相关申请
本申请是在2018年10月19日进入中国国家阶段的发明创造名称为《用于燃烧发动机的低压燃料和空气充气形成设备》的中国发明专利申请201780024779.2号的分案申请。
本公开总的涉及用于燃烧发动机的燃料和空气充气形成设备。
背景技术：
许多发动机使用节气门阀来根据发动机的需求控制或节流到发动机的空气流动。这些节气门阀例如可以被使用在喷射燃料的发动机系统的节气门体中。许多这样的节气门阀包括支承在轴上的阀头部，该轴被旋转以便改变阀头部相对于通道中流体流的取向，以改变通道中和通过通道的流体的流量。在一些应用中，节气门阀在怠速位置和全开或完全打开位置之间转动，怠速位置与低速和低负荷发动机运行相关，全开位置与高速和/或高负荷发动机运行相关。燃料可以从相对高压力的燃料喷射器（例如35psi或更大的燃料压力）提供，用于与空气混合以便向发动机提供可燃烧的燃料和空气混合物。高压燃料喷射器可以由节气门体支承或定位在节气门体的下游。
技术实现要素：
在至少一些实施方式中，用于燃烧发动机的节气门体组件包括：节气门体，该节气门体具有压力室和带有入口的节气门孔，其中燃料供给被接收在该压力室中，空气通过该入口被接收；由节气门体支承的、带有阀头部的节气门阀，其相对于节气门孔是可移动的以便控制通过节气门孔的燃料流动；以及由节气门体支承的计量阀。计量阀可具有在打开位置和关闭位置之间可移动的阀元件，其中在打开位置中燃料可从压力室流到节气门孔，并且在关闭位置中防止或大致防止燃料通过计量阀流入节气门孔。
在一些实施方式中，增压文氏管被设置在节气门孔内以接收流动通过节气门孔的空气中的一些，并且其中当计量阀打开时，燃料流入增压文氏管中。在一些实施方式中，节气门阀包括通过电动致动器驱动用于旋转的节气门阀轴，并且其中节气门位置传感器至少部分地由该轴支承用于与轴一起旋转。在一些实施方式中，还设置控制模块，其具有电路板，该电路板包括控制致动器的控制器，并且其中致动器的驱动轴或节气门阀轴或在驱动轴和节气门阀轴之间的联接件中的至少一个延伸通过电路板。致动器可安装到控制模块或由控制模块支承。联接件可设置在致动器的驱动轴和节气门阀轴之间以便将旋转运动从驱动轴传递到节气门阀轴，并且联接件可摩擦地接合节气门体。
在一些实施方式中，设置第二计量阀，一个计量阀以阈值燃料流量或低于阈值燃料流量将燃料流动提供到节气门孔中，并且另一个计量阀使燃料流动能够以高于阈值的燃料流量进入节气门孔。
在一些实施方式中，当发动机正在运行时压力室处于大气压力或在大气压力的10%内。在一些实施方式中，当发动机正在运行时压力室处于6psi或更小的超大气压力的压力。
在一些实施方式中，节气门体组件包括控制模块，其具有包括控制器的电路板，并且计量阀是电致动的且至少部分地由控制器控制，并且计量阀由模块支承。在一些实施方式中，节气门阀包括由电动致动器驱动用于旋转的节气门阀轴，并且致动器由模块支承并至少部分地由控制器控制。压力传感器可由模块支承并具有与控制器通信的输出。
在至少一些实施方式中，用于燃烧发动机的节气门体组件包括节气门体，该节气门体具有压力室和带有入口的节气门孔，其中燃料供给被接收在该压力室中，空气通过该入口被接收；由节气门体支承的、带有阀头部的节气门阀，其相对于节气门孔是可移动的以便控制通过节气门孔的燃料流动；由节气门体支承的控制模块，其具有电路板和控制器；以及联接到节气门阀以便使节气门阀在第一位置和第二位置之间移动的致动器。致动器可由模块支承并至少部分地通过控制器控制。
在一些实施方式中，组件包括由节气门体支承的计量阀，该计量阀可具有在打开位置和关闭位置之间可移动的阀元件，其中在打开位置中燃料可从压力室流入节气门孔，并且在关闭位置中防止或大致防止燃料通过计量阀流入节气门孔，并且计量阀是电致动的且至少部分地由控制器控制。在一些实施方式中，计量阀直接联接到模块。在一些实施方式中，模块包括壳体并且计量阀至少部分地由壳体支承。
附图说明
将参照附图阐述特定实施例和最佳方式的下面的详细说明，在附图中：
图1是节气门体的透视图；
图2是节气门体的另一透视图；
图3是节气门体的截面图，示出电致动的节气门和节气门位置传感器；
图4是节气门体的局部放大截面图，图示了压力室和蒸气出口阀；
图5是节气门体的截面图，图示了计量阀和增压文氏管；
图6是压力室和蒸气出口阀的局部放大截面图；
图7是节气门体的一部分的截面图，图示了计量阀、增压文氏管和压力室；
图8是包括两个计量阀的节气门体的一部分的局部截面图；
图9是图8的节气门体的截面图；
图10是具有两个计量阀和冷却通道的节气门体的透视图；
图11是图10的节气门体的另一透视图；
图12是节气门体的截面图，示出从压力室分叉的燃料进给通道以便供给两个计量阀；
图13是带有进气通道的节气门体的截面图；
图14是具有燃料压力调节器的节气门体的截面图；
图15是节气门体的截面图，示出了压力调节器和压力室；
图16是可与节气门体分开定位的压力调节器的截面图；
图17是具有替代的压力调节器的节气门体的一部分的截面图；
图18是可与图14-17中所示类型的节气门体一起使用的替代压力调节器的截面图；
图19是包括进气通道的节气门体的局部截面图，其中燃料被提供到进气通道中；
图20是包括电致动的节气门阀的节气门体的局部截面图；
图21是包括电致动的节气门阀和可变电阻元件例如电位计的节气门体的局部截面图；
图22是包括安装到电路板或模块的壳体的致动器的控制模块的平面图，其中盖被去除以便示出内部部件；
图23是图22中示出的控制模块的透视图；
图24是控制模块的前透视图；
图25是控制模块的后透视图，其中盖被去除以便示出特定内部部件；
图26是充气形成设备的透视图，除了别的之外，该充气形成设备具有燃料泵和电驱动的计量阀，并且该设备的主体被示为透明的以便图示内部特征；
图27是图26中所示的设备的截面图；
图28是图26和27中所示的设备的局部截面图，以便示出压力调节器；以及
图29是如图26-28中的充气形成设备的透视截面图。
具体实施方式
更详细地参照附图，图1和2图示了充气形成装置10，其向内燃发动机12（图4中示意性地示出）提供可燃烧的燃料和空气混合物以支持发动机的运行。充气形成装置10可以被用在二冲程或四冲程内燃发动机上，并包括节气门体组件10，空气和燃料从该节气门体组件排出用以输送到发动机。
组件10包括节气门体18，该节气门体具有带有入口22和出口24的节气门孔20，空气通过该入口22被接收到节气门孔20中，出口24与发动机相连接或以别的方式与发动机连通（例如，其进气歧管26）。如果需要的话，入口22可以从空气滤清器（未示）接收空气，并且空气可以与从燃料计量阀28提供的燃料混合，该燃料计量阀由节气门体18支承或与节气门体18连通。进气歧管26在活塞循环的顺序定时的时期期间通常与发动机的燃烧室或活塞气缸连通。对于四冲程发动机应用，如图示的，流体可以流动通过进气阀并直接流入活塞气缸。或者，对于二冲程发动机应用，通常在空气通过气缸壁中的口进入活塞气缸的燃烧室部分之前，空气流动通过曲轴箱（未示），该口由往复运动的发动机活塞间断性地打开。
节气门孔20可具有任何期望的形状，包括（但不限于）不变直径的圆筒或文氏管形状（图5），其中入口22通向锥形收缩部分30，锥形收缩部分30通向直径减小的喉部32，进而喉部32通向锥形渐扩部分34，锥形渐扩部分34通向出口24。收缩部分30可以增加流入喉部32的空气的速度并在喉部32的区域中形成或增加压力降。在至少一些实施方式中，第二文氏管，有时叫增压文氏管36，可以位于节气门孔20内，无论节气门孔20是否具有文氏管形状。增压文氏管36可以具有任何期望形状，并且如图4和5中所示的，具有收缩入口部分38，收缩入口部分38通向直径减小的中间喉部40，中间喉部40通向渐扩出口42。增压文氏管36可在节气门孔20内联接到节气门体18，并在一些实施方式中，节气门体可由合适的金属铸造，并且增压文氏管36可形成为节气门体的一部分，换句话说，当形成节气门体的其余部分时，由同一块材料铸造成节气门体的一个特征。增压文氏管36也可以是在形成节气门体之后以任何合适方式联接到节气门体18的插入件。在所示的例子中，增压文氏管36包括限定内部通道46的壁44，该内部通道46在其入口38和出口42都开口向节气门孔20。流动通过节气门体18的空气的一部分流入并通过增压文氏管36，其增加该空气的速度并减小了该空气的压力。增压文氏管36可具有可大致平行于节气门孔20的中心轴线50并从其径向偏移的中心轴线48，或者增压文氏管36可以任何其它合适方式取向。
参照图1-5，由节气门阀52控制通过节气门孔20并流入发动机的空气流量。在至少一些实施方式中，节气门阀52包括头部54，该头部可包括布置在节气门孔20中并联接到旋转的节气门阀轴56的平板。轴56延伸通过轴孔58，轴孔58与节气门孔20相交并可大致垂直于节气门孔20。节气门阀52可在怠速位置和完全打开或全开位置之间被致动器60驱动或移动，其中在怠速位置中头部54大致阻塞通过节气门孔20的空气流动，在全开位置中头部54对通过节气门孔20的空气流动提供最小的节流。在一个例子中，致动器60可以是电驱动的电机62（图3和7），其联接到节气门阀轴56以转动轴并因此转动在节气门孔20内的阀头部。在另一例子中，致动器60可以包括机械连杆，例如杠杆64，其附接到节气门阀轴56，根据需要软钢丝线可连接到节气门阀轴56以便手动地转动该轴56。
燃料计量阀28（图7）可具有燃料输送到其处的入口66、控制燃料流量的阀元件68（例如，阀头部）和在阀元件68下游的出口70。为了控制阀元件68的致动和移动，燃料计量阀28可包括电驱动的致动器72例如（但不限于）电磁阀或与其相关联。除别的之外，电磁阀72可包括接纳在节气门体18中的腔76内的外壳74、围绕接纳在外壳74中的线轴80缠绕的线圈78、布置为联接到电源以便选择性地给线圈78通电的电连接件82、和可滑动地接纳在线轴80内用于在前进位置和缩回位置之间往复运动的电枢84。阀元件68可由电枢84支承或以别的方式由电枢84相对于阀座86移动，该阀座可被限定在电磁阀72和节气门体18中的一个或两者内。当电枢84在其缩回位置中时，阀元件48从阀座86去除或间隔开并且燃料可流动通过阀座。当电枢84在其延伸位置中时，阀元件68可抵靠阀座86关闭或支承在阀座86上以便阻止或防止燃料流动通过阀座。电磁阀72可如美国专利申请序列号14/896,764中阐述的被构造。入口68可中心地或与阀座86大体同轴地定位，并且出口70可与入口径向向外间隔开并大体径向向外地取向。当然，在特定应用中根据需要可以替代地使用其它计量阀，包括但不限于不同的电磁阀或可商业获得的燃料喷射器。
在所示的例子中，阀座86被限定在节气门体18的腔76内并可由节气门体的一个特征或者由插入节气门体中并由节气门体支承的一个部件限定。而且在所示的例子中，阀座68通过由节气门体18支承的计量喷嘴88限定。喷嘴88可以是压配合到腔76或以别的方式安装到腔76中的单独体，其具有通道或孔90，在入口66处到计量阀28的燃料在达到阀座86和阀元件68之前通过该通道或孔90流动。在喷嘴88下游的通道的流动面积在尺寸上可大于喷嘴的最小流动面积，从而喷嘴对通过计量阀28的燃料流动提供最大节流。取代喷嘴88或者除喷嘴88之外，具有合适尺寸的通道可在节气门体18中钻孔或以别的方式形成以便限定对通过计量阀28的燃料流动的最大节流。使用喷嘴88可有助于使用针对多个发动机或在其中可能需要不同燃料流量的不同发动机应用中的通用的节气门体设计。为了实现不同流量，具有带有不同有效流动面积的孔的不同喷嘴可被插入节气门体中，而节气门体的其余部分可以是相同的。而且，除了使用喷嘴88之外或者取代喷嘴88，不同直径的通道可形成在节气门体18中，以便实现相似的事。
流动通过阀座86的燃料（例如当阀元件68由于电枢84的缩回而从阀座去除时）流动到计量阀出口70用于输送到节气门孔20中。在至少一些实施方式中，当增压文氏管36被包括在节气门孔20中时，流动通过出口70的燃料被引导到增压文氏管36中。在增压文氏管36与出口70间隔开的实施方式中，出口管92（图5）可从限定出口70的至少一部分的通道或口延伸并通过增压文氏管壁44中的开口94以便与增压文氏管通道46连通。管92可延伸入并与增压文氏管36的喉部40连通，在那儿负压或低于大气压力的压力信号可为最大数值，并且流动通过增压文氏管36的空气的速度可为最大的。当然，根据需要管92可通向增压文氏管36的不同区域。此外，管92可延伸通过壁44从而管的一端部伸出到增压文氏管通道46中，或者管可延伸通过增压文氏管通道从而管的一端部与增压文氏管的相对壁相交并可包括孔、狭孔或其它特征，燃料通过所述孔、狭孔或其它特征可流入增压文氏管通道46，或者管的端部可在开口94内并从通道凹进或与通道间隔开（即，不伸出到通道内）。
燃料可以从燃料源被提供到计量阀入口66，并且当阀元件68不在阀座86上被关闭时，燃料可流动通过阀座和计量阀出口70并流到节气门孔20以便与流过其中的空气混合并作为燃料和空气混合物输送到发动机。燃料源可将在期望压力的燃料提供到计量阀28。在至少一些实施方式中，该压力可以是环境压力或稍微超大气压力的压力，例如达到高于环境压力约6psi。
为了提供燃料到计量阀入口66，节气门体18可包括压力室100（图4、6和7），燃料从燃料供给源，例如燃料箱，被接收到该压力室中。节气门体18可包括通向压力室100的燃料入口104。在燃料压力处于大体大气压力的系统中，燃料流可在重力下进给到压力室100。在至少一些实施方式中，燃料压力室可通过通气孔102和阀组件106维持在大气压力或大气压力附近。阀组件106可包括阀108并可包括阀座110或与阀座110相关联从而阀108可选择地与阀座110接合以便阻止或防止燃料流动通过阀座，如下面将更详细描述的。阀108可联接到致动器112，该致动器112使阀108相对于阀座110移动，如下面将更详细阐述的。通气孔102根据需要可与发动机进气歧管或其它地方连通，只要压力室110内的期望压力在使用中被实现。在压力室100内的燃料的水平提供了当计量阀打开时可流动通过计量阀28的燃料的压差或压力。
为了维持压力室100中的燃料的期望水平，阀108通过致动器112（例如所示例子中的浮子）相对于阀座110移动，该致动器112被接收在压力室中并响应于压力室中的燃料的水平。浮子112可以是在燃料中漂浮的并枢轴地联接到节气门体118，并且阀108可连接到浮子112用于随着浮子响应于压力室100内的燃料水平的变化而移动时移动。当燃料的期望最大水平存在于压力室100中时，浮子112已移动到压力室中的阀108与阀座110接合并抵靠阀座110关闭的位置，这关闭了燃料入口104并防止到压力室100中的进一步燃料流动。随着燃料从压力室100中排出（例如通过计量阀28排到节气门孔20）时，浮子112响应于压力室中较低的燃料水平而移动并从而使阀108远离阀座110移动从而燃料入口104再次打开。当燃料入口104打开时，额外的燃料流入压力室直到达到最大水平并且燃料入口104再次关闭。
压力室100也可用作将液体燃料与气体燃料蒸气和空气分离。液体燃料将沉入压力室100的底部并且燃料蒸气和空气将上升到压力室的顶部，在那儿燃料蒸气和空气可通过通气孔102流出压力室（因此，被输送到进气歧管，然后到发动机燃烧室）。在所示例子中，阀元件108可滑动地接收在通向阀座110的通道114内。为了降低可能跨越阀座110两侧存在的压力差（例如由于与进气歧管连通的通气孔102），并为了有助于破坏可能存在并趋向于导致阀108卡到阀座110上的任何流体表面张力或其它力，可以提供横向通气通道116（图6），其将阀通道114与压力室100连通。
