CN1653261A - 内燃机用的燃料喷射器 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的气化液态燃料用的燃料喷射器。该燃料喷射器包括至少一个有入口端部(14)和出口端部(16)的毛细流动通道(12)、一个流体控制阀(18)和一个热源(20)，该毛细流动通道包括一个在一单体内形成的槽，该单体用选自陶瓷、聚合物、金属及其复合物或多层陶瓷体的材料产生，该流体控制阀(18)用于使该至少一个毛细流动通道(12)的入口端部与液态燃料源成流体连通，并引入基本上液态的液态燃料，该热源(20)沿该至少一个毛细流动通道安置，热源(20)可以操作而将该至少一个毛细流动通道(12)中的液态燃料加热到一个足以将其至少一部分从液态变为气态的水平，并从该至少一个毛细流动通道的出口端部输送一股基本上气态的燃料流。

Description

内燃机用的燃料喷射器
本发明涉及内燃机中的燃料输送，尤其涉及按照本发明的方法和设备提供至少一个用于气化供应到内燃机的燃料的加热的毛细流动通道。
已经设计各种***来向内燃机供应液态燃料细滴。这些***或者将燃料直接供入燃烧室(直接喷射)，或者利用气化器或燃料喷射器将混合物通过进气歧管供入燃烧室(间接喷射)。在当前使用的***中，通过雾化液态燃料并将其作为细滴供入空气流而产生燃料-空气混合物。
在利用喷口燃料喷射的普通的火花点火的发动机中，通过在热部件处将液态燃料液滴在正常的操作条件下引入进气口或歧管而气化喷射的燃料。液态燃料在热部件的表面上形成薄膜的随后气化。然后通过当进气阀打开而活塞移向底部死点时产生的压力差将气化燃料和吸入空气的混合物引入汽缸。为了保证与现代发动机可以兼容的一定程度的控制，该气化技术通常最优化而在小于一个发动机周期中产生。
在大多数发动机操作条件下，吸气元件的温度足以迅速气化进行撞击的液态燃料液滴。但是，在诸如冷起动和预热的条件下，燃料并不通过在相当冷的发动机部件上的撞击而气化。相反，这些条件下的发动机操作是通过供应过量的燃料使得足够的百分率当其在撞击冷的吸气元件之前通过空气行进时因加热和质量转移而蒸发来保证的。通过这些机制的蒸发速率是燃料性能、温度、压力、液滴和空气相对速度以及液滴直径的函数。当然，这种方法在极端环境的冷起动下失效，此时燃料的挥发性不足以产生可与空气点燃的浓度的蒸汽。
为了使燃烧在化学方面是完全的，必须将燃料-空气混合物气化到一种化学计量的气相混合物。一种化学计量的可燃混合物包含完全燃烧所需的正确量的空气(氧)和燃料。对于汽油，该空气-燃料比为约14.7∶1(重量)。一种不完全气化的也不是化学计量的燃料-空气混合物导致不完全燃烧和降低的热效率。一种理想的燃烧过程的产物是水(H2O)和二氧化碳(CO2)。如果燃烧不完全，一些碳氧化不完全，生成一氧化碳(CO)和未燃烧的碳氢化合物(HC)。
减少空气污染的指令已导致用多种燃料***和发动机的改型来补偿燃烧效率不足。如有关燃料制备和输送***的先有技术已证实的，许多努力已经导致减小液态燃料液滴粒径、增强***紊流和提供足够的热量来气化燃料以允许更完全的燃烧。
但是，在发动机较低温度下效率低下的燃料制备仍然是一个问题，这导致较高的排放物，需要后处理才复杂的控制策略。此种控制策略能够包括废气再循环、可变的阀计时、延迟的点火计时、减小的压力比、催化转换器和空气喷射的使用来氧化未燃烧的碳氢化合物和产生有利于催化转换器触发的放热反应。
在冷起动和加热期间给发动机供应过量燃料是传统发动机中未燃烧的碳氢化合物排放的重要来源。问题复杂化的原因是，在该操作期间催化转换器也是冷的，因此不会显著地减少通过发动机废气的未燃烧的碳氢化合物量。结果，发动机输出的高浓度的未燃烧的碳氢化合物基本上未反应地通过催化转换器并从尾管排放。已经评估，一辆普通的现代轿车产生的碳氢化合物总排放量的多达80％是在发动机过量供应燃料和催化转换器基本上不起作用的冷起动和加热期间出现的。
已知未燃烧的碳氢化合物的相当大比例是在起动期间排放的，轿车发动机操作的这一方面已经是显著的技术发展努力的焦点。其次，当立法制定越来越严格的排放物标准而消费者对物价和性能保持敏感时，这些发展努力将继续成为头等大事。此种从传统的发动机减少起动排放物的努力大体上分成两类：1)减少用于三向催化剂***的加热时间；2)改进燃料气化的技术。减少用于三向催化剂的加热时间的努力目前包括：延迟点火时间以提高废气温度；过早地打开废气阀；电加热催化剂；用燃烧器或火焰加热催化剂；以及催化地加热催化剂。整体上说，这些努力费钱多，而且在冷起动期间和紧接其后并不考虑HC排放物。
已提出各种技术来讨论燃料气化的问题。提出燃料气化技术的美国专利包括Hudson，Jr等人的美国专利No.5,195,477；Clarke的美国专利No.5,331,937；Asmus的美国专利No.4,886,032；Lewis等人的美国专利No.4,955,351；Oza的美国专利No.4,458,655；Cooke的美国专利No.6,189,518；Humt的美国专利No.5,482,023；Hunt的美国专利No.6,109,247；Awarzamani等人的美国专处No.6,067,970；Krohn等人的美国专利No.5,947,091；Nines的美国专利No.5,758,826；Thring的美国专利No.5,836,289；以及Cikanek，Jr等人的美国专利No.5,813,388。
提出的其它燃料输送装置包括美国专利No.3,716,416，该专利公开了一种用于燃料电池***中的燃料计量装置。该燃料电池***预期是自动调节的，在预定水平产生电力。该提出的燃料计量***包括一个毛细管流动控制装置，用于根据燃料电池的电力输出而对燃料流量进行节流，而不是对随后的燃烧提供改进的燃料制备。相反，燃料预期馈入燃料电池，以便转化为H2。在一优选实施例中，毛细管用金属制成而毛细管本身用作电阻器，该毛细管与燃料电池的电力输出成电气接触。因为蒸汽的流动阻力大于液体，所以当电力输出增大时，流量受到节流。建议使用的燃料包括任何通过加热易于从液体转变为汽相并能自由流过毛细管的流体。气化似乎以在汽车发动机中出现汽塞的方式而达到。
