CN101460730A - 用于改善燃料利用的*** - Google Patents

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CN101460730A CNA2007800200877A CN200780020087A CN101460730A CN 101460730 A CN101460730 A CN 101460730A CN A2007800200877 A CNA2007800200877 A CN A2007800200877A CN 200780020087 A CN200780020087 A CN 200780020087A CN 101460730 A CN101460730 A CN 101460730A
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A·迪安
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Abstract

一种用于内燃机的蒸汽燃料空气混合物供应***，其中在燃烧前升高空气和燃料的混合物的温度。液体燃料可以在分馏过程中被汽化并且被进一步加热以提高火焰速度燃烧并且改善效率。空燃混合物可以促使燃料效率的显著提高。

Description

用于改善燃料利用的***
相关申请
本申请涉及并且要求2006年6月1日提交的申请号为11/421,698和2006年8月18日提交的申请号为11/465,792的未决美国专利申请的优先权。
技术领域
本发明涉及用于向发动机提供汽化燃料的***。
背景技术
多年来由汽化燃料(如，汽油)供以动力的车辆已经成为大量专利的主题。这样的示例包括共同拥有的美国专利6,681,749和6,907,866。这类专利的公开内容通过引用的方式并入本文。
使燃料在进入气缸前汽化可以得到改进的性能，特别是相当大地提高燃料经济性。使发动机在“稀薄”状态下(即，空燃比大于15:1)运转会提高燃料经济性。因此，使燃料在进入发动机的燃烧室之前汽化允许发动机以远高于常规发动机的空燃比运转，这又提高了燃料经济性。
然而，已经了解到，以较高的空燃比运转可能产生潜在的问题，因为可能导致不希望的氮氧化物(NOx)排放的增加。这部分地因为具有汽油发动机的汽车上的常规催化转化器和催化剂被设计成发动机在空/燃比约为13.5:1到16:1之间运转时去除NOx，并且最优比约为14.7:1。
然而，申请人已经发现发动机实际产生的NOx的量随着空/燃比的增加而减少，并且排放增加的原因在于催化剂不能减少在这些情况下产生的即使较少量的NOx。因此，申请人已经认识到，通过使发动机以充分高的空/燃比运转，形成的NOx的量可以足够低，使得即使催化剂不是在其最优条件(例如，约14.7:1的空燃比)下工作时发动机也可以满足排放要求。
发明内容
本发明的实施例公开了以这些较高空燃比(例如，约大于21:1)运转内燃机以使排放的NOx水平可以满足现有规定的方法。这种运转的一个优势可能在于高的空燃比可以允许燃料经济性的充分提高。然而随着在车辆中应用的催化剂技术的改进，本发明的实施例可以被用于以其他空燃比(例如，在15:1到21:1之间)来提高燃料经济性并仍然满足排放标准。此外，最近已经发现，在等于或大致接近最适用于现有催化转化器的标准空燃比(例如，在约13.5:1到16:1之间的范围，其中约14.7:1是最优的)的空燃比下应用本发明的实施例也可以提高燃料经济性。因此，这就具有在多种情况下提高燃料经济性的优点，从而常规催化剂能够降低NOx的排放。
在各种实施例中，液体燃料可以被看做是由可在不同温度下汽化的多种馏分组成。可以通过在第一温度(例如，70℉)下初始加热液体燃料并且随后随着液体燃料的不同馏分被汽化和/或检测到燃料的汽化减少而接着增加温度，从而实现汽化。对于本文所提及的分馏，这种相继向燃烧室提供蒸汽的多种馏分的方法可以提高效率，这可能是部分地由于在任意给定时间燃烧的蒸汽装料的均匀性。
此外，通过观察和测试，申请人已经发现，被输送到发动机的燃烧室的汽化燃料可在这样的输送期间易于冷凝。例如，这种情况可能因为如下原因而产生：温度低于液体燃料汽化温度的外界空气与燃料蒸汽混合来稀释混合物从而达到所需空燃比。这可能导致燃料蒸汽部分地冷凝并且形成液滴。为了有助于实现改进的性能，本发明的实施例可以通过将蒸汽和空气的混合物的温度提高到汽化所需温度之上的某一点以使燃料保持汽化形式，从而有助于避免上述冷凝。在其他实施例中，将要与汽化燃料混合的外界空气可以被预加热。
此外，这种对空气供应、汽化燃料和/或空气-汽化燃料混合物的加热也可以进一步增强燃料/空气混合物的火焰速度。这继而可以改进在标准化学计量下的效率，并且/或者这也可以扩大“稀释极限”(即，发动机能够工作良好而没有额外功率损失、点火不良和/或不可接受的碳氢化合物排放时的最大空燃比)。稀释极限的扩大可以具有许多益处，这些益处包括但不限于：(1)提高燃料经济性；(2)减少产生的NOx的量。
这还进一步有助于提高外界空气的温度，所述外界空气在进入发动机的燃烧室之前与来自汽化室的燃料蒸汽混合并输送所述燃料蒸汽。如下面将更充分讨论的，在不同实施例中，来自汽化室的混合空气/燃料可以进一步被空气稀释，并且这种进一步的空气也可以被加热从而被稀释的汽化燃料混合物在进入燃烧室时被提高到高于从汽化室输送出的未稀释混合物的温度。如上所述，对空气/燃料混合物的加热可以有助于实现改进发动机性能的一些益处，这些益处包括防止燃料冷凝和增加火焰速度。
附图说明
通过参考下述详细描述和附图可以更全面地理解和认识根据本发明的实施例。
图1是根据本发明的包括被加热的外界空气源的汽化燃料发动机的示意图；
图2是验证本发明益处的汇编图表；以及
图3是根据本发明实施例的液体燃料喷射***的图示。
具体实施方式
在下述详细描述中，参考附图，附图形成说明书的一部分并且附图通过实施本发明的示例性实施例的方式被示出。可以理解的是，可以利用其他实施例并且可以在不偏离本发明范围的情况下做出结构或合理的改变。因此，下述详细描述并非用于限制，并且根据本发明的实施例的范围由所附权利要求及其等同权利要求所限定。
各种操作可以以有助于理解本发明实施例的方式被描述成依次的多个不连续操作；然而，描述的顺序不应该被解释成暗示了这些操作也是取决于顺序的。
描述可以使用方向和/或基于透视图的描述，例如上/下、后/前以及顶部/底部。这些描述仅仅用于方便讨论并且不旨在限制本发明的实施例的应用。
描述可以使用例如“在一个实施例中”或“在一些实施例中”的用语。这些用语均可以指代一个或多个相同或不同的实施例。此外，当用于本发明的实施例时，“包含”、“包括”、“具有”之类的术语是同义的。