压力室100可由节气门体18，例如由形成在节气门体中的凹进部，和由节气门体支承的盖118至少部分地限定。压力室100的出口120通向计量阀入口66。在至少一些实施方式中，出口120可以是没有任何介于中间的阀的敞开通道，从而当燃料在压力室100内时燃料总是在计量阀28处是可获得的。出口120可从压力室的底部或下部延伸从而燃料可在大气压力下流到计量阀28。如果需要，过滤器或滤网122（图4）可提供在出口120处或出口120中。如这里所示的，盘形滤网被提供以过滤掉可能存在于压力室100内的任何大的污染物并防止这样的污染物堵塞下游通道、口等等。在出口120处提供过滤器或滤网的一个优点是，当盖118被去除时，可接近过滤器或滤网122用于清洁、更换或维修，假如滤网是计量阀28的一部分的话，则其将是困难的或是不可能的。根据需要，替代地或除此以外可以在通常燃料系统中和在节气门体中的其它地方提供一个或多个其它过滤器。
在节气门体组件10的使用中，如上所述的将燃料维持在压力室100中，以及因此维持在出口120和计量阀入口66中。当计量阀28关闭时，没有或大致没有通过阀座86的燃料流动，因此没有燃料流动到计量阀出口70或到节气门孔20。为了将燃料提供到发动机，计量阀28打开并且燃料流入节气门孔20、与空气混合并作为燃料和空气混合物被输送到发动机。
计量阀打开和关闭的正时和持续时间可由合适的微处理器或其它控制器控制。燃料流动（例如喷射）正时，或在发动机循环期间何时打开计量阀28，可改变出口70处的压力信号以及因此改变跨越计量阀28的压差和所得到的流入节气门孔20的燃料流量。此外，发动机压力信号的大小和通过节气门阀52的空气流量两者在发动机正在怠速运行时和发动机正在节气门全开运行时之间非常大地变化。协同地，对于任何给定燃料流量的计量阀28打开的持续时间将影响流入节气门孔20的燃料的量。
总之，在燃料出口70（如果提供了管，则在管92的端部）处的节气门孔20内的发动机压力信号在发动机怠速时比全开节气门时具有较高的数值。另一方面，由通过节气门孔20和增压文氏管36产生的燃料出口70（或管92的端部）处的压力信号在全开节气门时比怠速时具有较高的数值。可以不同方式确定相关发动机运行条件，包括通过发动机速度传感器和/或节气门阀位置传感器124。
在图3中所示的例子中，提供节气门阀位置传感器124使得所述系统可确定节气门阀52的瞬间转动位置。节气门阀位置传感器124可包括由节气门阀轴56支承的磁体126和由电路板130支承的磁响应传感器128。电路板130、传感器128和其上接收磁体126的节气门阀轴56的端部可由联接到节气门体18的壳体132覆盖。节气门位置传感器124可以是任何合适的类型，虽然示出为非接触的磁性传感器，但它可以是基于接触的传感器（例如可变电阻或电位计）。电路板130可包括用于确定节气门阀位置（例如怠速、全部打开或全开或在怠速和全开之间的任何位置或打开程度）的控制器或处理器，或它可使传感器128的输出与远程定位的控制器通信。此外，在电路板130包括控制器的情况下，也可使用同一控制器控制计量阀28的致动。
在所示例子中，节气门位置传感器124位于节气门阀轴56的一端，节气门阀致动器60（例如电机62或阀杆64）位于另一端。在这样的布置中，节气门阀52的两端可从节气门体18的外部接近，并可具有安装到其上的部件使得用于节气门阀轴56的定位件位于轴的两端部之间。在所示的实施方式中，例如在图1和3中，定位件包括插入节气门体中的开口136中的销134，该销横穿节气门阀轴孔58并被接收在节气门阀轴56的周缘中形成的槽138中。节气门阀轴56可相对于销134转动，但是被限制或防止轴向移动（也就是，沿着轴56的轴线）。为了有助于将节气门阀轴56组装到节气门体18中，销134可关于轴56被安装到节气门体18中而不需要接近轴的任一端，同时轴的端部由其它部件覆盖。可使用节气门阀52的其它布置，包括其中位置传感器124和致动器60两者都位于节气门阀轴56的同一端的布置。
在至少一些实施方式中，根据需要，可使用步进电机62来致动节气门阀52并可使用步进电机的旋转位置来确定节气门阀52的位置。例如，用于致动步进电机62的控制器可以跟踪步进电机的旋转位置并可用于确定节气门阀52位置。具有致动节气门阀52的步进电机时，还可能期望包括单独的节气门位置传感器以提供在致动节气门阀52时使用的反馈，用于改进的节气门阀控制和位置确定。
此外，至少在没有联接到节气门阀轴56的阀杆64的实施方式中，用于怠速和全开节气门位置的止动件140、142可由节气门体18支承并布置为由阀头部54接合。如至少在图4中所示的，止动件140、142可伸入到节气门孔20中并被示出为由插入节气门体18中的开口中的销限定，所述销延伸到节气门孔20。一个销140接合阀头部，如图4中所示，以便限定节气门阀52的怠速位置，并且另一个销142接合阀头部54以便限定节气门阀52的全开位置。在节气门阀52开始组装到节气门体中后，节气门阀52可在其怠速位置和全开位置之间转动（即，直到头部54接合止动件140、142），并且节气门位置传感器124和/或致动器60可被使用来确定节气门阀52位置并将其储存到存储设备。因此，由于公差等引起的在各节气门体之间的差异能够被说明，从而节气门阀52的准确的端部位置（例如怠速和全开）在随后的确定中被使用，例如可用于节气门阀52（例如通过电机等）或计量阀28的致动。因此，在至少一些实施方式中，止动件140、142的位置是不可调整的，但根据在给定节气门体组件10中的止动件的实际定位作出系统中的调整。当然，可以以别的方式提供止动件140、142，并且它们可以是可调整的。例如，如图1和2中所示的，可设置止动件144、146来接合节气门阀52的杆64或其它部分，并且止动件144、146的定位或位置可以是可调整的以便在组装后能够校准节气门体组件10。
如上面所提到的，节气门阀52位置可用作在确定发动机燃料需求的一个因素，其燃料需求通过打开计量阀并允许燃料流入节气门孔20来满足。燃料流量是作用在燃料上的压力的函数，包括计量阀28上游的压力（例如在压力室100中）和计量阀下游的压力（例如在节气门孔20）。在至少一些实施方式中，计量阀28在可以、但不必须包括进气冲程的发动机循环的一部分期间打开，并且低于大气压力的压力在节气门孔20中占主导。因此，由于在计量阀28打开的至少一部分时间期间压力室100在大气压力处或大气压力附近以及在节气门孔20内低于大气压力的压力，导致燃料流入节气门孔20的压差大于一个大气压。例如，如果压力室100处于大气压力并且当计量阀打开时在燃料出口70的压力为低于大气压力3psi，则作用在燃料上的总压力或净压力就绝对压力而言将是一个大气压力加上3psi。即使在发动机压缩冲程期间（其中燃烧室变得较小），通过文氏管的空气流动能够在节气门孔20中提供负压或低于大气压力的压力。在节气门孔20内的压力可由传感器测量或可在查询表、图或其它存储的数据收集中提供作为特定运行参数（例如发动机速度和节气门位置）的函数的信息。该信息可被提供到致动计量阀的控制器以便根据特定发动机运行参数控制计量阀的操作。
