴油箱530和灌注管570之間提供了在線的流量傳感器543，該流量傳感器543電性連接到控制裝置545以監測柴油燃料的流量並相應地調節氮的釋放。具體地，氮箱540將氮通過燃料線541供給到流量控制閥544，流量控制閥544隨後將白熾燈通過燃料線546供給到由遞送泵539按流量傳感器543監測的那樣遞送的柴油燃料中。再一次，氮供給線中的流量控制閥544由微處理器控制裝置545或類似裝置控制，控制裝置545可以是任意已知的或將來開發的設備，用於電子控制閥或其他這種流量控制設備，並且可按照從各種輸入接收的數據動作，輸入包括但不限於示例性實施方式的流量傳感器543。再次，將意識到儘管結合圖12的示例性多燃料系統520描述和示出了示例性電子計量控制，但本發明並不限於此，反之，可包括各種組合和配置的任何這些組件，而不脫離本發明的精神和範圍。在氣態燃料供給方面，優選地，氮箱540被調節至比氮饋入的燃料線543中的壓カ至少大大約10-20psi的最小壓力，再一次，其大約為如ー個或多個遞送泵539限定的60-100psi。還考慮到，作為氮箱的替代或除氮箱之外，可提供車載氮生成設備，其使用任何已知或將來開發的科技或技術，包括但不限於薄膜、VSA和PSA/沸石技木。這樣的生成器可將氮氣直接饋入燃料增強系統520，以作為對箱540的替代，或者在上遊與箱540串聯，從而為箱540加氮，隨後，氮氣將通過該箱540如上所述地被供給。因此，本發明的ー個方面可被概括為車載產生氮作用燃料添加剤，其將與液態燃料預直接噴射相混合，從而形成多燃料系統。將意識到，根據情況，車載氮生成也可與圖11的實施方式或其他多燃料系統(例如上文結合圖1-10描述的實施方式)一起使用，其他示例性實施方式在通過引用併入本文的在先專利申請中示出和描述。
繼續參考圖12，示例性柴油-氮燃料混合物通過燃料線547到達灌注管570。此處，示出了四個串聯的灌注管570，但再次說明，可使用任意數量和尺寸的灌注管，而不脫離本發明的精神和範圍。在一個或多個灌注管570中(灌注管570都在燃料線或燃料遞送系統內體積擴張)，隨著氣態燃料組分如至少部分地由灌注管570的幾何和燃料混合物中的最終流體動カ效應所導致的那樣被有效地灌注在液態燃料組分中或在整個液態燃料組分中均勻分散，液態-氣態燃料混合物變為大體上均質化。從灌注管570出來的大體上均質化的燃料混合物隨後通過燃料線554到達發動機的噴射泵595，在示例性共軌柴油發動機配置中，噴射泵595將燃料混合物提升至約25，OOOpsi的工作壓力。發動機所需的燃料混合物被從噴射泵595沿著燃料線596遞送到共軌590，而多餘燃料或超出發動機的當前需求的燃料沿著同樣與噴射泵595流體連通的並包括循環泵552 (循環泵552經由燃料線553與初始液態-氣態燃料混合物供給線547連接)的燃料線55 1再次循環，從而通過如上所述的灌注管570循環回去，由此形成本實施方式中的循環迴路550。然後，注意到本發明的燃料增強系統570和上文描述的灌注管570的運行用於有效地將氣態燃料組分混合和灌注到液態燃料組分中，從而最終循環的、大體上均質的混合物由系統的其餘部分以及遞送和噴射泵有效地視為液體。作為許多共軌柴油發動機和其他這種發動機中的標準，來自共軌590和獨立噴射器591的未使用的或未密封的燃料是反饋系統的一部分以再捕獲和再使用這種未密封燃料。在圖12中示出的示例性「開環」系統中，來自共軌590自身的未使用燃料沿著溢出端ロ燃料線598被反饋到噴射泵595，而來自實際噴射器591的未燃燒燃料沿著溢出端ロ燃料線597直接返回到箱530以作他用。這種配置在一種情況下是必須的，即在噴射系統使用了反壓敏感的噴射器(例如在某些舊式共軌中)吋。因此，通過將溢出端ロ燃料線597以大體上環境壓力返回到箱，噴射器591不受到不利影響。作為附加好處，通過使用廣泛使得且由此相對便宜的惰性的氣體(例如氮)作為根據本發明各方面的多燃料系統的氣態燃料添加剤，將意識到，與単獨使用空氣或將其他促進燃燒的氣體和佔據箱中死區的液態燃料蒸汽一起使用相比，排入箱530並由此至少部分地填充液態燃料之上的空間的氮實際上為車輛提供了抗爆炸安全效應。由於氮容易得到且相對便宜以車載生成，以相對低的成本實現了其作為箱530內的惰性劑的附加功能。將進ー步意識到，儘管相對於圖12的示例性實施方式示出和描述了燃料系統組件的具體布置和其通過多個燃料線段的連接性，但本發明並不限於此。此外，這些組件和提供其連接及互相可操作性的手段可採取各種配置，而不脫離本發明的精神和範圍。具體地，儘管圖12中未示出，但將意識到，這種替代配置也可包括自動防故障旁路線以允許系統在需要吋「僅靠柴油」運行，與圖1、2和7-11中示出的十分類似。再次，由於圖12是根據本發明各方面的ー種燃料系統實施方式的示意圖，並不嚴格遵循各種組件的相對尺寸和形狀，而應該理解為僅僅是本發明的均質化燃料系統的原理和特性的示例。因此，實質上起與示出和描述的同樣的功能的各種替代組件的代替在本發明中是可能的並且明顯落入其範圍。關於圖11和12中示出的灌注管470、570，現在參考圖13，可看示每個這種灌注管(為簡便起見，大體上由標號470表示)是直貫流配置，具體地不具有如圖3-6中示出的灌注管70的在先示例性實施方式中的下管76或聚積器84。S卩，如從圖11和12的示意圖中和參考圖13的橫截面示意圖中所顯而易見的，燃料混合物流體路徑實質上使得燃料通過形成在第一連接器475和第一端壁472中的第一通道473從灌注管470的一端進入，向下通過管470並通過形成在第二端壁480和第二連接器476中的第二通道474流出。為了形成完整的灌注管470，在示例性實施方式中，每個端壁472、480再次利用幹渉配合和O形環密封483與機械保持環479被固定在管壁471內部。將意識到，任何其他已知或將來開發的在功能上等同的結構可作為替代，而不脫離本發明的精神和範圍。相關地，灌注管470的組件可由任何已知或將來開發的合適材料製成，儘管現在考慮到其可以主要由鋁製成。在圖11-13中示出的灌注管470的示例性實施方式中，實質上基於管壁471的內部長度和內部直徑形成了灌注容積488 ;S卩，容積由管壁471和第一及第ニ端壁472、480限定。出於展示，每個灌注管470可具有兩英寸(2」)的標稱外徑和一又八分之七英寸(1-7/8」)的標稱內徑以及大約為42英寸(42」)的全長，或者全長大約為圖1-10中的示例性灌注管70的長度的兩倍。此外，由於沒有聚積器84(圖3)，灌注管470內的更多區域是用於燃料混合物的容積擴張；假定每個端壁472、480為一英寸(I」)厚,每個替代貫流式灌注管470內的總灌注容積
488為ー百--1--立方英寸(Illin3)(容積=長度x面積=40 η. χ(Πχ(· 94in. )2))。因此，