用语“A/B”表示“A或B”。用语“A和/或B”表示“(A)、(B)或(A和B)”。用语“A、B和C中的至少一个”表示“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)”。用语“(A)B”表示“(B)或(AB)”，即A是任选的。
可以使用术语“联接”和“连接”及其派生词。应该理解这些术语不是作为彼此的同义词。相反，在具体实施例中，“连接”可以用于表示两个或两个以上元件彼此直接物理接触或电接触。“联接”可以表示两个或两个以上元件直接物理接触或电接触。然而，“联接”也可以表示两个或两个以上元件彼此不直接接触，但依然彼此配合或相互作用。
参考图1，图1提供了根据本发明的一些实施例的***的部件的概览示意图。如被标出的，动力发动机可以包括连接到发动机节气门体的进气口10。当发动机运行时，其可通过口10吸入空气和燃料。该发动机也可以包括排气管12，该排气管12装有适于检测O2和/或其他排放物的传感器14。
在一个实施例中，当运行发动机时，空气箱16可以允许将空气供应到***。联接到空气箱16的空气引导管道18和20可以使流入的空气分流并且将所需的空气供应提供给***的剩余部分。在其他实施例中，管道18和20可以被联接到分离的空气供应或者可以是单一管道。管道20可以包括阀22，该阀22控制通过管道20导入的空气量。管道20可以通过例如顶部或盖24进一步联接到汽化室26，并且因此被构造成向汽化室26供应空气。
管道18可以被联接到混合室30并且包括阀28，该阀28可以被构造成控制供应到混合室30的空气量。混合室30可以是空气和蒸汽燃料在其中被聚集在一起的任意容积，例如室、汇合处等。
在一个实施例中，汽化室26可以包括流量控制装置，例如挡板，该流量控制装置可以引导来自管道20的空气流通过汽化室并进入管道42。液体燃料23可以通过管道34从燃料箱32中抽出。加热元件25可以联接到汽化室26并且适于可控制地加热液体燃料从而产生燃料蒸汽40。可以使用多个加热源来可控制地加热液体燃料，包括但不限于：发动机部件邻近件、发动机流体(水、油等)、电子电路和其他独立加热器件。
蒸汽40可以由来自空气管道20的空气流运载，使得空气-燃料蒸汽混合物可以通过管道42导出到混合室30。在一个实施例中，通过管道20的空气-燃料蒸汽的流动可以由阀44控制。
在一个实施例中，管道42的空气-燃料蒸汽混合物可以比所需更浓，并且可以进一步被空气稀释。在这种情况下，空气-燃料混合物可以在混合室30内与来自管道18的空气混合(例如，被进一步稀释)，并且被进一步引导通过进气口10并从这里进入发动机的燃烧室。因此可以以多种方式来控制被供应到内燃机的所需空燃比，所述方式包括但不限于：控制燃烧室的空气供应、控制混合室的空气供应和/或增加液体燃料的汽化率。
在一个实施例中，可能需要的是使得空燃比等于或高于26:1，这样产生的NOx排放应当会远低于以较低空燃比所获得的NOx排放，并且这可以满足目前的排放标准。在另一个实施例中，在低于26:1的空燃比下运行会产生高于目前容许的排放标准的NOx排放。然而，因为应用了催化剂技术或发动机改进措施(例如EGR)，本发明的实施例所实现的空燃比可以更低，从而产生容许的NOx水平，同时仍可以提高燃料经济性。然而在其他实施例中，当空燃比与许多当前车辆使用的标准比保持一致时(例如在大约13.5:1到16:1之间时)，在这些车辆中的催化剂转化***一般能够将NOx排放降低到低于容许的限度。
假设需要特定的碳氢化合物排放，那么排放传感器的读数可以有助于验证是否已实现所需空燃比。然而，可以理解的是，固定的设定不可能在任意给定时间段内均实现最佳性能。任何温度变化、任何升高变化以及甚至在燃料补给中的差异都可能导致从箱26流向混合室30的蒸汽/燃料混合物产生偏差。
因此，阀22、28和44可以通过例如步进电机(未示出)来操作，所述步进电机由计算机C控制。计算机C可以监测排气12中的排放，并且如果这些读数指出排放成分(例如，碳氢化合物、CO、O2等)的水平过高或过低，那么计算机可以启用适当的步进电机来改变来自管道18的空气、来自管道20的空气及管道42的空气-燃料蒸汽混合物的相对流体体积。如果读数显示碳氢化合物水平过高，那么就可能需要稀释管道44的蒸汽/空气流，例如可以关闭阀44；打开阀28；和/或既关闭阀44又打开阀28。
这些调节可以分阶段进行(例如，部分关闭阀44；再读取排放传感器的读数且随后重复地进一步部分关闭阀44，或者替代地部分打开阀28；或者两种方式的组合)。在一个实施例中，阀22也可以作为一个因素，因为限制空气流进入管道20将使进入箱26的空气流变缓，因此到管道42的空气流也变缓，同时还使更多空气流转向通过阀28。
本发明的实施例可以包括一个或多个附加热源，这些附加热源可以允许加热：1)可被供应到汽化箱的空气；2)可被供应到混合室的空气；3)离开汽化室的空气和汽化燃料混合物；和/或4)在进入燃烧室前在任意时间的空气和/或空气/汽化燃料混合物。
在一个实施例中，热源46可以控制空气流48的温度并且在认为必要时根据排放的含量来升高空气供应的温度。如所述，热源46可以包括被置于空气流48内的加热线圈50。然而，本发明的实施例可以包括各种热源，所述各种热源包括从发动机的不同部件(例如发动机的歧管和/或发动机流体)产生的热以及独立的热源。
然而如果提供热源，那么在穿过热源46时，进入的空气流48的温度可以可控制地升高(例如，将范围在约60℉到80℉的典型外界空气温度可控制地升高到约100℉到120℉的温度或者更高)。此外，空气供应源的温度值可以根据排放含量和环境而改变，并且可以在此基础上被控制。
在一个实施例中，控制件27可以控制加热元件25的生热。控制件27也可以被联接到计算机C并且根据对传感器14的排放检测的部分响应而被计算机C控制。在一个实施例中，汽化箱26中的液体燃料可以被汽化并且与来自管道20的空气供应混合。这个混合物可被导入混合室30并且进一步被导入发动机的燃烧室。如上所述，液体燃料的温度可以被增加到足够高以使得一次汽化燃料23的一种馏分或燃料23的有限范围的馏分。然后，燃料23的温度可以被升高以开始第二馏分或者第二范围的馏分的汽化，所述第二馏分或者第二范围的馏分继而可以被空气供应载离汽化室，等等。
当空气-燃料混合物被输送到燃烧室和/或混合室时，存在如下可能性：混合物的一部分在进入燃烧室之前可被冷凝成液体形式。在一个实施例中，为了防止发生冷凝(例如在通过管道42和混合室30的路径内)，来自管道20的空气可以被例如热源46加热以升高到使空气温度等于或高于蒸汽40的温度。这可以在燃料被运送通过管道42并进入混合室30时防止冷凝。然而来自管道20的空气温度过高会不良地使液体燃料23过热，从而产生不希望的高汽化率，在某些实施例中，这可能会影响液体燃料的分馏并且改变混合物的特性。因此，可控制进入汽化室的空气的温度以避免这种情况的发生。
