專利名稱：將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是涉及一種用于將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中、以用于在柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒的系統(tǒng)和方法。相對(duì)于傳統(tǒng)的柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，本發(fā)明已經(jīng)從根本上有所發(fā)展，并且下文中將參照本申請(qǐng)進(jìn)行描述。但是，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不局限于此特定的使用領(lǐng)域，而且還可以應(yīng)用于例如生物柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中。
背景技術(shù)：
多年來，柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)廣泛地使用在大量的應(yīng)用中，例如使用在運(yùn)輸、重型機(jī)械或者發(fā)電應(yīng)用中，并且在農(nóng)業(yè)、采礦、建筑以及貨運(yùn)和客運(yùn)領(lǐng)域中構(gòu)成很多設(shè)備的重要組成部分。眾所周知，可以將可燃?xì)怏w添加至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣中?？扇?xì)怏w與常規(guī)的進(jìn)氣的混合增強(qiáng)了汽缸內(nèi)的燃燒條件，從而增加了柴油燃燒過程的效率。通常在現(xiàn)有技術(shù)中，可燃?xì)怏w源，例如液化石油氣(LPG)連接于柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣入口，并且以一定的預(yù)定速率通過電磁閥裝置進(jìn)行噴射。可燃?xì)怏w被吸入到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流中并且在文氏管中混合。文氏管的抽吸由歧管真空或者壓力差來提供。不幸的是，發(fā)動(dòng)機(jī)性能劣化中的簡單因素大幅地降低了可燃?xì)怏w噴射以及發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的效率。因此，噴射的可燃?xì)怏w的水平不會(huì)成比例地降低，并且這不利地開始降低任何輸送效率的增益，并且，由于諸如空氣濾清器之類的發(fā)動(dòng)機(jī)部件的劣化，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)低效率地運(yùn)行，造成如下情況，即:發(fā)動(dòng)機(jī)效率在可燃?xì)怏w噴射的情況下比沒有可燃?xì)怏w噴射的情況下要低。一些人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這些問題并且試圖解決這些問題。在一個(gè)解決方案中，提供一種將低濃度的可燃?xì)怏w噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣中的方法和系統(tǒng)。此方法有利地大幅增加了柴油的燃燒效率，由此提供了發(fā)動(dòng)機(jī)功率的提升。此方法也大幅地降低了排放，特別是顆粒物的排放。伴隨著在燃燒效率方面的如此大幅的提升，此系統(tǒng)的使用具有限制，特別是在自然吸氣柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，即發(fā)動(dòng)機(jī)不能吸入足夠的空氣以高效地燃燒增加的柴油。此限制是與運(yùn)行上述方法和系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)相比構(gòu)造成相對(duì)低效率地燃燒柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)的制造和設(shè)計(jì)的結(jié)果。在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，應(yīng)當(dāng)理解，渦輪增壓以及進(jìn)氣的體積僅僅可以在沒有損壞渦輪增壓器的風(fēng)險(xiǎn)的情況下增加。換言之，此系統(tǒng)和方法的使用可以造成柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用盡空氣或者吸入不足的空氣以燃燒更多的燃料，從而提供系統(tǒng)的所有益處。發(fā)明起源本發(fā)明的起源是希望提供一種將可燃?xì)怏w噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中、以用于在柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中與柴油燃燒的改進(jìn)的方法和系統(tǒng)，或者提供一種有用的替代方案。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中、以用于在柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中與柴油燃料燃燒的方法，此方法包括將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)中以用于在發(fā)動(dòng)機(jī)中與柴油燃料燃燒的步驟，從而保持在燃燒之前發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸中的可燃?xì)怏w濃度為可燃?xì)怏w的體積占進(jìn)氣體積的0.2%至0.6%。