注意到，圖13的替代灌注管470的灌注容積488接近於圖3_6的示例性灌注管70(其總灌注容積大約為32立方英寸(32in3))的四倍。此外，第一示例性灌注管70的長度半徑比為大約5:1，而替代灌注管470的長度半徑比大約為20:1。假定標稱I. D.為二分之一英寸(1/2」)或通過各自的第一和第二流體通路473、474的較大入口和出ロ尺寸，具體地，離開入口或第一流體通路473進入灌注管470和灌注容積488的燃料混合物經過擴張從大約ニ分之一英寸(1/2」)燃料線擴張成I. D.大約為兩英寸(2」)的灌注管470。這種擴張和隨後的長度(在通過出口或第二流體通路471出來之前，燃料混合物沿著該長度流動通過灌注容積488)具有大幅減緩和混合燃料混合物的效果，如上文結合圖6解釋的那樣。僅在此處，在圖13的示例性實施方式中，燃料繼續其路徑，通過灌注管470並從對端排出，而不是調轉方向以向上和從頂部出去通過出口管76 (圖3-6)。將意識到，由於這種直貫流式設置，因此不再同樣地強調具有出口之上的入口和相對垂直朝向地布置以實現渦流效應，就像在上文結合圖6描述嘗試逆著向下流動的燃料而上升的氣泡而部分由重力增強的那樣；而且，由於這種直貫流式灌注管470，設計更依賴於流速而不是更依賴於朝向，由此能夠大體上相同的運行，而不管是水平還是垂直的。還將意識到，在串聯使用多個灌注管470、570吋，不僅相應増加的總灌注容積(圖11的雙灌注管系統420總計增加了大約兩百二十ニ立方英寸(222in3)，圖12的四灌注管系統520總計增加了大約四百四十四立方英寸(444in3))，而且燃料混合物的後續擴張和收縮也有助於均質化效應。本領域技術人員將再次意識到，本發明的燃料增強系統420、520與灌注管470、570相關的方面和原理具體地不以任何方式限制在示出和描述的具體示例性幾何和構造中，正如還應該從結合圖1-10的討論和下文關於圖14-17和20-21中示出的其他替代性實施方式中再次意識到的一祥。更一般的，將意識到，圖11和12的兩個或多個灌注管470、570提供的容積擴張和由此產生的渦流和混合效應使得能夠充分或大體上均質化地混合液態和氣態燃料組分，而不具有在較高壓力下或迫使氣態燃料組分變為液體狀態的運行的花費和複雜性；而且，通過在液態燃料內充分地混合和灌注氣態燃料，最終的多燃料混合物被系統的其餘部分(尤其是噴射系統)視為液態，即使氣態燃料組分仍然保持在這種狀態，至少直到其被引入噴射泵。並且，在惰性的氣體(如氮)的情況下(現有技術實質上沒有教導其作為可燃燃料添加剤)，由於分散的氣體從內至外地影響燃料，仍然實現了這種霧化效應，即使氣態燃料自身(此處為氮)實質上不具有燃料值。但是，氣態燃料(甚至例如氮)在液態燃料內具有並作為勢能彈簧，其基於噴射和與液態燃料的機械分離來釋放。超出這種物理霧化效應，一種燃料組分對另一種燃料組分的其他化學或催化效應也可在可見的性能提升中發揮作用。最終結果是在每個燃燒事件期間從燃料混合物中提取了更多的能量，由此使得發動機運行更有效率，增益在大約百分之三十至百分之百(30-100%)甚至更高。
現在參考圖14的另一示例性實施方式，示出了安裝在直接噴射發動機環境中的整體燃料增強系統620，其大體上包括柴油箱630，柴油箱630具有均最終饋入大體上由標號650表不的第一循環迴路的提升泵632和加壓氫箱640,並包括至少一個如圖13大體所示的直貫流式灌注管670，循環迴路650與大體上由標號680表示的第二共軌循環迴路流體連通，在此處，循環迴路650最終通過入口壓力調節器699和噴射泵695與發動機的噴射系統頭部690流體連通。更詳細地，柴油箱630通過提升泵632以大約5_10psi的壓力供給柴油燃料。隨後，柴油通過可選的數字柴油流量計635，隨後到達第一可變區域流量計636(其詳細內容將在下文描述)，隨後到達另一可選的第二可變區域流量計637，然後通過可選的過濾器和水分離器單元638以及一個或多個循環泵(大體上由標號634表示)，在示例性實施方式中，循環泵634將柴油燃料提升到大約lOOpsi。將再次意識到一個或多個循環迴路遞送泵634可以是任意已知或將來開發的流體泵，其被配置用於適當壓力和功耗，並適用於柴油和其他這種輕油燃料。在示出的替代實施方式中，四個串聯的、兩兩成對的這些泵(具有或不具有相應的壓力調節器)可被用於首先將壓力從大約IOpsi提升到60psi，然後提升到lOOpsi，任何這樣的已知或將來開發的泵和泵設置在本發明的燃料增強系統620內都是可能的。更一般地，將意識，無論是工廠安裝的還是由其他工廠安裝設備所規定的這些元件可根據情況不同，即，燃料增強系統可操作地安裝在其上的柴油或其他發動機的類型可不同，從而本發明的將被理解為不限於此，這些元件的細節與應用情況有關並且僅僅是示例性的。回到燃料增強系統620，在示例性實施方式中，在循環泵634下遊和與燃料線651交叉的下遊的線中提供了燃料過濾器639和止回閥，燃料絲651是從噴射泵695和噴射器溢出埠開始的返回迴路，並形成第二共軌循環迴路680的一部分。氫氣被從箱640經由線641饋入相同的線651,在線641中安裝有開/關電磁閥644以及一個或多個止回閥和氫氣流量計646。因此，在第一可變區域流量計636的單獨控制下或與來自獨立氫氣流量計646的數據組合的控制下，電磁閥644打開或關閉以通過燃料線641向攜帶柴油燃料的燃料線651間歇地脈衝或供給氫(如同由箱630供給)和從發動機返回的任意其他燃料。再一次，優選地，氫箱640被調節至比氫饋入的燃料線641和後續的燃料651中的壓力(此處大約為IOOpsi)大至少大約IOpsi的最小壓力，從而氫以大約110-125psi的壓力被饋入。電磁流量控制閥644由微處理器控制裝置645或類似裝置控制，其從第一可變區域流量計636的一個或多個傳感器642等設備接收輸入，控制裝置645可以是任意已知的或將來開發的設備，用於電子控制閥或其他這種流量控制設備，並且可按照從各種輸入接收的數據動作，輸入包括但不限於第一可變區域流量計636。通過另一實例，結合PLC(可編程邏輯控制器)或類似裝置，可使用計時電路以控制實際「開」時間或脈衝長度，甚至除開PLC，還可以使用一組計時器，一個計時器設置閥644的「打開」時間(例如2秒)，第二個計時器設置延遲以阻擋第一個計時器並由此防止過飽和；例如，不考慮柴油流量(發動機需求的柴油)，每20秒不超過2秒的氣體釋放，在大約100-150psi的標稱系統壓力下，這種2 20比例(打開時間比關閉時間)將成為示例性氣體脈衝設備。通過另一實例，在一些情況下，優選地可將氣體饋入設置成較小、頻率更高的爆裂；例如每十秒一秒的爆裂或每五秒半秒的爆裂。此外，在其他實施方式中，基於來自數字柴油流量計635、可變區域流量計636或類似設備的數據，控制器645可將氣體饋入方案向上或向下移動標度，或者甚至根據柴油流量改變標度，從而基於發動機需求(即，燃料消耗的速率)允許更長和/或頻率更高的氣體脈衝。