專利名稱：改進(jìn)的多缸內(nèi)燃機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，該多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的燃料噴射裝置能將一定量的燃料混合著氣體(如空氣等適于助燃的氣體)噴入到各內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)。
將混有氣體的定量燃料噴入到內(nèi)燃機(jī)內(nèi)，且混入的那部分氣體的壓力足以使燃料通過一個閥門控制口直接噴入發(fā)動機(jī)氣缸或進(jìn)氣系統(tǒng)中，吸入的空氣則通過進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)入到氣缸內(nèi)，上述技術(shù)是已經(jīng)公知的了。這種形式的燃料定量和噴射過程，需要為對應(yīng)于發(fā)動機(jī)各缸的燃料定量和噴射系統(tǒng)提供燃料和氣體。
在設(shè)計(jì)燃料定量和噴射系統(tǒng)時還要考慮許多工作過程中的因素，如帶閥桿的燃料供給控制閥的重量。因?yàn)殚y的動載和反彈都是影響供油準(zhǔn)確性的重要因素。同樣，已經(jīng)定量的燃料對管道壁的濕潤程度也會對發(fā)動機(jī)各循環(huán)間供油量的變化產(chǎn)生影響，并影響發(fā)動機(jī)對燃料定量變化的反應(yīng)。
本發(fā)明的目的是提供一種多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，它具有多個體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的燃料噴射裝置，該多缸內(nèi)燃機(jī)燃料噴射系統(tǒng)的一個燃料噴射裝置向該多缸內(nèi)燃機(jī)的一個氣缸噴射燃料，使之其操作過程滿足現(xiàn)代發(fā)動機(jī)對可靠性，精度和壽命的要求。
為此，提供一種多缸內(nèi)燃機(jī)燃料噴射系統(tǒng)，該多缸內(nèi)燃機(jī)燃料噴射系統(tǒng)包括一個剛性縱向整體件，所述整體件內(nèi)制成有供氣管和供燃料管，所述管供氣管和所述供燃料管分別適宜于連接到氣源和燃料源，各所述管沿著所述整體件的縱長方向延伸，所述內(nèi)燃機(jī)的每個氣缸具有至少一個燃料定量和噴射裝置，所述燃料定量和噴射裝置與所述整體件相接合，其特征在于，所述燃料定量和噴射裝置包括一個燃料定量裝置和一個燃料噴射裝置，所述燃料定量裝置適宜于輸送定量的燃料到所述燃料噴射裝置，所述燃料定量裝置與燃料源直接連通，使得使用中，燃料循環(huán)通過每個燃料定量裝置，每個燃料定量和噴射裝置包括一個相應(yīng)的設(shè)置在該整體件內(nèi)的燃料腔，且在所述供氣管和所述燃料噴射裝置之間形成固定的連通關(guān)系，每個所述燃料腔定位成可接受來自相應(yīng)的所述燃料定量裝置的所述定量的燃料，而每個所述燃料噴射裝置可選擇性地與所述內(nèi)燃機(jī)的一個相應(yīng)的氣缸連通，以便將燃料輸送到所述氣缸中，從而當(dāng)所述燃料噴射裝置與所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸連通時，來自所述供氣管的氣體流動通過所述腔和所述燃料噴射裝置，以便攜帶和輸送所述定量的燃料到所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)。
本發(fā)明的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射裝置包括一個內(nèi)燃機(jī)燃料輸送裝置，其包括一本體，其中具有與噴口內(nèi)腔連通的燃料腔；有選擇地輸送燃料到燃料腔的定量裝置；在該噴口內(nèi)腔和本體外部之間連通的本體內(nèi)的噴口；閥門裝置包括一個閥件，該閥件適宜于與該噴口協(xié)同動作，以便有選擇地打開和關(guān)閉該噴口，并且有一個裝在該閥件上的閥桿；在該本體內(nèi)可有選擇地操縱的電磁裝置，該電磁裝置可操縱地連接到該閥桿上，以將該閥桿移動以便打開或關(guān)閉該噴口；供氣裝置，其用以至少在該噴口打開以便從燃料腔向該敞開的噴口供應(yīng)燃料時給燃料腔供氣；該閥桿從該噴口內(nèi)腔通過該電磁裝置延伸到該燃料腔，一個通過該閥桿將噴口內(nèi)腔與燃料腔連通的通道使燃料腔的燃料通過閥桿通道和噴口內(nèi)腔輸送到并通過該噴口。
