燃料喷射器制造技术

本文公开用于内燃机的燃料喷射器(100)。该燃料喷射器特别适用于用作双燃料喷射器，并且包括基本管状的外阀针(130)、可滑动接收在外阀针(130)中的内阀针(140)，和喷嘴主体总成(112)，喷嘴主体总成(112)包括尖端部分(120)与导针器部分(118)。尖端部分(120)限定用于外阀针(130)的嵌坐区域(120f)，并且导针器部分(118)包括用于可滑动接收外阀针(130)的引导孔(118e)。在一个实施方案中，尖端部分(120)和导针器部分(118)由不同的材料制成，并且用于外阀针(130)的偏置弹簧(148)容纳于喷嘴主体总成(112)中。

【技术实现步骤摘要】
燃料喷射器本申请为国际申请号为PCT/CA2014/050469，国际申请日为2014年5月21日，专利技术名称为“燃料喷射器”的PCT申请于2015年11月19日进入中国国家阶段后申请号为201480028952.2的中国国家阶段专利申请的分案申请。专利
本专利技术涉及适用于控制进入内燃机的两种不同燃料的输送的燃料喷射器。具体地但不排它地，本专利技术涉及适用于喷射气体燃料和液体燃料的燃料喷射器。专利技术背景用于重载和工业应用的内燃机通常以柴油为燃料。然而，使用天然气作为柴油替代燃料越来越受到关注。天然气相对充足且相对廉价，且主要是可以提供与柴油相似水平的功率，同时产生较低的颗粒和氮氧化物(NOx)排放。天然气可用于替代柴油给压燃发动机提供燃料，其中燃料燃烧是作为气缸中空气-燃料混合物压缩结果发生的。然而，因为天然气具有比柴油更高的自动点火温度，所以需要在引入天然气到燃烧室之前用柴油燃料的引燃喷射来引发燃烧。在被称为高压直接喷射(HPDI)发动机的一类天然气-驱动发动机中，将天然气和柴油都直接喷射到燃烧室中。由于发动机气缸盖中的空间限制，每个气缸都使用一个燃料喷射器喷射两种燃料是理想的。这需要燃料喷射器特别适合在喷射器内保持两种燃料分开，并在适当时间独立输送各燃料。一种此类“双燃料”喷射器在国际专利申请公开第WO00/15956号中描述。在此实例中，提供了具有同心双喷嘴结构的燃料喷射器。内阀针和外阀针在其下端与各阀门底座啮合，以控制燃料分别流经内组出口和外组出口。外阀针控制天然气的喷射通过外组出口，而内阀针控制柴油的喷射通过内组出口。外阀针是管状的以容纳内阀针，而内组出口在外阀针的尖端处形成。内阀针和外阀针通过两个电磁控制阀独立控制，其经配置控制用于内阀针和外阀针的各控制腔室内的控制流体(通常为柴油燃料)的压力。控制腔室接收相应针的上端，因此改变每个控制腔室中控制流体的压力可改变相应阀针上的向下(关闭)力。气体燃料或柴油燃料压力作用于各阀针朝下的推力面，以发生作用于阀针的向上(打开)的力。当控制腔室中控制流体的压力相对较高时，向下力大于向上力，且各阀针保持在阀门底座中，且当控制流体的压力相对较低时，向上力克服向下力，且各阀针打开以允许燃料喷射通过各组出口。每个控制腔室在相对高的压力下连接到控制液体源。每个控制阀可操连接各控制腔室到控制液体的低压排放口。以此方式，每个控制阀的打开引起相应控制腔室中控制流体压力的减小，从而导致相应阀针的打开。阀针通常容纳于喷射器的喷嘴主体中，其中燃料出口设置在喷嘴主体的尖端。喷嘴主体通过锁紧螺母附接到喷嘴座或喷射器主体。在使用中，喷射器安装在发动机气缸盖的镗孔中。喷射器延伸穿过该孔，使得喷嘴主体的尖端伸入到各燃烧室中。气缸盖镗孔的最大直径，并且因此锁紧螺母的最大直径，和喷射器的喷嘴主体与喷射器主体受限于气缸盖中有限的可用空间。在双燃料喷射器的设计中，受限的喷嘴主体的最大直径可以是特别限制的。喷嘴主体必须容纳供给通路以输送两种燃料到尖端区域用于喷射，并且还可容纳维修通路以与控制腔室中的一个或两个连接。相应地，可期望尽量增大在喷嘴主体内的可用空间量。