[发明专利]内燃机的燃料喷射系统

说明书

本发明是指一种内燃机的燃料喷射系统。本发明特别可用于将燃料直接喷入发动机的燃烧室，这一点并将在本申请中描述。然而应该看到，本发明同样可用于多种其它的燃料喷射用途中。

本申请人从事内燃机的气助燃料喷射系统的研制，作为一个主要特征，这些系统采用空气携带并喷射一定量的燃料，直接喷入内燃机的燃烧室中。在一种如本申请人的美国专利No.4934329中描述的特殊系统中(这里提出以供参考)，每个燃烧室提供单独的燃料喷射器和输送阀，燃料喷射器将定量的燃料提供给输送阀的输送室。然后通过打开输送阀使燃料送到燃烧室，从而由压缩空气来携带和输送燃料。通常，一个空气压缩机为输送室提供压缩空气。

在一种上述系统的变型中，如本申请人的美国专利No 5622155所述(这里提出，以供参考)，来自气室的压缩空气与输送室联通，允许来自燃烧室的燃烧气体通过延迟关闭输送阀而进入该气室，已得到的燃烧气体接着用于下次燃料喷射。后一种系统尤其可用于低成本的、小内燃机，此时常常需要降低复杂性。

然而，后一种系统在某些用途中会出现一些问题，其中常会降低燃料系统的功能，可出现燃料的计量精度降低。因此一种气助燃料喷射系统是有利的，它不需要为每个燃烧室配置单独的燃料喷射器和输送阀，但又能保持其功能性和燃料计量精度。

为此，本申请人研制了一种燃料喷射系统，其中不必为每个燃烧室配置单独的燃料喷射器。这种如本申请人的美国专利No 4794902、4841942和5024202中描述的系统采用一种喷射装置，该装置具有一个输送室和一个输送阀。压缩燃料和压缩气体分别送到喷射装置的输送室。供到该室的燃料和气体之间的压差调节成使气压小于燃料压力。在输送阀打开期间，一个相关连的阀使压缩气体流入输送室，上述压差控制输送阀打开期间输送的燃料量。然而，尽管这个燃料喷射系统不需要为每个燃烧室配置一个燃料喷射器，但该喷射装置采用了许多元件使气流受到控制，使得仅当输送阀打开时气体才流动。由于气体和燃料中存在压差，因此在实际喷射之前，必须分开气流和燃料流。

在M Nuti等的SAE论文No 970362“FAST喷射系统：用于VLEV2T SI发动机的PIAGGIO方法”中描述了另一种气助燃料喷射系统。该系统与由曲轴带动的活塞泵配合，由汽化器将空气/燃料混合物供到泵的曲轴箱，然后对这种混合物加压并传送到工作室，一个提升阀将这种混合物输送到内燃机的燃烧室，提升阀的打开压力由已校准的预载弹簧调节。这种设计除了其复杂性以外，这种纯机械系统的其它缺点是：它不能控制提升阀的打开、关闭时刻和打开的时间间隔，因此限制了该系统的整个功能性。这就限制了该系统用于能相当精确地控制燃料速率的小内燃机的可用性。

因此，本发明的目的在于提供一种燃料喷射器组件，它可避免上述一个或多个缺点。

为此，按照本发明的一个方面，提供一种内燃机的燃料喷射器组件，它包括：

一个位于喷射器组件内的传送室，

一个用于控制供到传送室的燃料和压缩气体质量流率的质量流率控制装置，质量流率是越过质量流率控制装置的压差的函数，和

有选择地将传送室与内燃机联通以便把燃料送到内燃机的阀门装置，

其中当阀门装置打开时，至少使压缩气体流动，由此产生越过质量流率控制装置的压差，从而把受控的燃料流送到内燃机。

按照本发明的另一个方面，提供了一种内燃机的燃料喷射系统，该系统包括：

至少一个具有一个位于其中的传送室的燃料喷射器组件，

一个将燃料供到传送室的燃料供给装置，

一个将压缩气体供到传送室的压缩气体供给装置，

一个用以控制所供燃料和压缩气体质量流率的质量流率控制装置，质量流率是越过燃料质量流率控制装置的压差的函数，

用以有选择地使燃料喷射器组件的传送室与内燃机联通以将燃料传送给内燃机的阀门装置，

其中当阀门装置打开时，至少使压缩气体流动，由此产生越过质量流率控制装置的压差，从而把受控的燃料流送到内燃机。

燃料和气体的流率是越过质量流率控制装置的压差的函数。另外，传送到内燃机的燃料量是压差、阀门装置打开时间和质量流率控制装置特性的函数。

为此提供了一种压力-时间的燃料计量系统。可以通过控制燃料和气体供给压力、因而控制压差来改变燃料量。另外，对于给定的气体与燃料流率控制装置和压差，可通过改变阀门装置的打开时间间隔、和/或阀门打开期间的开始和结束时间来控制送到内燃机的燃料量。