將意識到，該益處是相對良好調試的液態-氣態燃料監測和計量系統，其幫助提升燃料效率和本發明其他方面。具體地，通過恰當的設置氣態燃料組分相對於液態燃料組分的比例，如同樣通過氣體饋入脈衝的頻率和持續時間，下遊泵能夠有效地「消化(digest) 」氣體並將加壓混合物轉送以進行其他處理，即，在一個或多個循環迴路灌注管670中均質化。關於圖14中示出的燃料增強系統620的控制硬體，第一可變區域流量計636配備有一個或多個霍爾效應傳感器642、光學傳感器、「簧片開關」或類似裝置，以檢測流量計636的輕微收窄的或階梯形孔中的浮標(活塞、球或類似物)相對於預定設置點的位置。這些設置點被確定為與柴油燃料響應於發動機需求的流量水平有關，由電磁閥644和處理器645控制的氣態脈衝在該設置點上應該被打開或關閉以在任意給定時間平衡柴油內氫氣的比率或濃度。例如，沿著流量計的足夠長度，最多可具有32個傳感器或設置點，其通常是PCL上的I/O (輸入/輸出)埠的數量。注意到，上述的使用中的收窄或階梯形「浮標」型可變區域流量計636提供了更高的解析度，並且活塞浮標優選地在球之上，從而具有足夠的流體可作用於其上的摩擦表面區域，活塞配置優選地為流量響應或流量計靈敏性提供了質量和表面區域與數字流量計635 一起或替代數字流量計635的第二可變區域流量計637可提供另一確證流量數據和/或有效的提供觀察玻璃以目視觀察通過的液體。如果可選的氫氣流量計646包括在電磁閥644的下遊的燃料線641中，可以進行引入燃料流中的氫的量的另一檢查，其數據可以提供給控制器645並甚至作為第一可變區域流量計636的安全超馳，由此幫助確定在氣體能夠由燃料增強系統620恰當地「消化」之前沒有過多的氣體被引入並且在柴油燃料內大體上被發動機視為液態，從而避免泵氣蝕、發動機的氣阻和其他這類問題。再一次，儘管已經示出和描述了流量計636、流量控制閥644、控制器645和其他這些可選的或必要組件的具體配置，但本發明不限於此。因此，本領域技術人員將意識到儘管結合圖14的燃料增強系統620示出和描述了示例性電子計量控制，但本發明並不限於此，反之，可包括各種組合和配置的任何這些組件，而不脫離本發明的精神和範圍。在示例性實施方式中，假定混合壓力為標稱125psi.燃料混合物中的燃料在混合時按體積比例為大於百分之九十(90%)的柴油，小於百分之十(10%)的氫。大體來說，一定程度上，混合壓力越高，氣態組分比率以及效率增益也越高，從而將意識到可以在混合時或混合後使用較高的系統內壓力，而不脫離本發明的精神和範圍。本領域技術人員還將意識到，儘管兩種具體燃料成分被描述為包括燃料混合物(即液態柴油燃料和氣態氮)並且在具體比例範圍內，但本發明並不限於此，並且本文可與根據本發明各方面的均質化燃料增強系統一起使用各種其他燃料的不同組合和比例， 而不脫離本發明的精神和範圍。繼續參考圖14，示例性柴油-氫燃料混合物通過燃料線651到達第一高壓泵692，該第一高壓泵692將混合物的壓力最開始提升到大約400-500psi。隨後，燃料混合物通過燃料線694，隨後經由燃料線681和第二高壓泵693到達第二共軌循環迴路680的其餘部分(如最終由發動機的燃料需求限定的那樣)，或者通過燃料線652和循環泵653到達灌注管循環迴路650。首先，對於所有的還未被發動機需要的液態-氣態燃料混合物而言，將意識至IJ，該燃料通過燃料線652進入第一循環迴路650並由泵連續地循環，直接燃料被需求，在該不例性實施方式中，第一循環迴路650包括至少一個直貫流式灌注管670和返回線654,將再次意識到根據本發明的各方面，可以使用任意類型和數量的灌注管，而不脫離本發明的範圍。還將意識到，在該替代實施方式中，第一灌注管循環迴路650通過第一高壓泵692有效地維持在400-500psi，而循環泵653簡單地維持通過迴路650的燃料的流速，由此相對較高的循環迴路壓力進一步增強了燃料混合物的均質性、允許相對少的灌注容積，儘管描述了一個灌注管670，但甚至在400-500psi的循環迴路壓力時仍然可以使用更多個灌注管。一旦發動機需要多燃料混合物，則燃料混合物流出第一循環迴路650或直接流到第二共軌循環迴路680，隨後燃料通過燃料線681通過第二高壓泵693，該第二高壓泵將共軌中的壓力提升到大約4，000-10，OOOpsi (類似於常見的方式，即使是在低端)。事實上，根 據本發明的各方面，在直接噴射柴油發動機的示例性情況下，類似的共軌682結合到第二循環迴路680中，就像具有其自有的循環泵683 —樣，並用於以維持的壓力(再次，大約為4，000-10, OOOpsi)循環液態-氣態燃料混合物。具體地，燃料從燃料線681流出，在循環泵683的合作下通過共軌682，並進入另一燃料線684，該燃料線684隨後將相對高壓的大體上均質的多燃料混合物按照發動機的需求遞送給入口壓力調節器699，多餘的燃料簡單地沿著共軌循環線685流動並返回共軌682，由此形成共軌循環迴路680的一部分。而發動機需求的如線684通過入口壓力調節器699遞送的燃料隨後通到噴射器泵695並然後進入頭部590，調節器699、噴射器泵695和頭部690中每一個的溢出埠線以三通結構接入第二共軌循環迴路680的其他腳中(即，燃料線651)，燃料線651隨後開始殘餘在第二循環迴路680中的燃料混合物的全過程，以進一步處理或進入第一灌注管循環迴路650，從而如上所述地被連續再循環。再次，本領域技術人員將意識到，循環迴路和泵、高壓泵、閥、連接器、線的配置及數量以及熱交換設備、聚積器或旁路線和其他這些變型的存在與否在本發明的燃料增強系統620中都是可能的，而不脫離本發明的精神和範圍。具體地，循環泵653、683和高壓泵692、693可以是任何已知或將來開發的泵類型，用於遞送和加壓燃料混合物。再次說明，由於圖14是根據本發明各方面的一種燃料增強系統的示意圖，並不嚴格遵循各種組件的相對尺寸和形狀，而應該理解為僅僅是本發明的均質化燃料系統的原理和特性的示例。因此，實質上起與示出和描述的同樣的功能的各種替代組件的代替在本發明中是可能的並且明顯落入其範圍。現在參考圖15中示意性示出的另一替代均質化燃料增強系統720，其再次用在直接噴射發動機情況下，只是具有相對低壓的設置。燃料系統720大體上同樣包括柴油箱730，該柴油箱730具有均實質上饋入循環迴路(大體上由標號750表示)的提升泵732和加壓氫箱740，並包括至少兩個灌注管770，其在下文中結合圖16詳細描述。循環迴路750也通過噴射泵795與發動機噴射系統(此處示出了實際噴射器791)流體連通。在示例性實施方式中，柴油箱730通過提升泵732以大約5-lOpsi的壓力供給柴油燃料，此處在箱730和提升泵732之間具有第一燃料過濾器731。