在包括增压文氏管36的实施方式中，燃料出口70处的压力信号与在燃料出口进入增压文氏管36的区域中在增压文氏管36内的压力相关。增压文氏管36可以通过增加相对低流量的空气的速度并因此在燃料出口70处提供较大的压力降来提高发动机怠速时的压力信号。在怠速时，如上面所提到的，发动机压力信号是相对大的，并可支配由通过增压文氏管36的空气流产生的压力降。尽管如此，与其中燃料被排到较低速度空气流的系统相比，在增压文氏管36中增加的空气流速度可有助于空气和燃料的混合以及燃料向发动机的输送。这可防止燃料集中或收集在节气门孔20中，并在到发动机的流体流量相对低并因此发动机可能对燃料和空气混合物的变化相对更敏感的低发动机速度和负荷下，向发动机提供更加一致的燃料和空气混合物。
为了改善当节气门阀52在其怠速位置和怠速位置附近时通过增压文氏管36的空气流，节气门阀52可包括布置为增加通过文氏管的空气流的导流器。在所示例子中，导流器包括在节气门阀头部54中的开口150（图2和3），当节气门处于其怠速位置时，该开口150与增压文氏管36对准。空气可流动通过该开口、然后通过增压文氏管36以便向增压文氏管36并在燃料出口的区域中提供一致的空气流动。替代该开口或除该开口之外，可提供其它特征，例如漏斗形通道或类似物，其对准增压文氏管36并与节气门孔20中的怠速空气流动连通。这些特征可由节气门阀头部54、节气门体或两者支承。
此外，当节气门阀52打开关掉怠速，并且较大的空气流量被提供通过节气门孔20时，增压文氏管36可在燃料出口处提供更加一致且更少湍流的空气流。当空气在节气门阀头部54和轴56周围流动时，在节气门孔20内的空气流能够变成湍流的。当空气流动通过收缩入口部分38和喉部40时，通过增压文氏管36的空气流动可更均匀。而且，增压文氏管36可定位在节气门孔20内，从而当节气门阀52初始地旋转关掉怠速时它与流入节气门孔20的空气对准。因此，增压文氏管36可在怠速时、关掉怠速的节气门位置、以及当节气门阀52朝着其全开位置转动和转动到其全开位置时接收空气流，并且增压文氏管36可向燃料出口70的区域提供更稳定状态的空气流，以便在燃料出口处提供更一致的压力信号以及燃料和空气的更一致的混合。因此，到发动机的燃料和空气混合物可以更一致，结果发动机的运行更一致。
接下来，虽然在图1-7的节气门体组件10中示出一个计量阀28用于在发动机运行条件的全部范围向发动机提供燃料，但是可以提供多于一个的喷射器或计量阀。在图8-12中所示的例子中，提供两个计量阀152、154。对于低速和低负荷发动机运行，包括怠速和一些关掉怠速的节气门位置，第一计量阀152通过低速燃料出口156将燃料提供到节气门孔20中。对于较高速和较高负荷发动机运行，第二计量阀154通过高速燃料出口158将燃料提供到节气门孔20中。高速燃料出口158可包括如先前描述的通到增压文氏管36中的燃料管92或由燃料管92限定，或它可以直接通到节气门孔20中。低速燃料出口156可通向增压文氏管36（如果使用一个的话），高速燃料出口158可通向燃料管92，如图9所示，从而燃料从单个位置排放到任一计量阀152、154。因此，第一计量阀152可在低于阈值燃料需求（例如0.1到15lb/hr）的发动机运行期间被选择性地打开，并且第二计量阀154可在该时间期间维持关闭，或者它也可与第一计量阀一致地、随着第一计量阀的变化或独立于第一计量阀而被打开。第二计量阀154可在阈值水平的燃料需求处或高于阈值水平的燃料需求的发动机运行期间被打开，并第一计量阀152可在该时间期间维持关闭，或它也可与第二计量阀一致地、随着第二计量阀的变化或独立于第二计量阀而被打开。对于两个计量阀152、154的燃料流可从压力室160提供，压力室160可分叉为两个通道162、164（图12），以便向两个阀提供燃料。而且，两个阀可以相同方式被构造并操作，例如关于计量阀28先前描述的。
无论使用一个还是多于一个计量阀，一个或多个独立的燃料通道可与任何一个计量阀和多达每个计量阀连通，以便冷却可在相对高电压（例如8到12伏）下操作并具有可产生比期望更高的热量的循环速率的计量阀。这样的燃料通道在本文中被称为冷却通道166，并如图10和11中所示的，可通向围绕计量阀152、154的至少一部分的槽或腔168。冷却通道166然后可通向返回通道170，燃料通过该返回通道返回压力室160，如图10和11所示。当然，冷却通道160是可选的，并可根据需要以不同的布置提供。例如，根据需要，空气可通过冷却通道按路线行进（例如从由节气门孔20分叉或以别的方式形成在节气门体中的通道）以便冷却计量阀。根据需要，也可使用发动机冷却剂来冷却所述阀或多个阀。
而且，如图8和9所示的，进气通道172可与单个计量阀（例如阀28）一起使用，或者当使用多于一个计量阀时，进气通道172可与多个计量阀（例如阀152、154）的每个或任何一个阀一起使用。进气通道172可从与其相关联的计量阀152的燃料出口156上游的节气门孔20的一部分延伸，并且可与通向计量阀的燃料出口156的燃料通道连通。在所示例子中，进气通道172从节气门体18的入口端22引导到低速计量阀152的燃料出口通道156，该燃料出口通道可独立于高速计量阀出口158，或与其相连，如上面所提到的。
如图9和12中所示的，具有期望尺寸的通道或孔176的喷嘴174可设置在进气通道172中。喷嘴174可以是压配合到或以别的方式安装到通道172中的单独体，并且空气可在到达计量阀152之前流动通过孔176。喷嘴174下游的通道的流动面积在尺寸上可大于喷嘴的最小流动面积，从而喷嘴对通过进气通道172的空气流动提供最大节流。取代喷嘴174或除喷嘴174之外，具有合适尺寸的通道可在节气门体18中钻孔或以别的方式形成以便限定对通过进气通道172的空气流动的最大节流。使用喷嘴174可有利于使用针对多个发动机或在其中可能需要不同空气流量的不同发动机应用中的通用节气门体设计。为了实现不同的流量，具有不同有效流动面积的孔的不同喷嘴可被插入节气门体，而节气门体的其余部分可以是相同的。而且，除了使用喷嘴之外或取代使用喷嘴，不同直径的通道可形成在节气门体，以实现相似的事。此外，在一些应用中，进气通道172可被覆盖或堵塞以防止其中的空气流动。
在燃料管92延伸到增压文氏管36中的例子中，进气通道172可延伸到燃料管中或与燃料管连通（如图9中的虚线所示），以将来自进气通道的空气和来自低速计量阀152的燃料提供到燃料管中，在那儿它可与来自高速计量阀154的燃料混合。图13图示了进气通道172的一个例子，其中节气门体组件10包括单个计量阀28以提供空气流到管中以有利于燃料流动通过管并帮助燃料和空气的混合。因此，如果需要，燃料和进入空气的排出的单个点可设置到节气门孔中。而且，燃料管可替代地或还可包括轴向地面朝节气门孔20的入口的开口180，以接收进入燃料管92的空气。这可有利于在管中的燃料流动并有利于燃料和空气的混合，并破坏可能在一些情况下形成在燃料管中的流体或毛细管封闭。
除了喷嘴或其它流动控制器之外或取代喷嘴或其它流动控制器，通过进气通道172的流量可至少部分地通过阀控制。阀可沿着通道172定位在任何地方，包括通道的入口的上游。在至少一个实施方式中，阀可至少部分地由节气门阀轴限定。在该例子中，进气通道172与节气门轴孔相交或与节气门轴孔连通从而流动通过进气通道的空气在空气被排到节气门孔之前流动通过节气门轴孔。空隙，例如孔或狭孔，可形成在节气门阀轴56中（例如穿过轴，或进入轴的周缘的一部分），如大体由以图8中的虚线图示的孔173所示的。当节气门阀轴旋转时，空隙与进气通道对齐或对准的程度改变。因此，通过阀的有效流动面积或开口流动面积改变，这可改变从进气通道提供的空气的流量。如果需要的话，在节气门阀的至少一个位置中，空隙可以是对进气通道根本不打开的，以致从进气通道经过节气门阀孔的空气流动不发生或被大致阻止。因而，从进气通道提供到节气门孔的空气流动被至少部分地作为节气门阀位置的函数被控制。此外，如图19所示的，要从设备排出的全部燃料或一些燃料可经由口175被提供到进气通道172'，该口175可位于计量阀或燃料喷射器的下游。这可将计量的燃料流提供到流动通过进气通道的空气中并有助于在混合物从设备排出之前使燃料雾化和/或更好地混合燃料和空气。
