用于內燃機的節油器燃料蒸氣系統技術方案

一種用于內燃機的燃料蒸發器，具有限定出將被加熱的容積的封閉壓力室，以及設置成噴注液態燃料噴霧的液態燃料供應系統。所述封閉壓力室可相對于傳熱表面構造并布置，以在至少一個出口和所述傳熱表面之間建立一個混合區域，在該混合區域中，隨著燃料噴霧從所述出口前進通過所述容積，通過與先前已從所述傳熱表面經過并吸收熱量的再循環的加熱燃料蒸氣混合，燃料噴霧基本上被加熱并蒸發。所述燃料蒸發器可與蒸氣流出通路相連，加壓蒸氣通過該蒸氣流出通路離開封閉壓力室以供應至所述至少一個燃燒區域。所述傳熱表面可被布置成通過圍繞所述封閉壓力室的外部循環的發動機冷卻劑加熱。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及在內燃機中將液態燃料轉變成燃料蒸氣以改善燃燒的系統。
技術介紹
向發動機提供燃料的方式對燃料效率和廢氣排放影響重大。在具有化油器的活塞式發動機中，液態汽油被集中地引入到燃燒氣流中，隨后所述空氣-燃料混合物被分開并分配到發動機氣缸。在汽缸中具有燃料噴射器的活塞式發動機中，加壓的液態燃料受壓通過所述噴射器的噴管，以噴注液態燃料液滴的噴霧。所述噴霧被噴注到位于所述汽缸的入口處的燃燒空氣中，或者直接進入燃燒區域中。這些及其它發動機中的燃料的不完全燃燒對燃料經濟性產生不利影響，并產生有害排放物。在過去數十年中，已有建議將燃料預蒸發作為內燃機提高燃料效率并減少排放物的一種辦法。Cooke (美國專利 No. 5，746，188)和 Shetley (美國專利 No. 6，758，194)圖示出使用電熱元件的燃料蒸發系統的實例。盡管有上述情況，仍有相當可觀的空間來提高燃料效率并減少排放物。
技術實現思路
一種用于內燃機的燃料蒸發器，包括限定出至少部分由壁面封閉的第一容積的第一封閉室、在所述第一封閉室內的傳熱表面、至少部分圍繞所述第一封閉室的限定出第二容積的第二封閉室、包括液態燃料供應管路和燃料噴射器的液態燃料供應系統，所述燃料噴射器在超大氣壓力(super-atmospheric pressure)下,從與所述傳熱表面隔開的至少一個孔口向所述第一容積內噴注擴張了的液態燃料噴霧圖案(expanding pattern)。熱流體系統被構造成將加熱流體引入到所述第二容積并將熱量從所述加熱流體通過所有所述第一封閉室轉移，并且蒸發燃料出口被構造成引導蒸發燃料從所述第一封閉室到達向所述發動機的至少一個燃燒區域供應燃料的燃燒燃料供應管路。在一些實施例中，所述第一封閉室的所述傳熱表面是所述第一封閉室的壁面。可選擇地，所述傳熱表面可以是與供應體的所述壁面具有熱連通的增加的表面積中的一者。所述蒸發器系統還可包括可選擇的減壓閥，所述減壓閥可被構造成當所述第一封閉室內部的壓力超過預定閾值時打開，并引導已蒸發的燃料到達所述液態燃料供應系統。所述第一封閉室還可包括上端和下端，其中所述蒸發燃料出口可配置在所述上端，而所述液態燃料回流器可配置在所述下端。一些實施例可提供向內燃機的至少一個燃燒區域供應燃料的方法，包括將加熱流體引入到一容積中，所述容積至少部分地圍繞蒸氣室；將熱量從所述加熱流體傳遞到所 述蒸氣室；經由液態燃料供應管路向所述蒸氣室供應燃料；在超大氣壓力下向所述蒸氣室中嗔注(emitting)基本為液態的燃料；在所述蒸氣室中將所述基本為液態的燃料蒸發并將蒸發的燃料從所述蒸氣室排放到燃燒室燃料供應管路。本專利技術的方法可進一步包括在液態燃料旁通閥處接收信號，該信號指示來自于所述蒸氣室已蒸發的燃料不足以滿足所述燃燒區域的燃料需求；至少部分地打開所述液態燃料旁通閥；并通過將液態燃料從所述液態燃料供應管路轉向所述燃燒室燃料供應管路來繞過所述蒸氣室。