美国专利No.6,276,347提出一种超临界或近似超临界的喷雾器和达到液体的雾化或气化的方法。据说美国专利No.6,276,347的超临界雾化器能够使用重燃料来对通常燃烧汽油的小型轻量的低压缩比的火花点火活塞发动机进行点火。该雾化器预期通过将燃料移向其超临界温度并将燃料释放到与燃料有关的相图中气体稳定区域上低压区中从而产生燃料的细雾化或气化而从液态或近似液态的燃料产生细液滴喷雾。所公开的用途用于燃烧发动机、科学设备、化学处理、废料处理控制、清洗、蚀刻、昆虫控制、表面改性、增湿和气化。
为了尽可能减小分解，美国专利No.6,276,347提出将燃料保持在超临界温度以下，直到通过雾化限流器的远端。对某些用途，希望只加热限流器的顶端，以尽可能减小化学反应或沉淀的可能性。也就是说，减少与否则往往从溶液、堵塞管线和过滤器中出来的燃料流中的杂质、反应剂或物质有关的问题。在或接近超临界压力处工作建议燃料供应***在21.1～56.2kg/cm2(300～800psig)范围内操作。虽然使用超临界压力或温度可能会减弱雾化器的堵塞，但似乎需要使用更加相当昂贵的燃料泵以及能够在这些升高压力下操作的燃料管线、配件等。
在一个方面，本发明指向一种用于气化内燃机用的液态燃料的燃料喷射器，该喷射器包括：
(a)至少一个有一入口端部和一出口端部的毛细流动通道，所述毛细流动通道包括在一单体内形成的槽，该单体用一种选自陶瓷、聚合物、金属及其复合物或多层陶瓷体的材料生产；
(b)一个流体控制阀，用于使所述至少一个毛细流动通道的所述入口端部与液态燃料源成流体连通并引导基本上液态的液态燃料；以及
(c)一个沿所述至少一个毛细流动通道安置的热源，所述热源可以操作而将所述至少一个毛细流动通道中的液态燃料加热到一个足以将其至少一部分从液态变成气态的水平，并从所述至少一个毛细流动通道的所述出口端部输送一股基本上气化的燃料流。
在另一方面，本发明指向一种用于内燃机的燃料***，该***包括：
(a)多个燃料喷射器，每个喷射器包括：(i)至少一个有一入口端部和一出口端部的毛细流动通道，所述毛细流动通道包括在一单体内形成的槽，该单体用一种选自陶瓷、聚合物、金属及其复合物或多层陶瓷体的材料生产；(ii)一个流体控制阀，用于使所述至少一个毛细流动通道的所述入口端部与液态燃料源成液体流通并引导基本上液态的液态燃料；以及(iii)一个沿该至少一个毛细流动通道安置的热源，所述热源可以操作而将所述至少一个毛细流动通道中的液态燃料加热到一个足以将其至少一部分从液态变成气态的水平并从所述至少一个毛细流动通道的所述出口端部输送一股基本上气化的燃料流；
(b)一个与所述多个燃料喷射器成流体连通的液态燃料供应***；以及
(c)一个控制所述多个燃料喷射器的燃料供应的控制器。
在又一方面，本发明指向一种将燃料输送到内燃机的方法，该方法包括以下步骤：
(a)向一个燃料喷射器的至少一个毛细流动通道供应液态燃料；
(b)通过加热该至少一个毛细流动通道中的液态燃料而使一股基本上气化的燃料通过该至少一个毛细流动通道的出口；以及
(c)将该气化燃料输送到内燃机的燃烧室中。
其中，该毛细流动通道包括在一单体内形成的槽，该单体用一种选自陶瓷、聚全物、金属及其复合物或多层陶瓷体的材料生产。
本发明提供一种燃料喷射器和输送***，它们能够供应气化燃料而只需最小的动力和加热时间，不需要高压燃料供应***，它们可以用于许多构型，包括传统的喷口燃料喷射、混合电力、汽油直接喷射和酒精燃料发动机。
现在将参照附图仅作为例子而参考本发明的优选形式来更详细地描述本发明，附图中：
图1以部分截面例示一种改型的燃料喷射器，该喷射器包括一个按照一优选形式的毛细流动通道；
图2是按照另一优选形式的该燃料喷射器的一个实施例的侧视图；
图2A是图2中例示的实施例的毛细管出口的等比例图；
图3是按照另一优选形式的一种燃料喷射器另一实施例的侧视图；
图3A是图3中例示的实施例的毛细管的另一出口设计的等比例图；
图4是按照一个优选形式的一种燃料喷射器的又一实施例的侧视图；
图4A是图4中例示的实施例的毛细管的另一出口设计的等比例图；
图5是按照一个优选形式的一种燃料喷射器的又一实施例的示意图；
图6是按照一个优选形式的一种燃料喷射器的又一实施例的侧视图；
图7是按照又一个优选形式的燃料喷射器的另一实施例的截面图；
图8是按照又一个优选形式的另一个利用双喷射器的实施例的侧视图；
图9是按照一个用部分截面表示的优选形式的燃料喷射器的另一
实施例的侧视图；
图9A是图9中示出的实施例的标记部分的放大图；
图10是按照一个用部分截面表示的优选形式的燃料喷射器的另一
实施例的侧视图；
图10A是图10中示出的实施例的标记部分的放大图；
图11是按照本发明的一种燃料喷射器的又一优选形式的侧视图；
图11A是图11中所示实施例的毛细管的另一出口设计的等比例图；
图12是一种有一用再循环废气加热的毛细通道的燃料喷射器的另一实施例的侧视图；
图13是按照一种优选形式的一种燃料输送和控制***的示意图；
图14是例示在利用本发明的燃料输送装置的发动机中起动的最初20秒期间的发动机参数的图线；
图15是例示从本发明的燃料输送装置与传统的喷口燃料喷射器的发动机排放物的比较的图线；
图16是表示利用本发明的氧化清除方法而获得的操作优点的作为时间函数的汽油质量流的图线；
图17是一种商业级汽油的燃料流动速率对时间的图线；
图18表示比较各种汽油的燃料流动速率对时间的图线；
图19是比较一种喷气燃料和No.2柴油燃料的燃料流动速率对时间的图线；
图20提供表示氧化消除效果的一种无添加剂的柴油燃料的燃料流动速率对时间的图线；以及
图21是比较无添加剂的柴油燃料和含抗污垢添加剂的柴油燃料的燃料流动速率对时间的图线。
现在参照图1～21中例示的实施例，其中相同的标号表示相同的部件。
本发明提供用于内燃机的冷起动、加热和正常操作的燃料制备和输送。该燃料***包括一个燃料喷射器，后者有一毛细流动通道，能够加热液态燃料，使得基本上气化的燃料供入发动机汽缸。与传统的燃料喷射器***相比，该基本上气化的燃料能够与减少的排出物一起燃烧。其次，本发明的燃料输送***所需动力较少，其加热时间比其它气化技术短。