電磁裝置最好采用電磁閥。該電磁閥有一個與閥桿同心的線圈，閥桿上裝有與其同軸的銜鐵。銜鐵最好是沿著或基本上是處于線圈和閥桿之間的環(huán)形空間內(nèi)的。閥桿最好為筒形的，一端固定著閥件，燃料可以從另一開口端流入。閥件端部連接處是在筒形閥桿的內(nèi)壁和內(nèi)腔之間的。這樣連接，大量的燃料就不會被封閉在筒形閥桿內(nèi)與內(nèi)腔連接處以下的部分，而且也不會流入到內(nèi)腔中。燃料最好通過本體孔直接噴入到發(fā)動機(jī)的燃燒室內(nèi)。
上述的結(jié)構(gòu)會給具有這種燃料輸送裝置的燃料噴射系統(tǒng)的工作過程帶來許多優(yōu)點(diǎn)。(如筒形閥桿可提供的那樣)讓燃料從閥桿內(nèi)的通道流過，可以減少能影響燃料的表面積。燃料從定量處到本體出口，再由此噴入發(fā)動機(jī)內(nèi)。而現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)則通過一個環(huán)形通道，這一點(diǎn)尤為不同。燃料對表面的濕潤會影響反應(yīng)延遲量，這個延遲量是存在于燃料定量處供油速率的變化和由此帶來的將燃料噴入發(fā)動機(jī)在噴口處的出油率的變化之間的。在每個噴油循環(huán)中，隨著供油率的變化，在定量處和出口處之間燃料流經(jīng)的表面積上附著的油膜厚度也會變化。所以如果與燃料接觸的表面積減少了，包括油膜厚度的變化在內(nèi)的總的燃料量也會減少。這一優(yōu)點(diǎn)可以從發(fā)動機(jī)的反應(yīng)時間加快中體現(xiàn)出來，還反映在由于發(fā)動機(jī)各循環(huán)間噴入的燃料量的變化造成的不穩(wěn)定性降低了。
采用電磁閥裝置也會帶來好處?，F(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)是燃料定量處是在電磁閥和燃料輸送口之間的，而本發(fā)明則是在燃料輸送口和定量處之間設(shè)置電磁閥組件。這樣閥桿的長度變短了，從而使閥桿重量減輕、固有頻率降低，進(jìn)而減少了閥門關(guān)閉時可能發(fā)生反彈的次數(shù)。在發(fā)動機(jī)高負(fù)荷工作時，相當(dāng)多的燃料要流經(jīng)閥桿，這恰好在電磁閥發(fā)熱量很高時能產(chǎn)生很好的冷卻效果。
同樣，將電磁閥件設(shè)置在燃料進(jìn)入發(fā)動機(jī)的燃料輸送口和定量處之間及電磁閥采用對稱的外形，能夠使燃料噴射裝置或其一部分裝進(jìn)到發(fā)動機(jī)缸蓋內(nèi)部，從而降低發(fā)動機(jī)和燃料輸送裝置組合后的總高度。該結(jié)構(gòu)位置還可以靠來自缸蓋的熱量使燃料升溫，幫助燃料霧化。
上述用于噴射燃料到內(nèi)燃機(jī)的裝置的主要應(yīng)用上直接降燃料噴射至多缸發(fā)動機(jī)的獨(dú)立氣缸中，如廣泛應(yīng)用于機(jī)動車輛上。
考慮到生產(chǎn)成本方面的因素，通常是只用一個泵來完成將燃料箱里的燃料送到各燃料噴射裝置中，然后再經(jīng)適當(dāng)?shù)幕赜凸軐⒒赜蛷母鲊娚溲b置送回到燃料箱中。為了降低成本，常常是只用一個調(diào)壓器來控制輸送到燃料噴射裝置的供氣和供燃料之間的壓力差。采用這種結(jié)構(gòu)是必導(dǎo)致在燃料噴射裝置與燃料泵之間、燃料噴射裝置與調(diào)壓器之間需要用許多燃料管進(jìn)行連接，這顯然會增加生產(chǎn)成本。應(yīng)當(dāng)注意到，在這種結(jié)構(gòu)中燃料和氣體管要有適當(dāng)?shù)亩瞬拷宇^，這些接頭上常帶有螺紋，以使接頭處能有效地防止泄漏，并對燃料噴射裝置、燃料泵和調(diào)壓器提供有螺紋的互補(bǔ)零部件。多個螺紋件的生產(chǎn)和組裝是影響成本的另一個因素，大量燃料和氣體管路的裝配也會增加成本，同時還會影響裝置外觀的整潔。
使用大量的燃料和氣體管路還會帶來操作上的問題。塑料管是有彈性的，因此管的橫截面會隨著管內(nèi)壓力變化而改變，這樣就很難把所供燃料和氣體之間的壓力差控制在規(guī)定值上。
在許多發(fā)動機(jī)應(yīng)用的情況下，如汽車、船用外裝發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸及發(fā)動機(jī)相應(yīng)的附件都是非常重要的因素。發(fā)動機(jī)自動身尺寸的減少是有限的，因此將加在主機(jī)上的附件對增加發(fā)動機(jī)外形尺寸的影響保持在最小的程度就成為很重要的事了。
根據(jù)目前已知的燃料噴射系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、操作和成本方面的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一個改進(jìn)的發(fā)動機(jī)燃料噴射系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中上述缺陷至少已得到克服，從而可獲得操作得更有效的操作系統(tǒng)，并且也降低該系統(tǒng)的制造成本。
根據(jù)上述觀點(diǎn)，建議將上文敘述的燃料噴射裝置按本發(fā)明的建議那樣，結(jié)合到用于多缸內(nèi)燃機(jī)燃料噴射系統(tǒng)中，內(nèi)燃機(jī)的每個缸配備以一個那種燃料噴射裝置，每個燃料噴射裝置與一單個剛性縱向整體件組成整體，該整體件內(nèi)制成有供燃料管和供氣管，這些管該沿著該整體件的縱長方向延伸，每個燃料定量裝置直接與供燃料管連通，每個燃料腔設(shè)置在該整體件內(nèi)且與該供氣管連通，從而當(dāng)該孔打開時，從供氣管來的氣體攜帶從該燃料腔的燃料通過該閥桿通道和噴口內(nèi)腔到達(dá)并通過該開孔而進(jìn)入氣缸。
上面討論的一種帶有剛性縱向整體件的結(jié)構(gòu)中對多個燃料噴射裝置提供燃料和氣體，每個燃料噴射裝置供應(yīng)多缸內(nèi)燃機(jī)中的一個相應(yīng)氣缸，便基本上減少安裝過程中所需要的供燃料管和供氣管的數(shù)目。詳細(xì)地說，只需要采用一個來自該燃料泵的單一供燃料管和一個來自該增壓氣體源的單一供氣管來供應(yīng)所有的燃料噴射裝置即可。撇開由于這種結(jié)構(gòu)而造成的基本上改善的外觀不說，彈性的供燃料管和供氣管的數(shù)目和長度的減少，基本上減少由于該些管內(nèi)的流體壓力的變化而引起的其截面的變化對定量精確度產(chǎn)生的影向。此外，所需要制出的燃料和氣體的接頭的數(shù)目也基本上減少，管接頭的這種減少對節(jié)約空間和節(jié)約成本以及對減少系統(tǒng)內(nèi)潛在的漏泄區(qū)域都有所貢獻(xiàn)。
此外，由于采用帶有多個燃料噴射裝置的剛性縱向整體件，且各噴射裝置對應(yīng)于多缸發(fā)動機(jī)中的一個缸，因此就可以將該縱向整體件作為向下的壓緊件，燃料噴射裝置緊固在發(fā)動機(jī)各缸對應(yīng)的相關(guān)部分，每個燃料噴射裝置會有一個端部坐落在抵靠該發(fā)動機(jī)并在該一個端部通過一燃料輸送口與發(fā)動機(jī)的相應(yīng)缺連通，每個燃料噴射裝置的相對端部接納在剛性縱向整體件的相應(yīng)凹槽中，并提供以將該剛性縱向整體件固定于該發(fā)動機(jī)上而將每個燃料噴射裝置則緊固在該整體件與發(fā)動機(jī)之間的固定裝置。因此，也就不需要在每個燃料噴射裝置和每個缸的連接部分提供以獨(dú)立加工的螺紋孔；把縱向整體性件固定在相應(yīng)的燃料噴射裝置和發(fā)動機(jī)上，以保證燃料噴射裝置與發(fā)動機(jī)間所需的工作對應(yīng)關(guān)系所需要的螺紋孔的數(shù)目也就不多。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，附圖中描述了本發(fā)明的燃料噴射系統(tǒng)的一個實(shí)際使用的結(jié)構(gòu)。


圖1為一種典型的三缸發(fā)動機(jī)的軸側(cè)圖，該發(fā)動機(jī)裝有本發(fā)明的燃料噴射系統(tǒng)。
圖2是裝在燃料定量裝置和噴射系統(tǒng)處油道和氣道的橫截面視圖。
圖3是燃料噴射系統(tǒng)及油、氣通道接口處的軸向剖視圖。
圖4是沿圖2中4-4所示方向的空氣控制環(huán)的視圖。
圖5是裝有油、氣通道和燃料定量裝置和噴射系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)缸蓋的剖視圖。
圖6是裝在油、氣通道上的調(diào)壓器的剖視圖。
圖7是沿圖6中的7-7所示方向調(diào)壓器的局部剖視圖。
圖8是將燃料和氣體輸入到燃料腔中的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的局部剖視圖。
參照圖1，這里所述的是一臺基本上采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三缸二沖程發(fā)動機(jī)，它包括缸體和曲軸箱機(jī)構(gòu)1，可拆卸的缸蓋2，在缸體一則的進(jìn)氣系統(tǒng)4和在缸體另一側(cè)的排氣系統(tǒng)5。缸蓋2上裝有火花塞7，每個火花塞分別對應(yīng)著一個發(fā)動機(jī)氣缸。燃料和空氣通道組件11由螺栓8大致安裝在沿缸蓋頂端的縱向中心線上如圖2所示，發(fā)動機(jī)燃料噴射系統(tǒng)包括一個供應(yīng)空氣和燃料的通道組件11。該組件有一個定量裝置10和對應(yīng)各氣缸的噴射系統(tǒng)12。通道組件11是個長形部件，空氣管路13、供油管路14和回油管路15是在其內(nèi)部縱向延伸的，這些管路在通道的一端是封閉的。如圖1所示，在適當(dāng)?shù)奈恢蒙显O(shè)置一個與空氣管路13相連的進(jìn)氣管連接器9，一個與供油管路14相連的供油管連接器6，一個經(jīng)調(diào)壓器與回油管路15相連的回油管連接器3(調(diào)壓器將在后面詳述)。
燃料定量裝置10是可以在市場上買到的，在此不作詳述。在市售的定量裝置中，由通用汽車公司的Rochester分公司生產(chǎn)的“Multec”牌定量裝置是比較合適的。在定量裝置10的本體18上開有進(jìn)油口16和出油口17，燃料由此流進(jìn)流出，量孔是開在19表示的那塊區(qū)域上的，量孔將燃料送到管路20中(在后詳述)。
定量裝置10的本體18在裝在一個由通道組件11的外壁21形成的橫孔26中，本18和孔26之間有“O”形密封環(huán)22。空氣通道13和燃料通道14之間的內(nèi)壁25上有孔27，孔27與本體18之間也有一個“O”形密封環(huán)23。定量裝置10的量孔所在區(qū)域19對應(yīng)于通道20的位置是由壓板28決定的。壓板28裝在本體18的凹槽29內(nèi)，由螺栓或定位螺釘(圖中未示)在適當(dāng)?shù)奈恢锰帀壕o在端壁21上。定量裝置的本體18在34處以高精度的配合關(guān)系通過通道14和16的間壁，以減少其間的燃料泄漏。
噴射系統(tǒng)12(如圖3所示)有一個殼體30，殼體30上還有一柱形套筒31，從柱形套筒的下部伸出一個噴口32，并在噴口內(nèi)與腔33相通。與噴口32共同作用的提升閥件34固定在筒形閥桿35上。筒形閥桿35通過導(dǎo)向肋36裝在內(nèi)腔33內(nèi)，并可在其中滑動。導(dǎo)向肋等間距地分布在閥桿35的圓周上。
殼體30與筒形閥桿35同軸，電磁線圈40裝在殼體30內(nèi)，且位于殼體30的底板37和罩板38之間。從縫隙39可以看出，安裝在筒形閥桿35上端的電磁銜鐵41可作有限的軸向運(yùn)動。彈簧42向上推動銜鐵41，以保證在正常狀態(tài)下閥件34可以關(guān)閉噴口32。閥桿35的下部開有相對的小孔43，該孔使閥桿35的內(nèi)部與內(nèi)腔33總是相連通的。電磁線圈40勵磁后，向下拉銜鐵41，將間隙39閉合，然后閥桿35和閥件34產(chǎn)生位移，打開噴口32。
殼體上端的罩板38是在通道組件11的孔45中的，因此安裝在通道組件11中的管46位于銜鐵41上端的孔48中。管46是過盈配合地封接在通道組件11的通道20中的，通道20在壁25中，管46將燃料從通道20送入閥桿35上端的開口。
定量裝置10的一端是在通道組件11的壁25中的孔27里的，在這端有一個空氣流量控制環(huán)75?？諝饬髁靠刂骗h(huán)75的環(huán)形法蘭盤74套裝在定量裝置的本體18上。在法蘭盤74的外表面有一環(huán)槽77，該環(huán)槽77與通道78相通，且經(jīng)一系列的小孔79與環(huán)75的燃料腔80相通。如圖4所示，環(huán)75一端有一中心燃料通道81，其通道空間由襯道82限定。三個等間距排開的支臂84將襯套82固定在環(huán)75的圓周上。在環(huán)75的圓周、中心襯套82和三個支臂84之間限定的空間構(gòu)成了三個弧形孔85，來自空氣通道13的空氣經(jīng)此流過。
如圖2所示，通道88將空氣通道13與襯套82附近的環(huán)形燃料腔80連通起來。這樣，來自空氣通道13的空氣便可以通過通道88和弧形孔85進(jìn)入環(huán)75的燃料腔80。這一部分空氣可以進(jìn)一步通過附近的量孔區(qū)域19經(jīng)襯套82進(jìn)入到燃料通道81內(nèi)。由此可見，在燃料噴射系統(tǒng)處于工作狀態(tài)時，空氣可以由空氣通道13流出，在定量機(jī)構(gòu)10的區(qū)域19周圍形成徑向向內(nèi)的氣流，從區(qū)域19送出一定量的燃料，而后，空氣繼續(xù)沿軸向運(yùn)動，通過通道81進(jìn)入到通道20內(nèi)，再經(jīng)過管46進(jìn)入閥桿35的空心內(nèi)腔中。因?yàn)橛幸恍┛諝饨?jīng)通道88回流到空氣通道13內(nèi)，所以，氣流的這種運(yùn)動方式可以防止燃料的損失。
環(huán)槽77、孔79和通道78為空氣從空氣通道13進(jìn)入罩板38上的孔49提供了一個基本不節(jié)流的流道?？諝饪梢詮目?9進(jìn)入到空心閥桿35內(nèi)，并且也可以從銜鐵41的外表面和套筒47之間流過，經(jīng)空隙39進(jìn)入到腔33內(nèi)?？諝馔ǖ?3和腔33的這種連通方式保證了在腔33內(nèi)有一股氣流，并有足夠的壓力，以防止發(fā)生燃料從內(nèi)腔33經(jīng)銜鐵41的來流或回流的積蓄。出現(xiàn)這種情況時，供給發(fā)動機(jī)的燃料的定量精度會降低。
套筒47在58處向外的邊緣靠在罩板38的孔49的基底上。套筒47的下部裝在殼體30的縮口50和套筒31的伸展部分51之間，這三個部件的重疊部分是焊接在一起的，以形成一個密實(shí)的燃料空氣接口。
上述裝置可以用在如圖1所示的那種多缸機(jī)上。這種多缸機(jī)帶有一個燃料和空氣通道組件11，該組件包括對應(yīng)于各缸的燃料定量裝置10和噴射系統(tǒng)12。如圖5，噴射系統(tǒng)12的套筒31裝在發(fā)動機(jī)缸蓋2上適當(dāng)?shù)呐_階孔57內(nèi)，這樣從噴口32中噴出的燃料直接進(jìn)入缸內(nèi)的燃燒室里。套筒31上的密封環(huán)16壓緊在缸蓋適當(dāng)?shù)谋砻嫔线M(jìn)行密封。如螺栓8之類的緊機(jī)構(gòu)將通道組件11固定在缸蓋2上。這樣通道組件11與噴射系統(tǒng)12組合在一起，而噴射系統(tǒng)又是與缸蓋組合在一起的?？?9內(nèi)的“O”形環(huán)52在通道組件11和套筒47的外緣58之間形成密封，以防止在通道組件11和噴射系統(tǒng)12之間產(chǎn)生燃料或空氣的泄漏。
如圖5所示，發(fā)動機(jī)缸蓋上有冷卻腔及其通道53、54和55，還有一個火花塞孔56。噴射系統(tǒng)12裝在臺階孔52內(nèi)，噴射系統(tǒng)的外殼30有一部分暴露在冷卻腔54內(nèi)，以便直接冷卻噴射機(jī)構(gòu)，將電磁線圈40產(chǎn)生的熱量帶走，并限制熱量從燃燒室傳到噴射系統(tǒng)和定量裝置。
圖8表示了一種對圖2中的空氣控制環(huán)75的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。在該圖所示的結(jié)構(gòu)中，套筒110和燃料導(dǎo)管114代替了圖2的空氣控制環(huán)74和襯套82。
應(yīng)該注意到套筒110的結(jié)構(gòu)是對已公開的這類結(jié)構(gòu)的一種改選。套筒110與燃料定量裝置10的孔109之間是過盈配合，與通道組件11的孔111間最好是輕度的壓配合。“O”形環(huán)112可以防止燃料從供油通道14中泄漏出來。
燃料定量裝置10的噴口是裝在113處的，它正對著與套筒110為一體的燃料導(dǎo)管114，這樣定量的燃料便進(jìn)入到燃料腔120內(nèi)。燃料噴系統(tǒng)12與腔120相通，腔120的燃料流到噴射系統(tǒng)12內(nèi)。噴射系統(tǒng)12的結(jié)構(gòu)與前面圖2提到的結(jié)構(gòu)相同。
燃料腔120通過孔121、燃料導(dǎo)管114周圍的環(huán)形通道122和其間的弧形通道124與空氣通道13相通?？?21和環(huán)形通道122的外壁是由預(yù)先開的燃料定量裝置10和套筒110上相互平行的孔構(gòu)成的，弧形通道124是由這兩孔的間壁切割掉的部分形成的。這種加工成形的方法，使上述兩孔間的壁125保持不變，且延長至燃料導(dǎo)管114的重疊部分，同時還在180°的弧度范圍內(nèi)形成一部分錐面。應(yīng)該注意到腔120、孔121、環(huán)形通道122和弧形通道124是每個定量裝置10和噴射系統(tǒng)12都有的，且供油通道14和回油通道15及供氣通道13也是每個定量裝置和噴射系統(tǒng)都有的。斜面126能夠把從面上反彈過來的燃料引入到噴射系統(tǒng)12中，而不是直接讓這些燃料返回環(huán)形通道122。
在使用中，當(dāng)處于燃料噴射相位時，有一股氣流從通道13流出，經(jīng)孔121、弧形通道124和環(huán)形通道122進(jìn)入到腔120內(nèi)，然后再經(jīng)腔120進(jìn)入到燃料噴射系統(tǒng)12中，空氣混合著已由燃料定量裝置10送進(jìn)腔120內(nèi)的燃料進(jìn)入到燃料噴射系統(tǒng)12中，并再經(jīng)此噴入到發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)。