隨後，柴油通過可選的數字柴油流量計735，隨後到達第一可變區域流量計736 (其詳細內容在上文中結合圖14描述)，隨後到達另一可選的第二可變區域流量計737，然後通過第二燃料過濾器739以及一個或多個循環泵(大體上由標號734表示)，在示例性實施方式中，該循環泵將柴油燃料提升到大約lOOpsi。將再次意識到一個或多個循環迴路遞送泵734可以是任意已知或將來開發的流體泵，其被配置用於適當壓力和功耗，並適用於柴油和其他這種輕油燃料。在示出的替代實施方式中，兩個串聯的、與相對的壓力調節器成組的這些泵可被用於將壓力從大約IOpsi提升到lOOpsi，任何這樣的已知或將來開發的泵和泵設置在本發明的燃料增強系統720內都是可能的。更一般地，將意識，無論是工廠安裝的還是由其他工廠安裝設備所規定的這些元件可根據情況不同，即，燃料增強系統可操作地安裝在其上的柴油或其他發動機的類型可不同，從而本發明的將被理解為不限於此，這些元件的細節與應用情況有關並且僅僅是示例性的。回到燃料增強系統720，在示例性實施方式中，第二燃料過濾器在線地位於循環泵734的下遊，這些循環泵位於與燃料線751的交叉的下遊，燃料線是從噴射泵795和噴射器溢出埠開始的返回迴路，並形成循環迴路750的一部分。氫氣被從箱740經由線741饋入循環泵734的第一群組下遊的相同的線751，可選地，在線741中安裝有開/關電磁閥744以及可選的一個或多個止回閥和氫氣流量計(未示出)。因此，在第一可變區域流量計736與來自獨立不透明流量計746 (其詳細內容在下文結合圖18和19描述)的數據的控制下，流量控制閥744打開或關閉以通過燃料線741向攜帶柴油燃料的燃料線751間歇地脈衝或供給氫(如同由箱730供給)和從發動機返回的任意其他燃料。再一次，優選地，氫箱740被調節至比氫饋入的燃料線741和後續的燃料751中的壓力(此處基於泵734的配置，同樣大約為lOOpsi)大至少大約IOpsi的最小壓力，從而氫以大約110-125psi的壓力被饋入。電磁流量控制閥744由微處理器控制裝置745或類似裝置控制，其從如上所述的第一可變區域流量計736的一個或多個傳感器742等設備接收輸入。再一次，儘管已經示出和描述了流量計736、流量控制閥744、控制器745和其他這些可選的或必要組件的具體配置，但本發明不限於此。再次說明，燃料混合物中的燃料在混合時按體積比例為大於百分之九十(90%)的柴油，小於百分之十(10%)的 氫，假定混合壓力為標稱125psi。大體來說，一定程度上，混合壓力越高，氣態組分比率以及效率增益也越高，從而將意識到可以在混合時或混合後使用較高的系統內壓力，而不脫離本發明的精神和範圍，如將從其他示例性實施方式和本文的討論而意識到的那樣，優選地通過應用如本文所述的本發明各方面中的其他工作原理利用相對較低的壓力實現期望的均質化。繼續參考圖15，並進一步參考圖16，圖16示出了在燃料增強系統720的示例性實施方式中使用的替代灌注管770的示意性橫截面視圖，柴油-氫燃料混合物通過燃料線751到達第一提升泵792 (其將混合物的壓力最開始提升到大約200-205psi)，然後到達第二提升泵793 (其將燃料提升到大約400-500psi)。隨後，燃料混合物經由燃料線794利用燃料線752和循環泵753到達灌注管循環迴路750。將意識到，隨著燃料通過燃料線752進入循環迴路750並連續地由泵753循環，直接需要這些燃料，在示例性實施方式中，循環迴路750包括至少兩個逆流灌注管770和返回線754 (其具有另外的第三過濾器755)，將再次意識到，根據本發明的各方面，可以使用任意類型和數量的灌注管和相關泵，而不脫離本發明的範圍。更詳細地，參考圖16，示出了根據本發明的其他方面的單個逆流灌注管770，其中，入口管776現在實際上被配置為長通道或下管，而不是圖3-6中的出口管76。S卩，在圖16的灌注管770的替代實施方式中，燃料混合物通過由形成在上部或第一端壁772上的第一通道773限定的入口進入，相對較長的入口下管776被插入在第一通道773中，燃料隨後離開略微靠近下部第二端壁780的入口管776並在灌注管770內上升以通過形成在第一端壁772中第二通道774離開，並由此到達另一灌注管770或系統720的其他部分。本領域技術人員將意識到，這種替代「逆流」灌注管770在使用中具有某些好處，這是因為(有些類似圖13中示出的直貫流式灌注管470)灌注管770不依賴於朝向，不需要燃料流向下地進入主管容積，從而氣泡試圖逆著向下流上升，並且因此重力效應提供了管更垂直的朝向。替代地，現在參考圖17，其分別示出了三個通過互連各自的入口和出口、或第一和第二流體通道773和744的連接器775串聯安裝的這種「逆流」灌注管770，將意識到，逆流灌注管770設計實質上依賴於流速，對流速和表面摩擦效應或「擦(rub) 」的依賴性能夠在多燃料混合物流動通過管770時使氣泡(大體上729表示)爆裂，即使是接近通過整體系統的大體流速時，入口管776和比入口管776小的整個灌注管770的相對尺寸或容在示例性實施方式中大體上相等，從而在整個過程中實現相對一致 的流速。利用這種流方式設置，而不是下管或入口管776中形成的任何潛在的氣泡，它們將在主灌注管容積的上部端形成(如果有的話)入口管776外部容積，並由此通過串聯的其餘灌注管被向前「追逐(chased)」，由此幫助利用每次擴張或收縮破碎或灌注任意這種氣泡，從而在燃料混合物到達串聯的最後一個灌注管之前，任何氣泡都實質上不存在，或更精確地說實質上不能被裸眼觀察到，圖17所示。作為灌注管770的替代實施方式的另一均質化效應，事實上不論朝向，離開入口管776的燃料具有衝擊灌注管770的第二端壁780的內表面781的趨勢，由此進一步促進氣泡破裂和液態-氣態燃料混合物的均質化。另外，替代逆流灌注管770以與本文示出和描述的其他示例性灌注管十分類似的方式被構建，其中第一和第二端壁772和780利用O形環783和保持環779固定在管壁771的兩個對端，但也可使用其他任何已知或將來開發的這種配置和組裝技術，而不脫離本發明的精神和範圍。具體地，將意識到，具有水平朝向的入口和出口通道773、774的灌注管770配置和通用連接器775的使用使得串聯地排列或設置灌注管770更加簡單並提升空間利用率，而不增加成本、複雜性和多個管和連接器及夾的潛在失效風險，等等。還將意識到，在該替代實施方式中，灌注管循環迴路750通過第二提升泵793有效地維持在400-500psi，而循環泵753簡單地維持通過迴路750的燃料的流速，由此這種相對較高的循環迴路壓力進一步增強了燃料混合物的均質性並因此允許相對較少的灌注容積和/或相對較高的流速。在示例性實施方式中，通過系統的整個流速可以大約為4加侖每分鐘(4gpm)。一旦發動機需要多燃料混合物，則燃料混合物通過燃料線784離開循環迴路750到達噴射泵795，並隨後到達噴射器691，而噴射泵795和噴射器691的溢出埠線都以三通結構接入燃料線751，隨後燃料線751重新開始多燃料混合物的整個過程，該多燃料混合物通過灌注循環迴路750返回以如上所述的那樣被連續地再循環。