通常，汽油不容易在低温下气化。在冷起动和加热期间，液态燃料的气化相当少。这样，必须对发动机的每个汽缸提供过量的液态燃料，以便获得将要燃烧的空气/燃料混合物。在从过量液态燃料产生的燃料蒸汽燃烧时，汽缸排放的燃烧气体包括未燃烧的燃料和不希望有的气体排出物。但是，在达到正常的操作温度后，液态燃料易于气化，因此只需较少的燃料来获得易于燃烧的空气/燃料混合物。有利的是，在达到正常的操作温度后，空气/燃料混合物可以控制在或接近化学计量，由此减少未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳的排出。此外，当燃料添加控制在或接近化学计量时，对于同时氧化未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳与在三向催化剂(TWC)上减少氮氧化物，仅仅在废气流中可以利用足够的空气。
本发明的***和方法将已经基本上气化的燃料喷射到进气流通道中或直接进入发动机汽缸，由此在发动机的起动和加热期间不需要过量燃料。燃料最好以化学计量的或贫燃料的混合物与空气或空气和稀释剂一起输到发动机中，使得在冷起动和加热期间实际上所有燃料都燃烧。
利用传统的喷口燃料喷射，需要过量供给燃料来保证快速增强的发动机起动。在富燃料的状态下，当催化剂加热时，到达三向催化剂的废气流并不包含足够的空气来氧化过量的燃料和未燃烧的碳氢化合物。解决这一问题的一个途径是利用空气泵来向催化转换器上游的废气流供给额外的空气。其目的是产生一个化学计量的或稍许贫燃料的废气流，一旦催化剂到达其点火温度时，该废气流能在催化剂表面上反应。相反，本发明的***和方法能在冷起动和加热期间使发动机在化学计量的或甚至稍许贫燃料的状态下操作，不需要过量燃料，不需要额外的废气空气泵，从而降低了费用，降低了处理***后废气的复杂性。
如上所述，在冷起动和加热期间，三向催化剂起初是冷的而不能减少显著量的通过催化剂的未燃烧的碳氢化合物。已经作出许多努力来减少三向催化剂的加热时间，从而转换在冷起动和加热期间排放的未燃烧的碳氢化合物的较大百分率。一个这样的概念是，在冷起动和加热期间，非常富燃料地仔细地操作发动机。使用一个废气空气泵来在该富燃料的废气流中供给空气，能够产生一种可燃的混合物，该混合物或者自动点火燃烧，或者通过催化转换器中的或其上游的某种点火源而燃烧。这种氧化过程产生的温升显著地加热废气，而当废气通过催化剂时，该热量大多转移到催化转换器。利用本发明的***和方法，该发动机可以被控制而操作交替的富燃料和贫燃料汽缸，从而获得同一效果，但不需空气泵。例如，利用一台四汽缸发动机，两个汽缸可以在冷起动和加热期间富燃料地操作而在废气中产生未燃烧的碳氢化合物。其余两个汽缸可以在冷起动和加热期间贫燃料地操作而在废气流中提供氧。
本发明的***和方法也可以与汽油直接喷射(GDI)发动机一起使用。在GDI发动机中，燃料作为微细原子化的喷雾而蒸发和与空气混合而直接喷入汽缸，从而在点火前形成空气和气化燃料的预混合料。当代的GDI发动机需要高的燃料压力来原子化燃料喷雾。GDI发动机利用部分装载下的分层料来减少传统的间接喷射发动机中固有的泵抽损失。一种分层料的火花点火的发动机具有燃烧贫混合物以改善燃料经济和减少排放的可能性。最好是，一种全面的贫混合物在燃烧室中形成并受到控制而在点火时在火花塞附近成为化学计量的或稍许富燃料的。该化学计量部分因而易于点火，这又转过来对其余的贫混合物点火。虽然能够减少泵抽损失，但对分层料当前可以获得的操作窗口限于低的发动机速度和相当轻的发动机装载。这些限制因素包括在发动机较高速度下蒸发和混合时间的不充分及在较高装载下不充分的混合或不良的空气利用。通过提供气化燃料，本发明的***和方法能够拓宽分层料操作的操作窗口，解决与蒸发和混合的时间不充分的问题。有利的是，与传统的GDI燃料***不同，本发明实施中利用的燃料压力可以降低，从而减少了总费用和燃料***的复杂性。
本发明提供一种内燃机用的燃料输送装置，该装置包括一个在压力下供给液态燃料的增压液态燃料供经源、至少一个连接在该液体燃料供给源上的毛细流动通道和一个沿至少一个毛细流动通道安置的热源。该热源可以充分地加热该至少一个毛细流动通道中的液态燃料而输送一个基本上气化的燃料流。在内燃机起动、加热和其它操作期间，该燃料输送装置最好操作而将气化燃料流输送到内燃机的一个或多个燃烧室。如果需要，该至少一个毛细流动通道可用于在正常操作条件下将液态燃料输送到发动机。
本发明还提供一种将燃料输送到内燃机的方法，包括的步骤有将增压液态燃料供给到至少一个毛细流动通道，以及充分地加热该至少一个毛细流动通道中的增压液态燃料，使得在起动、加热和内燃机其它操作条件期间气化燃料流被输送到内燃机的至少一个燃烧室中。
按照本发明的一种燃料输送***包括至少一个毛细尺寸的流动通道，增压燃料在喷入发动机用于燃烧之前先通过该毛细通道流动。毛细尺寸的流动通道可以设置一液压直径，该直径优选地小于2mm，更优选地小于1mm，最优选地小于0.5mm。液压直径用于计算通过流体承载元件的流体流量。液压半径定义为流体承载元件的流动面积除以与该流体接触的固体边界的周边(通常称为“润湿”周边)。在圆形截面的流体承载元件的情况下，当该元件充满地流动时，液压半径为(πD2/4)/πD＝D/4。对于非圆形流体承载元件中的流体的流动，使用液压直径。从液压半径的定义，具有圆截面的流体支承元件地直径为液压半径的四倍。因此，液压直径定义为液压半径的四倍。
沿毛细通道施加热量，形成至少一部分进入流动通道的液态燃料当其沿通道行进时变成蒸汽。燃料作为可能包含小部分沿未蒸发的受热液态燃料的蒸汽而流出毛细通道。基本上蒸发是指至少50(容积)％的液态燃料被热源蒸发，更优选地指至少70％，最优选地指至少80％液态燃料被蒸发。虽然由于产生复杂的物理影响而可能难以达到100％蒸发，但希望能完全蒸发。这些复杂的物理影响包括燃料沸点的变化，因为沸点与压力有关，而压力在毛细流动通道内可能变化。因此，虽然相信大部分燃料在毛细流动通道内加热期间达到了沸点，但一些液态燃料可能没有加热到足以完全蒸发，以致一部分液态燃料与气化的流体一起通过毛细流动通道的出口流出。
毛细尺寸的流体通道最好在一毛细管主体如单一的或多层的金属、陶瓷或玻璃中形成。该通道有一向入口和出口开孔的封闭容积，出入口之一或两者可以向毛细管主体外部开孔或可连接在同一主体或另一主体内的另一通道上或连接在配件上。该加热器可以由主体的一部分如不锈钢管的一段形成，或者该加热器可以是包括在毛细管主体中或其上的电阻加热材料的分立的层或丝。该流体通道可以是包括一个向入口和出口开孔而可以通过流体的封闭容积的任何形状。该流体通道可以有任何所要的截面，优选的截面是直径均匀的圆。毛细流动通道的其它截面包括非圆形形状，如三角形、正方形、矩形、椭圆形或其它形状，流体通道的截面不需要均匀。该流体通道可以直线或非直线地延伸，可以是单一的也可以是多路径的流体通道。在毛细金属管形成的毛细通道的情况下，管子内径可以为0.01～3mm，优选地为0.1～1mm，更优选的为0.15～0.5mm。或者是，毛细通道可以由通道的横截面积来限定，该面积可以是8×10-6～7mm2，优选地为8×10-3～8×10-1mm2，更优选地为2×10-3～2×10-1mm2。单一或多根毛细管、各种压力、各种毛细管长度、各种加到毛细管上的热量以及不同截面积的许多组合将适应给定的用途。
液态燃料可以在至少0.7kg/cm2(10psig)而优选地为至少1.4kg/cm2(20psig)的压力下供应到毛细流动通道。在毛细流动通道由具有内径约0.051cm(0.020英寸)和长度约15.2cm(6英寸)的不锈钢管的内部形成的情况下，燃料最好以7kg/cm2(100psig)或以下的压力供应到毛细通道，以获得一种典型尺寸的汽车发动机汽缸化学计量起动所需的质量流动速率(100～200mg/s级)。该至少一个毛细通道提供一种基本上气化燃料的充分流动，保证一种化学计量的或近似化学计量的燃料和空气混合物，该混合物能够在发动机的汽缸内点火和燃烧而不会产生不希望的高水平的未燃烧碳氢化合物或其它排出物。该毛细管的特征也在于有一低的热惯性，使得该毛细通道能够非常快地升到气化燃料的所需温度，优选地在2.0秒内，更优选地在0.5秒内，最优选地在0.1秒内，这对于涉及发动机冷起动的用途是有利的。该低的热惯性也能在发动机正常操作期间提供优点，如改进燃料输送对发动机动力需求突然变化的响应。
在加热的毛细通道内液态燃料蒸发期间，碳和/或重碳氢化合物的沉积物可能累积在毛细管壁上，而燃料的流动可能受到严重限制，这些可能最终导致毛细流动通道堵塞。这些沉积物累积的速率是毛细管壁温度、燃料流动速率和燃料类型的函数。据信，燃料添加剂可能有利于减少此类沉积物。但是，如果堵塞严重，可以通过氧化沉积物来消除堵塞。
图1提供一种根据本发明的用于气化从液态燃料源引出的液态燃料的燃料喷射器10。设备10包括一个有一入口端14和一出口端16的毛细流动通道12。流体控制阀18用于使毛细流动通道12的入口端14与液态燃料源F成流体连通，并引导基本上液态的液态燃料进入毛细流动通道12。
最好，流体控制阀18可以由电磁线圈28操作。电磁线圈28有连接在电连接器30上的线圈绕组32。当线圈绕组32被激励时，电磁线圈元件36被引入线圈绕组32的中心。当从线圈绕组32断电时，弹簧38使电磁线圈元件返回其原来位置。扣针40连接在电磁线圈元件36上。线圈绕组32上加电引起的电磁线圈元件36的移动使扣针从孔42引开，从而允许燃料通过孔42流动。
沿毛细流动通道12安置一热源20。最好热源20是通过用电阻材料管形成毛细流动通道12而设置的，当电源在接头22和24处连接到该管上而通过该管输送电流时，毛细流动通道12的一部分形成一加热元件。可以理解，热源20而后工作而将毛细流动通道12中的液态燃料加热到足以将其至少一部分从液态变为气态，并从毛细流动通道12的出口端16输送基本上气化的燃料流。
设备10还包括用于消除在其操作期间形成的沉积物的机构。示于图1的该机构包括流体控制阀18、热源20和用于使毛细流动通道12与氧化剂源C成流体连通的氧化剂控制阀26。可以理解，氧化剂控制阀可以安置在毛细流动通道12任一端处或其附近，或者做成与毛细流动通道12的任一端成流体连通。如果氧化剂控制阀安置在毛细流动通道12的出口端16处或其附近，那么该阀用于使氧化剂源C与毛细流动通道12的出口成流体连通。在操作中，热源20用于将毛细流动通道12中的氧化剂C加热到足以使液态燃料F加热期间形成的沉积物氧化的水平。在一个实施例中，从加燃料方式切换到清除方式，氧化剂控制阀26可以操作而在将液态燃料F和将氧化剂C引入毛细通道12之间交替，而当将氧化剂引入该至少一个毛细流动通道时，能原位地清除毛细流动通道12。
一种氧化沉积物的技术包括使空气或蒸汽通过毛细管。在清除操作期间该流动通道最好加热，使得氧化过程起动和持续，直到沉淀物耗散。为了增强该清除操作，可以将一种催化物质用作毛细管壁中的成分或壁上的涂层来降低完成清除所需的温度和/或减少清除时间。为了连续地操作燃料输送***，可以使用多于一个的毛细流动通道，使得当例如使用传感器来检出堵塞状态时，燃料流可以转向另一毛细流动通道，而起动氧化剂通过该待清除的堵塞的毛细流动通道。作为例子，一个毛细管主体中可以包括多个毛细流动通道而可以设置一阀来向每个流动通道选择地供给液态燃料或空气。
或者是，可以使燃料流从一毛细流动通道转向，而以预定的间隔起动氧化剂流。向一毛细流动通道输送燃料可用控制器实施。例如，该控制器可以激活燃料的输送一个预定的时间，而在该预定时间后停止燃料的输送。该控制器也可以根据一个或多个感知的条件来调整液态燃料的压力和/或供应到毛细流动通道的热量。感知的条件还特别包括：燃料压力、毛细管温度和空气燃料混合物。该控制器也可控制附接在该用途上的多个燃料输送装置。该控制器也可控制一个或多个毛细流动通道，以便从其清除沉积物或堵塞。例如，通过对毛细流动通道外加热量和向其供应氧化剂源的流动就能够实现毛细流动通道的清除。