所述方法還可包括將液態燃料從所述蒸氣室回流到所述液態燃料供應管路。進一步，方法可包括在所述蒸氣室中的壓力超過預定閾值時打開減壓閥。本專利技術的實施例可包括用于內燃機的燃料蒸發器，包括限定出一容積的封閉壓力室、與所述容積相連并被布置成被加熱的傳熱表面、以及液態燃料供應系統，所述液態燃料供應系統在超大氣壓力下，從與所述傳熱表面隔開的至少一個孔口向所述容積內噴注擴張了的液態燃料噴霧圖案，所述液態燃料供應系統將燃料噴注 到所述容積中，以將其蒸發并供應到所述內燃機的至少一個燃燒區域。所述封閉壓力室和所述液態燃料供應系統可相對于所述傳熱表面構造和布置，以在所述至少一個出口和所述傳熱表面之間建立一個混合區域，在該區域中，通過與先前已從所述傳熱表面通過并得到熱量的再循環的加熱燃料蒸氣混合，所述燃料噴霧隨著其從所述出口前進通過所述容積時基本上被加熱并蒸發。所述燃料蒸發器可與蒸氣流出通路相連，加壓蒸氣通過所述蒸氣流出通路離開所述封閉壓力室以供應至所述至少一個燃燒區域。所述傳熱表面可被布置成至少部分地通過圍繞所述封閉壓力室外部循環的發動機冷卻劑加熱。實施例可進一步包括第二封閉室，所述第二封閉室至少部分地圍繞所述封閉壓力室并限定一容積，所述發動機冷卻劑通過該容積循環。進一步，實施例可包括發動機冷卻劑入口和發動機冷卻劑出口，其中經由所述發動機冷卻劑入口進入的發動機冷卻劑的溫度高于經由所述發動機冷卻劑出口離開的發動機冷卻劑。實施例還可包括與所述蒸發器流出通路相連的流量控制器，所述流量控制器包括至少一個燃料蒸氣噴射器，所述至少一個燃料蒸氣噴射器中的每一個都直接或者間接與各自的至少一個燃燒區域連通，適于對端要求(end were requirements)作出響應；所述燃料蒸發器被構造并布置成使加壓燃料蒸氣流能夠到達所述發動機，同時在產生所述蒸氣的容積內維持大致超大氣壓力。所述燃料蒸發器還可包括液態燃料回流出口。本專利技術范圍內選定的設計細節在下文的附圖及說明中提出。附圖說明圖I是根據本專利技術示例性實施例的用于內燃機的燃料蒸發器系統的剖視圖。圖2是根據本專利技術另一個示例性實施例的用于內燃機的燃料蒸發器系統的剖視圖。圖3包括根據本專利技術示例性實施例的燃料蒸發器系統的燃料系統的簡化示意圖；且圖4是本專利技術關于內燃機和液體冷卻劑系統的簡化示意圖。具體實施例方式這里討論的實施例僅僅是獲得和使用本專利技術的具體方式的說明，而不應理解為限制本專利技術的范圍。盡管已經對本專利技術一些特征進行了描述，應注意的是，可對本專利技術的構造的細節及其組件的布置做出各種變型，而不偏離本公開的主旨和保護范圍。毋庸置疑，本專利技術不局限于這里為舉例的目的提出的實施例。本專利技術的優選實施例在圖I至圖4中示出，其中發動機冷卻劑用于加熱所述蒸氣室。在圖I所示的蒸發器實施例中，蒸氣室900至少部分地被冷卻劑室905圍繞，以產生冷卻劑腔910。在已知的液冷式內燃機中，諸如冷卻劑的液體被輸送到貫穿發動機和汽缸蓋的管道并通過該管道。所述液體可以是水，但通常是水和防凍劑(如乙二醇或丙二醇)的混合物。所述冷卻劑隨后被輸送到散熱器并通過散熱器，因此熱量從所述流體內部傳遞到外界大氣。泵，例如離心泵，使所述冷卻劑在系統內循環。所述冷卻劑在封閉系統中運行并且被再循環。在圖I所述的實施例中，較熱的冷卻劑通過所述冷卻劑入口 915進入到所述冷卻劑腔中，繞所述蒸氣室900的外部流動并從所述冷卻劑出口 920離開所述冷卻劑腔910。