同樣地，本領域技術人員將意識到，循環迴路和泵、提升泵、閥、連接器、線的配置及數量以及熱交換設備、聚積器或旁路線和其他這些變型的存在與否在本發明的燃料增強系統620中都是可能的，而不脫離本發明的精神和範圍。由於圖15-17是根據本發明的各方面的一種燃料系統實施方式的示意圖，並不嚴格遵循各種組件的相對尺寸和形狀，而應該理解為僅僅是本發明的均質化燃料系統的原理和特性的示例。因此，實質上起與示出和描述的同樣的功能的各種替代組件的代替在本發明中是可能的並且明顯落入其範圍。繼續參考圖15，並進一步參考圖18和19，圖18和19示出了結合在替代燃料增強系統720 (具體地，其控制系統)中的不透明計量計746，首先觀察到，如同第一可變區域流量計736和氣流控制閥744 —樣，不透明計量計746與控制器745電子通信連接，由此與這兩個其他元件一起合作以監測和控制氣態燃料被添加到液態燃料流中的速率。大體上，不透明計量計746是配置成基於混合物的不透明度估計氣態灌注的光學傳感器，而不是僅基於液態燃料流計量氣體。換名話說，不透明計量計746作為折射傳感器，由此如果燃料混合物折射度高(表明高度的氣態或氣泡成分)，與其他控制系統組件合作的計量計746可關閉或防止任何其他氣態燃料饋入，而如果經過或通過計量計746的燃料流低於折射閾值水平(表明液體的相對均質化)，計量計746可因此允許其他控制系統組件繼續基於其他系統參數(例如柴油燃料流量)計量饋入的氣體。因此，將意識到，示例性實施方式中的不透明計量計746是系統(具體地，第一可變區域流量計736)中的「監測器」，從而在燃料流已經具有或表面出具有閾值之上的氣態成分時超馳計量計並防止其他氣態燃料的引入，不管柴油流速需要更多氣體饋入，例如當加速或爬坡時或當發動機處於相對高負載運行時。但是，當下遊燃料混合物表現具有已經被弓I入到現在充分混合或灌注其中的液態燃料中氣態燃料(從而折射或不透明度水平低於閾值)時，第一可變區域流量計因此不超馳，但如本文其他地方所述的那樣觸發其他氣體饋入。儘管不透明計量計可位於均質化燃料增強系統720內的多個位置，但優選地位於灌注管770的下遊，從而實質上反映燃料混合物在系統720內經歷的最大限度的混合和均質化，並基於該基礎判定系統是否能夠適應額外氣態燃料的饋入。因此，如圖15所示，不透明計量計位於循環迴路750兩個灌注管770中的第二個之後並在燃料混合物通到噴射器泵795之前的燃料線784中，從而在噴射之前為系統和具體地與其電子通信連接的控制器745提供與燃料混合物的均質化程度有關的信息。在關於不透明計量計746的構建和運行的更多細節中，參考圖18，示出了示例性的這種設備，計量計746實質上包括液流殼760和毗連的電子殼765。如圖19的橫截面視圖中最佳展示的那樣，液流殼760具有內部孔761，該內部孔761具有安裝在對端的一對活塞762，活塞762利用保持環763或任何其他這種已知或將來開發的組件保持在孔中。一對連接器764安裝在液流殼760的壁中的間隔位置，從而與內部孔761流體連通，並由此完成流入和流出液流殼的流體路徑。因此，將意識到，通過簡單地將連接器746連接到燃料線，或者將不透明計量計746接合在燃料線內部，形成了完整的通過液流殼760的內部孔761的燃料流路徑。與液流殼760構成整體、或安裝在液流殼760上或實質上位於其附近的電子殼765與一對光纖連接器766等設備一起被配置，各自的光纖線767從光纖連接器766中延伸出來，該光纖線767終止於液流殼760的內部孔761中，從而其位於燃料流路徑內並由此限定其中的至少一個光學傳感器；更具體地和優選地，兩條光纖線767都通過各自的活塞762並大體上對稱地延伸進入內部孔761，從而光纖線被大體上定位在與各自的間隔開的連接764間隔的位置，燃料混合物通過連接器764流入和流出液流殼760。在示例性實施方式，光纖線767的每個終端由0形環套筒768支撐，從而使光纖線尖端的精確長度被暴露，尖端隨後橫跨通過液流殼760的燃料流路徑的大體上指向彼此。在使用中，隨著燃料混合物通過不透明計量計746，位於示出和描述的燃料流內的光纖線767可動態地檢測燃料混合物的光學性能(即折射水平)並將相應的信號發送給控制器745，其中，不透明計量計746與控制器745電子通信連接。再次，基於不透明計量 計746產生和發送的信號，控制器745轉而可按需求超馳(over-ride)第一可變區域流量計736,以確保最終被遞送到發動機的燃料混合物不被氣態燃料過飽和。本領域技術人員將意識到，不透明計量計的示例性構建細節僅僅是本發明的特徵和方面(例如燃料增強系統720)的示例，具體地，不透明計量計746不限於此，相反，不透明計量計746可採取各種其他結合了已知或將來開發的技術的形式，而不脫離本發明的範圍。在這一點上，將意識到，根據傳感器，其朝向可以是橫跨流(十分類似於通過觀察玻璃)或沿著從一端或從固定長度的另一端開始(如在示例性實施方式中一樣)的流動軸的方向，其中，每種方式傳感器都可能透過數英寸燃料混合物觀察(但具體地，如示例性實施方式中所示出的，以垂直或沿著流動軸布置的方向觀察)，從而可能觀察到更多氣泡，並由此得到對氣體霧沫的更佳感測。此外，不透明計量計746的位置在某種意義上可有助於滯後效應，由此，計量計在循環迴路之中或之後的位置可使在混合點的燃料的該效應具有伴隨延遲並且該效應在所有的下遊路徑中均可見，從而在一些情況下，優選地可使得不透明計量計746相對靠近混合點，但靠近程度不會使氣態燃料不具有灌注到液體中的足夠時間。不透明計量計746的運行中另一可變參數是溫度，已知在冷天氣下，柴油燃料天生地具有混濁的趨勢。為了應付可能的冷天氣或冷運行下可擺脫光學傳感器的柴油燃料的自然混濁，舉例來說，考慮在系統720中使用溫度傳感器，並且在冷運行期間停用光學傳感器(即不透明計量計746)或自動地提供觸發水平的偏移，以應付對於液態燃料內的氣態燃料的過飽和來說並非不可接受的燃料的自然混濁。因此，本領域技術人員將意識到基礎不透明計量計746的眾多變型是可能的，而不脫離本發明的精神和範圍。