在開始將燃料噴入發(fā)動機(jī)之前，也就是基本上還沒有氣流從空氣通道13進(jìn)入到腔120內(nèi)時，一般不將燃料，或至少其中一部分燃料噴入到腔120內(nèi)?？?21及通道122和124的結(jié)構(gòu)是這樣的。讓所有具有從腔120回流到空氣通道13中趨勢的燃料流過一個螺旋通路。從定量裝置10流出的燃料中有一些從腔120壁面反彈過來的油粒，這些油粒很可能附著在腔120或環(huán)形通道122的另一個表面上，這樣油粒的動能就損失了，并且/或者將燃料引到一條可以避免其漏入空氣通道13的通路。如在環(huán)形通道122上一樣，環(huán)形通道的作用是提供一個唯一的進(jìn)口，所有來自腔120的燃料只能從該進(jìn)口進(jìn)入到達(dá)空氣通道13的通路上。
這種作用的優(yōu)點(diǎn)是有一個基本不節(jié)流的流區(qū)，以使空氣流入腔內(nèi)，而油粒只能在相反的方向上從一個很小的孔中流過。
這種防止燃料從在圖2中為通道20而在圖8中為腔室120泄漏到空氣通道13的方法，能夠提高噴入發(fā)動機(jī)燃料量的定量精度，從而提高發(fā)動機(jī)燃料效率和排放控制水平，同時還可以避免燃料在空氣通道上積蓄，以及由此產(chǎn)生的清潔空氣通道的問題。
因?yàn)槿剂蠌亩垦b置10進(jìn)入到通道20內(nèi)要克服腔內(nèi)的空氣壓力，該壓力大致為空氣通道13內(nèi)的壓力，所以有必要根據(jù)這個空氣壓力調(diào)整燃料的壓力，以使燃料的定量精度達(dá)到要求。多個定量裝置和噴射系統(tǒng)是裝在一個整體式的通道組件11中的，因此裝在通道組件11中的單個調(diào)壓器要將所有的定量裝置和噴射系統(tǒng)的壓力調(diào)整到需要的值上。
圖6是一種典型調(diào)壓器的附圖。調(diào)壓器60上有一個本體61，本體上有燃料部分62和空氣部分63，這兩部分是由鍛造出的邊緣64固接在一起的。燃料部分62與孔56是過盈配合?？?6穿過通道組件11的外壁21，還通過壁74位于供油通道14和回油通道15之間的部分。回油通道15通過燃料部分62周壁上的孔59與燃料部分62的中心空腔相通。在本體61的燃料部分62和通道組件11的壁面之間有一“O”形密封環(huán)65。燃料部分62也可以部分地穿過壁25位于供油通道14和空氣通道13之間的部分，同時空氣部分63穿過壁25的其它部分進(jìn)入到空氣通道13內(nèi)。
燃料部分62和空氣部分63兩個相對的軸肩箍緊一個膜片66，以隔開燃料和空氣。在其正常的工作狀態(tài)下，膜片是可以彎曲的。預(yù)先加載的彈簧67壓在壓板68上。壓板是緊固在膜片66上的。彈簧施加的力可由調(diào)整塞69調(diào)整。調(diào)整塞的中心有一個孔，有用以連通空氣通道13和空氣部分63的內(nèi)部。
壓板68上帶有一個閥盤70，該閥盤70與套筒71共同動作，套筒71限定了孔72。本體61上有螺紋孔73，回油連接器3擰入該孔，釋放的燃料便可以流回到油箱內(nèi)。如圖7的具體描述，閥盤70上有個與之做成一體的球頭90，該球頭置于壓板68的圓錐形腔室91中，檔板92將球頭90卡住，組裝在腔室中。壓板68的鍛造邊緣93在整個圓周上將檔板固定。檔板92上開一個從中心孔94到周邊的溝槽，以便閥盤70的頸部95進(jìn)入到中心孔94內(nèi)。彈簧96的推動作用，使球頭90靠向壓板92，保證閥盤70對中。這種結(jié)構(gòu)提高了帶有出口套筒71的閥盤70的密封精度。
應(yīng)該了解到，上述調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)還可以改變，使其具有裝在膜片66上的套筒71和靜止的閥盤。
在使用過程中，如果由于膜片66上承受的氣壓和彈簧67的綜合作用效果，使燃料壓力低于預(yù)定值，則閥盤70將停止在將孔72關(guān)閥的位置(如圖示)。如果壓力不斷升高，直至足以克服共同作用在膜片66上的氣壓和彈簧67的負(fù)載，那么先是膜片如圖中所示向右彎曲，進(jìn)而推動閥盤移動，打開出口72，這時釋放的燃料便經(jīng)孔72回流到油箱內(nèi)。
因此上述這種結(jié)構(gòu)的調(diào)壓器基本上可以裝在通道組件11里，這樣就不會增加發(fā)動機(jī)和燃料系統(tǒng)的外形尺寸。同時，在該結(jié)構(gòu)中，由于通道組件中有一定量的燃料，可以抑制調(diào)壓器工作時產(chǎn)生的壓力波動。