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中、以用于在柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中與柴油燃料燃燒的系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括:具有出口和入口的可燃?xì)怏w噴射裝置，出口布置成與發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通，入口布置成與液態(tài)可燃?xì)怏w源流體連通；以及可燃?xì)怏w噴射裝置控制器，可燃?xì)怏w噴射裝置控制器構(gòu)造成接收指示發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)的輸入并且構(gòu)造成控制可燃?xì)怏w以液態(tài)形式從可燃?xì)怏w噴射裝置出口噴射的速率，使得在燃燒之前可燃?xì)怏w以可燃?xì)怏w的體積占進(jìn)氣體積的0.2%至0.6%之間的量處于發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸中。能夠看到，有利地提供了一種將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的方法和系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)改進(jìn)了柴油燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒，從而降低了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放并且增強(qiáng)了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射的方法和系統(tǒng)有利地提供了噴射后的壓力降低，這允許更多的空氣在汽缸中與燃料混合，并且允許了同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型燃燒更多的燃料。


現(xiàn)在參照附圖通過僅為示例的方式對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，在附圖中:圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的用于將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中、以用于在柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中與柴油燃料燃燒的系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式的用于將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中、以用于在汽缸中與柴油燃料燃燒的系統(tǒng)的框圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式的用于將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)歧管或者進(jìn)氣流中、以用于在柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)歧管或者進(jìn)氣流中與柴油燃料燃燒的系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，通常，應(yīng)當(dāng)理解，相似的附圖標(biāo)記被用來標(biāo)記相似的部件。在圖1中，示出了系統(tǒng)1，其用于將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中，以用于在柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中與柴油燃料燃燒。未示出柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。系統(tǒng)I包括具有出口 3的可燃?xì)怏w噴射裝置2，出口 3布置成與柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)流體連通，從而噴射可燃?xì)怏w用于在發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒。噴射裝置2包括入口 4，入口 4與液態(tài)可燃?xì)怏w源5流體連通，可燃?xì)怏w流量控制器6布置在入口 4與液態(tài)可燃?xì)怏w源5之間。隔離閥7布置在液態(tài)可燃?xì)怏w源5與流量控制器6之間。可燃?xì)怏w噴射裝置控制器8包括出口 9，出口 9與流量控制器6的信號(hào)輸入端10通信。由流量控制器6的輸入端10接收的信號(hào)控制液態(tài)可燃?xì)怏w從液態(tài)可燃?xì)怏w源5經(jīng)過噴射裝置2和出口 4進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的流量?？刂破?包括與傳感器12通信的輸入端11，傳感器12構(gòu)造成向控制器8提供指示發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)的輸入?？刂破?構(gòu)造成從傳感器12接收指示發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)的數(shù)據(jù)并且通過流量控制器6控制液態(tài)可燃?xì)怏w通過噴射裝置2的噴射速率?？刂破?構(gòu)造成操作流量控制器6以允許來自噴射裝置出口 3的液態(tài)形式的液態(tài)可燃?xì)怏w的預(yù)定流量，使得在燃燒之前可燃?xì)怏w以可燃?xì)怏w的體積占進(jìn)氣體積的
0.2%至0.6%之間的量處于發(fā)動(dòng)機(jī)(未不出)的一個(gè)或多個(gè)汽缸中。更優(yōu)選地，在燃燒之前在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的一個(gè)或多個(gè)中的可燃?xì)怏w濃度是大約0.35%。收發(fā)裝置13或者通信接口布置成與控制器8通信以允許控制器8與遠(yuǎn)程裝置之間的通信。以液態(tài)形式噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)中的可燃?xì)怏w最優(yōu)選地是LPG(液化石油氣)或者天然氣。但是，應(yīng)當(dāng)理解，可燃?xì)怏w可以是任何優(yōu)選的可燃?xì)怏w，其包括但不限于氫氣、乙烷、甲烷、丙烷、丁烷、己烷、庚烷、戊烷、乙炔、一氧化碳、氨或者其中一個(gè)或多個(gè)的組合。由控制器8從傳感器12接收的輸入可以指示任何優(yōu)選的發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)，例如在燃燒之前與進(jìn)氣流混合的或者噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的可燃?xì)怏w的所測量的百分比、來自柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的交流發(fā)電機(jī)或者其它發(fā)動(dòng)機(jī)電源的電壓輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)、發(fā)動(dòng)機(jī)歧管絕對(duì)壓力、渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪增壓壓力、節(jié)流閥位置，排氣溫度、一氧化二氮?dú)怏w排放濃度、或者發(fā)動(dòng)機(jī)倍率計(jì)。應(yīng)當(dāng)理解，在使用中，系統(tǒng)I將可燃?xì)怏w從噴射裝置出口 3噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中以用于在柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中與柴油燃料燃燒，使得可燃?xì)怏w以液態(tài)形式被噴射。此系統(tǒng)有利地提供了液態(tài)氣體噴射周圍的環(huán)境中令人驚訝地大幅的壓力降低，因?yàn)樵趪娚鋾r(shí)液體蒸發(fā)并因此降低了溫度。液態(tài)可燃?xì)怏w與來自柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流(未示出)的空氣混合，從而提供在0.2%至0.6%之間的可燃?xì)怏w濃度。只要液態(tài)可燃?xì)怏w的噴射在噴射后降低了壓力，那么額外的空氣就可以供給至發(fā)動(dòng)機(jī)中，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)中相對(duì)高效地與柴油燃料燃燒。現(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出了根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施方式的用于將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的發(fā)動(dòng)機(jī)歧管或者進(jìn)氣流(未示出)中、以用于在發(fā)動(dòng)機(jī)歧管或者進(jìn)氣流中與柴油燃料燃燒的系統(tǒng)I的示意性框圖。在本實(shí)施方式中，噴射裝置2的出口 3與發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的進(jìn)氣流或者歧管流體連通。圖1的實(shí)施方式中的傳感器12由一對(duì)傳感器12a和12b所替代。傳感器12a通過發(fā)動(dòng)機(jī)交流發(fā)電機(jī)傳感器(未示出)測量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或RPM。傳感器12b是歧管絕對(duì)壓力傳感器。傳感器12b有時(shí)稱為歧管絕對(duì)壓力/節(jié)氣門位置傳感器(MAP/TP傳感器)，并且歧管壓力值的變化表示發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的變化。應(yīng)當(dāng)理解，來自RPM傳感器12a和MAP/TP傳感器12b的輸入都經(jīng)歷從表示最小發(fā)動(dòng)機(jī)RPM或者怠速和零負(fù)載的零值到表示最大發(fā)動(dòng)機(jī)RPM和最大負(fù)載的最大值的范圍。切斷開關(guān)14與控制器8通信，使得當(dāng)撤消對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的供電或者節(jié)流閥移至怠速位置時(shí)，控制器8自動(dòng)地關(guān)斷通過流量控制器6的流動(dòng)，因?yàn)椴裼筒辉谌紵?。在此?shí)施方式中，可燃?xì)怏w噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管中并且在歧管中混合，然后依次噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸中。一旦可燃?xì)怏w已經(jīng)進(jìn)入汽缸，在汽缸中與柴油燃料燃燒之前，進(jìn)氣流中的可燃?xì)怏w的濃度(按可燃?xì)怏w的體積計(jì))優(yōu)選地是0.35%，但是可以是約0.2%至0.6%的范圍內(nèi)的任一數(shù)值。如圖2中所示，系統(tǒng)I通過接收分別指示發(fā)動(dòng)機(jī)RPM和歧管壓力的輸入12a和12b進(jìn)行操作。可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸入口閥上游的氣流中和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣中，以允許空氣和噴射的可燃?xì)怏w進(jìn)行混合。測量混合在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的氣流中的可燃?xì)怏w的百分比可以包括抽取出一部分混合的可燃?xì)怏w和進(jìn)氣流以及用可燃?xì)怏w傳感器直接對(duì)其進(jìn)行取樣。在其它實(shí)施方式中，可以通過燃燒抽取的氣流并且用延時(shí)熱線式傳感器測量產(chǎn)物來測量可燃?xì)怏w/進(jìn)氣混合物。當(dāng)然，如果需要，可以使用任何優(yōu)選的直接或者間接的可燃?xì)怏w濃度傳感器?？扇?xì)怏w切斷開關(guān)14可以設(shè)置成當(dāng)加速踏板/節(jié)流閥移至休息位置或者原始位置時(shí)切斷可燃?xì)怏w噴射。當(dāng)然，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)關(guān)閉或者斷開連接時(shí)，系統(tǒng)I不能使用。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施方式提供可以通過單一發(fā)動(dòng)機(jī)RPM值的測量而“自動(dòng)調(diào)節(jié)”的系統(tǒng)1，從而如下文所述地那樣保持在燃燒之前汽缸中的進(jìn)氣流中的可燃?xì)怏w濃度為大約0.35%。已知的是，對(duì)于具有預(yù)定的容積值容量的發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸，測量的RPM越大，則發(fā)動(dòng)機(jī)以每秒越多的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)消耗空氣的越多，由此，保持大約0.35%的可燃?xì)怏w百分比所需的氣體的量將相應(yīng)地提高。下列特征方程用于控制以液態(tài)形式進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)I的可燃?xì)怏w的噴射速率:發(fā)動(dòng)機(jī)容量(升)XRPMX歧管氣壓(磅/平方英寸)X進(jìn)氣中可燃?xì)怏w的百分比=可燃?xì)怏w噴射速率(升/分鐘)。注意，發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM值通過測量交流發(fā)電機(jī)分接電壓(tap)來確定。氣壓由MAP/TP傳感器提供，常規(guī)氣壓接近14.7psi。已知的是，在燃燒之前汽缸中的進(jìn)氣中的可燃?xì)怏w的百分比最優(yōu)選地為大約0.35%。據(jù)此，對(duì)于已知的發(fā)動(dòng)機(jī)容量，能夠測量RPM和歧管壓力值，并且能夠確定發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘將使用多少升的空氣。然后此數(shù)值乘以0.35%的優(yōu)選可燃?xì)怏w濃度，該濃度提供所需的每分鐘可燃?xì)怏w噴射速率。然后需要知道的唯一參數(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)容量，并且能夠在怠速(或者任一其它優(yōu)選值)下測量發(fā)動(dòng)機(jī)RPM和歧管氣壓，由此來校正系統(tǒng)I。盡管未圖示，但用于確定可燃?xì)怏w噴射速率的上述公式最優(yōu)選地被修改成在等式的左手側(cè)包括與進(jìn)氣流的測量溫度成比例的項(xiàng)，以允許液態(tài)氣體和進(jìn)氣流的熱膨脹。同樣地，應(yīng)當(dāng)理解，可以設(shè)置任何其它優(yōu)選的傳感器輸入，可燃?xì)怏w噴射速率取決于這些輸入。根據(jù)需要，這些傳感器包括氧傳感器和/或熱敏電阻。此外，應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)I可以基于前述公式或者作為優(yōu)選的某一其它公式或者查詢表或者數(shù)據(jù)表、或者實(shí)際上根據(jù)需要基于任何其它優(yōu)選方式來確定可燃?xì)怏w噴射速率。同樣的，歧管絕對(duì)壓力傳感器可以由排氣溫度傳感器、節(jié)流閥位置傳感器或者一氧化二氮?dú)怏w排放傳感器所代替，或者在非自然吸氣柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下由渦輪增壓器壓力傳感器所代替。應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)I可以基于預(yù)定發(fā)動(dòng)機(jī)RPM值下(可以是怠速時(shí))產(chǎn)生的單一可燃?xì)怏w噴射速率而“自動(dòng)調(diào)節(jié)”?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，示出了用于將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中、以用于在柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中與柴油燃料燃燒的系統(tǒng)的另一優(yōu)選實(shí)施方式。系統(tǒng)I的此實(shí)施方式類似于圖2的系統(tǒng)的實(shí)施方式，不同之處在于噴射裝置2支持多個(gè)噴射器16，每個(gè)噴射器16構(gòu)造成布置在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸上或者柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中，從而在燃燒之前將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式直接噴射至汽缸中。圖3的系統(tǒng)示出了具有八個(gè)噴射器，八缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸具有一個(gè)噴射器?？扇?xì)怏w以液態(tài)形式進(jìn)入汽缸中有利地產(chǎn)生壓差，壓差降低了汽缸中的壓力，從而允許在與柴油燃料燃燒之前有更多的空氣處于汽缸中。有利地，柴油不僅在添加了