按照本发明，加热的毛细流动通道12能够产生气化燃料流，该流在空气中冷凝而形成气化燃料、燃料液滴和空气的混合物，通常称为气溶胶。与传统的汽车喷口燃料喷射器相比较，传统喷射器输送的燃料喷雾包括150～200μm范围的Sauter平均直径(SMD)的液滴，而本发明的气溶胶具有小于25μm SMD而优选地小于15μm SMD的平均液滴粒径。因此，由按照本发明的加热毛细管产生的燃料液滴的大多数能由空气流载带入燃烧室，而与流动路径无关。
普通喷射器和本发明的加热毛细通道的液滴粒径分布之间的差异在冷起动和加热状态期间特别关健。具体地说，利用传统的喷口燃料喷射器，相当冷的进气歧管部件需要过量燃料供应，使得撞击在进气部件上的燃料大液滴的足够的百分率被气化而产生可以点火的燃料/空气混合物。相反，由本发明的燃料喷射器产生的气化的燃料和微细液滴基本上不受起动时发动机部件温度的影响，因而不需要在发动机起动期间供应过量燃料。不需要供应过量燃料与通过使用本发明的加热毛细管喷射器而提供的对供给发动机的燃料/空气比的更精确的控制相结合，与使用传统的燃料喷射器***的发动机所产生的排出物相比，能大大减少冷起动的排出物。除了减少过量供应燃料以外，也应当注意到，本发明的加热毛细喷射器还能够在冷起动和加热期间进行贫燃料的操作，这导致在催化转换器加热期间更大地减少尾管的排出物。
继续参照图1，毛细流动通道12可由金属管如不锈钢毛细管组成，而加热器由管20的通过电流的一段长度组成。在一优选实施例中，毛细管的内径约0.051～0.076cm(0.020～0.030英寸)，加热长度约5.08～25.4cm(2～10英寸)，而燃料能以小于7.0kg/cm2(100psig)、优选地小于4.9kg/cm2(70psig)、更优选地小于4.2kg/cm2(60psig)、最优选地小于3.1kg/cm2(45psig)或更小的压力供给管12。已经表示该实施例产生气化燃料，当该气化燃料在空气中于环绕温度下冷凝时，其形成的气溶胶液滴分布的大多数范围为2～30μm SMD的粒径，平均液滴粒径为约5～15μm SMD。在冷起动温度下获得快速而几乎完全的气化的燃料液滴的最佳粒径为小于约25μm。这一结果可以通过对6英寸的不锈钢毛细管施加约10.2～40.8kg/sec(100～400W)如20.4kg/sec(200W)的电能(对应于气化燃料的能量含量的2～3％)来达到。该电能可以通过完全用导电材料如不锈钢制成毛细管或在至少一部分不导电管或其中有一流动通道的叠片上提供导电材料而外加到毛细管上，例如通过一种电阻材料的叠层或涂层而在该不导电管或叠片上形成一个电阻加热器。该导电材料上可以连接电线而将电流供给到加热器上从而沿其长度加热该管。沿其长度加热该管的其它方法包括感应加热，例如通过安置在流动通道周围的电线圈或相对于流动通道安置的其它热源通过传导、对流或辐射热转移之一或其组合来加热流动通道的长度。
虽然一种优选的毛细管有约15.2cm(6英寸)的加热长度和约0.051cm(0.020英寸)的内径，但其它构型的毛细管也提供可以接受的蒸汽质量。例如，内径的范围为0.05～0.08cm(0.02～0.03英寸)，而毛细管的加热部分的范围为2.5～25.4cm(1～10英寸)。在冷起动和加热后，不需要加热毛细管，使得未加热的毛细管能够用来向正常温度下操作的发动机供应足够的液态燃料。
从本发明的燃料毛细管流出的气化燃料可以在像现有的喷口燃料喷射器的同一位置处或沿该进气歧管的另一位置处喷入发动机进气歧管中。但是，如果需要，该燃料毛细管可以安置成将气化燃料直接输入发动机的每个汽缸中。该燃料毛细管优于产生较大燃料液滴的***，这些较大的液滴必须在起动发动机时对着闭合的进气阀的后侧喷射。最好是，该燃料毛细管的出口安置成与进气歧管壁平齐，与传统的燃料喷射器出口的配置相似。
在起动发动机约20秒(或最好更少)后，可以断开对毛细流动通道12的加热，并使用传统的燃料喷射器来起动液体喷射而用于正常的发动机操作。也可以利用液态燃料喷射通过未加热的毛细流动通道12经过连续喷射或可能的脉冲喷射来完成正常的发动机操作。
参照图2，示出本发明的第二示范实施例。燃料喷射器100有一毛细流动通道112。毛细流动通道112沿加热长度120加热。毛细流动通道112装有扩口端部150，带有如图2A例示的覆盖扩口端部150的板154中的多个穿孔152。燃料喷射器100可以包括一个流体控制阀，如图1中示出的上述类型的电磁阀，该阀允许将增压的液态燃料输往毛细流动通道112。在发动机足够温热后，可以停止毛细流动通道112的加热，而可以通过毛细流动通道112供应液态燃料。
现在参照图3，图中示出本发明的第三示范实施例。图示燃料喷射器200有一毛细流动通道212。毛细流动通道212沿加热长度220加热。毛细流动通道212装有平面端部250，带有如图3A例示的覆盖平面端部250的板254中的多个穿孔252。燃料喷射器200可以包括一个流体控制阀，如图1中所示的上述类型的电磁阀，该阀允许将增压的液态燃料输往毛细流动通道212。如上所述，在使用多个燃料喷射器200的发动机起动后，可以停止毛细流动通道212的加热，而可以通过毛细流动通道212供应液态燃料。喷射器200可以使用上述氧化技术来有利地清除堵塞。
现在参照图4，图中示出本发明的第四示范实施例。图示燃料喷射器300有一毛细流动通道312。毛细流动通道312沿加热长度320加热。毛细流动通道312装有锥形端部350，带有如图4A例示的覆盖锥形端部350的锥形板354中的多个穿孔352。燃料喷射器300可以包括一个流体控制阀，如图1中所示的上述类型的电磁阀，该阀允许将增压的液态燃料输往毛细流动通道312。如上所述，在使用多个燃料喷射器300的发动机起动后，可以停止毛细流动通道312的加热，而可以通过毛细流动通道312供应液态燃料。喷射器300可以使用上述氧化技术来有利地清除堵塞。
现在参照图5，图中示出本发明的一种双燃料喷射器400。图5中例示的双功能燃料喷射器400可以包括一个传统型的燃料喷射器460和一个加热的毛细管喷射器410。在该实施例中，一个加热的毛细流动通道412整体结合在燃料喷射器400中。在起动发动机约20秒或最好更少时间后，可以通过一个电磁线圈激活的描杆436使毛细管喷射器410去激活，而通过另一电磁线圈激活的描杆470激活传统的喷射器460以继续发动机的操作。
