多气体燃料输送系统.pdf

本发明涉及多气体燃料输送系统。在一种用于可互换地将具有不同供应压力的多种气体燃料供应给内燃机的多气体燃料输送系统中，至少一对燃料通道从气体燃料入口(6a)延伸至燃料喷射喷嘴(12)以将气体燃料输送至化油器，并且设有各自的限流嘴(13，14)。其中一条燃料通道被设有压力响应阀(15)，压力响应阀在使用相对高压的气体燃料时仅连通第一限流嘴(14)以用于将燃料气体输送至化油器，而在使用相对低压的气体燃料时则将第一和第二限流嘴(13，14)都连通以用于将燃料气体输送至化油器。因此，不再需要流量开关阀，而且通道结构可得以简化。另外，压力响应阀(15)是通过燃料压力致动的，从而不需要在选择不同的气体燃料时进行手动选择。

1、  一种用于可互换地将具有不同供应压力的多种气体燃料供应给内燃机的多气体燃料输送系统，该多气体燃料输送系统包括：
用于接收气体燃料供应的气体燃料入口；
用于根据发动机的需求计量来自所述气体燃料入口的气体燃料流量的气体流量控制阀；
用于将由所述气体流量控制阀计量的燃料输送至所述发动机的燃料喷射喷嘴；
包括第一限流嘴并在所述气体流量控制阀和所述燃料喷射喷嘴之间延伸的第一燃料输送通道；和
包括第二限流嘴和压力响应阀并在所述气体流量控制阀和所述燃料喷射喷嘴之间平行于所述第一燃料输送通道延伸的第二燃料输送通道，所述压力响应阀根据供应给所述气体燃料入口的所述气体燃料的压力选择性地连通所述第二燃料输送通道。

2、  如权利要求1所述的多气体燃料输送系统，该多气体燃料输送系统还包括化油器，该化油器包含进气孔，所述燃料喷射喷嘴伸入所述进气孔内，并且所述气体流量控制阀包括常压室、与所述燃料喷射喷嘴相连通的负压室、将所述负压室与所述常压室分隔开的隔膜和由所述隔膜致动而计量气体燃料流量的阀件。

3、  如权利要求2所述的多气体燃料输送系统，其中所述压力响应阀包括与所述气体燃料入口相连通的加压室、与所述气体流量控制阀的所述负压室和燃料喷射喷嘴相连通的受控室、将所述受控室与所述加压室分隔开的隔膜以及由所述隔膜致动而选择性地在所述气体流量控制阀的所述负压室和所述燃料喷射喷嘴之间建立连通的阀件。

