用于燃料霧化器的兩步式計量螺線管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及燃料系統(tǒng)，更具體地，涉及利用多個階段來增強(qiáng)燃料汽化的燃料輸送系統(tǒng)的計量。
【背景技術(shù)】
[0002]多年來，已經(jīng)開發(fā)出多種類型的裝置以便將液體轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀邹D(zhuǎn)變成氣相的氣溶膠或細(xì)微顆粒。許多這樣的裝置已經(jīng)被開發(fā)出來，例如，用來制備用于在內(nèi)燃機(jī)中使用的燃料。為了優(yōu)化發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)的燃料氧化，燃料必須被汽化、利用空氣均勻化且處于化學(xué)計量的氣相混合物中。理想的燃料霧化和汽化能夠?qū)崿F(xiàn)更完全的燃燒以及隨之降低的發(fā)動機(jī)排放污染。
[0003]更具體地，關(guān)于內(nèi)燃機(jī)，化學(xué)計量是這樣一種狀況:在該狀況下，在均勻混合物中供應(yīng)完全燃燒給定量的燃料所需的氧氣量，從而導(dǎo)致最佳的正確燃燒，而沒有由于不完全或低效率的氧化而剩余的殘留物。理想地，燃料應(yīng)當(dāng)完全汽化、與空氣相互混合且在點(diǎn)火之前被均勻化以正常氧化。未汽化的燃料液滴在常規(guī)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和外燃發(fā)動機(jī)中不會點(diǎn)燃或不完全燃燒，這降低了燃料效率并增加了發(fā)動機(jī)排放污染。
[0004]通過調(diào)節(jié)溫度和壓力來減少或控制排放副產(chǎn)物的嘗試通常影響NOx副產(chǎn)物。為了滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，這些殘留物必須被處理，通常需要在催化轉(zhuǎn)化器或洗滌器中進(jìn)行后處理。對這些殘留物的這種處理導(dǎo)致了額外的燃料成本以操作催化轉(zhuǎn)化器或洗滌器，并且可能需要另外的部件成本以及封裝和質(zhì)量的影響。因此，由不完全燃燒引起的發(fā)動機(jī)輸出殘留物的任何減少都將有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境利益。
[0005]除了上述問題之外，在化學(xué)計量的空氣/燃料混合物中的未完全汽化的燃料導(dǎo)致燃燒發(fā)動機(jī)以低于峰值的效率運(yùn)行。當(dāng)燃料未完全燃燒時，燃料的化學(xué)能的較少部分被轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。這浪費(fèi)了燃料能量且產(chǎn)生了不必要的污染。因此，通過進(jìn)一步分解且更完全地汽化所述燃料-空氣混合物，可以獲得更好的燃料效率。
[0006]已經(jīng)進(jìn)行了許多嘗試來減輕上述關(guān)于燃料汽化和不完全燃料燃燒的問題。在汽車發(fā)動機(jī)中，例如，為了燃料輸送，進(jìn)氣口或直接燃料噴射已經(jīng)幾乎普遍地取代了用于燃料輸送的增碳作用(carburet1n)。燃料噴射器將燃料直接噴射到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣口或氣缸中，并且是電子控制的。相對于增碳作用，噴射器有利于獨(dú)立地對輸送到每個氣缸中的燃料量進(jìn)行更精確的計量和控制。這減少或消除了裝料輸送時間，從而促進(jìn)了最佳的瞬間操作。然而，燃料噴射器噴霧的燃料液滴尺寸不是最佳的，且在點(diǎn)火之前留給燃料與空氣進(jìn)行混合的時間很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文描述的原理可解決某些上述缺陷和其它缺陷。具體地，本文描述的一些原理涉及液體處理器設(shè)備和方法。