图6中示出本发明的另一示范的实施例。如图所示，燃料喷射器500可以安装一个加热的毛细流动通道512和一个液态燃料喷射器喷嘴560。利用图6中所示的阀装置540，可以将燃料流选择地引向加热的毛细流动通道512以提供气化燃料或引向喷嘴560以提供液态燃料。在发动机起动约20秒或最好更少时间后，可以通过阀装置540将燃料流从毛细流动通道512切换到液体流动喷嘴560以进行发动机的正常操作。阀装置540可以通过一个形成发动机电子控制***一部分的控制器来操作。
现在参照图7，示出本发明的又一示范的实施例。燃料喷射器600有一螺旋形的加热的毛细流动通道612，该通道如图7中所示地卷绕在燃料喷射器600的内部中。在该实施例中，毛细流动通道612围绕电磁线圈装置628绕圈，并沿由电接头622和624限定的加热长度620加热。该实施例在空间有限而直线毛细管不合适的情况下是有用的。此外，该实施例可以适合于与一传统的燃料喷射器(见图8)一起使用，用于在正常操作状态下将燃料输送给发动机。
现在参照图8，发动机进气口700装有加热的毛细管喷射器10(属于参照图1描述的类型)和一个传统的液态燃料喷射器750。在该实施例中，在发动机冷起动和加热期间，燃料将通过毛细流动通道12输送到发动机而沿通道的长度20加热。在高发动机起动最初的约20秒或最好更少时间后，加热的毛细管喷射器10将去激活，而传统的燃料喷射器750被激活而进行发动机的正常操作。
可以理解，在图1～4和图7中示出的制备和输送燃料的设备和***也可以用于与本发明的另一实施例连接。再参照图1，用于清除沉积物的机构包括流体控制阀18、用于使毛细流动通道12与溶剂成流体连通的溶剂控制阀26，溶剂控制阀26安置在毛细流动通道12的一端处。在利用溶剂清洗的设备的一个实施例中，溶剂控制阀26(在上述利用氧化清除技术的优选形式中的氧化剂控制阀)可以操作而在将液态燃料和将溶剂引入毛细流动通道12中之间交替，使得当溶剂引入毛细流动通道12中时能够原位清洗毛细流动通道12。虽然已经使用各种各样溶剂，但该溶剂可以包括从液态燃料源来的液态燃料。当处于这种情况时，不需要溶剂控制阀，因为不需要在燃料和溶剂之间交替，而在清洗毛细流动通道12期间，该热源应当去激活。
图9中以部分截面图示出本发明的另一实施例。图9中示出的燃料喷射器800有一用于将燃料输到内燃机的加热的毛细流动通道812。图9A中例示用于将燃料输到内燃机的管子的细部。如图所示，一个可以沿轴向移动的杆850安置在毛细流动通道812的内部。毛细流动通道812的远端816扩口而可沿轴向移动的杆850的远端852成锥形，远端816和远端852形成一个阀854，其中杆850沿轴向的移动打开和关闭阀854。可以理解，可沿轴向移动的杆850的重复移动可以有效地擦去在操作本发明的燃料喷射器期间形成的沉积物。
现在参照图10，以部分截面图示出本发明的又一实施例。图10中示出的燃料喷射器900有一用于将燃料输到内燃机的加热的毛细流动通道管912。图10A中例示用于将燃料输送到内燃机的管子的细部。如图所示，可以沿轴向移动的杆950安置在毛细流动通道912内部。毛细流动通道912的远端916扩口，而可以沿轴向移动的杆950的远端952是锥形的，远端916和远端952形成一阀954，其中杆950的轴向移动打开和关闭阀954。毛细流动通道912内部也设置多个沿可沿轴向移动的杆950设置的刷子960，用于清除毛细流动通道912。可以理解，可沿轴向移动的杆950的重复移动可以有效地擦去在本发明的燃料喷射器操作期间形成的沉积物。
现在参照图11，以部分截面图示出本发明的另一示范实施例。燃料喷射器1000有多个平行设置的毛细管1012，用于将燃料输送到内燃机。在该实施例中，在特定的发动机操作(如冷起动、加热和加速状态)期间，燃料将由一个或多个毛细流动通道1012输送到发动机，沿通道1012的长度1020加热。因为对于减少未燃烧的碳氢化合物只需较少的气化燃料，所以该构型中通到一个或多个毛细管的加热可以被去激活。
图12以简化形式表示，有一毛细流动通道12的燃料喷射器10能配置成使通过其中的液态燃料能利用再循环的废气(EGR)而加热至升高的温度，从而减少燃料气化电阻加热器20的能量需求。如图所示，毛细流动通道12通过用于加热的EGR通道1100。对于最初的发动机起动，包括一段毛细流动通道12的电阻加热器20或一个独立的电阻加热器连接在一能源如蓄电池上，以最初气化液态燃料F。在约20秒操作后，可用EGR的热量加热毛细流动通道12，以减少否则为了继续气化燃料而利用电阻加热器20所需的电力。因此，可以气化毛细流动通道12中的燃料而不必利用电阻加热器20，从而能够节省电力。
图13表示用于操作内燃机2110的控制***2000的示范示意图，该***包括一个与液态燃料源2010和液态燃料喷射路径2260成流体连通的液态燃料供应阀2220、与液态燃料源2010和毛细流动通道2080成流体连通的气化燃料供应阀2210，以及与氧化气体源2070和毛细流动通道2080成流体连通的氧化气体供应阀2020。该控制***包括控制器2050，该控制器通常从各种发动机传感器如发动机速度传感器2060、进气歧管空气热电偶2062、冷却剂温度传感器2064、废气空气/燃料比传感器2150、燃料供应压力2012等接收多个输入信号。在操作中，控制器2050根据一个或多个输入信号进行控制算法，随后产生一个通往氧化剂供应阀2020的用于根据本发明清除堵塞的毛细通道的输出信号2024、一个通往液态燃料供应阀2220的输出信号2014、一个通往气化燃料供应阀2210的输出信号2034，以及一个通往输送电力给毛细管2080以进行加热的电源的加热电力指令2044。
在操作中，本发明的***可以做成利用废气再循环加热来反馈燃烧期间产生的热，使得液态燃料通过毛细流动通道2080时充分受热而基本上气化液态燃料，从而减少或消除或补充电力的需要，或者以另一方式加热毛细流动通道2080。
                            例子
例子1