簡要地參考圖20和21，示出了本發明的又一替代示例性實施方式，其基於並詳述了上述說明和相關附圖。這兩個系統都是運行在大約25，OOOpsi的噴射(共軌)壓力下的共軌柴油發動機的情況，例如2009大眾TDI汽車中的標準。每個這種示例性燃料增強系統的燃料饋入和混合段與圖I的示例性系統20十分類似，除了下述的一些細微差別之外。首先，參考圖20，示出了整體燃料增強系統820，其大體上包括柴油箱830，該柴油箱830具有均饋入大體上由標號850表面的循環迴路的提升泵832和加壓氫箱840，並包括三個「逆流」式灌注管870和兩個直貫流式灌注管880 (都是串聯的)，其詳細內容在下文描述，循環迴路850也通過燃料過濾器899、循環泵893和噴射泵895與發動機的噴射系統共軌890和噴射器流體連通。更詳細地，柴油箱830通過提升泵832以大約5-lOpsi的壓力供給柴油燃料，柴油燃料隨後到達一個或多個循環迴路遞送泵834，在示例性實施方式中，該循環迴路遞送泵834將柴油燃料提升到大約100-125psi。將再次意識到一個或多個循環迴路遞送泵834可以是任意已知或將來開發的流體泵，其被配置用於適當壓力和功耗，並適用於柴油和其他這種輕油燃料。在柴油箱830和循環迴路850之間提供了在線的流量傳感器843。此外，氫箱840將氫提供給流量控制閥844，該流量控制閥844隨後將氫按照流量傳感器843計量的那樣提供給攜帶柴油燃料的燃料線840。流量控制閥844由微處理器控制裝置745或類似裝置控制，控制裝置845可以是任意已知的或將來開發的設備，用於電子控制閥或其他這種流量控制設備，並且可按照從各種輸入接收的數據動作，輸入包括但不限於流量傳感器843、此外與流量傳感器843合作的設備、上文中結合圖15、18和19的示例性實施方式描述的下遊不透明計量計846。此外，聚積器設備884被示為安裝在流量計843下遊的燃料線841中，但是將意識到聚積器884可以位於系統820在噴射之前的任何位置。然而，優選地，任何這種聚積器884將被安裝在循環迴路850或預循環迴路中，或安裝在系統的低壓側上，或者安裝在系統位於系統的任何階梯上升壓力段或高奪噴射系統之外的部分。因此，任何存在(例如當發動機關閉或燃料混合物不循環)的並將具有越過密封件等滲透回系統的低壓側的趨勢的殘餘系統壓力(將意識到任何靜態壓力差將趨向於具有這種效應並且在給定足夠的時間的情況下氫氣尤其能夠滲過和穿透大部分基質，尤其是橡膠密封或類似物)將由聚積器設備884提升並幫助保存其他系統組件(尤其是低壓組件)的完整性。因此，將意識到，儘管一些灌注管可與其中的聚積器一起配置並且一些系統可根本不具有聚積器，就像具有充分的堅固性或在充分低壓下運行或具有充分的灌注容積以適應這種流回的殘餘系統壓力的一樣，但在諸如圖20所示的其他示例性實施方式中，可再提供低壓側聚積器設備884以進一步提高整個燃料增強系統820的功能，明顯地，這並不是必要的並且本發明不限於此。再一次，這樣的獨立聚積器設備884 (如果包括在系統820中)可置於各種位置以實現上述的壓力釋放益處。繼續參考圖20，柴油-氫燃料混合物(再次說明，具體燃料組合僅僅是示例性的)從燃料線840通到循環迴路850的線851中，並隨後通到一系列灌注管870、880中。具體地，在示例性實施方式中，第一灌注管870是如圖16和17示出和描述的逆流配置，第二和第三灌注管880是如圖 13示出和描述的直貫流式灌注管，第四和第五灌注管870也配置為第一逆流管。本領域技術人員將從上述討論和本文呈現的替代示例性實施方式意識到灌注管870、880的數量、配置和順序僅令是本發明的其他方面的示例，並非限制性的。也可以使用灌注管構建和布置的眾多其他變型，而不脫離本發明的精神和範圍。如上結合圖15所述，在離開串聯的最後一個灌注管870之後，燃料混合物通過不透明計量計846，從而系統控制能夠以有效反映燃料的均質化的動態、實時數據以及氣態燃料組分(在這種情況下為氫)饋入的程度和其他控制元件(即由在線流量計量計843提供柴油流量數據觸發的流量控制閥844)是否超馳來運行，從而防止具有氣體的液態燃料的過飽和並可能導致系統故障。燃料從不透明計量計846通過過濾器899並隨後基於發動機的需求通過第一循環泵893到達噴射泵895，或者通過位於過濾器899和第一循環泵893之間的由第二循環泵853 (其位於燃料線853中)循環的燃料線854，從而燃料返回燃料線851以通過系統820的其餘部分進一步處理。類似地，簡要地參考圖21，示出了類似的整體燃料增強系統920，與圖20相比，其具有一些值得注意的不同。首先，使用了五個全部是「逆流」配置的灌注管970。一些被示為水平的，一些被示為垂直的，但將從前述討論意識到灌注管970大體上是不依賴於朝向的，從則任何這種灌注管970在整個燃料增強系統920中的位置大體上由硬體和空間限制規定，例如在發動機隔室內或在車輛的其他地方。此外，同樣與控制器945電子通信連接以與其他傳感器、計量計和控制設備合作從而調節氣態燃料到液態燃料的配給的不透明計量計946實際上位於噴射系統的下遊，其位於燃料線951中，不僅不被噴射泵995和溢出埠燃料線997需要的燃料混合物被從共軌990和噴射器991饋入該燃料線951中，而且新由燃料線941遞送的的液態-氣態燃料混合物也饋入該燃料線951中。因此，在示例性實施方式中，不透明計量計946將灌注管970上流的燃料混合物的混合快照作為對與燃料混合物組合的新燃料混合物的反映，其中，燃料混合物已經通過整個系統循環一次。將意識到，燃料混合物的這種觀察不會提供「最好的情況」下的燃料(如同其剛離開灌注管971—樣)的觀察，也不會提供「最壞的情況」下的燃料(如同其剛沿著燃料線941離開混合一樣)的觀察，相反，其將循環線951內的燃料混合物的中間狀態展示為「中值」數據點類型。再次說明，本領域內技術人員將再次意識到不透明計量計946的位置及其相應設置可以在各個系統之間不同，而不脫離本發明的範圍。繼續參考圖21，這樣的均質化燃料增強系統920安裝在2009大眾Jetta TDI (渦輪增壓的2. 0升四缸發動機，具有16. 5 1壓縮比和140馬力，以及六速手自一體變速)上。在實際測試中，根據本發明各方面的柴油-氫燃料成分車載地被混合併被利用在根據本發明的各方面改進的燃料遞送系統920中，其中氫饋入的壓力為大約200psi。通過引用呈現和併入了來自獨立實驗室的裡程數測試數據。具體地，Jetta TDI標準裡程數(僅柴油)結果是34. 6英裡每加侖(34. 6mpg)，其中，車輛在不激活燃料增強系統920的情況下並在各種負載條件下以大約每小時55英裡(55mph)的速度下運行以模擬調整駕駛。當Jetta TDI為燃料成分(其按體積測得為97. 8% (97. 8%vol)的柴油和2. 2% (2. 2%vol)的氫)而激活燃料增強系統920時，最終平均有效裡程數為87. I英裡每加侖(87. lmpg)，或者比34. 6英裡每加侖(34. 6mpg)的車輛基礎線(「僅柴油」運行)提升了 251.7%。氫饋入壓力為375psi的其他測試再次顯示了顯著液態柴油燃料節省(至少大約30%)。此外，2009大眾Jetta TDI記錄了大於5000英裡的城市和高速公路驅動並，其可重複地利用每60英裡I加侖柴油來 實現，氫的消耗量大約為每60英裡0. 02加侖，由此每60英裡節省了 0. 54加侖柴油，其轉換為在實際駕駛條件下的實際車輛上大約增加了 60%的燃料效率。