如上面所提到的，节气门体也可被构造为使用以正压或超大气压力的压力供给的燃料操作。在至少一些实施方式中，在节气门体18中的燃料可由燃料泵190（图15）提供，燃料泵190可由节气门体18支承或远离节气门体定位（并通过合适的通道或管连通）。来自燃料泵190的燃料可被提供到压力调节器192，压力调节器192具有出口194，在期望压力下的燃料通过该出口被输送到计量阀28或计量阀152、154。像燃料泵190一样，压力调节器192可以由节气门体18支承或远离节气门体定位并通过合适的通道、管等与节气门体连通。从压力调节器192，燃料可被提供到与计量阀连通的压力室196。
在至少一些实施方式中，燃料泵190是由来自发动机（例如发动机进气歧管）的压力脉冲驱动的脉冲泵。一个合适类型的脉冲泵可包括通过发动机压力脉冲致动的膜片，以便当膜片振动或往返运动时将燃料泵送通过入口阀和出口阀。使用这样的燃料泵190，当计量阀28关闭时泵不抽送燃料并且在压力调节器192处不需要燃料的旁通。如果使用正排量燃料泵，例如转子式燃料泵，则压力调节器可包括旁通通道，在过量压力下的燃料通过该旁通通道返回到燃料箱，或返回到压力调节器上游的系统的某个其它部分。其它泵可包括通过某个发动机子系统或控制器机械地或电动地操作的膜片泵。
在至少一些实施方式中，如图14-16所示的，压力调节器192可包括在其周缘夹在主体和盖之间的膜片198。在图16中，主体200和盖202是与节气门体分开的，且在图14-15中，膜片198夹在节气门体18和盖202之间。在任一例子中，偏压部件，例如弹簧206，可接收在膜片198和盖204之间以便提供趋向于将膜片朝着主体200（在图16的例子中）或节气门体18（在图14-15的例子中）挠曲的力。燃料室208可被限定在膜片198的另一侧和节气门体18（或主体200）之间。燃料通过入口阀210和入口通道212流入燃料室208。并且燃料从燃料室208通过出口通道194被排出。入口阀210可被联接到枢轴安装到节气门体18（或主体200）的杆216。当在燃料室208中的燃料的压力在膜片198上提供小于弹簧206的力时，膜片朝着节气门体挠曲并接合杆216以便打开阀210并允许燃料从燃料泵190流入燃料室208。当在燃料室208中的燃料的压力在膜片198上提供的力大于弹簧206在膜片上提供的力时，膜片朝着盖202挠曲并且不移动杆216或打开阀210。相反，作用在杆216上的偏压部件220使杆在相反方向上转动以便关闭阀210并防止进一步的燃料从燃料泵190流到燃料室208。以这样的方式，弹簧206在膜片198上的力可确定在燃料室208中允许的燃料的压力。弹簧206的初始力可通过设定弹簧的初始压缩量的机构222校准或调节。在所示例子中，该机构包括接收在盖202的螺纹孔中的螺纹紧固件222，螺纹紧固件222被朝着弹簧206推进以进一步压缩弹簧或远离弹簧缩回以减小弹簧的压缩。当然，可使用其它机构。并且可使用其它类型的压力调节器。图17示出了带有压力调节器224的节气门体，压力调节器224包括弹簧偏压的阀元件226，其采用由阀杆230支承的阀头部228以及在杆230和阀定位件234之间的弹簧232的形式。通过作用在阀头部228上的燃料抵抗弹簧力，阀元件226相对于阀座236是可移动的。图18示出压力调节器240，其包括弹簧偏压的阀元件，其采用球或球形阀头部242的形式，通过弹簧246抵抗通过入口248作用在头部242上的燃料的力，该头部242被可屈服地偏压到与阀座244接合。当头部242从阀座244移走时，燃料流动通过压力调节器并流出出口250。
从燃料调节器192，燃料可在大体恒定的超大气压力的压力下流动到压力室196（图15）。压力室196可包括浮子致动阀254，当压力室196内的燃料的水平在阈值水平或最大水平时，该浮子致动阀254选择性地关闭蒸气通气孔256。当通气孔256关闭时，压力室196中的压力迅速地变得大于从泵190提供的燃料的压力，并且大致阻止或防止流入压力室196的进一步的燃料流动。当燃料水平低于阈值水平时，浮子252打开阀254并且允许额外的燃料从压力调节器出口194进入压力室196。出口194从压力室196提供处于超大气压力的压力的燃料到计量阀或多个计量阀，当计量阀打开时，提供燃料进入节气门孔20。这里再次，对于它们打开的全部持续时间或一部分持续时间，计量阀可被打开，同时低于大气压的压力信号存在于节气门孔20中。因此作用在燃料上并导致燃料流入节气门孔20的净压力可大于提供到燃料计量阀的燃料的压力。当然，如果期望流入节气门孔20的较低的燃料流量，则当正压力信号存在于节气门孔20中时计量阀可被打开，在这种情况下节气门孔20中的正压力小于压力室中的压力（例如由压力调节器设定）。
在至少一些实施方式中，节气门体提供压力室，在其中维持燃料供给源。在室中的燃料提供增强节气门体中的燃料流动以及在将燃料和空气混合物输送至发动机之前的燃料与空气的混合的输送压力。因此，某一正压力被提供在燃料上，而非低于大气压的压力被用来抽出或抽送燃料通过孔或类似物。因此，由于作用在燃料的压位差能导致燃料流动而无需发动机压力信号施加到燃料上，即使发动机不在运行，燃料也可被输送。此外，燃料计量可包括在发动机循环期间选择性地打开和关闭的阀，以便当阀打开时允许燃料流动并当阀关闭时防止或大致阻止燃料流动，并且此选择性的阀操作可发生在发动机怠速或全开节气门操作时。此外，在燃料已经流动通过计量阀之后空气与燃料混合，而不是使燃料和空气混合物被计量。
此外，节气门体的至少一些实施方式不包括压力调节器，而是在环境压力下操作，具有作用在燃料上的压位差，如上面所提到的。因此，重力和在压力室中的燃料水平结合节气门孔中的压力信号一起设定用于燃料输送的近似压力。在至少一些实施方式中，不需要处于正压或超大气压的压力的燃料泵或其它燃料源。
在至少一些实施方式中，计量阀被布置为使得燃料流入与阀座和阀元件大体轴向对齐的计量阀，并且燃料从计量阀出口大体径向向外地排出并且该出口与入口径向向外地间隔开。此外，从计量阀的排出可利用在节气门孔上游提供的、以及在一些实施方式中在计量阀上游提供的对于燃料的喷嘴或最大流动限制通过相对大的通道（大流动面积）被输送到节气门孔。在节气门孔中的空气流动、以及在至少一些实施方式中在增压文氏管内的空气流动被用于混合燃料和空气并减小被输送到发动机的燃料液滴的大小。燃料在至少一些实施方式中可通过单个孔被输送到节气门孔中，并且在至少特定其他实施例中可通过每个计量阀一个孔被输送到节气门孔中（例如，对于低速计量阀一个孔并且对于高速计量阀一个单独的孔）。
此外，压力室可充当蒸气分离器，并且与通过管或软管联接到节气门体或燃料喷射器的远距离定位的蒸气分离器相反地，可由节气门体支承。因此，蒸气分离器可靠近燃料被排到节气门孔的位置定位，除了别的因素之外，这能够降低在分离器下游蒸气形成的可能性。
在至少一些实施方式中，计量阀入口的面积比计量阀出口的面积具有在约0.05到2:1之间的比率（包括具有限定最小入口流动面积的燃料计量喷嘴的实施方式）。此外，通过计量阀的燃料流动可以在约0.1到30lb/hr（磅/小时）的范围内，并且本文公开的节气门体可与具有例如在约3到40马力的功率输出的发动机一起使用。并且利用包括浮子和通气孔的压力室，节气门体可与保持在约30度的水平线的发动机一起使用。