试验中的JP8喷气燃料通过用微隔板泵***在恒压下将燃料供给到一个加热的毛细流动通道而气化。在这些试验中，使用不同直径和长度的毛细管。这些毛细管用304号不锈钢制成，管的长度为2.5～7.6cm(1～3英寸)，用cm(英寸)表示的内径(ID)和外径(OD)如下：0.025ID/0.046OD(0.010ID/0.018OD)，0.03ID/0.083OD(0.013ID/0.0330D)，以及0.043ID/0.064OD(0.017ID/0.025OD)。气化液态燃料的热量是利用电流通过一部分金属管而产生的。液滴粒径分布是利用Malvern公司制造的Spray-Tech(喷雾技术)激光衍射***来测量的。产生具有Sauter平均直径(SMD)为1.7～4.0μm的液滴。SMD是其表面/容积比等于整个喷雾的表面/容积比的液滴的直径并涉及喷雾的质量转移特性。
例子2
试验再一次用汽油进行，汽油通过用微隔板泵***在恒压下将燃料供应到加热的毛细流动通道而气化。在这些试验中，使用不同直径和长度的毛细流动通道。下表表示各种毛细管构型的经验数据：
内径cm(英寸) 加热长度cm(英寸) 燃料压力kg/cm2(psig) 结果
0.069(0.027) 17.2(6.75) 5.3(75) 产生完全气化的燃料流，流动速率为180mg/s
0.074(0.029) 18.4(7.25) 4.6(65) 使用20V的加热电压，产生高的流动速率
0.051(0.020) 15.2(6.0) 4.9(70) 产生至少200mg/s的流动速率，具有基本上充分的蒸汽特性
例子3
在使用福特4.6升V8发动机的试验中，一个四汽缸的机组被改造为包括本发明的如图1中所示的燃料输送装置。这些毛细管加热元件装有安置成与进气口壁齐平的毛细管尖端，这是普通燃料喷射喷嘴的位置。这些试验用连续喷射(100％工作循环)进行，因此，利用燃料压力来调节燃料蒸汽的流动速率。
参照图14，图中表示的图线例示发动机冷起动的最初20秒期间毛细管燃料输送装置的结果。曲线1表示当时间沿X轴行进时以每分钟转数表示的发动机速度。曲线2表示当时间沿X轴行进时以每秒克数表示的燃料流量。曲线3表示当时间沿X轴行进时的lambda，其中1个lambda单位表示空气对燃料的化学计量比。曲线4表示当时间沿X轴行进时从发动机的废气得到的以ppm甲烷等效量表示的总碳氢化合物排放量。
如图14中曲线3所示，利用本发明的燃料输送装置，免去了普通发动机硬件和控制策略所需的起动的过量供给燃料。也就是，本发明的燃料输送装置在最初起动时期能有效地气化燃料，使得该发动机以近似化学计量的燃料比进行起动。图15的图线例示，与传统的过量供应燃料的起动策略(曲线5)相比，用本发明的燃料输送装置获得的近似化学计量的起动导致排出物的减少(曲线6)。具体地说，图15中的结果表明，与需要过量供应燃料的普通构型相比，在最初的10秒钟冷起动期间，本发明的燃料输送装置减少46％的综合的碳氢化合物排放量。用圆圈7指示的区域例示在起动发动机的最初四秒钟期间碳氢化合物排放量的剧烈减少。
例子4
进行的试验证实了在加热的毛细流动通道上用已知的未加添加剂的无硫汽油产生高水平沉积物的氧化剂清除技术的优点。这些试验所用的毛细流动通道是用内径0.058cm(0.023英寸)的不锈钢管制成的长5.1cm(2英寸)的加热的毛细管。燃料压力保持在0.7kg/cm2(10psig)。电力供应到毛细管上，以获得各种水平的R/R0；其中R是加热毛细管的电阻，而R0是环境条件下的毛细管电阻。
图16提供一种燃料流动速率对时间的图线。如图所示，对于这种不含去垢剂添加物的汽油，在极短的时间内经历了显著的堵塞，在短到10分钟的时间内观察到流动速率的50％的损失。
在经历了显著的堵塞后，燃料流中断而代之以0.7kg/cm2(10psig)的空气。在此期间进行加热，在短到一分钟之后，达到显著的清除，而流动速率恢复到先前的水平。
例子5
该例子表明，当使用一种利用有效的添加剂封装的商业级汽油时，在例子4的加热的毛细流动通道内的堵塞要轻得多。如图17中所示，在该装置运转近四小时后，燃料流动速率受到小于10％的减弱。
例子6
为了比较各种汽油和去垢剂添加物对堵塞的冲击，在例子4的加热毛细流动通道中流动五种试验燃料。试验的燃料包括含硫300ppm的无添加剂汽油、无硫的无添加剂汽油、带上市后商用添加剂(添加剂A)的无硫汽油和带另一种上市后商用添加剂(添加剂B)的无硫汽油。
如图18中所示，各种有添加剂的燃料性能相似，而无添加剂的燃料在少于一小时的操作中遇到严重的堵塞。
例子7
该例子比较在一个内径0.036cm(0.014英寸)和长5.1cm(2英寸)的毛细流动通道内操作的一种无添加剂的喷气燃料(JP-8)的毛细流动通道操作与一种无添加剂的No.2柴油燃料的同一毛细流动通道的随时间的操作。燃料压力设定在1.1kg/cm2(15psig)。对毛细管供电而获得R/R0为1.19的水平；其中R为加热毛细管的电阻而R0为环境状态下的毛细管电阻。
如图19中所示，在最初10分钟操作时间内性能相似，而其后柴油燃料遇到更严重的堵塞。
例子8
利用一种已知产生高水平沉积物的无添加剂的No.2柴油燃料来进行评价加热毛细流动通道上氧化清除技术的效力的试验。用于这些试验的毛细流动通道为用内径0.036cm(0.014英寸)的不锈钢管制成的长5.1cm(2英寸)的加热的毛细管。燃料压力保持在1.1kg/cm2(15psig)。对毛细管供电而获得R/R0为1.19的水平；其中R再一次为加热毛细管的电阻，而R0为环境状态下的毛细管电阻。
图20提供燃料流动速率对时间的图线。如图所示，对这种不含去垢剂添加剂的燃料，在非常短的时间内遇到显著的堵塞，在约35分钟的连续操作中观察到50％的流动速率损失。
在第二次运行中，在5分钟操作后，燃料流中断而代之以5分钟的0.7kg/cm2(10psig)的空气。在此期间也进行加热。该程序每5分钟重复一次。如图20中所示，实际上每种情况下氧化清除过程增大了燃料流动速率并倾向于减慢燃料流动速率随时间的总倾斜率。但是，如例子4中所述，该过程的效力稍许小于使用无添加剂的汽油所获得的效力。
例子9
