[发明专利]微脉动式燃油喷射系统

说明书

本发明涉及一种微脉动式燃油喷射系统，尤其涉及一种使用于内燃机引擎的微脉动式燃油喷射系统。

按目前内燃引擎使用的供油系统的主流可分为化油器供油系统，及电子喷射供油系统二种。如图8所示，机械式化油器60是一种利用文氏管效应将燃油自喷油孔吸出并雾化，化油器60主要包含一控制进气量的节流阀体70及一个控制主要油量的油针61。而使得燃油雾化后可随着内燃机的进气混合后进入到内燃机的汽缸中，如图9所示，电子燃油喷射供应系统则是由一个电动燃油泵浦80将燃油加压后，从一个喷油嘴81喷出，靠机械力量将燃油撕裂为油束和油粒，并以高速喷射进入到进气歧管71的中，且使得喷出的燃油颗粒喷射随着引擎进气进入到汽缸中。

然而，传统的化油器式供油系统发展至今，其构造已变得相当复杂且精密，因此使得化油器的制造困难且成本昂贵。化油器供油系统其运作时，由于是由油针的斜度及引擎进气节流阀所控制的气流流量来达到控制进油量的目的，因此其不易精确控制供油量，也无法以电脑控制的方式控制供油量，而无法涵盖广泛的油量需求模式，甚至于无法做正确的油量补偿。同时化油器在大油门的操作模式下，会使得燃油雾化的情形不佳，且容易造成喷口流道溢油，且容易有残油聚积在汽缸进气道的情形，而形成湿壁现象。由于以上原因，使得传统的化油器供油系统的构造复杂，且成本昂贵，同时其无法达到精确控制引擎燃烧的功效。

另外，就燃油喷射供应系统而言，其由于必须有加压泵浦、高压油路及、调压阀、稳压器及喷嘴的构造，因此使其整体使用的零组件相当地多。而且由于其使用的油压一般约为3公斤/平方米以上，因此使其油路及泵浦等零组件必须特别注意密封的问题，才不会产生泄漏的情形，因此使得燃油喷射供油系统的构造成本相当昂贵，而由于其成本昂贵的关系，使得燃油喷射系统通常仅使用在汽车上，而重型机车的引擎因为采用汽车引擎的设计，因此也相当常见采用电子燃油喷射系统的构造，然而在轻型机车的领域中，因为成本效益的问题，目前仅有少数厂商开始用研究将燃油喷射系统应用在轻型机车的上。

而且就安全性来看，燃油喷射系统由于其管路皆在具有压力状态下运作，因此当车辆产生碰撞，或是其他原因使得油路破裂时，则燃油将会从管路破裂的缝隙中急速喷出，而由于喷出的速度相当快，因此燃油喷出后几乎会成为雾状，而喷出的油雾碰触到火花或是引擎周边的高热元件(触媒转化器)时，便会立刻起火燃烧。因此使得该种燃油喷射系统的安全性相当地差。

而且就燃烧效率来看，燃油喷射系统虽然可由电子控制技术，达到精确控制进油量及较为精确的燃油补偿的目的，由于其燃油是以高压高速方式喷出，因此燃油从喷嘴喷出时的颗粒相当大且不均匀(一般在100up SMD-sanlt meandia以上)，因此使得燃料无法与空气充分混合，而且其喷出的速度相当快(在20米每秒)，因此使得燃油喷出后，必然会先行碰触到汽缸进气道的管壁，因此使得喷射式燃油系统的湿壁及残留油渍的情形更为严重。

微机电技术在近年来由于制程技术的大幅进步，以及大量资源投入研究而有长足进步，其中微型泵浦的发展更因喷墨式印表机的大量商品化应用而成为微机电系统研究成果最为丰硕的产品与技术。

微型泵浦目前主要应用于喷墨印表机的喷墨头，其主要可分为热泡式及压电式二种，其中热泡式微泵浦的构造如图6所示，其是在一个矽基板1上设置一多晶矽层2，在矽基板1上方及晶矽层2下方设置绝缘层8、9，在绝缘层8、9的中间为一金属导线7，然后在多晶矽层2上涂附一层乾膜3，乾膜3上以蚀刻方式制造出流道及电路，并且制造出多数个喷射室4；然后再在乾膜表面贴附一层喷嘴板5，喷嘴板5是可以电铸模技术制造而成，其上具有多数个与喷射室4相对应的喷孔6。流体为可以经由乾膜的流道进入到喷射室的中，然后其由多晶矽下层的电路使多晶矽产生热能，使得喷射室4中的流体瞬间热后沸腾而产生气泡，并由气泡将液体急速地从喷孔6中喷射而出。

而压电式微型泵浦的技术如图7所示，其是在一基板1A上方设置一膜片2A，膜片2A与基板1A间为形成一空室3A，空室3A为可供流体进入其中；同时于膜片2A上设置一压电材料4A，其由压电材料4A承受不同电压时，产生物理的位移，而带动该膜片2A上下震动，因此将空室内的液体压缩，而将液体从基板1A的喷孔喷出。