喷嘴主体通常限定用于外阀针的嵌坐区域和导针器区域两者。为减轻由于外阀针的闭合影响对嵌坐区域造成的磨损或其他损害，喷嘴主体通常由高强度钢制成，诸如工具钢。工具钢相对昂贵并且难加工，这是的喷嘴主体的部件成本相对高。因此可期望降低喷嘴主体的成本。专利技术概要在这种背景下，根据第一方面，本专利技术在于用于内燃机的燃料喷射器，其包括。基本管状的外阀针、可滑动接收在外阀针中的内阀针，和喷嘴主体总成，喷嘴主体包括尖端部分与导针器部分。尖端部分限定用于外阀针的嵌坐区域，并且导针器部分包括用于可滑动接收外阀针的引导孔。有利地，由于喷嘴主体有两部分形成，所以可选择不同的材料以改善可制造性、降低成本并且优化性能。因此，优选地，尖端部分和导针器部分由不同的材料制成。例如，尖端部分可由具有优良耐磨性和非常好的机械加工性的高级钢制成。导针器部分可由低级钢制成。可选地或另外地，尖端部分和导针器部分可由已经经受不同热处理的材料制成。喷射器的喷嘴尖端的设计通常经调整以适合特定应用。具体地，可选择在喷嘴尖端中的燃料出口孔的数目、位置、角度和形状以优化用于特定燃烧室设计的喷射器的性能。在本专利技术中，仅需要设计喷嘴主体总成的尖端部分以适合特定应用。在多个应用之间，喷嘴主体总成的导针器部分和喷射器的其余部件可具有共同的设计。因此，本专利技术提供可以最低成本针对不同应用进行容易调整的喷射器设计。导针器部分可具有比尖端部分更大的外径。导针器部分可包括用于接收尖端部分端部的凹部。该凹部可在导针器部分的端面中形成。喷射器可包括经布置将尖端部分夹紧到导针器部分的锁紧螺母。在一个实施方案中，尖端部分包括肩部，并且锁紧螺母经布置与肩部啮合以将尖端部分夹紧到导针器部分。优选地，肩部在嵌坐区域对面设置在尖端部分的末端/这样，导针器部分就无需包括用于与锁紧螺母啮合的肩部，使得沿着锁紧螺母长度的锁紧螺母直径可尽量增大，从而在锁紧螺母内创建更多的空间用于燃料通路等。内阀针和外阀针可沿着共同的喷射器轴线布置。导针器部分可包括平行于喷射器轴线延伸的一个或多个燃料供给通路。喷射器可包括偏置装置，以将外阀针偏置到与尖端部分限定的嵌坐区域啮合。优选地，偏置装置至少部分被容纳于喷嘴主体总成中。例如，导针器部分可包括用于接收偏置装置的弹簧腔。可选地或另外地，偏置装置可至少部分容纳于尖端部分中。喷嘴主体总成的两部分构造使用于外阀针的偏置装置在喷射器的装配期间能够插入喷嘴主体总成。在一个实施方案中，偏置装置包括围绕外阀针设置的弹簧。外阀针可包括用于弹簧的弹簧座，例如以压配到外阀针的衬圈的形式。喷射器可进一步包括密封装置，以防止在外阀针与引导孔之间的燃料泄露。例如，密封装置可包括为围绕外阀针设置的环形密封。密封装置优选地设置在引导孔的末端或临近引导孔的末端。当燃料喷射器还包括用于外阀针的偏置装置时，偏置可经布置保持密封装置。例如，偏置装置可抵靠导针器部分的表面偏置密封装置。燃料喷射器优选地为双燃料喷射器。相应地，外阀针可经布置控制来自燃料喷射器的第一燃料的喷射，而内阀针可经布置控制来自燃料喷射器的第二燃料的喷射。优选地，第一燃料为气体燃料，诸如天然气，而第二燃料为液体燃料，诸如柴油。燃料喷射器可包括与外阀针关联的第一控制腔室，和与内阀针关联的第二控制腔室。外阀针和内阀针的运动可通过分别改变第一控制腔室和第二控制腔室中的燃料压力进行控制。附图简述现在将关于附图仅以示例的方式描述本专利技术，其中相同的参考编号用于相同的特征，并且其中：图1(a)和图1(b)为根据本专利技术的一个燃料喷射器一部分的剖视图；图2(a)和图2(b)为根据本专利技术的另一个实施方案的燃料喷射器一部分的剖视图；图3(a)为图2(a)和图2(b)的燃料喷射器的喷嘴主体的侧视图；以及图3(b)为图2(a)和图2(b)的燃料喷射器的喷嘴主体的透视图。