此外，在至少一些实施方式中，微处理器或其它控制器可响应于感测的节气门阀52的实际位置、发动机rpm和曲轴角度位置通过应用燃料网格图、矩阵或查询表（作为例子而没有限制）的内部软件指令控制多个功能以便确定选择期望的打开时刻，并确定计量阀28的打开持续时间用于将燃料输送到节气门孔20中。除了控制到发动机的燃料流动之外，微处理器还可改变发动机火花点火正时以控制发动机运行。
如上面提到的，节气门阀52可通过电动致动器60控制，所述电动致动器例如包括各种旋转电机，例如步进电机62。电机62可以任何期望的方式被联接到节气门阀轴56。一个示例连接在图3中被示出并包括具有输入孔262和输出孔266的联接件260，与电机62关联的驱动构件（例如驱动轴264）被接收在该输入孔中，并且节气门阀轴56的一个端部被接收在该输出孔中。如果需要的话，分隔壁或横隔壁可设置在这两个孔之间。孔262、266和轴端部可以是非圆形的，以便有利于它们的共同旋转，或者轴56、264可以以其它方式（例如通过销、紧固件、焊缝、粘合剂等）可旋转地连接到联接件260。联接件260可以由任何期望的材料形成，并且可以是有点柔顺性的，即可弯曲的并有弹性的。虽然在至少一些实施方式中的联接件260就算真的有，也不会沿着它的轴线扭转很多，从而节气门阀52的旋转位置紧密地跟随电机62的旋转位置，但是联接件可以沿着它的轴向长度弯曲或挠曲以减小由于装配中的各部件的微小的未对准（例如零件公差）、在使用中以及在部件的整个生产运行期间遭遇的振动或其它状况引起的在电机62和轴264上的应力。因而，在至少一些实施方式中，不需要用以更加柔性地相互连接节气门阀和电机的弹簧、杠杆和其它设备。
此外，如图3中所示的，联接件260可包括从联接件的外表面向外伸出的突起270。突起270可接合体18中的节气门阀轴孔58的内表面，在装配中联接件被接收在节气门阀轴孔中。突起270可以相对小的接合表面面积摩擦地接合体18并相对于该体支撑联接件260和轴端部，以减小转动节气门阀52所需的力。突起270可减弱使用中的振动并降低否则可能由这样的振动引起的对联接件260和电机62的磨损。联接件还可帮助抵抗节气门阀52的无意旋转（例如通过在使用中作用在阀头部上的力）并可允许通过电机62对节气门阀的改进控制，换句话说，它可降低在电机和节气门阀轴56之间的连接中的过盈或游隙，以能够实现节气门阀位置的更精细的控制。虽然在图3示出了一个突起，但可以设置多个突起，多个突起可沿着联接件的轴向长度间隔开，可具有任何期望的轴向长度，可以在圆周上是连续的，可以是具有有限周向长度的离散突出部，可以呈螺旋形或螺旋体的形式，等等。突起还可帮助密封节气门阀轴孔以便减少或防止从其中的泄露。有代表性的材料可具有在20邵氏a到70邵氏d的范围的硬度，和/或20mpa—8gpa的弯曲模量。在至少一些实施方式中，可以使用下面的非限制性且非穷举的材料列表：橡胶、硅树脂、含氟弹性体、聚氨酯、聚乙烯、共聚多酯、黄铜、3d打印材料、delrin®、viton®/fkm、环氧氯丙烷、texin®245或285、hytrel®3078和dowlex®2517。
在图20中示出了在节气门阀轴和驱动电机之间的不同联接件271。这里，联接件271具有：带有非圆柱形腔272的第一部分，电机62的非圆形驱动轴264被接收在第一部分中；和被接收在形成在固定夹274中的开口内的第二部分，该固定夹274被联接到节气门阀轴56。联接件271可在节气门阀轴孔58的外部被接收，并且合适的密封件276可设置在轴56和体18之间，不是在孔58内就是在孔58的外侧。联接件271可由金属、聚合物、复合材料或任何期望的材料形成，并可以是刚性的以便精确地且可靠地将来自驱动轴264的旋转运动传递到节气门阀轴56，而几乎没有在它们之间的扭转或相对转动。节气门阀轴56的轴向位置可通过紧固到体18的夹278保持。
联接件271和夹274中的任一个或两者可适应在驱动轴264和节气门阀轴56之间的一些不对准、以及衰减振动等等。使用这个布置，节气门阀位置传感器可被包括在驱动电机62和节气门阀轴56之间，同时联接件271支承与联接件一起旋转的磁体280。磁体280可以任何合适的方式被轴向地保持在联接件271上，并被示出为被支承在电机盖282的腔内，并且如果需要的话，可通过夹274在另一个方向上被保持。此外，磁体280可以在电路板130的与电机62相反的一侧。例如，磁体280可以在电路板130的更靠近节气门孔20的一侧，并且电机壳体可位于电路板的另一侧。磁响应传感器（例如128）可以在适于检测由于磁体旋转引起的变化的磁场的任何位置。即使具有电机或其它致动器，其中能够以合适的精度确定旋转位置，在至少一些实施方式中，单独的节气门位置传感器也是令人期望的，以便说明在致动器和节气门阀之间的联接件或其它元件的任何扭转，并且/或者提供节气门阀位置的单独指示用于改进的精度并且/或者使如由致动器确定的位置能够被验证或双重检验，这可以允许致动器或节气门阀的报告位置中的任何误差被校正。
在图21中示出在电机62和节气门阀轴56之间的不同联接。该联接包括可以与联接件271相同或相似的联接件290。该联接件290的非圆形远端292可被接收在节气门阀轴56的端部中的互补的非圆形腔中，以便可旋转地将电机联接到阀轴。联接件290或节气门阀轴56可延伸通过旋转位置传感器，其在该实施方式中被示为旋转电位计294，其由壳体支承并可以至少部分地接收在壳体中。电位计294被示为由联接件290或壳体282支承从而当联接件290被转动时，电位计的电阻改变。这可变化的电阻值可与控制器通信以便能够实现节气门阀位置的确定和控制。象如上所述的在磁感测布置中的传感器一样，电位计294可安装到电路板130便于联接到控制器和节气门阀52。
如图22和23中所示的，联接件、节气门阀轴或电机驱动轴可延伸通过支承在控制模块300的壳体298中的电路板130。如上面所提到的，电路板可包括响应于由于磁体旋转而引起的磁体的磁场中的变化以便因而确定磁体和节气门阀轴的旋转位置的传感器。在所示的实施方式中，电机62包括外壳或壳体，其具有以任何期望方式固定到电路板130和/或到模块壳体298的支撑件302，包括但不限于合适的紧固件或热压接柱。在至少一些实施方式中，电机62位于电路板130的与节气门阀头部54相反的一侧，并且电机（和/或与其相关联的适配器）的驱动轴264或节气门阀轴56延伸通过电路板130中的开口。电机62可以是任何期望的类型，包括但不限于步进电机、混合动力步进电机、dc电机、有刷或无刷电机、印刷电路板电机，以及压电致动器或电机，包括但不限于所谓的squiggle电机（squigglemotor）。如果需要的话，齿轮或齿轮组可用在电机62和节气门阀轴56之间以便提供相对于电机输出的节气门阀转动速度增加或减小。
如图24和25中所示的，除了电机62之外或替代电机62，具有包括但不限于在本文中已经描述的任何期望构造的电致动的计量阀28或燃料喷射器，可以联接到电路板130并从壳体298向外延伸用于接收在体18的孔中，如前面示出和描述的。在具有多于一个计量阀28的应用中，所有计量阀或少于所有计量阀可直接联接到电路板130（也就是，带有直接联接到电路板的用于致动电磁阀的电力引入线304）并由包括电路板130的模块300支承。在至少一些实施方式中，计量阀28和电机62的驱动轴264大体上彼此平行并且布置为接收在沿着节气门孔20间隔开的孔中。在图22-25中没有示出壳体298的可选的后盖，其可封装电机62和电路板130中的一些或全部。电路板130可包括控制器306，例如微处理器。微处理器306可尤其与电机62、计量阀28和可用在系统中、包括节气门位置传感器的各种传感器电通信。