因为当空气从热源46送出时空气温度可能会下降，并且因为汽化过程本身吸收能量，所以在一个实施例中可能存在对空气温度升高的平衡。这可以通过温度探头和控制件来监测并控制。
在一个实施例中，热源可以被联接到与汽化室和混合室和/或燃烧室联接的管道。可以控制这样的热源以便保持混合物温度的充分提升并且阻止冷凝。在这种情况下，可以进一步提高空气-蒸汽燃料混合物的温度而不必考虑对分馏过程的影响。
在一个实施例中，向混合室30输送的空气供应源的温度可以被热源46升高，从而在空气-燃料混合物经由进气口10被输送到发动机的燃烧室内之前进一步加热空气-燃料混合物。这可以有助于提高燃烧效率并且防止在混合室本身内发生冷凝。
可以使用与上述方式不同、互补和/或附加的各种方法来实现和/或增强引导通过进气口10的蒸汽燃料混合物的温度的升高。在一个实施例中，热源与汽化室和混合室的关系可以影响对空气-燃料蒸汽混合物的加热。例如，如果与混合室30相比，热源46与汽化室26的关系导致通向汽化室的输送路径更长，那么这会引起不希望的温度降低。因此，通过管道18进入混合室30的较短的路程可以为输送到燃烧室的汽化燃料提供希望的温度升高。
在各种其他实施例中，可以将热量施加到***的各种部件从而帮助在进入燃烧室之前升高空气-燃料混合物的温度，以便提高效率和/或防止冷凝。此外，也可使用其他替代方案，并且当然可以在***中的不同位置处使用分离的热源。
现在参考图2，图2示出了通过实施本发明的实施例可以实现的一些有益结果。在网格1中以实线示出了没有附加加热的汽化燃料燃烧的示例，并且以虚线示出了被加热的燃料。通过增加蒸汽温度，空燃比可被充分地增大且不会在实质上牺牲所希望的燃料经济性。这种升温的明显优点是如网格4所示减少了氮氧化物。图表2和3图示了可比较的CO2的减少和O2的增加。
如上述实施例所述，申请人已经认识到，在燃烧之前加热汽化燃料、空气/汽化燃料混合物、与汽化燃料混合的空气和/或其任意组合使得燃料效率显著提高。这种显著提高发生在以一定的空燃比范围运行的***内，该空燃比范围是从当前的标准比到大于30:1的区域内的更为稀薄的比。具体地，申请人已经发现，使用落入标准化学计量比(例如，在约13.5:1到16:1之间)内的混合物已经使效率提高了高达20％，并且在某些情况下甚至更高。
虽然在这些标准比下的汽化燃料燃烧时产生的发动机NOx排放可能高于容许的排放标准并且高于在较稀比下的排放，但是已经发现这不是很重要的问题，因为当前使用的催化转化器能够减少这些排放从而满足排放要求。
除上述原因和论述之外，申请人还将这种改进归功于许多潜在因素，其中的一些可以包括：
(1)在进入燃烧室之前，空气和蒸汽燃料的混合物相对均匀，因此可以实现更稳定的燃料燃烧和提高的火焰速度；
(2)由于需要能量来汽化燃料，所以在端口燃料喷射***中可以降低燃料/空气混合物的温度。如在本发明的各种实施例中所实施的，在燃烧室外部的汽化允许从该温度降低中恢复(弥补)燃料/空气混合时间，然后在燃烧室内的更高温度可以获得更高的火焰速度和更有效的燃烧。
在认识并注意到在进入燃烧室之前加热空气、蒸汽和/或二者的混合物会产生改进后，申请人发现相似的实施例可用于在车辆中使用的现有燃料喷射***。申请人已经能够实现每加仑英里数的效率提高，但是这稍少于根据本发明实施例的蒸汽***实现的效率提高。
在各种实施例中，将要在燃烧室内与所喷射的液体燃料混合的空气可以在混合前被预加热。例如，如图3所示，可以向燃料喷射器320提供液体燃料源310。燃料喷射器320可以将燃料以充分汽化的形式喷射入燃烧室350内。空气供应源330可以被联接到燃烧室350并且适于向燃烧室350供应预加热的空气。供应的空气可以与燃料喷射器320喷射出的燃料混合，并且在燃烧前预加热混合物。这样的预加热可以有助于防止当液体燃料被转化为蒸汽时可能产生的温度降低。在这类实施例中，在燃烧室内更高的空气/燃料温度增加了点火后的火焰速度，这继而可以有助于提高***的效率。虽然上述讨论是关于直接燃料喷射的，但是其他实施例也可以包括其他喷射构造，例如端口燃料喷射等。
此外，不论车辆是使用现有液体燃料喷射***还是使用汽化燃料***，本发明的实施例均可以提高车辆的燃料效率。另外的实施例可适用于各种不同的空燃比，所述各种不同的空燃比适用的***范围是：从以标准比或低于标准比的较浓混合物运转的***，到以约14:1的标准比运转的***，到可以高达大于30:1的较稀混合物运转的***。
虽然为了描述优选实施例已经在本文图释并描述了某些实施例，但是本领域普通技术人员可以理解，在不偏离本发明范围的情况下，可以使用可实现相同目的的广泛的各种备选实施例和/或等价实施例或实施方式来替代所示出和所描述的实施例。本领域技术人员可以容易地理解，可以以非常广泛的各种方法来实施根据本发明的实施例。本发明旨在涵盖本文讨论的实施例的任何修改或变型。因此，显而易见，根据本发明的实施例旨在仅被权利要求及其等价权利要求所限定。

Claims (33)

1.一种用于提高内燃机的燃料效率的方法，包括：
以所需燃料量向燃烧室供应燃料；
使空气与所述燃料在进入所述燃烧室之前混合，从而产生具有所需空燃比的混合物；以及
在燃烧前预加热所述燃料、所述空气和/或所述混合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中供应燃料包括将液体燃料喷射入所述燃烧室，使预加热的空气与喷射的燃料在所述燃烧室内混合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中供应燃料包括提供汽化燃料，在将所述汽化燃料供应到所述燃烧室之前使所述空气与所述汽化燃料混合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述所需空燃比大约在13.5:1和16:1之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述所需空燃比大于15:1。
6.一种用于燃烧室的蒸汽燃料供应***，包括：
联接到所述燃烧室的汽化燃料源，所述汽化燃料源包括汽化室和适于产生所述汽化燃料的液体燃料热源；
一个或多个空气源，所述一个或多个空气源联接到所述***并且适于向所述汽化燃料提供空气供应，从而形成具有所需空燃比的混合物；以及
其中在燃烧前所述混合物的温度大体高于所述液体燃料的汽化温度。
7.根据权利要求6所述的蒸汽燃料供应***，其中所述所需空燃比大约在13.5:1和16:1之间。
8.根据权利要求6所述的蒸汽燃料供应***，其中所述空气源适于在与所述汽化燃料混合前供应加热的空气。
9.根据权利要求6所述的蒸汽燃料供应***，进一步包括在燃烧前适于加热所述混合物的混合物热源。
10.根据权利要求6所述的蒸汽燃料供应***，其中所述所需空燃比大于15:1。