應(yīng)該了解到，上述的燃料噴射系統(tǒng)可以用于各種形式的內(nèi)燃機(jī)，如不論是四沖程或是二沖程的發(fā)動機(jī)。采用上述燃料噴射系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)特別適用于作為各種運(yùn)輸工具的發(fā)動機(jī)，如用作飛機(jī)、車輛和船只等的發(fā)動機(jī)、在船只上使用時，可用作外裝船用發(fā)動機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種用于多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個剛性縱向整體件，所述整體件內(nèi)有供氣管和供燃料管，所述管供氣管和所述供燃料管分別適宜于連接到氣源和燃料源，每個所述管沿著所述整體件的縱長方向延伸，所述多缸內(nèi)燃機(jī)的每個氣缸具有至少一個燃料定量和噴射器，所述燃料定量和噴射器與所述整體件結(jié)合成一體，其特征在于，所述燃料定量和噴射器包括一個燃料定量裝置和一個燃料噴射裝置，所述燃料定量裝置適宜于輸送定量的燃料到所述燃料噴射裝置，所述燃料定量裝置與燃料源直接連通，使得在使用中，燃料循環(huán)通過每個燃料定量裝置，每個所述燃料定量和噴射器包括一個設(shè)置在該整體件內(nèi)的相應(yīng)的燃料腔，且在所述供氣管和所述燃料噴射裝置之間恒定連通，每個所述燃料腔定位成可接受來自相應(yīng)的所述燃料定量裝置的所述定量的燃料，而每個所述燃料噴射裝置可選擇性地與所述內(nèi)燃機(jī)的一個相應(yīng)的氣缸連通，以便將燃料輸送到所述氣缸中，從而當(dāng)所述燃料噴射裝置與所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸連通時，來自所述供氣管的氣體流動通過所述燃料腔和所述燃料噴射裝置，以便攜帶和輸送所述定量的燃料到所述內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)具有一個由所述燃料定量裝置延伸到所述燃料腔的管道，所述管道定位成使得所述定量燃料由所述燃料定量裝置通過所述管道進(jìn)入到所述燃料腔。
3.如權(quán)利要求2所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述管道在鄰近所述燃料的進(jìn)口的位置處與所述供氣管連通，使得通過所述管道的氣體進(jìn)入到所述燃料腔內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述管道延伸到所述燃料腔的腔壁的一個開口，所述管道與所述開口限定一個環(huán)繞所述管道的一個環(huán)形通道，所述環(huán)形通道在所述供氣管和所述燃料腔之間連通，從而使所述氣體通過所述環(huán)形通道流進(jìn)所述燃料腔。
5.如權(quán)利要求3所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述管道延伸到所述燃料腔的腔壁的一個開口，所述管道與所述開口限定一個環(huán)繞所述管道的一個環(huán)形通道，所述環(huán)形通道在所述供氣管和所述燃料腔之間連通，從而使所述氣體通過所述環(huán)形通道流進(jìn)所述燃料腔。
6.如權(quán)利要求3所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料腔構(gòu)造成在所述燃料進(jìn)入所述燃料腔的進(jìn)口處的相對側(cè)呈傾斜的表面，所述表面相對于所述進(jìn)入的燃料的流道傾斜，使得由所述傾斜表面反彈的所述燃料朝向所述燃料噴射裝置流動。
7.如權(quán)利要求3所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)具有一個環(huán)繞所述管道的氣體腔，所述氣體腔與所述供氣管連通，在環(huán)繞鄰接所述燃料定量裝置的所述管道周界具有多個小孔，使所述氣體管與所述管道的內(nèi)部連通。
8.如上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包含一個燃料回流管，所述供燃料管與所述燃料回流管以一個單一第一內(nèi)壁夾在其間而并排排列，每個燃料定量裝置具有一個本體，所述本體內(nèi)帶有相互間隔開的燃料入口和燃料出口，每個燃料定量裝置以其本體通過所述整體件的外壁和所述第一內(nèi)壁以所述燃料入口與所述供燃料管連通及所述燃料出口與所述燃料回流管連通而安裝于所述整體件內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，每個所述燃料噴射裝置安裝在所述整體件上，以便在與伸入到所述相關(guān)的燃料定量裝置內(nèi)的整體件本體的方向傾斜的方向上從所述整體件的另一個外壁伸出。