0.35%的可燃?xì)怏w的條件下高效地燃燒，而且由于由此產(chǎn)生的壓力降，與液態(tài)形式的可燃?xì)怏w同時(shí)地或者在液態(tài)形式的可燃?xì)怏w之后，額外的空氣和燃料可以噴射至汽缸中。在此實(shí)施方式中，液態(tài)可燃?xì)怏w最優(yōu)選地以與汽缸點(diǎn)火一致的順序依次地直接噴射至汽缸中。這有利地允許液態(tài)可燃?xì)怏w以可控的方式直接地進(jìn)行噴射并且與每個(gè)汽缸的點(diǎn)火時(shí)間同步。應(yīng)當(dāng)理解，在整個(gè)說明書中，可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射意指當(dāng)可燃?xì)怏w噴射至進(jìn)氣流/歧管中或者直接噴射至汽缸中時(shí)，可燃?xì)怏w是液態(tài)的形式。這樣可燃?xì)怏w相對(duì)快速地蒸發(fā)以在噴射時(shí)有利地減小進(jìn)氣流/歧管或者汽缸中的壓力。在此實(shí)施方式中，液態(tài)可燃?xì)怏w最優(yōu)選地以與汽缸點(diǎn)火一致的順序依次地直接噴射至汽缸中。這有利地允許液態(tài)可燃?xì)怏w以可控的方式直接地進(jìn)行噴射并且與每個(gè)汽缸的點(diǎn)火時(shí)間同步。上文僅描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說顯而易見的改型。如在文中使用的術(shù)語“包括”(及其語法變化形式)在“包括”或者“具有”的包含性含義上使用，而不在“僅由......構(gòu)成”的排他性含義上使用。
權(quán)利要求
1.一種將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中、以用于在所述柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中與柴油燃料燃燒的方法，所述方法包括將所述可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至所述發(fā)動(dòng)機(jī)中以用于在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中與所述柴油燃料燃燒的步驟，從而保持在燃燒之前所述發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸中的可燃?xì)怏w濃度為所述可燃?xì)怏w的體積占進(jìn)氣體積的0.2%至0.6%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括如下步驟:測量噴射至所述發(fā)動(dòng)機(jī)中的所述可燃?xì)怏w的所述濃度或者測量另一效率量度，并且響應(yīng)于所述測量的可燃?xì)怏w濃度或者響應(yīng)于所述測量的另一效率量度而改變將所述可燃?xì)怏w噴射至所述發(fā)動(dòng)機(jī)中的速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至所述發(fā)動(dòng)機(jī)中的所述步驟還包括將所述可燃?xì)怏w以液態(tài)形式在一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的上游噴射至所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流或歧管中，或者將所述可燃?xì)怏w以液態(tài)形式直接噴射至一個(gè)或多個(gè)所述汽缸中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在燃燒之前所述發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸中的所述可燃?xì)怏w濃度保持在進(jìn)氣體積的0.25%至0.55%之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，在燃燒之前所述發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸中的所述可燃?xì)怏w濃度保持在進(jìn)氣體積的0.3%至0.4%之間。
6.根據(jù)權(quán)利要 求2所述的方法，其中，測量噴射至所述發(fā)動(dòng)機(jī)中的可燃?xì)怏w的所述濃度的所述步驟還包括:抽取所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述進(jìn)氣流的一部分，使所述可燃?xì)怏w與所述抽取的進(jìn)氣的混合物燃燒，以及使用延時(shí)熱線式傳感器測量所述混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述液態(tài)可燃?xì)怏w是LPG或液化石油氣、天然氣、氫氣、乙烷、甲烷、丙烷、丁烷、己烷、庚烷、戊烷、乙炔、一氧化碳、氨或者其它可燃?xì)怏w、或者其中兩個(gè)或更多個(gè)的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，噴射所述液態(tài)可燃?xì)怏w的所述步驟包括測量在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速(最小REVSmin)時(shí)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)(REVSeunent)以確定基準(zhǔn)噴射速率，以及以所述基準(zhǔn)速率加上與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(REVS-)成比例的預(yù)定速率來噴射所述液態(tài)可燃?xì)怏w(GASiIU_eet)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括測量在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