11.根据权利要求6所述的蒸汽燃料供应***，其中所述液体燃料热源被设置成可控制地促使液体燃料分馏。
12.一种用于汽化燃料发动机的***，包括：
燃烧室，燃料-空气混合物在所述燃烧室内点火，并且所述燃烧室包括用于最终排放物的排气口；
汽化燃料源、空气源和控制件，所述控制件控制来自所述燃料源的汽化燃料和来自所述空气源的空气的混合物并且将所述混合物引导至所述燃烧室；以及
第一热源，所述第一热源被设置成在所述汽化燃料、所述空气和/或所述混合物被输送进入所述发动机的燃烧室之前升高所述汽化燃料、所述空气和/或所述混合物的温度。
13.根据权利要求12所述的***，其中所述汽化燃料源包括第二热源，所述第二热源被设置成加热容纳在汽化室内的液体燃料以产生所述汽化燃料。
14.根据权利要求13所述的***，其中所述第二热源被控制以便增加和/或降低所述液体燃料的温度，从而实现对所述液体燃料的所需分馏。
15.根据权利要求13所述的***，其中来自所述空气源的第一空气流被引导到所述汽化室，并且所述第一热源被设置成在所述第一空气流进入所述汽化室之前加热所述第一空气流。
16.根据权利要求15所述的***，其中所述空气源所供应的所述空气被分流成所述第一空气流和第二空气流，使得所述第二空气流也能够与所述混合物在混合室内混合。
17.根据权利要求15所述的***，其中在进入所述燃烧室之前，来自第二空气源的第二空气流与所述混合物在混合室内混合。
18.根据权利要求15所述的***，其中离开所述汽化室的所述混合物的温度被第三热源升高。
19.一种用于发动机的汽化燃料***，包括：
容纳在汽化室内的一些液体燃料和用于加热所述一些液体燃料的可控热源；
所述液体燃料包括具有不同汽化温度的馏分，并且所述可控热源适于增加所述液体燃料的温度从而相继汽化所述馏分；
管道，所述管道用于输送将要与汽化馏分混合并随后输送到所述发动机以用于燃烧的外界空气；以及
另一个热源，所述另一个热源用于将外界空气和汽化馏分的混合物加热到进一步升高的温度。
20.一种汽化燃料发动机***，包括：
容纳在汽化箱内的一些液体燃料，所述液体燃料包括具有不同汽化温度的馏分；
可控热源，所述可控热源用于加热所述一些液体燃料以相继汽化所述馏分；
管道，所述管道用于输送空气，所述空气将要与汽化燃料馏分混合以形成具有所需空气-汽化燃料比的混合物并随后输送到所述发动机以用于燃烧；以及
第二热源，所述第二热源用于将外界空气和汽化馏分的所述混合物加热到进一步升高的温度。
21.一种将预加热的汽化燃料供应到内燃机的方法，包括：
使液体燃料汽化以形成汽化燃料；
将所述汽化燃料与空气供应相混合以形成具有所需空燃比的混合物；以及
在输送到所述内燃机之前将所述空气供应、所述汽化燃料和/或所述混合物加热到等于或高于所述液体燃料的汽化温度。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述空气供应包括第一空气供应，其中所述汽化燃料与所述空气供应的所述混合包括：
将所述第一空气供应输送到汽化室以产生具有第一空燃比的第一混合物；以及
向所述内燃机输送最终混合物。
23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括在进入所述汽化室之前升高所述第一空气供应的温度。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述空气供应包括第二空气供应，并且所述方法进一步包括：
将所述第一混合物输送到混合室；
将所述第二空气供应输送到所述混合室；以及
将所述第一混合物与所述第二空气供应混合从而形成所述所需空燃比。
25.根据权利要求24所述的方法，进一步包括在进入所述混合室之前升高所述第一混合物的温度。
26.根据权利要求24所述的方法，进一步包括在输送到所述混合室之前升高所述第二空气供应的温度。
27.根据权利要求21所述的方法，其中所述汽化液体燃料包括：
将液体燃料供应到具有加热元件的汽化室；以及
用所述加热元件升高所述液体燃料的温度从而使得所述液体燃料分馏以产生汽化燃料的馏分。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括：
将第一空气供应输送到汽化器；以及
向所述内燃机相继地输送所述馏分和第一空气供应。
29.根据权利要求28所述的方法，进一步包括在进入所述汽化室之前升高所述第一空气供应的温度。
30.根据权利要求28所述的方法，进一步包括在进入所述汽化室之后升高所述第一空气供应和所述馏分的温度。
31.根据权利要求28所述的方法，进一步包括将具有升高温度的第二空气供应与所述第一空气供应和馏分混合以升高所述第一空气供应和所述馏分的温度。
32.一种发动机，包括：
燃烧室；
液体燃料源，所述液体燃料源联接到所述燃烧室并适于将液体燃料喷射入所述燃烧室；以及
空气源，所述空气源联接到所述燃烧室并适于将预加热的空气供应供给到所述燃烧室以便获得所需空燃混合物。
33.根据权利要求32所述的发动机，其中所述所需空燃比大约在13.5:1和16:1之间。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107654317A (zh) * 2017-11-09 2018-02-02 赵明 一种发动机燃油汽化方法及其装置
CN109812832A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 吴鲜家 高效能燃烧控制***及其方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080032245A1 (en) * 2003-11-11 2008-02-07 Vapor Fuel Technologies, Llc Fuel utilization
US7028675B2 (en) * 2003-11-11 2006-04-18 Vapor Fuel Technologies, Inc. Vapor fueled engine
US20070142059A1 (en) * 2005-12-15 2007-06-21 Lucent Technologies Inc. User plane location architecture with mobile server for location based services
US8375900B2 (en) * 2009-04-15 2013-02-19 John Berkyto External combustion engine and method of converting internal combustion engine thereto