10.如權(quán)利要求9所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射裝置以與所述燃料定量裝置伸入到所述整體件內(nèi)的方向成直角的方向上伸出。
11.如權(quán)利要求9所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述外壁和所述第一內(nèi)壁大致相互平行，所述燃料定量裝置本體以與所述外壁和第一內(nèi)壁成直角的角度延伸通過所述外壁和第一內(nèi)壁。
12.如權(quán)利要求11所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，在所述整體件內(nèi)的一個第二內(nèi)壁將所述供燃料管和所述供氣管分隔開，所述燃料腔至少部分地形成在所述第二內(nèi)壁中，所述燃料定量裝置的本體延伸到所述第二內(nèi)壁內(nèi)以便與所述燃料腔連通，以將燃料輸送到所述燃料腔中。
13.如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括調(diào)壓裝置安裝成延伸到所述整體件內(nèi)，以便與所述供氣管和所述供燃料管連通，在使用時，所述調(diào)壓裝置適宜于保持在所述供氣管中的氣體和在供燃料管中的燃料之間的預(yù)定的壓力差。
14.如權(quán)利要求13所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)還包括一個燃料回流管，所述調(diào)壓裝置適宜于按照在所述供氣管中的壓力控制來自燃料回流管流到一個燃料箱的燃料流量，以便保持所述預(yù)定的壓力差。
15.如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述燃料噴射裝置包括一個本體，所述本體具有一個軸向孔，所述軸向孔在其一端帶有控制輸送口的閥門，所述軸向孔在其另一端與所述燃料腔連通，所述燃料噴射裝置還包括安裝在所述本體內(nèi)與所述軸向孔共軸的電磁裝置，所述電磁裝置可選擇性地打開和關(guān)閉所述輸送口。
16.如權(quán)利要求15所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述控制輸送口的閥門包括一個閥門元件，所述閥門元件適宜于密封地接合所述輸送口，一個空心的閥桿以其一個端部固定到所述閥門元件，所述閥桿共軸地沿所述軸向孔延伸，還包括安排將來自所述燃料腔導(dǎo)向到所述空心閥桿的另一端部的導(dǎo)向裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁裝置包括一個靜止螺旋線圈，所述螺旋線圈定位成同心地環(huán)繞所述空心閥桿，還包括一個銜鐵，所述銜鐵固定到所述空心閥桿上的鄰近所述閥桿的所述另一端部處。
18.如權(quán)利要求16所述的多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，其特征在于，所述多缸內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)還具有將所述燃料噴射裝置的所述本體內(nèi)的所述軸向孔與所述供氣管連通的連通裝置，所述軸向孔與所述供氣管的連通獨(dú)立于通過與所述空心閥桿的連通，使得在輸送燃料通過輸送口的過程中，另有氣體通過所述連通裝置和所述軸向孔流動到所述輸送口。
全文摘要
一多缸內(nèi)燃機(jī)燃料噴射系統(tǒng),包括:本體,其中的燃料腔與腔口連通;有選擇地輸送燃料到燃料腔的定量裝置;在腔口和本體外部之間連通的本體的孔,閥門裝置包括一有選擇地開和關(guān)該孔的有閥桿的閥件;本體內(nèi)有連接到閥桿以將閥桿移到該孔的打開或關(guān)閉位置的電磁裝置;供氣裝置可在該孔打開時從燃料腔向開孔供應(yīng)燃料,閥桿通過電磁裝置從腔口伸到燃料腔,通過該閥桿的通道連通腔口與燃料腔,使燃料腔的燃料通過閥桿通道和腔口輸送并通過開口。
文檔編號F02M45/00GK1181460SQ9612209
公開日1998年5月13日 申請日期1996年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月30日
發(fā)明者M·利爾, I·R·湯普森, S·R·萊頓, C·N·F·塞勒, A·L·哈斯 申請人:軌道發(fā)動機(jī)(澳大利亞)有限公司