[0008]一個方面提供了一種用于燃料霧化器的計量系統(tǒng)，其包括殼體、第一和第二計量構(gòu)件以及至少一個螺線管。所述殼體包括混合室。所述第一計量構(gòu)件能操作成控制氧化劑到所述混合室中的流動。所述第二計量構(gòu)件被布置成與所述第一計量構(gòu)件共軸，且能操作成控制燃料到所述混合室中的流動。所述至少一個螺線管被構(gòu)造成操作所述第一和第二計量構(gòu)件中的至少一個。
[0009]所述至少一個螺線管可以操作所述第一計量構(gòu)件，并且，對所述第一計量構(gòu)件的操作可操作所述第二計量構(gòu)件。所述第一計量構(gòu)件可以在所述第二計量構(gòu)件從關(guān)閉位置移動到打開位置之前從關(guān)閉位置移動到打開位置。所述第二計量構(gòu)件可以在所述第一計量構(gòu)件從所述打開位置移動到所述關(guān)閉位置之前從打開位置移動到關(guān)閉位置。
[0010]所述計量系統(tǒng)可以包括介于所述第一和第二計量構(gòu)件之間的偏壓構(gòu)件，其中，使所述第一計量構(gòu)件從關(guān)閉位置移動到打開位置將釋放所述偏壓構(gòu)件，以允許所述第二計量構(gòu)件從關(guān)閉位置移動到打開位置。所述至少一個螺線管可以包括操作所述第一計量構(gòu)件的第一螺線管和操作所述第二計量構(gòu)件的第二螺線管。所述第二計量構(gòu)件可以延伸穿過所述第一計量構(gòu)件。所述偏壓構(gòu)件的彈簧常數(shù)可以確定在所述第二計量構(gòu)件打開之前所述第一計量構(gòu)件打開的時間量以及在所述第二計量構(gòu)件關(guān)閉之后所述第一計量構(gòu)件打開的時間量。所述第一計量構(gòu)件可以與氧化劑座形成界面配合，以控制氧化劑的流動，并且所述第二計量構(gòu)件可以與燃料座形成界面配合，以控制燃料的流動，其中，所述氧化劑座位于從所述燃料座徑向向外的位置。
[0011]本公開的另一方面涉及控制燃料霧化器中的流動的方法。所述方法包括:提供殼體以及第一和第二計量構(gòu)件，其中，所述殼體包括混合室，并且所述第二計量構(gòu)件被定位成與所述第一計量構(gòu)件共軸。所述方法包括:打開所述第一計量構(gòu)件，以允許氧化劑流動動所述混合室中；在打開所述第一計量構(gòu)件之后，打開所述第二計量構(gòu)件，以允許燃料流動到所述混合室中；關(guān)閉所述第二計量構(gòu)件，以停止燃料到所述混合室中的流動；以及，在關(guān)閉所述第二計量構(gòu)件之后，關(guān)閉所述第一計量構(gòu)件，以停止氧化劑到所述混合室中的流動。
[0012]所述關(guān)閉第二計量構(gòu)件的步驟可以包括:在使所述第一計量構(gòu)件朝向關(guān)閉位置移動時，向所述第二計量構(gòu)件施加軸向力。所述方法還可以包括提供至少一個螺線管，并且，對所述至少一個螺線管的操作將依次打開和關(guān)閉所述第一和第二計量構(gòu)件。所述方法可以包括第一和第二螺線管，其中，對所述第一螺線管的操作可打開和關(guān)閉所述第一計量構(gòu)件，并且，對所述第二螺線管的操作可打開和關(guān)閉所述第二計量構(gòu)件。所述方法可以包括至少一個偏壓構(gòu)件，其中，激活所述至少一個螺線管將克服所述偏壓構(gòu)件的偏壓力來打開所述第一和第二計量構(gòu)件中的至少一個，并且，停用該螺線管將允許所述偏壓構(gòu)件的偏壓力將所述第一和第二計量構(gòu)件中的至少一個關(guān)閉。
[0013]本公開的又一方面涉及一種雙流體輸送裝置，其包括第一和第二計量裝置。所述第一計量裝置能操作成控制第一流體的流動。所述第二計量裝置能操作成控制第二流體的流動，所述第二計量裝置被布置成與所述第一計量裝置共軸。在打開和關(guān)閉位置之間操作所述第一計量裝置將自動地使所述第二計量裝置在打開位置和關(guān)閉位置之間移動，按照所述第一計量裝置打開、所述第二計量裝置打開、所述第二計量裝置關(guān)閉和所述第一計量裝置關(guān)閉的順序。