)所述發(fā)動(dòng)機(jī)歧管的氣壓以及與所述測量的氣壓成比例地改變所述可燃?xì)怏w(GASinjert)的所述噴射速率的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，通過所述柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的交流發(fā)電機(jī)或其它發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)源的電壓輸出來測量所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述每分鐘發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，通過歧管絕對(duì)壓力(MAP)傳感器、渦輪增壓器壓力傳感器、節(jié)流閥位置傳感器、排氣溫度傳感器、一氧化二氮?dú)怏w排放傳感器或者兩個(gè)或更多個(gè)所述傳感器的組合的相應(yīng)測量值或者通過將所述發(fā)動(dòng)機(jī)與倍率計(jì)附接來測量所述發(fā)動(dòng)機(jī)歧管的所述氣壓。
12.一種用于將可燃?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中、以用于在所述柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中與柴油燃料燃燒的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 具有出口和入口的可燃?xì)怏w噴射裝置，所述出口布置成與所述發(fā)動(dòng)機(jī)流體連通，所述入口布置成與液態(tài)可燃?xì)怏w源流體連通； 可燃?xì)怏w噴射裝置控制器，所述可燃?xì)怏w噴射裝置控制器構(gòu)造成接收指示發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)的輸入并且構(gòu)造成控制所述可燃?xì)怏w以液態(tài)形式從所述可燃?xì)怏w噴射裝置出口噴射的速率，使得在燃燒之前所述可燃?xì)怏w以所述可燃?xì)怏w的體積占進(jìn)氣體積的0.2%至。0.6%之間的量處于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)包括:在燃燒之前在所述發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中混合到所述進(jìn)氣流中的可燃?xì)怏w的百分比；所述發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)；所述柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的所述交流發(fā)電機(jī)或其它發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)源的電壓輸出；發(fā)動(dòng)機(jī)歧管絕對(duì)壓力；渦輪增壓器壓力；節(jié)流閥位置；排氣溫度；一氧化二氮?dú)怏w排放濃度；以及發(fā)動(dòng)機(jī)倍率計(jì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述可燃?xì)怏w噴射裝置出口構(gòu)造成將所述液態(tài)可燃?xì)怏w在一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸上游噴射至所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流或者歧管中，或者構(gòu)造成將所述可燃?xì)怏w直接噴射至一個(gè)或多個(gè)所述汽缸中。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述可燃?xì)怏w是LPG(液化石油氣)、天然氣、氫氣、乙烷、甲烷、丙烷、丁烷、己烷、庚烷、戊烷、乙炔、一氧化碳、氨或者其它可燃?xì)怏w、或者其中一個(gè)或多個(gè)的組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的步驟。
17.改造成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的柴油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，或者具有根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)的柴油燃料發(fā) 動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種將燃料引入柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中、以用于在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒的方法?？扇?xì)怏w以液態(tài)形式噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)中，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)中與柴油燃料燃燒，從而保持由液體得到的可燃?xì)怏w濃度為可燃?xì)怏w的體積占進(jìn)氣體積的0.2％至0.6％的范圍內(nèi)。適當(dāng)?shù)臍怏w包括LPO或者液化石油氣、天然氣、氫氣、乙烷、甲烷、丙烷、丁烷、己烷、庚烷、戊烷、乙炔、一氧化碳、氨或者其它可燃?xì)怏w、或者其中兩個(gè)或者更多個(gè)的組合。
文檔編號(hào)F02M25/00GK103168157SQ201080068681
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者基思·默里·倫貝爾, 德里克·羅伯特·沃特金斯 申請(qǐng)人:基思·默里·倫貝爾, 安東尼·詹姆斯·霍利