多气体燃料输送系统
技术领域
本发明涉及一种用于以可互换的方式将多气体燃料输送至内燃机的多气体燃料输送系统。
背景技术
某些现有的内燃机被设计成使用诸如丙烷气和丁烷气之类的液化石油气(LPG)作为燃料。这些气体燃料通常具有不同的热值或化学计量要求，并在各种不同的压力下提供。通过压力调节器将实际输送至发动机的气体的压力控制在适合要使用的特定气体燃料的压力。
在日本专利特开公报No.2006-329041(专利文献1)中提出在化油器内提供一对分别构造用于丙烷气和丁烷气的限流嘴，并根据所使用的气体燃料种类使用由凸轮操作的开关阀将气体燃料引导至其中的一个限流嘴。
这样简单地通过操作开关阀就可以允许单个化油器适用于两种不同种类的气体燃料。但是，化油器需要配备开关阀、两个流量控制阀和两个限流嘴。因此，化油器的成本必然增加。而且，化油器的复杂性和尺寸也会增加，而这特别在小型发动机中是非常不理想的。
发明内容
考虑到现有技术中的这些问题，本发明的主要目的是提供一种操作可靠、易于使用和节约生产成本的多种气流输送系统。
根据本发明，该目的能够通过提供一种用于可互换地将具有不同供应压力的多种气体燃料供应给内燃机的多气体燃料输送系统而至少部分地得以实现，该系统包括：用于接收气体燃料供应的气体燃料入口；用于根据来自发动机的指令计量来自气体燃料入口的气体燃料流量的气体流量控制阀；用于将由气体流量控制阀计量的燃料输送至发动机的燃料喷射喷嘴；包括第一限流嘴并在气体流量控制阀和燃料喷射喷嘴之间延伸的第一燃料输送通道；一季包括第二限流嘴和压力响应阀并在气体流量控制阀和燃料喷射喷嘴之间平行于第一燃料输送通道延伸的第二燃料输送通道，压力响应阀根据供应给气体燃料入口的气体燃料的压力选择性地连通第二燃料输送通道。
因此，可以将任意选定的气体燃料供应给相同的单个气体燃料入口，并且用户不需要采取任何操作。由此，能够简化到气源的连接，同时不难操作该系统。而且，相同的气体流量控制阀可以被用于不同的气体燃料，同时这也简化了系统结构并节约了系统结构的成本。
根据本发明的优选实施方式，该系统进一步包括化油器，化油器包含进气孔，燃料喷射喷嘴伸入进气孔内，并且气体流量控制阀包括常压室、与燃料喷射喷嘴相连通的负压室、将负压室与常压室分隔开的隔膜和由隔膜致动而计量气体燃料流量的阀件。
但是，本发明不仅可以被用于化油器，而且也可以被用于节气门体、燃料喷射系统或任意其他的用于内燃机的燃料供应系统。
根据本发明的某个方面，压力响应阀包括与气体燃料入口相连通的加压室、与气体流量控制阀的负压室和燃料喷射喷嘴相连通的受控室、将受控室与加压室分隔开的隔膜以及由隔膜致动而选择性地在气体流量控制阀的负压室与燃料喷射喷嘴之间建立连通的阀件。
尽管优选地使用隔膜作为用于阀件的致动器，但是使用其他的等同装置(例如活塞和其他的压力响应元件)也全部落在本发明的范围之内。
附图说明
现参照附图在下文中对本发明进行介绍，在附图中：
图1是实施本发明的双气体燃料输送系统的正视图；
图2是沿由图1中箭头II所示的方向看去时的双气体燃料输送系统的平面图；
图3是沿图2中的线III-III截取的截面图；
图4是沿图2中的线IV-IV截取的截面图；
图5是沿图3中的线V-V截取的部分截面图；
图6是示出了双气体燃料输送系统在使用丙烷气时的图；并且
图7是示出了双气体燃料输送系统在使用丁烷气时的图。
具体实施方式
参照图1，实施本发明的多气体燃料输送系统1能够可互换地连接至丁烷气气缸2和丙烷气气缸3，丁烷气气缸2储存丁烷气并通过使用适当的压力调节器以相对较高的压力供应丁烷气，丙烷气气缸3储存丙烷气并通过使用适当的压力调节器以相对较低的压力供应丙烷气。这些气体燃料可以根据特定气体燃料的化学计量要求以多个压力供应。图示的实施方式可互换地使用丁烷气和丙烷气，但是这仅仅是示例性的，通过适当地修改图示结构可以可互换地使用其他气体以及三种以上的气体而并不背离本发明的精神。
参照图1至图3，多气体燃料输送系统1包括结合有化油器的主体4、如图3中所示附接至主体左侧的气体流量控制器块5和如图3中所示以盖的方式附接至主体4下侧的管道块6。这些组件块通过使用螺栓或其他可能的部件彼此附接。应该注意图3中的截面图是沿其各个部件内的不同平面截取的。
管道块6设有在其外表面上开口的气体燃料入口6a，气体燃料入口6a形成有内螺纹以使得可以将通向气体气缸2或3的管路与其相连接。气体燃料入口6a延伸至管道块6和主体4之间的接口并在此与在主体4内形成的第一通道7a相连通。
参照图3和图4，主体4在内部设有与第一通道7a相连通的第一分室7b，和与第一分室7b相连通的第二分室7c。第二分室7c与第二通道7d相连通，第二通道7d延伸至主体4和气体流量控制器块5之间的接口中部(图4)。
参照图3至图5，形成为隔膜控制阀的气体流量控制阀9设置在气体流量控制器块5的左手侧或其背离主体4的一侧。气体流量控制阀9包括：与大气连通的常压室9a；负压室9b，第二通道7d的一端通过阀座9h通向负压室9b内；将负压室9b与常压室9a分隔开的隔膜9c；以及构造成同阀座9h协作以选择性地将第二通道7d与负压室9b之间的连通关闭的阀件9d。