所述熱冷卻劑通過將熱量從所述冷卻劑傳遞到所述相對較冷的蒸氣室而加熱所述蒸氣室 900。在不同的實施例中，所述蒸氣室的外部可包括增加從所述冷卻劑到所述蒸氣室900的傳熱量的散熱片或其它表面增大元件。進一步，所述蒸氣室可由具有高導熱性的材料制成，以促進從所述冷卻劑透過所述蒸氣室的壁面到所述蒸氣室內的燃料的熱傳遞。所述冷卻劑室905可由絕熱材料或低導熱性材料形成，以促進熱量保留在所述冷卻劑室905之內，進一步促進向所述蒸氣室900的熱傳遞。在圖I所示的實施例中，如本領域所周知的,所述冷卻劑可抽取自機動車的標準冷卻系統，優選這種所述冷卻劑處在或接近其最高溫度，例如在恒溫器中。將可用的溫度最高的冷卻劑引導以蒸發會提供更高效的運行。進一步對于圖I所示的實施例，所述蒸氣室的所述燃料入口 925可以是上文本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2009.10.15 US 61/251,986;2010.01.06 US 12/652,986;1.一種用于內燃機的燃料蒸發器系統，包括 限定出第一容積的第一封閉室，所述封閉室具有傳熱表面，其中所述第一封閉室是具有圓柱形中段和球形端部的壓力室； 至少部分圍繞所述第一封閉室并限定出第二容積的第二封閉室； 包括液態燃料供應管路的液態燃料供應系統，以從與所述傳熱表面隔開的至少一個孔口向所述第一容積內噴注擴張了的液態燃料噴霧圖案； 來自所述發動機的熱流體系統，該熱流體系統被構造成使加熱流體通過所述第二容積循環，并將熱量從所述加熱流體通過所述第一封閉室傳遞，并蒸發所述液態燃料； 蒸發燃料出口，該蒸發燃料出口被構造成引導蒸發的燃料從所述第一封閉室經由燃燒燃料供應管路向所述內燃機的至少一個燃燒區域供應燃料；和 減壓閥，所述減壓閥被構造成當所述第一封閉室的內部壓力超過預定閾值時打開，并將蒸發的燃料引導到所述液態燃料供應系統。2.根據權利要求I的燃料蒸發器系統，其中所述傳熱表面包括壁面。3.根據權利要求2的燃料蒸發器系統，其中所述傳熱表面進一步包括與所述第一封閉室的壁面熱連通的表面積增加的一構件。4.根據權利要求I的燃料蒸發器系統，進一步包括液態燃料旁通閥，所述液態燃料旁通閥被構造成允許液態燃料通過所述液態燃料供應管路到達所述燃燒燃料供應管路。5.根據權利要求4的燃料蒸發器系統，其中所述液態燃料旁通閥被構造成僅在所述第一封閉容積不能供應充足的蒸發燃料以滿足內燃機需求時才打開。6.根據權利要求I的燃料蒸發器系統，進一步包括液態燃料回流排放出口，該液態燃料回流排放出口被構造成將未蒸發燃料回流到所述液態燃料供應系統。7.根據權利要求I的燃料蒸發器系統，其中所述第一封閉室包括一上端和一相對的下端，其中所述蒸發燃料出口靠近所述上端布置。8.根據權利要求根據權利要求7的燃料蒸發器系統，其中一噴油嘴靠近所述上端布置。9.一種向內燃機的至少一個燃燒區域供應燃料的方法，包括 使加熱流體循環通過一至少部分圍繞蒸氣室的腔室； 將熱量從所述加熱液體轉移到所述蒸氣室； 經由液態燃料供應管路向所述蒸氣室供應基本上為液態的燃料； 在所述蒸氣室中蒸發所述基本上為液態的燃料以產生超大氣壓力的燃料蒸氣； 將所述超大氣壓力燃料蒸氣從所述蒸氣室排放到燃燒室燃料供應管路； ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C斯馬特，
申請(專利權)人：先進里程技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：