Family Cites Families (106)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2434346A (en) 1944-01-15 1948-01-13 Breese Burners Inc Generator burner and fuel control therefor
US3442632A (en) 1964-10-26 1969-05-06 Girdler Corp Processes of producing fuel gases by reforming liquid hydrocarbons
US3468641A (en) 1966-05-02 1969-09-23 Metallgesellschaft Ag Conversion of liquid hydrocarbons into fuel gas or water gas by a thermal or catalytic splitting
US3471274A (en) 1966-10-28 1969-10-07 Us Air Force Hydrogen-oxygen fuel internal combustion engine
US3572297A (en) 1970-01-26 1971-03-23 Schoeppel Roger J Hydrogen fueled internal combustion engine
US3799124A (en) 1972-05-05 1974-03-26 Pollution Free Power Corp Hydrogen engine and method of fueling same
CA971445A (en) 1972-10-20 1975-07-22 Canadian Jesuit Missions Conversion device enabling a gasoline engine to be fueled with hydrogen
US3792688A (en) 1972-11-09 1974-02-19 L Grainger Anti-pollution gasified liquid fuel system
JPS5083647A (zh) 1973-11-30 1975-07-07
US4016837A (en) 1974-01-02 1977-04-12 Wentworth Fred Albert Jr Vapor intake system for internal combustion engines
JPS5228447B2 (zh) 1974-03-06 1977-07-27
US4181100A (en) 1974-12-18 1980-01-01 Nissan Motor Company, Limited Internal combustion engine operated on injected fuel supplemented with hydrogen
JPS5419533B2 (zh) 1974-12-18 1979-07-16
US4112889A (en) 1974-12-20 1978-09-12 Energy Research Inc. Fuel system and vaporizer for internal combustion engines
DE2517066C2 (de) 1975-04-17 1983-02-24 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Fremdgezündete Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Wasserstoff als einzigem Kraftstoff
US3995600A (en) 1975-06-09 1976-12-07 Deluca John J Hydrogen fueled rotary engine
US4022173A (en) * 1975-08-11 1977-05-10 Read Frank E Cross-flow vaporizer
US4047512A (en) 1976-06-21 1977-09-13 Ford Motor Company Electric fuel vaporizer
US4099499A (en) 1976-06-21 1978-07-11 Ford Motor Company Vapor temperature controlled exhaust gas heat exchanger
US4161931A (en) * 1976-06-21 1979-07-24 Ford Motor Company Vapor temperature controlled exhaust gas heat exchanger
US4112875A (en) 1976-08-27 1978-09-12 Nasa Hydrogen-fueled engine
US4141326A (en) 1977-03-11 1979-02-27 The Bendix Corporation Closed loop control system for hydrogen fuelled engine
US4213433A (en) 1977-10-31 1980-07-22 Day John C Liquid fuel to gas converter for engines
US4193755A (en) 1978-05-05 1980-03-18 R & G Energy Research Corporation Liquid to gas fuel conversion burner device
US4257366A (en) * 1979-01-25 1981-03-24 Omnewtronics, Inc. Fuel feed system and method for gasoline burning internal combustion engine
US4274383A (en) 1979-08-20 1981-06-23 Vapor Matic Corporation Fuel vaporizer
US4385615A (en) 1979-10-05 1983-05-31 Fuel Dimensions, Inc. Fuel system for diesel engines
JPS5918135Y2 (ja) 1979-10-30 1984-05-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の吸気加熱装置