专利技术实施方案的详述图1(a)和图1(b)示出根据本专利技术的第一实施方案的燃料喷射器10的喷嘴区域。喷射器10为细长的以限定喷射器轴线A。图1(a)为在包含喷射器轴线A的第一平面上所取的剖视图，而图1(b)为在也包含喷射器轴线A并且垂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃机的燃料喷射器，其包括：基本管状的外阀针(130)，其被布置成控制第一燃料从所述燃料喷射器的喷射；内阀针(140)，其可滑动接收在所述外阀针中；以及喷嘴主体总成(112)，其包括尖端部分(120)和导针器部分(118)；其中所述尖端部分限定用于所述外阀针(130)的嵌坐区域(120f)；并且其中所述导针器部分包括用于可滑动接收所述外阀针(130)的引导孔(118e)以及邻近所述尖端部分的下孔区域，所述导针器部分的所述下孔区域具有比所述引导孔(118e)更大的孔径并且限定腔(152)，所述腔形成在所述外阀针周围用于接收偏置装置(148)和所述第一燃料。

【技术特征摘要】
2013.05.21 GB 1309122.81.一种用于内燃机的燃料喷射器，其包括：基本管状的外阀针(130)，其被布置成控制第一燃料从所述燃料喷射器的喷射；内阀针(140)，其可滑动接收在所述外阀针中；以及喷嘴主体总成(112)，其包括尖端部分(120)和导针器部分(118)；其中所述尖端部分限定用于所述外阀针(130)的嵌坐区域(120f)；并且其中所述导针器部分包括用于可滑动接收所述外阀针(130)的引导孔(118e)以及邻近所述尖端部分的下孔区域，所述导针器部分的所述下孔区域具有比所述引导孔(118e)更大的孔径并且限定腔(152)，所述腔形成在所述外阀针周围用于接收偏置装置(148)和所述第一燃料。2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述偏置装置(148)被配置为将所述外阀针(130)偏置成与所述尖端部分(120)限定的所述嵌坐区域啮合。3.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述外阀针包括衬圈(154)，所述衬圈的尺寸被设计成允许所述第一燃料从所述腔(152)自由流入限定在所述外阀针(30/130)和所述尖端部分(20/120)的孔(20d)之间的收集器体积(32/132)。4.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述外阀针包括衬圈(154)，所述衬圈限定用于所述偏置装置(148)的嵌坐区域。5.根据权利要求4所述的燃料喷射器，其中所述衬圈(154)的尺寸被设计成允许所述第一燃料从所述腔(152)自由流入限定在所述外阀针(30/130)和所述尖端部分(20/120)的孔(20d)之间的收集器体积(32/132)。6.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中所述内阀针(40/140)被布置成控制第二燃料从所述燃料喷射器的喷射。7.根据权利要求6所述的燃料喷射器，其中所述第二燃料是液体燃料。8.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其还包括密封装置，以防止所述外阀针(130)与所述引导孔(118e)之间的燃料泄漏。9.根据权利要求8...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·A·米克，L·潘奈萨，
申请(专利权)人：西港电力公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA