用于內(nèi)燃機(jī)中,具體地用于汽車領(lǐng)域的內(nèi)燃機(jī)中燃料氣體設(shè)備的調(diào)壓器裝置的制造方法
【專利說明】用于內(nèi)燃機(jī)中，具體地用于汽車領(lǐng)域的內(nèi)燃機(jī)中燃料氣體設(shè)備的調(diào)壓器裝置發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)中，具體地用于汽車領(lǐng)域的內(nèi)燃機(jī)中燃料氣體(例如，甲烷)設(shè)備的調(diào)壓器裝置，其具有主權(quán)利要求1的前序部分所述的特征。
技術(shù)背景
[0002]人們長久以來已知，在機(jī)動車輛中安裝能夠向其發(fā)動機(jī)供應(yīng)氣體的轉(zhuǎn)化設(shè)備，由此整體上提供混合供應(yīng)或提供單一燃料氣體的供應(yīng)。這種類型的設(shè)備通常由高壓氣體貯罐、將氣體帶到合適的壓力用于供應(yīng)至發(fā)動機(jī)的減壓器/調(diào)壓器以及用于促進(jìn)貯罐的裝料并確保整個設(shè)備的最佳操作的一系列導(dǎo)管和相關(guān)附件形成。
[0003]如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，調(diào)壓器是用于被供應(yīng)燃料氣體的發(fā)動機(jī)的設(shè)備的重要部件。調(diào)壓器必須確保以所需的量和以所需的壓力供應(yīng)燃料氣體。具體地說它必須在以下情況下保持輸出壓力恒定:
[0004]-響應(yīng)于輸入壓力中漸變的壓力變化和突然的壓力變化二者；
[0005]-在調(diào)節(jié)器自身的使用壽命期間；
[0006]-響應(yīng)于發(fā)動機(jī)所需的氣流的變化；
[0007]-響應(yīng)于環(huán)境溫度或在調(diào)壓器/減壓器裝置的加熱電路的溫度中緩慢的或突然的變化。
[0008]調(diào)壓器也必須確保供應(yīng)對發(fā)動機(jī)需求是敏感的并且對發(fā)動機(jī)需求迅速作出響應(yīng)。調(diào)壓器的敏感性和精確性對噴射式發(fā)動機(jī)的供應(yīng)設(shè)備的正確操作是重要的，因為必須將燃料準(zhǔn)確地計量到發(fā)動機(jī)中。
[0009]具有彈性膜片以具有一級、二級或三級減壓的調(diào)壓器是為人所知的。這些調(diào)節(jié)器包括第一級，所述第一級包括借助于第一閥與燃料貯罐連通的第一腔室，所述第一腔室的部分內(nèi)表面由第一彈性膜片形成。如同第一級，后面的級也包括腔室，其部分內(nèi)表面由彈性膜片形成。
[0010]對于以這種方式設(shè)計的調(diào)節(jié)器來說保證隨時間的推移而保持穩(wěn)定的輸出壓力是困難的；主要原因如下:
[0011]-彈性膜片受溫度變化的影響并且溫度的增加致使輸出壓力減??；
[0012]-輸入壓力的變化影響輸出壓力，尤其在一級減壓器中；
[0013]-調(diào)壓受發(fā)動機(jī)所需的氣流的差異影響，尤其當(dāng)需要高流速時；
[0014]-膜片隨時間而劣化，喪失了其最初確保正確調(diào)壓的強(qiáng)度和彈性性質(zhì)。
[0015]具有彈性膜片的常規(guī)調(diào)節(jié)器的又一缺點是從強(qiáng)度和可靠性的觀點來看，它們在最新一代的噴射式設(shè)備中不能很好地發(fā)揮作用，最新一代的噴射式設(shè)備中通常存在帶膜片的常規(guī)調(diào)節(jié)器不能訊速作出補(bǔ)償?shù)母呔_的過壓、脈沖和截止。
[0016]在過去已經(jīng)使用了各種解決方案來解決上文提到的在各種操作條件下穩(wěn)定壓力的問題。
[0017]具體地說，已經(jīng)要么通過由電子控制單元控制來修正噴射時間，要么通過使用恒溫器來縮小溫度變化范圍，或者要么通過使用不同調(diào)節(jié)技術(shù)，例如用金屬材料的移動活塞替換膜片功能的活塞技術(shù)，解決了由于溫度變化引起的壓力變化。
[0018]已經(jīng)通過將減壓劃分成多個級而部分地解決了由于輸入壓力的變化引起的輸出壓力的變化；級越多，輸入壓力值就越獨立，但是正如所理解的，調(diào)節(jié)器的體積、連接件和成本也相應(yīng)地增加了。作為可選方案，已經(jīng)通過適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償系統(tǒng)解決了這個問題，如果輸入壓力變化，所述適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償系統(tǒng)就會防止輸出壓力發(fā)生任何變化。
[0019]已經(jīng)通過替換膜片解決了由于膜片老化而導(dǎo)致的輸出壓力從所需壓力的下降。膜片所經(jīng)受的極端流體動力條件隨著時間的推移限制了它的壽命和性能，使得在車輛預(yù)定的公里數(shù)之后必需替換掉它，并且/或者需要對調(diào)節(jié)壓力進(jìn)行手動再校準(zhǔn)，所述兩種操作給系統(tǒng)的用戶帶來了成本。作為可選方案，已經(jīng)研發(fā)出了不需要替換部件的活塞調(diào)節(jié)器。
[0020]如上文提及的，這些活塞調(diào)壓器確實解決了常規(guī)膜片調(diào)節(jié)器的一些典型問題，但是在其它方面卻有更差的性能特點。具體地說，對發(fā)動機(jī)需求作出的響應(yīng)時間更長，同時具有更差的動態(tài)響應(yīng)和未被膜片吸收的更高的瞬時波動。經(jīng)濟(jì)方面也是很顯著的，因為活塞調(diào)節(jié)器成本更高并且要求更復(fù)雜的生產(chǎn)技術(shù)。
[0021]列出的其它解決方案需要采集多個數(shù)據(jù)并且這些信號的電子處理極大地增加了供應(yīng)系統(tǒng)的軟件和硬件復(fù)雜性。所使用的公知的致動器受到高壓變化的影響并且因此必定在反映于裝置成本中的構(gòu)造方面更加復(fù)雜。
[0022]最后，近年來，已經(jīng)研發(fā)出了電子調(diào)壓器，所述電子調(diào)壓器的特點是它們根據(jù)預(yù)定數(shù)據(jù)例如發(fā)動機(jī)參數(shù)來改變供應(yīng)給噴射器的壓力，以便拓寬燃料流動的范圍和提高輸出壓力的穩(wěn)定性。這些調(diào)節(jié)器的主要缺點是它們需要大量的數(shù)據(jù)，和處理這些數(shù)據(jù)并且向調(diào)節(jié)器供應(yīng)正確的信號以確保輸出壓力是期望壓力的控制算法。同樣在此情況下，軟件和硬件非常復(fù)雜，其直接后果是增加了成本，并且增加了安裝時間和問題。調(diào)節(jié)器的操作所要求的變量也更多，正如這是操作失敗的可能原因一樣。
發(fā)明概要
[0023]本發(fā)明的目的是提供能夠解決上述問題的調(diào)壓器，但不放棄膜片技術(shù)的優(yōu)點以及常規(guī)調(diào)節(jié)器在部件和安裝方面的簡易性，從而也確?？s減了成本。
[0024]具體地說，本發(fā)明的目的是:
[0025]-確保響應(yīng)于外部環(huán)境溫度變化的穩(wěn)定的輸出壓力；
[0026]-確保響應(yīng)于輸入壓力變化的穩(wěn)定的輸出壓力；
[0027]-確保響應(yīng)于所需流動的變化的穩(wěn)定的輸出壓力；
[0028]-確保隨調(diào)節(jié)器壽命變化的穩(wěn)定的輸出壓力；
[0029]-保留了膜片技術(shù)，進(jìn)而保留了它提供的優(yōu)點，避免了費(fèi)用高昂的維護(hù)操作；
[0030]-提供了能容易安裝的經(jīng)濟(jì)的裝置；
[0031]-提供了使用簡單并且不需要采集用于其操作的大量數(shù)據(jù)，因此減少了其操作失敗的可能性的裝置。
[0032]這些目的通過根據(jù)所附的權(quán)利要求而體現(xiàn)的調(diào)壓器裝置來實現(xiàn)。
[0033]附圖簡述
[0034]參照附圖，將在對作為非限制性實例進(jìn)行說明的優(yōu)選實施方案的以下描述中進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明，在附圖中:
[0035]圖1示出本發(fā)明的調(diào)壓器裝置的整體圖；
[0036]圖2是圖1所示的圖中細(xì)節(jié)的放大比例的局部橫截面圖。
【具體實施方式】
[0037]參照附圖，根據(jù)本發(fā)明所體現(xiàn)的用于具有由燃料氣體供應(yīng)的發(fā)動機(jī)的汽車設(shè)備的調(diào)壓器裝置整體用10表示。意在將所述裝置放置在高壓下的氣體(例如甲烷)貯罐和發(fā)動機(jī)之間，二者都沒有在圖中示出。
[0038]所述裝置包括經(jīng)由管線3與加壓的燃料氣體的貯罐流體連通的第一減壓級I ;在貯罐中，氣體處于壓力Pin下。
[0039]第一級I中的入口開口和出口開口分別由Ia和Ib表示。
[0040]在第一級I的下游，所述裝置包括具有相應(yīng)的入口開口 2a和出口開口 2b的第二調(diào)壓級2。入口開口 2a與第一減壓級的出口 Ib流體連通并且出口開口 2b例如通過輸送管線4與用戶裝置流體連通。
[0041]兩個調(diào)節(jié)級1、2可容納在同一主體中或者作為可選方案，容納在所述裝置的兩個分開的主體中。
[0042]在第一減壓級I的入口開口 Ia處設(shè)置閥座5，閥座5具有可滑動地導(dǎo)引至所述座和從所述座中導(dǎo)引出來的相應(yīng)的活門6。這個活門例如可沿著或平行于第一調(diào)節(jié)級I的主軸滑動?；铋T構(gòu)件6可操作地連接至彈性調(diào)壓膜片7，彈性調(diào)壓膜片7容納在第一減壓級I的主體中的相應(yīng)座(示意性地示出并標(biāo)有參考數(shù)字Ic)中。
[0043]在實施方案中，調(diào)節(jié)膜片7也可沿著或平行于第一調(diào)節(jié)級I的主軸移動。在優(yōu)選的實施方案中，具體地說，活門構(gòu)件6和調(diào)節(jié)膜片7彼此同軸。在實施方案中，活門構(gòu)件6和調(diào)節(jié)膜片7通過連接銷或連接桿8機(jī)械地連接。根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，彈性膜片7朝活門構(gòu)件6的方向移動致使活門構(gòu)件6移動遠(yuǎn)離相應(yīng)的座5并且因此打開入口通道la。
[0044]調(diào)節(jié)膜片7將第一級I的內(nèi)體積分成前腔室11和后腔室12，入口開口 Ia和出口開口 Ib設(shè)置在前腔室中。
[0045]被設(shè)計來在活門構(gòu)件6的方向上推動膜片7的反向彈簧