在一个加热的毛细流动通道内进行了评价与例子8的No.2柴油燃料混合的商业级抗污垢去垢剂添加物对随时间燃料流动速率的效果的试验。用于这些试验的毛细流动通道又一次为用内径0.036cm(0.014英寸)的不锈钢管制成的长5.1cm(2英寸)的加热毛细管。燃料压力保持在1.1kg/cm2(15psig)而对毛细管供电来达到R/R0为1.19的水平。
图21对有添加剂的No.2柴油燃料和无添加剂的柴油燃料进行燃料流动速率对时间的比较。如图所示，对于不含去垢剂添加物的燃料，在非常短的时间内遇到显著的堵塞，在约35分钟的连续操作中观察到50％的流动速率的损失，而含去垢剂的同一基物的燃料在一延长的时间内堵塞要少得多。
虽然附图和上面的描述中已经例示和详细描述了本发明，但所公开的实施例是例示的而不带限制性。所有落在本发明范围内的变化和修改希望都受到保护。当需要较高容积的流动速率时，作为例子，可以提供多个毛细通道，使燃料平行通过这些通道。

Claims (20)

1.一种气化用于内燃机的液态燃料的燃料喷射器，包括：
(a)至少一个毛细流动通道，所述至少一个毛细流动通道有一入口端部和一出口端部，所述毛细流动通道包括在一单体内形成的槽，该单体用一种选自陶瓷、聚合物、金属及其复合物或多层陶瓷体的材料生产；
(b)一个流体控制阀，用于使所述至少一个毛细流动通道的所述入口端部与液态燃料源成流体连通并引入基本上液态的液态燃料；以及
(c)一个沿所述至少一个毛细流动通道安置的热源，所述热源可以操作而将所述至少一个毛细流动通道中的液态燃料加热到将其至少一部分从液态变到气态的程度，并从所述至少一个毛细流动通道的所述出口端部输送一股基本上气化的燃料。
2.权利要求1的燃料喷射器，其特征在于，所述毛细流动通道是在一个陶瓷体内形成的。
3.权利要求1或2的燃料喷射器，其特征在于，还包括：
(d)用于清除在该设备操作期间形成的沉积物的机构。
4.权利要求3的燃料喷射器，其特征在于，所述用于清除沉积物的机构包括所述流体控制阀、所述热源和一个使所述至少一个毛细流动通道与一种氧化剂成流体连通的氧化剂控制阀，所述热源也可以操作而将所述至少一个毛细流动通道中的氧化剂加热到一个足以氧化在加热该液态燃料期间形成的沉积物的程度，其中所述这氧化剂控制阀可以操作而在将液态燃料和将氧化剂引入所述毛细流动通道之间交替，并且当该氧化剂被引入所述至少一个毛细流动通道时能够就地清除所述毛细流动通道。
5.权利要求4的燃料喷射器，其特征在于，所述至少一个毛细流动通道包括多个毛细流动通道，每个所述毛细流动通道与燃料源和氧化气体源成流体连通，所述流体控制阀和所述氧化剂控制阀由一个通过控制器操作的单独的阀机构构成。
6.权利要求4或5的燃料喷射器，其特征在于，该氧化剂包括空气、废气、蒸汽及其混合物。
7.权利要求3的燃料喷射器，其特征在于，所述清除沉积物的机构包括擦掉在该设备工作期间形成的沉积物的机构。
8.权利要求3的燃料喷射器，其特征在于，所述清除沉积物的机构包括所述流体控制阀和一个用于使所述至少一个毛细流动通道与一溶剂成流体连通的溶剂控制阀，所述溶剂控制阀被安置在所述至少一个毛细流动通道的一端处，其中所述溶剂控制阀可以操作而在将液态燃料和将溶剂引入所述毛细流动通道之间交替，并且当该溶剂被引入所述至少一个毛细流动通道时能够就地清理所述毛细流动通道。
9.权利要求3的燃料喷射器，其特征在于，所述清除沉积物的机构包括所述流体控制阀，所述流体控制阀可以操作而使所述至少一个毛细流动通道与一溶剂成流体连通，当该溶剂被引入所述至少一个毛细流动通道时能够就地清理所述毛细流动通道。
10.权利要求9的燃料喷射器，其特征在于，该溶剂包括从液态燃料源来的液态燃料，其中在清除所述毛细流动通道期间热源被关闭。
11.上述任一权利要求的燃料喷射器，其特征在于还包括一个雾化该液态燃料的一部分的喷嘴。
12.上述任一权利要求的燃料喷射器，其特征在于，还包括一个驱动用于使所述入口端部与该液态燃料源成流体连通的所述流体控制阀的电磁线圈。
13.上述任一权利要求的燃料喷射器，其特征在于，所述流体控制阀包括一个电磁线圈驱动的阀杆，该阀杆有一在所述至少一个毛细流动通道的所述出口端部处的阀元件，用以开闭所述至少一个毛细流动通道的所述出口端部。
14.上述任一权利要求的燃料喷射器，其特征在于，还包括一个非毛细管的液态燃料流动通道，所述非毛细管的液态燃料流动通道有一入口端部和一出口端部，所述入口端部与液态燃料源成流体连通，所述非毛细管的液态燃料流动通道在所述出口端部处有一燃料喷射器喷嘴。
15.权利要求1的燃料喷射器，其特征在于，所述热源包括一个电阻加热器。
16.一个用于内燃机的燃料***，包括：
(a)多个燃料喷射器，每个喷射器包括：(i)至少一个有一入口端部和一出口端部的毛细流动通道，所述毛细流动通道包括在一单体内形成的槽，该单体用一种选自陶瓷、聚合物、金属及其复合物或多层陶瓷体的材料生产；(ii)一个流体控制阀，用于使所述至少一个毛细流动通道的所述入口端部与该液态燃料源成流体连通并引入基本上液态的液态燃料；(iii)一个沿该至少一个毛细流动通道安置的热源，所述热源可以操作而将所述至少一个毛细流动通道中的液态燃料加热到足以使其至少一部分从液态变为气态的程度并从所述至少一个毛细流动通道的所述出口端部输送一股基本上气化的燃料流；
(b)一个与所述多个燃料喷射器成流体连通的液态燃料供应***；以及
(c)一个控制将燃料供应到所述多个燃料喷射器的控制器。
17.权利要求16的燃料***，其特征在于，所述毛细流动通道在一陶瓷体内形成。
18.权利要求16或17的燃料***，其特征在于还包括用于清除在该设备工作期间形成的沉积物的机构。
19.一种将燃料输送到内燃机的方法，包括以下步骤：
(a)向一个燃料喷射器的至少一个毛细流动通道供应液态燃料；
(b)通过加热该至少一个毛细流动通道中的液态燃料而使一股基本上气化的燃料流过该至少一个毛细流动通道的出口；以及
(c)将该气态燃料输送到内燃机的燃烧室。
其中，该毛细流动通道包括在一单体内形成的槽，该单体用一种选自陶瓷、聚合物、金属及其复合物或多层陶瓷体的材料生产。
20.权利要求19的方法，其特征在于，还包括定期清除该至少一个毛细流动通道。
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