US4370970A (en) 1980-01-15 1983-02-01 Kunz Paul R Apparatus for supplying a fuel/air mixture to an internal combustion engine
US4368712A (en) 1980-08-01 1983-01-18 V.G.A.S., Inc. Vaporous gasoline fuel system and control therefor
US4330492A (en) 1980-11-03 1982-05-18 Mohr Russell R Carburetor
US4370870A (en) 1980-11-17 1983-02-01 Kroh Norma J Crocheting aid
US4367700A (en) 1981-01-19 1983-01-11 Hotspur International Corporation, Inc. Apparatus for insuring the complete burning of fuel in a six cycle combustion engine
US4458653A (en) * 1981-06-01 1984-07-10 Geddes Harold L Vapor fuel system for internal combustion engines
US4508064A (en) 1981-11-12 1985-04-02 Katsuji Baba Internal combustion engine of hydrogen gas
US4389981A (en) 1982-02-17 1983-06-28 Meyer Stanley A Hydrogen gas injector system for internal combustion engine
US4458634A (en) 1983-02-11 1984-07-10 Carr Edwin R Internal combustion engine with hydrogen producing device having water and oil interface level control
DE3327773A1 (de) 1983-05-13 1984-11-15 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Einrichtung zur kraftstoffeinspritzung in brennraeume
US4622924A (en) 1983-06-20 1986-11-18 Lewis William N Hydrogen engine
US4862859A (en) 1984-06-21 1989-09-05 Henry Yunick Apparatus and operating method for an internal combustion engine
US4605837A (en) * 1984-08-06 1986-08-12 Chen Lih Ji Electric air preheater for an internal combustion engine
US4665879A (en) 1984-08-10 1987-05-19 Gregory Earl Fuel evaporation apparatus and method
JPS6176734A (ja) 1984-09-19 1986-04-19 Mazda Motor Corp エンジンの大気汚染防止装置
US4807584A (en) 1984-11-30 1989-02-28 Davco Manufacturing Corp. Fuel tank heating system
US4628871A (en) 1985-11-08 1986-12-16 V. G. C. Corporation Fuel supply system for an internal combustion engine
US4781165A (en) 1986-04-23 1988-11-01 Anti-P, Inc. Internal combustion engine pollutant control system
US4881507A (en) 1988-01-04 1989-11-21 San Filipo Frank J Fuel supply mechanism for an internal combustion engine
US5092281A (en) 1988-07-26 1992-03-03 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Hydrogen engine system
DE3830722A1 (de) 1988-09-09 1990-03-15 Freudenberg Carl Fa Vorrichtung zum dosierten einspeisen fluechtiger kraftstoffbestandteile in das ansaugrohr einer brennkraftmaschine
US4955351A (en) 1989-02-02 1990-09-11 Lewis Alfred M Vapor-accelerated combustion fuel system
US5048501A (en) * 1989-03-27 1991-09-17 Smith Dale T Fuel economy system for internal combustion engines
DE4003729C2 (de) 1990-02-08 1994-11-10 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verbrennungsmotor für Wasserstoff
JP2584683B2 (ja) 1990-04-26 1997-02-26 義郎 中松 エネルギ装置
US5119768A (en) 1990-10-12 1992-06-09 Russell Carl D Petroleum and hydrogen driven engine
US5293857A (en) 1990-11-02 1994-03-15 Stanley Meyer Hydrogen gas fuel and management system for an internal combustion engine utilizing hydrogen gas fuel