如图5中最佳示出的那样，阀件9d附接至具有通过气体流量控制器块5枢转支承的中间部分的杆部件9e的一端。杆部件9e的另一端通过由气体流量控制器块5支撑的压缩螺旋弹簧9f偏置，并将杆部件9e沿着使阀件9d关闭第二通道7d和负压室9b之间的连通的方向推进。隔膜9c在中央设有压力部件9g，压力部件9g构造成与杆部件9e在中心枢转部分和另一端之间的中间部分接合，以使杆部件9e克服压缩螺旋弹簧9f的弹力沿着打开第二通道7d和负压室9b之间的连通的方向枢转。
参照图3和图4，结合在主体4内的化油器包括居中地穿过主体4延伸并与图中未示出的相关发动机的进气口相连通的进气孔11。进气孔11包括变窄的中间部分，燃料喷射喷嘴12的自由端伸入该中间部分中。燃料喷射喷嘴12的另一端或基端通向主体4和气体流量控制器块5之间的接口。
气体流量控制器块5设有将负压室9b与燃料喷射喷嘴12的基端相连通的第一限流嘴13。因此，在进气孔11内由进气流造成的负压传递至负压室9b，并且负压室9b内的负压水平与进气孔11内的进气流量成比例地改变。如下文中将要介绍的那样，气体流量控制器块5另外还设有平行于第一限流嘴13延伸并将燃料喷射喷嘴12的基端与第五通道7g相连通的第二限流嘴14，第五通道7g在内部形成在气体流量控制器块5的壁内。压力响应阀15以与燃料喷射喷嘴12的基端间隔开的关系被设置在主体4和气体流量控制器块5之间的接口内。
如图3中最佳示出的那样，压力响应阀15包括形成在主体4内的加压室15a、形成在气体流量控制器块5内与加压室15a相对的受控室15b、在主体4和气体流量控制器块5之间沿其外周边设置并将受控室15b与加压室15a分隔开的隔膜15c、通过隔膜15c的中央部分保持的阀件15d、形成在气体流量控制器块5内并构造成通过阀件15d选择性地关闭的阀座15e和将隔膜15c沿着使阀件15d远离阀座15e移动的方向推进的压缩螺旋弹簧15f。
加压室15a通过第三通道7e与第一分室7b相连通。受控室15b通过形成在气体流量控制器块5的壁内的第四通道7f与气体流量控制阀9的负压室9b相连通，并通过形成在气体流量控制器块5的壁内的第五通道7g与第二限流嘴14相连通，而且在其一端与阀座15e相连通而在其另一端与第二限流嘴14相连通(如先前所述)。在进气孔11内，形成为蝶阀的节气门部件17设置在燃料喷射喷嘴12的下游。
在下文中参照图6对将丙烷气气缸3连接至气体燃料入口6a以给发动机提供燃料时该系统的操作模式进行介绍。
从气体燃料入口6a引入的丙烷气经过第一通道7a，到达第一分室7b并随后到达第二分室7c。引入第二分室7c的丙烷气流入第二通道7d内。供应丙烷气的压力低于引入丁烷气时的压力。燃料喷射喷嘴12通常由于进气孔11内的高速气流而处于负压下，并且该负压作用在负压室9b上。这就导致隔膜9c移向负压室9b，并且压力部件9g以使杆部件9e沿打开气体流量控制阀9的方向枢转的方式压在杆部件9e上。已被引入第一分室7b内的丙烷气还通过第三通道7e流入压力响应阀15的加压室15a。压力响应阀15构造成在丁烷气的高压下关闭，但是在丙烷气的低压下保持打开。所以在此情况下，压力响应阀15保持打开。
因此，负压室9b内的丙烷气既通过第一限流嘴13也通过第二限流嘴14流入燃料喷射喷嘴12内。两个限流嘴13和14被设计为使得通过两个限流嘴13和14的气体燃料的总流量在来自丙烷气气缸3的丙烷气压力大约为2.7kPa(270毫米水柱)时处于适当水平。
在下文中参照图7对在将丁烷气气缸2连接至气体燃料入口6a以给发动机提供燃料时该系统的操作模式进行介绍。
在此情况下，从气体燃料入口6a引入的丁烷气也经过第一通道7a，到达第一分室7b并随后到达第二分室7c。引入第二分室7c的丁烷气流入第二通道7d内，并且引入第一分室7b内的丁烷气通过第三通道7e流入压力响应阀15的加压室15a内。但是，丁烷气通常以较高的压力(例如大约为5.9kPa(600毫米水柱))供应，并且该压力足以克服压缩螺旋弹簧15f的弹力而关闭压力响应阀15。换句话说，压缩螺旋弹簧15f构造成使得在将丁烷气引入加压室15a内时压力响应阀15关闭。因此，当使用丁烷气时，压力响应阀15保持关闭，并且在包括第二限流嘴14的通道被关闭的同时，只通过第一限流嘴13将气体燃料供应给燃料喷射喷嘴12。
因此，第一限流嘴13被设计为在使用丁烷气时计量适当的燃料量，而第二限流嘴14被设计为在使用丙烷气时协同第一限流嘴计量适当的燃料量。
在上述的实施方式中，压力响应阀15在使用相对高压的气体燃料时只连通第一限流嘴以将燃料气体输送至化油器，而在使用相对低压的气体燃料时则将第一和第二限流嘴都连通以将燃料气体输送至化油器。因此，不再需要流量开关阀，而且通道结构可得以简化。另外，压力响应阀15是通过燃料压力致动的，从而不需要在选择不同的气体燃料时进行手动选择。
如果燃料喷射喷嘴12内的负压被允许作用在压力响应阀15的隔膜15c上，那么该负压就能够打开压力响应阀15。但是，在图示的实施方式中，第二限流嘴14设置在用于气体燃料的通道的下游部分内，并且在第一限流嘴13和燃料喷射喷嘴12之间形成有连通路径。因此，通过第二限流嘴14降低了燃料喷射喷嘴12内的负压，并防止该负压干扰压力响应阀15的隔膜15c。
尽管已经根据本发明的优选实施方式对本发明进行了介绍，但是对本领域技术人员显而易见的是可以进行各种修改和变型，而并不背离由所附权利要求阐明的本发明的范围。
根据巴黎公约用作本申请优先权的首次日本专利申请的内容通过引用并入该申请中。