在獨立尾氣檢查站還對實際上配備有如上所示的並實現上述效率增益的燃料增強系統920的相同的2009大眾JettaTDI進行了一些排放測試，披露的改進和未改進的Jetta的標準排放測試幾乎是一致的。配備有燃料增強系統920和其他工廠排放設備的Jetta TDI從其尾管排放出4. 31ppm碳氫化合物、13. 65%的O2和4. 99%的二氧化碳，遠低於新實施的針對汽車製造商的EPA標準，並且NOx也處於較低範圍，大約為300ppm。最後，參考圖22，示出了在根據本發明的各方面的不同燃料增強系統(例如上文中結合圖14、15、20和21中示出和描述的)中使用的示例性毛細滲出設備80的示意圖。具體地，參考分別描述系統620、720、820和920的這些附圖，示出了集成在或與各個高壓泵692,693 (圖14)和793 (圖15)或噴射泵895 (圖20)和995 (圖21)—起使用的這種毛細滲出設備80。毛細滲出設備80的主要目的是防止泵故障，尤其是密封故障，舉例來說，如泵在超出額定壓力(通常在該額定壓力下，軸密封不是薄弱環節)的情況下使用，即使泵能夠遞送或循環這種超出額定壓力的液壓，也會出現密封故障，通常在齒輪泵中尤為如此。因此，毛細滲出設備80被繞著泵體88附近的泵軸89配置，如同具有外部管狀壁81，該外部管狀壁81以螺栓或以其他方式固定到泵體88，從而大體上與泵軸89同心，毛細滲出設備80還在軸89之上(例如0. 0005」淨空)具有以實質同淨裝配接合的方式滑動到其中的銅套82。銅套82還與管狀壁81的內表面具有千分之幾的淨空(例如，小於0. 010」的淨空)，並利用0形環83在其中密封，0形環83也用於允許套82位於泵軸89的中心和/或與泵軸89對齊，相對地幾乎沒有邊緣載荷，由此增加了影響泵軸89的空間位置和放置的泵和電機安裝的靈活度。在銅套82間隔開的對端是泵軸密封件84，其從沿著泵殼體88內的軸89的一個位置開始移動，套82和軸密封件84之間的間隔允許經由毛細滲出線85收集和排放沿著泵軸89滲出的並位於泵軸89和銅套82之間的任何燃料。在示例性實施方式中，銅套82和外部軸密封件84由位於外部管狀壁81的內表面內的保持環86保持在泵軸89上。將意識到，利用這種的繞著位於泵殼體88外部的泵軸89的毛細滲出設備80以及殼體88外部的泵內部軸密封超出密封軸89的套82，由此為泵運行提供了另一自動防故障機制，從而即使當泵的燃料起初大約為200psi或更高時，泵軸密封的後側(現在為銅套82)的壓力差降低到大約60-100psi，在此基礎上，任何這種由銅套82解決或滲透的燃料最終返回到燃料系統，而泵繼續按照需求運行。此外，還將意識到銅套82的縱橫比或套82在其上延伸的泵軸89的長度還有助於密封和減緩毛細滲出設備80的滲出效應,從而有利於泵和其運行。本領域技術人員將意識到，可利用許多已知或將來開發的其他配置、材料和組裝方法來實施本發明的毛細滲出設備，而不脫離其精神和範圍。
總而言之，參考本文示出和描述的各種示例性灌注管配置，注意到必要的和最佳的灌注容積取決於許多其他因素，包括壓力和燃料流速(時間)。較高的灌注容積可允許成比例的(儘管非線性)按體積較高百分比的氣態燃料充分地均質化地混合或灌注在液態燃料內，在這種情況下，使用更多的灌注管而燃料在每個灌注管中停留較少的時間(或以較快的流速通過)仍然可以有效地均質化多燃料混合物。相反，壓力和其他因素是一樣的，相對較低的總灌注容積也可實現相同的結果，這是由於燃料在每個灌注管內被減慢，這是通過管設計或整體系統流速或兩者共同來實現的。同樣地，不僅任何給定灌注管的長度-直徑比率的幾何關係已經被大體上建立為從2 :1到30 :1，而且採用本發明在工作時的原理的其他關係也可以關於總灌注容積與發動機尺寸或排量而得出。具體地，已經建立了通用推論，再次說明，其他因素(例如壓力、溫度、流速等)是一樣的，其中每1.0升發動機排量具有大約3. 5升的總灌注容積的關係已經被認為在實施根據本文示出和描述的各方面的本發明時是足夠的。例如，對於2. 0升發動機，在示例性均質化燃料增強系統中使用的總灌注容積大約為6. 9升(I. 8加侖或420in3)，等於具有標準長度為24英寸(24」)標稱直徑為2英寸(2」)的五個灌注管，並且由此總灌注容積剛好小於六升，額外的大約一升包括在系統燃料過濾器和線中。因此，等於發動機排量的僅僅一個或多個灌注管的總灌注容積已經被認為足以實現根據本發明各方面的多燃料混合物的灌注和均質化。即，本發明的一個或多個灌注管用於促進灌注過程，從而形成燃料的內部結構的相互滲透。這種效應通過下述方法來實現將液態燃料暴露在外來基質(例如氣體)中從而在燃料內共享分子空間，使氣體灌注到液態燃料中以有效地成為組合燃料，再次說明，該組合燃料由系統的其餘部分(尤其是噴射系統)視為液體，即使任何燃料組分上都沒有發生化學或分子水平的變化。如將從上述說明意識到的那樣，在灌注過程葉，液態-氣態多燃料混合物被霧化和循環以提升灌注的粒子大小穩定性並形成唯一和獨立的組合物質。因此，灌注過程顯示了根據本發明的均質化燃料增強系統的主要經由一個或多個灌注管將基礎氣態燃料結合在液態燃料內的能力，其中氣體滲透率在燃料混合物內改變，使得能夠選擇性的增強期望氣體在液態燃料內和其他工作中的因素(例如壓力和溫度)有關的運輸，並進一步將這種液態-氣態多燃料組合物質運輸到發動機的噴射系統並最終進入燃燒室。因此，灌注管是唯一的，這是因為在其中提供了充分的用於將要均質化地在彼此之內分散的燃料添加劑的車載環境；灌注管形成了用於在噴射之前準備的燃料混合物的必要空間。將再次意識到，這種灌注管設計和基本原理不限制於本文示出和描述的示例性灌注構造；並且，灌注容積、灌注管配置和數量、以及其他系統組件和其相對尺寸都應該被理解為僅僅是本發明的特徵和各方面的示例，並非限制於此。更一般地，不管是否明確指出，本發明的實施方式中使用的燃料泵、閥、燃料線和類似物可以是任何已知或將來開發的這種組件或設備，其可以是任何配置、尺寸或比例、或功能。因此，儘管組件的具體相對尺寸在圖中示出，但它們僅僅示出了本發明的原理，無論如何都不是限制性的。總之，本領域技術人員將意識到，本發明的均質化燃料增強系統的各方面涉及至少一個循環迴路，其位於噴射系統的外部，用於連續的循環、混合和維持除由發動機的噴射系統(無論是機械噴射還是共軌)需要的或遞送到發動機的噴射系統之外的多燃料混合物的均質性，該系統還包括至少一個配置在至少一個循環迴路內的灌注管，用於提供容積擴張，其中，燃料混合物能夠灌注並由此變得更均質化。
儘管結合至少一個示例性實施方式描述了本發明的各方面，但本領域技術人員顯然應該理解到本發明並不限於此。本發明的範圍應該僅結合隨附權利要求解釋，並且明確地，發明人相信尋求保護的主題即是本發明。
權利要求