JPH06506744A (ja) 1990-11-23 1994-07-28 クラシンゲ　アルマドゥラ　ナンダセナ　シルバ 液体燃料の燃焼
US5085176A (en) 1990-12-26 1992-02-04 Brinkley Iii William J Method of and apparatus for generating and injecting hydrogen into an engine
JP3116169B2 (ja) 1991-04-17 2000-12-11 本田技研工業株式会社 水素エンジンにおける燃料制御方法
US5140966A (en) 1991-06-04 1992-08-25 Wong Men L Carburetor for an internal combustion engine
EP0560366A1 (en) 1992-03-12 1993-09-15 Mazda Motor Corporation Hydrogen gas supply system for hydrogen engine and method of supplying hydrogen gas to the hydrogen gas supply system
JP3286348B2 (ja) 1992-07-22 2002-05-27 愛三工業株式会社 内燃機関の蒸発ガス処理装置における異常検出装置
JP3229023B2 (ja) 1992-07-29 2001-11-12 マツダ株式会社 水素エンジンに対する水素ガス供給装置
US5226400A (en) 1992-10-08 1993-07-13 Microfuels, Inc. Device for conversion of liquid fuel into fuel vapor and microscopic liquid droplets
US5282497A (en) 1992-10-23 1994-02-01 Allen Allison Fuel delivery and vapor control system for controlling the release of fuel vapors from a vehicle fuel tank
US5617719A (en) 1992-10-27 1997-04-08 Ginter; J. Lyell Vapor-air steam engine
DE4242644C2 (de) 1992-12-17 1995-04-06 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verfahren zum Betreiben eines Wasserstoffmotors, Kraftfahrzeugantrieb
US5357908A (en) 1993-04-16 1994-10-25 Engelhard Corporation Fuel modification method and apparatus for reduction of pollutants emitted from internal combustion engines
CA2168847A1 (en) 1993-08-09 1995-02-16 Livien Domien Ven Vapor force engine
US5408973A (en) * 1993-11-26 1995-04-25 Spangjer; Keith G. Internal combustion engine fuel supply system and method
US5548952A (en) 1994-08-22 1996-08-27 Stock; Theodore Hydrogen jet-phase engine
AU5542096A (en) 1995-04-12 1996-10-30 Allen Caggiano Fluid vaporization system
DE19523935A1 (de) 1995-06-30 1997-01-02 Bosch Gmbh Robert Pumpvorrichtung
US5603290A (en) 1995-09-15 1997-02-18 The University Of Miami Hydrogen engine and combustion control process
DE19547515A1 (de) 1995-12-19 1997-07-03 Daimler Benz Aerospace Airbus Brennkammer
JPH09317576A (ja) 1996-05-27 1997-12-09 Hiroshi Yamashita 流体燃料の改質装置
JP3287228B2 (ja) 1996-08-09 2002-06-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の蒸発燃料処理装置
US6067966A (en) 1996-09-17 2000-05-30 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Engine fuel supply system
US5890472A (en) 1996-09-17 1999-04-06 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Engine fuel supply system
US5934260A (en) 1996-10-07 1999-08-10 Corning Incorporated Fuel vaporization system for starting an internal combustion engine
DE19645819A1 (de) 1996-11-07 1998-05-14 Bosch Gmbh Robert Brennkraftmaschine
JP3257423B2 (ja) 1996-12-12 2002-02-18 三菱自動車工業株式会社 排気昇温装置
US6044831A (en) 1996-12-16 2000-04-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel vapor feed controlling apparatus for lean burn type internal combustion engine