其它传感器也可被使用并与微处理器306通信，并可直接地安装在电路板130上。例如，如图22、23和25所示的，一个或多个压力传感器308、310可安装在电路板上。第一压力传感器308可与进气歧管或者具有代表进气歧管压力的压力的区域连通。这可有利于根据进气歧管压力控制燃料和空气混合物（例如计量阀的操作）。在所示的实施方式中，壳体298包括采用圆柱形管312形式的管道，其从壳体向外延伸。管312可由与壳体298的从其延伸的部分的同一块材料形成，例如通过成为壳体的嵌入模制的特征。管312可延伸入体18中的通道，该通道邻近节气门孔20的出口端24通向节气门孔。管312或第一传感器308通常也可以与进气歧管连通，例如通过被联接到在其另一端联接到通向进气歧管的配件或旋塞的管道。第二压力传感器310可经由另一管314或管道与大气压力连通，其可以与关于第一传感器308描述的相似方式布置。这可以有利于根据大气压力控制燃料和空气混合物（例如，计量阀的操作）。根据需要，其它的或附加的压力传感器，包括一个或多个燃料压力传感器，可与模块300一起使用，并可直接联接到电路板130。
电机、计量阀和传感器可通过它们自身联接到电路板，即，没有安装在电路板上的任何其它部件，或以包括这些部件以及没有在本文阐述的其它部件中的一些或所有的任何组合。如上面所提到的，电路板可包括点火控制电路的至少一部分，该点火控制电路控制用于发动机中的点火事件的电力的产生和放电，包括点火事件的正时。而且该电路可包括微处理器306从而同一微处理器可控制点火电路、节气门阀位置和计量阀位置。当然，根据需要，可设置多于一个的微处理器或控制器，并且它们可以在相同或不同的电路板上。在至少一些实施方式中，这些部件的所有各种组合在同一控制模块中用于便于组装和与节气门体一起使用以及与发动机和车辆或与发动机一起使用的工具一起使用。
在至少一些实施方式中，点火电路可包括一个或多个线圈，所述线圈位于邻近包括一个或多个磁体的飞轮。飞轮的旋转使磁体相对于线圈（通常为初级线圈、次级线圈和/或触发线圈）移动并在线圈中感应电荷。点火电路还可包括适于控制向火花塞放电（如在电感点火电路或电容放电点火电路）和/或储存在线圈中产生的能量（例如在电容放电点火电路中）的其它元件。然而，微处理器不需要被包含在包括线圈的组件中。而是，与充气形成设备相关联的微处理器（例如306）可操作以与一个或多个与如本文所提到的节气门阀相关联的设备通信和/或控制所述一个或多个设备，微处理器还可控制点火事件的正时，例如通过控制与包括线圈的组件相关联的并邻近发动机定位或由发动机支承的一个或多个开关。因而，线圈可相对于节气门体和其控制模块分开地定位，还是通过节气门体控制模块控制。此外，传感器或信号可从包括线圈的组件提供到控制模块和控制器306，除了其它理由外，尤其用于点火正时的改进控制。在不想要限制可能性的情况下，这些信号可与包括线圈的组件的温度或发动机的温度相关，这些信号可与发动机速度相关和/或这些信号可与发动机位置（例如曲柄角）相关。更进一步地，在线圈中感应的能量被使用以向微处理器306、节气门阀致动器、计量阀致动器、燃料喷射器等中的一个或多个供电。以这样的方式，两个模块（一个在发动机处带有线圈，并且另一个在节气门体处或与节气门体相关联）可以享有有效且共生的关系。
在至少一些实施方式中，发动机速度可通过模块结合节气门阀位置和点火正时被控制，节气门阀位置和点火正时均可由微处理器306控制，如上面所提到的，微处理器306可被包含在模块300中。节气门阀位置影响空气和燃料向发动机的流量，点火正时能被提前或延迟（或者特定点火事件可被完全跳过）以便改变发动机功率特性，正如所知的那样。因而，系统能够控制节气门阀位置和点火正时两者以便控制可燃烧的空气和燃料混合物向发动机的流量以及何时燃烧事件在发动机循环内发生。
燃料和空气充气形成设备320的另一实施方式在图26-28中示出，它可以是节气门体。在该实施方式中，设备320增加输送到它的燃料的压力并提供到节气门孔20中的燃料的计量的流动。该设备可包括燃料泵322或与燃料泵322连通，燃料泵增加在设备320中提供的燃料的压力。在所示例子中，如下面所阐述的，燃料泵322由设备320支承并与设备320整体形成。
更详细地，来自源（例如燃料箱）的燃料通过盖326中的燃料入口324进入节气门体，其中盖326固定到主节气门体18。从燃料入口，燃料通过形成在主体18中的泵入口通道328流到燃料泵322。在这个例子中的燃料泵322包括燃料泵膜片330，该膜片在其周缘被夹在泵盖332和主体18或另一部件之间。压力室334被限定在膜片330的一侧上并经由压力信号入口336与发动机压力脉冲连通，压力信号入口336可被限定在形成在泵盖332中的配件中。合适的管道可在一端被联接到配件336，并且可与发动机进气歧管、发动机曲轴箱或发动机压力脉冲可与压力室相连通的其它位置连通。膜片330的另一侧与主体一起限定燃料室338。燃料通过入口阀340进入燃料室338并且燃料通过出口阀（未示）在压力下离开燃料室。入口阀和出口阀可以与燃料泵膜片分开，或者它们中的一个或两个可与膜片整体形成，例如通过在膜片中的阀片，其响应于跨阀片两侧的压力差相对于分别的阀座移动。在至少一些实施方式中，如图27中所示的，入口阀和出口阀可由主体的或中间体344的壁342支承，并且相应的阀座可限定在主体的或中间体344的壁342中，该中间体344夹在泵盖332和主体18之间。
膜片330的未夹住的中心部分响应于跨其两侧的压力差而移动。当膜片330的中心部分朝着盖332移动时，燃料室338体积增加并且其中压力减小，这打开入口阀340并允许燃料进入燃料室。当膜片330的中心部分远离盖332移动时，燃料室338的体积减小并且其中压力增加。这将燃料在压力下泵送出燃料室并通过出口阀。燃料泵332可被构造并可与例如在特定化油器中使用的膜片式燃料泵相似地操作。
从燃料室338排出的燃料流入泵出口通道346，泵出口通道346可至少部分地形成在主体18中。从泵出口通道346，燃料流入压力室348，压力室348可与以上关于图15描述的压力室196相似。该压力室348还可包括浮子致动的阀350，当在压力室348内的燃料的水平处于阈值水平或最大水平时，浮子致动的阀350选择性地关闭蒸气通气孔352（其可联接到将蒸气输送到任何期望位置的管道，根据需要，任何期望位置例如但不限于进气歧管、燃料箱、炭罐或其它地方）。当通气孔352关闭时，压力室348中的压力容易变得大于从泵322提供的燃料的压力，并且大致阻止或防止进入压力室348的进一步的燃料流动。当燃料水平低于阈值水平时，浮子354打开阀350并且允许额外的燃料进入压力室348。
压力室348中的燃料与燃料压力调节器356连通，燃料压力调节器356也可由主体18或与主体相关联的其它体支承，或它可以远离压力室348定位并通过合适的管道联接到压力室348。压力调节器356可以是任何期望的构造，并可以如以上关于图17或图18描述中阐述的。如图26和28中所示的，压力调节器356与参照图17示出和描述的相似，并被接收在主体18中的孔358内，并且在安装调节器之后，孔由塞360密封以防止燃料从孔泄露。压力调节器阀通过阀座362暴露于压力室348中的超大气压力的燃料，并且至少当燃料在高于阈值压力的压力时，阀头部364离开阀座并且燃料通过压力调节器流到旁通通道366，旁通通道366可通向任何期望的地方，包括燃料泵入口324、燃料箱或其它地方。这将压力室内的最大燃料压力限制到期望水平。
在压力室348中的燃料也通过压力室出口通道372与燃料计量阀370连通，如果需要的话，压力室出口通道372完全地或部分地形成在主体18内。计量阀370被接收在主体18的孔374内，该孔374与燃料出口通道372相交并具有通向或直接通到节气门孔20的出口端口。阀孔374的阀座或计量孔376在燃料出口通道372和出口端口或节气门孔20之间从而通过阀370控制或计量到节气门孔的燃料的流动。计量阀370可以是任何期望的构造，包括但不限于本文中已经描述的阀。