1.一種用於與內燃機一起使用的均質化燃料增強系統，該內燃機具有噴射系統並限定發動機排量，該噴射系統包括噴射泵和至少ー個噴射器，該系統配置為以車載形成的液態-氣態多燃料混合物運行，改進包括 位於噴射系統外部的至少ー個循環迴路，用於連續地循環和維持多燃料混合物的均質性；及 位於循環迴路內的至少ー個灌注管，用於提供容積擴張，其中，液態-氣態燃料混合物能夠更完全地灌注並由此變得相對更加均質化，灌注管限定了灌注容積，該灌注容積至少等於發動機排量。
2.如權利要求I的均質化燃料增強系統， 其中，至少ー個灌注管包括管壁，該管壁在其每一端由第一端壁和第二端壁蓋住，第一端壁至少具有第一通道，灌注管內的灌注容積至少部分地由側向以至少一部分管壁、軸向以第一端壁為邊界的空間限定，灌注容積的長度-直徑比的範圍在大約2 1至大約30 1之間。
3.如權利要求2的均質化燃料增強系統，其中，至少ー個灌注管還包括 形成在第一端壁中的並位於第一通道附近的第二通道；及 安裝在第一端壁的第一或第二通道中的一個通道上的下管，其具有足夠的長度以大體上朝著相対的第二端壁延伸，由此流動通過灌注管的多燃料混合物被迫沿著其中的灌注容積的大部分長度移動，從而促進液態-氣態多燃料混合物的灌注、霧化和混合。
4.如權利要求2的均質化燃料增強系統，其中，灌注管還包括鄰近於第二端壁的聚積器機構，由此，灌注容積還由在軸向第一端壁相對處以聚積器機構的聚積器活塞為邊界的空間限定，從而與灌注容積合作的聚積器機構將吸收均質化燃料增強系統內的壓カ波動。
5.如權利要求2的均質化燃料增強系統，包括至少兩個串聯的灌注管，由此，從ー個灌注管流向下一個灌注管的多燃料混合物的連續擴張和收縮進ー步促進了液態-氣態多燃料混合物的灌注、霧化和混合。
6.如權利要求5的均質化燃料增強系統，其中， 至少兩個灌注管中的每ー個灌注管都被配置為具有形成在第一端壁中的第一通道和第二通道，從而徑向地貫穿壁 '及 連接器互連至少兩個灌注管的各個第一和第二通道，而至少兩個灌注管並排地、大體上平行間隔布置，由此多個灌注管以相對簡單和空間高效的方式結合到均質化燃料增強系統的循環迴路中，而不需要額外的燃料線和夾具。
7.如權利要求I的均質化燃料增強系統，其中，循環迴路還包括熱交換器。
8.如權利要求I的均質化燃料增強系統，還包括 包含至少ー個灌注管的第一循環迴路，從與該第一循環迴路流體連通的至少兩個箱中供給多燃料混合物； 與第一循環迴路和發動機的噴射泵流體連通的第二循環迴路；及 聚積器機構，其橋接第一和第二循環迴路以吸收其間的壓力差。
9.如權利要求I的均質化燃料增強系統，還包括 位於液態燃料箱和至少ー個循環迴路之間的在線流量計，其電性連接到微處理器控制裝置，液態燃料箱經由至少ー個遞送泵供給液態燃料； 位於加壓氣態燃料箱和至少ー個循環迴路之間的在線流量控制閥，其電性連接到微處理器控制裝置，流量控制閥配置為與微處理器控制裝置合作運行以基於從流量計接收的數據動作，從而選擇性地將氣態燃料箱供給的氣態燃料引入液態燃料中；以及 至少ー個循環迴路內的不透明流量計，其電性連接到微處理器控制裝置，不透明流量計具有至少ー個光學傳感器，該光學傳感器基於通過不透明流量計的多燃料混合物的相對不透明度來估計液態燃料內的氣態燃料灌注並將該不透明度數據提供給微處理器控制裝置，由此，如果多燃料混合物具有相對高的不透明度，表明相對高程度的氣態燃料含量，微處理器控制裝置關閉流量控制閥，從而不論由流量計提供的液態燃料流量數據如何，不允許任何其他氣態燃料饋入，由此超馳流量計和流量控制閥，直到由不透明流量計檢測的多燃料混合物的不透明度再次低於閾值，從而防止不期望的可導致液態燃料中的氣態燃料過 飽和並最終導致發動機關閉的氣態燃料弓I入。
10.如權利要求9的均質化燃料增強系統，其中，不透明流量計包括 液流殼，其包括內部孔，該內部孔具有安裝在對端的ー對活塞，液流殼具有在其內間隔安裝的一對連接器，從而連接器與內部孔流體連通，並由此完成流入和流出液流殼的燃料流路徑 '及 鄰近於液流殼的電子売，電子殼包括ー對光纖連接器，各自的光纖絲從光纖連接器中延伸出來，光纖線通過活塞並相對於彼此以大體上軸向偏移的關係終止在液流殼的內部孔中，從而光纖線位於燃料流路徑中並由此限定至少ー個光纖傳感器。
11.如權利要求9的均質化燃料增強系統，其中，流量計為數字流量計和/或可變區域流量計。
12.如權利要求11的均質化燃料增強系統，其中， 流量計被配置為具有多個設置點；及 微處理器控制裝置被配置為具有計時器，從而在為液態燃料提供氣態燃料的脈衝時控制流量控制閥打開的持續時間以及脈衝之間的時間，計時器基於來自流量計的流量數據相對於設置點運行，並由來自不透明流量計的不透明度數據超馳。
13.如權利要求I的均質化燃料增強系統，還包括 與至少ー個循環迴路流體連通的至少ー個高壓泵，至少ー個高壓泵包括噴射泵，每個這種泵具有泵體和從中延伸的泵軸；及 毛細滲出設備，其被繞著泵體附近的泵軸配置為具有外部管狀壁，該外部管狀壁固定到泵體上從而與泵軸大體上同心，該毛細滲出設備還具有在其中以大體上淨裝配接合的方式在泵軸之上滑動的套，利用使用O形環的外部管狀壁密封該套，該毛細滲出設備還具有對著套沿著泵軸以間隔關係布置的泵軸密封件，套和軸密封件之間的空間以泵軸和外部管狀壁為界限，允許經由與外部管狀壁相交的毛細滲出線收集和排放在泵軸和套之間滲透的任何燃料混合物。
14.一種用於與內燃機的均質化燃料增強系統一起作用的均質燃料增強裝置，該內燃機具有發動機排量並被配置為以車載形成的多燃料混合物運行，改進包括 在姆一端由第一端壁和相對的第二端壁蓋住的管壁,第一端壁具有第一通道和第二通道，灌注管內的灌注容積由側向以管壁的至少一部分和橫向以第一和第二端壁為界限的空間限定，灌注容積的長度-直徑比的範圍在大約5 1至大約25 1之間，並且均質燃料增強裝置的總灌注容積至少等於發動機的排量；及安裝在第一端壁的第一或第二通道中的一個通道上的下管，其具有足夠的長度以大體上朝著相対的第二端壁延伸，由此流動通過灌注管的多燃料混合物被迫沿著其中的灌注容積的大部分長度移動，從而促進液態-氣態多燃料混合物的灌注、霧化和混合。
15.如權利要求14的均質化燃料增強裝置，其中，第一和第二通道都形成在第一端壁中，從而其大體上垂直於管壁的軸，由此多個這種裝置可以在均質化燃料增強系統內以相對簡單和空間高效的方式，大體上平行間隔地布置，而不需要額外的燃料線和夾具。
全文摘要
本發明公開了一種均質化燃料增強系統，包括位於噴射系統外部的至少一個循環迴路，用於連續地循環和維持除發動機的噴射系統(不論是機械噴射還是共軌)需要的或遞送到發動機的噴射系統之外的多燃料混合物的均質性，還包括配置在至少一個循環迴路內的至少一個灌注管，用於提供容積擴張，其中，燃料混合物被灌注並由此獲得了更高的均質性。
文檔編號F02B43/00GK102630270SQ201080053791
公開日2012年8月8日 申請日期2010年10月1日 優先權日2009年10月1日
發明者M·A·倫德 申請人:艾克森股份有限責任公司