JP3385919B2 (ja) 1997-07-10 2003-03-10 日産自動車株式会社 内燃機関の蒸発燃料パージ処理制御装置
US6119651A (en) 1997-08-04 2000-09-19 Herman P. Anderson Technologies, Llp Hydrogen powered vehicle, internal combustion engine, and spark plug for use in same
JP3338644B2 (ja) 1997-12-09 2002-10-28 株式会社ユニシアジェックス 内燃機関の蒸発燃料処理装置
JP3620261B2 (ja) 1997-09-22 2005-02-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の蒸発燃料処理装置
US5899188A (en) 1997-12-08 1999-05-04 Firey; Joseph C. Air fuel vapor stratifier
JP3512998B2 (ja) 1997-12-16 2004-03-31 株式会社日立ユニシアオートモティブ 過給機付内燃機関の蒸発燃料処理装置
US5816223A (en) 1997-12-29 1998-10-06 Ford Global Technologies, Inc. Evaporative emission control system for providing fuel to vapor to automotive engine
US6102018A (en) 1998-04-06 2000-08-15 Ford Global Technologies, Inc. Air/fuel control system and method
US6003312A (en) 1998-11-02 1999-12-21 Schlichtig; Ralph Cortez Engine
US6155239A (en) 1999-02-08 2000-12-05 Dykstra; Franklyn D. Fuel vapor system
US6015133A (en) 1999-04-27 2000-01-18 Eaton Corporation Fuel vapor managment valve
EP1217299B1 (en) 1999-08-16 2011-11-16 Nippon Furnace Co., Ltd. Device and method for feeding fuel
US6295973B1 (en) 1999-12-22 2001-10-02 Ford Global Technologies, Inc. Air-fuel charge controller for a homogeneous-charge, compression-ignition engine
CA2449205C (en) 2001-06-02 2010-05-18 Gvp Gesellschaft Zur Vermarktung Der Porenbrennertechnik Mbh Method and device for low-emission non-catalytic combustion of a liquid fuel
US6494192B1 (en) 2001-06-12 2002-12-17 Southwest Research Institute On-board fuel vapor collection, condensation, storage and distribution system for a vehicle
US6681749B2 (en) 2001-11-13 2004-01-27 Raymond B. Bushnell Vapor fueled engine
US6820864B2 (en) 2002-01-15 2004-11-23 Hitachi, Ltd. Fuel vaporization promoting apparatus and fuel carburetion accelerator
DE10252084A1 (de) * 2002-11-08 2004-05-27 Linde Ag Kraftstoffanlage für einen LPG-Motor
US6736118B1 (en) 2002-11-14 2004-05-18 William H. Velke Fuel density reduction method and device to improve the ratio of oxygen mass versus fuel mass during ignition in combustion mechanisms operating with fluid hydrocarbon fuels
MY165298A (en) 2003-06-20 2018-03-21 Scuderi Group Llc Split-cycle four-stroke engine
JP4115368B2 (ja) 2003-09-22 2008-07-09 三菱電機株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
US7028675B2 (en) * 2003-11-11 2006-04-18 Vapor Fuel Technologies, Inc. Vapor fueled engine
US20080032245A1 (en) 2003-11-11 2008-02-07 Vapor Fuel Technologies, Llc Fuel utilization
US6907866B2 (en) * 2003-11-11 2005-06-21 Vapor Fuel Technologies, Inc. Vapor fueled engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107654317A (zh) * 2017-11-09 2018-02-02 赵明 一种发动机燃油汽化方法及其装置
CN109812832A (zh) * 2017-11-21 2019-05-28 吴鲜家 高效能燃烧控制***及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20070277791A1 (en) 2007-12-06
US7631637B2 (en) 2009-12-15

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