在至少一些实施方式中，计量阀370可包括主体，该主体相对于阀座376或在锥形孔内可轴向移动以改变阀的流动面积，并因而改变燃料通过阀并到节气门孔20的流量。在所示例子中，阀体包括在其远端的针阀378，其延伸通过阀座376，并且阀体包括肩部，当阀在关闭位置时该肩部适于接合阀座以限制或防止通过阀座的燃料流动。阀体的轴向运动可通过致动器380控制，该致动器可以是电动的。致动器380可以是电磁阀或者可包括电磁阀，或者它可以是电机，例如但不限于本文中以上关于至少节气门阀致动器列出的类型的电机。在至少一些实施方式中，电机380转动阀体，该阀体可包括与形成在孔374中的螺纹接合的外螺纹，从而这样的阀体转动使阀体相对于阀座376轴向地移动。电机380替代地可以使阀体相对于阀座线性地前进和/或缩回。电机可通过控制器驱动，例如如上所述的微处理器306。因为在计量阀370处的燃料处于压力下，所以只要燃料存在并且肩部没有与阀座接合，它就会流入节气门孔20，并且至少在特定实施方式中，不需要燃料喷射器或类似物。
如图29中所示的，到充气形成设备320的燃料入口324可包括阀组件382以控制流入充气形成设备的燃料的流动。例如，阀可关闭以防止在某一压力下的燃料被强制进入并通过充气形成设备。在所示例子中，阀组件包括接收在入口室386内的浮子384，入口室386被限定在盖326和主体18之间。浮子384可由阀388支承或联接到阀388以便选择性地打开和关闭燃料入口324。当在入口室386中的燃料的水平处于期望的最大水平时，浮子384使阀388上升与阀座接合并且完全阻止或停止进入入口室386的燃料流动。当燃料泵322正在泵送燃料、并且如上所述燃料正流入节气门孔20时，入口室386中的燃料水平在至少特定时间将低于最大水平并且浮子将打开阀以允许燃料流入入口室。因此，例如，作用在燃料上的更高的上游压力（例如增加的燃料箱压力）不能强迫太多燃料进入充气形成设备并潜在地导致进入节气门孔的高于期望的燃料流量，因为浮子和阀限制了可存在于入口室中的燃料的体积。以这样的方式，在充气形成设备中的燃料压力和燃料流量可被控制在期望范围内。还如图29中所示的，从压力容器的通气孔352可通到入口室386。在入口室中的燃料蒸气可以在入口室中凝结回液体燃料，其通常可包括来自燃料箱或其它源的较冷的燃料。
虽然本文公开的本发明的各形式构成了目前优选的实施例，但是许多其它形式也是可能的。本文不旨在提到本发明的所有可能的等效形式或衍生物。应当理解的是，本文所使用的术语仅仅是描述性的，而不是限制性的，并且在不偏离本发明的精神或范围的情况下，可以作出各种改变。
1.一种用于燃烧发动机的节气门体组件，包括：
节气门体，所述节气门体具有压力室和带有入口的节气门孔，其中在所述压力室中接收液体燃料供给，且空气通过所述入口被接收；
由节气门体支承的、带有阀头部的节气门阀，其相对于节气门孔是能移动的以便控制通过节气门孔的流体流动；
控制模块，所述控制模块具有由节气门体支承的壳体并具有由所述壳体支承的电路板和控制器；以及
联接到节气门阀以便使节气门阀在第一位置和第二位置之间移动的致动器，所述致动器由控制模块支承并至少部分地通过控制器控制。
2.根据权利要求1所述的组件，其中所述组件还包括由节气门体支承的计量阀，所述计量阀具有在打开位置和关闭位置之间能移动的阀元件，其中在打开位置中液体燃料从压力室流入节气门孔，并且在关闭位置中防止或大致防止液体燃料通过计量阀流入节气门孔，并且其中计量阀是电致动的且至少部分地由控制器控制。
3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述计量阀直接联接到所述壳体。
4.根据权利要求3所述的组件，其中所述计量阀至少部分地由壳体支承。
5.根据权利要求1所述的组件，其中所述节气门阀包括由致动器驱动用于旋转的节气门阀轴，并且其中，节气门位置传感器至少部分地由轴支承用于与轴一起旋转，其中所述致动器是电致动的，所述致动器由控制器控制，并且所述致动器具有通过联接件联接到所述节气门阀轴的驱动轴，并且其中致动器的驱动轴或节气门阀轴或联接件中的至少一个延伸通过电路板。
6.根据权利要求5所述的组件，其中所述联接件摩擦地接合节气门体。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的组件，其中所述组件还包括由电路板支承并具有与控制器通信的输出的压力传感器。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的组件，其中所述组件还包括节气门位置传感器，所述节气门位置传感器由所述电路板支承、对节气门阀的旋转作出响应并具有与控制器通信的输出。
9.根据权利要求8所述的组件，其中所述节气门位置传感器包括由电路板支承的磁响应传感器和由节气门阀轴或联接件中的至少一个支承的磁体，所述联接件将节气门阀轴和致动器互连。
10.根据权利要求9所述的组件，其中电路板、节气门位置传感器和其上接收磁体的节气门阀轴的端部由壳体覆盖。
11.根据权利要求1所述的组件，其中所述节气门阀在怠速位置和全开位置之间是可移动的，其中在怠速位置中，阀头部大致阻塞通过节气门孔的空气流动，并且在全开位置中阀头部对通过节气门孔的空气流动提供较小的节流，并且其中所述节气门体包括当节气门阀在怠速位置时由节气门阀接合的止动件，并且所述节气门体包括当节气门阀在全开位置时由节气门阀接合的另一止动件。
12.根据权利要求11所述的组件，其中所述止动件由插入节气门体中的开口中的两个销限定，所述销延伸到节气门孔。
13.根据权利要求9所述的组件，其中所述磁体由联接件支承，并且其中所述联接件连接到致动器的驱动轴，其由致动器转动，并且所述联接件连接到节气门阀轴，并且其中所述联接件与驱动轴一起转动，磁体与联接件一起转动，并且节气门阀轴与联接件一起转动。
14.根据权利要求8所述的组件，其中节气门位置传感器包括由电路板支承的电位计，并具有联接到联接件或节气门阀轴的一部分，从而所述电位计的所述部分随着当节气门阀轴旋转而旋转。
15.根据权利要求1所述的组件，其中所述组件还包括由电路板支承并具有与控制器通信的输出的压力传感器，并且其中所述壳体包括延伸入节气门体的通道中的管，所述通道通向节气门孔。
16.一种用于燃烧发动机的节气门体组件，包括：
节气门体，所述节气门体具有压力室和带有入口的节气门孔，其中在所述压力室中接收液体燃料供给，且空气通过所述入口被接收；
由节气门体支承的、带有阀头部的节气门阀，其相对于节气门孔是能移动的以便控制通过节气门孔的流体流动；
联接到节气门体的计量阀，计量阀具有在打开位置和关闭位置之间能移动的阀元件，其中在打开位置中燃料流入节气门孔，并且在关闭位置中防止或大致防止燃料通过计量阀流入节气门孔；和
位于所述节气门孔中的增压文氏管，所述增压文氏管具有内部通道，该内部通道在两个端部开口向节气门孔，所述增压文氏管具有开口，当阀元件处于打开位置时，燃料通过该开口流入所述内部通道，其中在重力下或在小于6psi的压力下，燃料从压力室流到计量阀。
17.根据权利要求16所述的组件，其中所述组件还包括控制模块，所述控制模块具有由节气门体支承的壳体并具有由所述壳体支承的电路板和控制器，并且其中计量阀是电致动的且联接到控制器。
18.根据权利要求16所述的组件，其中，所述计量阀包括使阀元件移动的电机或螺线管。
19.根据权利要求16所述的组件，其中，所述节气门体包括进气通道，所述进气通道从计量阀的燃料出口上游的节气门孔的一部分延伸，并且与通向计量阀的燃料出口的燃料通道连通。
技术总结