[0014]所述雙流體輸送裝置可以包括至少一個螺線管，該至少一個螺線管被構(gòu)造成使所述第一計量裝置在關(guān)閉位置和打開位置之間移動。所述雙流體輸送裝置可以包括被聯(lián)接在所述第一和第二計量構(gòu)件之間的至少一個偏壓構(gòu)件，并且，移動所述第一計量構(gòu)件會改變由所述至少一個偏壓構(gòu)件施加到所述第二計量構(gòu)件的偏壓力。所述第一流體可以包括氧化劑，而所述第二流體可以包括燃料。所述雙流體輸送裝置可以包括混合室，其中，所述第一計量構(gòu)件將所述第一流體輸送到所述混合室中，以便與由所述第二計量構(gòu)件輸送的所述第二流體混合。所述第二計量構(gòu)件的至少一部分可以延伸穿過所述第一計量構(gòu)件的至少一部分。
【附圖說明】
[0015]附圖示出了下面討論的某些實(shí)施例，并且是說明書的一部分。
[0016]圖1是根據(jù)本公開的示例性燃料輸送裝置的透視圖。
[0017]圖2是圖1的燃料輸送裝置的另一個透視圖。
[0018]圖3是圖1的燃料輸送裝置的側(cè)視圖。
[0019]圖4是圖1的燃料輸送裝置的正視圖。
[0020]圖5是圖1的燃料輸送裝置的分解透視圖。
[0021]圖6A-6E是示出了不同操作階段的、圖4的燃料輸送裝置的沿著橫截面指示線6_6截取的剖視圖。
[0022]圖7是根據(jù)本公開的另一示例性燃料輸送裝置的透視圖。
[0023]圖8是圖7的燃料輸送裝置的另一透視圖。
[0024]圖9是圖7的燃料輸送裝置的側(cè)視圖。
[0025]圖10是圖7的燃料輸送裝置的正視圖。
[0026]圖11是圖7的燃料輸送裝置的分解透視圖。
[0027]圖12A-12E是示出不同操作階段的、圖10的燃料輸送裝置的沿著橫截面指示線12-12截取的剖視圖。
[0028]在全部附圖中，相同的參考特征和描述表示相似但不必相同的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面描述示意性實(shí)施例和方面。當(dāng)然，應(yīng)理解，在任何這種實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出很多實(shí)施方式特定的決定，以實(shí)現(xiàn)研發(fā)者的特定目標(biāo)，諸如遵從將從一種實(shí)施方式到另一種實(shí)施方式變化的系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束。而且，將理解，這種研發(fā)努力可能是復(fù)雜且耗時的，但是將不過是具有本公開益處的本領(lǐng)域技術(shù)人員承擔(dān)的例行程序。
[0030]本公開總體上涉及一種雙流體輸送裝置(例如，噴射器)。被該雙流體輸送裝置處理的流體可以包括燃料、氧化劑或其組合。所述雙流體噴射器包括多個計量構(gòu)件，其中，每個計量構(gòu)件控制一種流體通過輸送裝置的流動。所述計量構(gòu)件可以被共軸地布置。所述計量構(gòu)件的共軸布置可有助于減小噴射器的尺寸。所述共軸布置還可以促進(jìn)簡化的機(jī)械設(shè)計，其中，例如移動一個計量構(gòu)件同時地或者依次地提供第二計量構(gòu)件的移動。
[0031]集成的雙流體噴射器在將兩個計量系統(tǒng)封裝成一個的方面提出了不尋常的挑戰(zhàn)。電子的和機(jī)械的效率對于在內(nèi)燃(IC)機(jī)上的集成和實(shí)施可能是關(guān)鍵的。當(dāng)計量和注入事件的定位被預(yù)期是盡可能地靠近IC發(fā)動機(jī)中的燃燒時，減小封裝尺寸可能是一個設(shè)計目標(biāo)。
[0032]這里公開的雙流體輸送裝置可以是能操作成使用單個電子螺線管來控制兩個計量事件。兩種流體的計量可以順序地發(fā)生，但也可以被機(jī)械編程以用于同步促動。另一個示例包括多個