用于顶部进给燃料系统中的紧凑封装的细长轮廓燃料喷射器技术方案

一种燃料喷射器包括喷射器壳体，所述喷射器壳体限定在第一轴向喷射器端与第二轴向喷射器端之间延伸的纵向轴线。喷射器壳体包括形成第一轴向喷射器端的上部主体件，并且包括限定与纵向轴线相交的连接器轴线的燃料连接器。喷射器壳体还包括喷嘴，所述喷嘴具有形成在其中的多个喷射出口，并且包括喷嘴终端尖端。喷射器全直径(FD)由上部主体件限定。轴向距离(AD)限定在连接器轴线和纵向轴线的交点与喷嘴终端尖端之间。AD与FD的比率为从4.8至5.1。嘴终端尖端之间。AD与FD的比率为从4.8至5.1。嘴终端尖端之间。AD与FD的比率为从4.8至5.1。

【技术实现步骤摘要】
用于顶部进给燃料系统中的紧凑封装的细长轮廓燃料喷射器


[0001]本公开大体上涉及一种燃料喷射器，并且更具体地涉及一种构造成用于在紧凑封装应用中服务的燃料喷射器。

技术介绍

[0002]内燃发动机是众所周知的，并在全世界范围内广泛用于各种用途，从载具推进和公路、非公路和海上应用到发电以及泵、压缩机和各种工业设备的操作。许多内燃发动机通常可以基于燃料在发动机中被点燃的方式进行分类。在火花点火式发动机中，电火花用于在期望的时间触发液体燃料或气体燃料的点火。在压燃式发动机中，缸内压力增加到自燃阈值，在该自燃阈值处燃料在没有额外外部能量输入的情况下点燃。多年来已开发出这些通用策略的许多不同变型和排列，包括前室点火、液体燃料引燃点火以及其他一些策略。
[0003]近年来，增加的研究和开发，尤其是在压燃式发动机的情况下，一直针对增加功率密度。功率密度通常可以定义为发动机的每单位体积可以产生的输出功率量。相对较大的功率密度使得发动机能够在较小的空间范围内产生给定的输出功率，并具有减轻重量和潜在地降低发动机构造中的材料成本的伴随优势。与以前的平台相比，通过使用具有相对较大功率密度的发动机可以实现许多商业和实用优势。
[0004]增加功率密度的努力集中在对发动机的特征和操作方面进行多种不同的改进，但往往会带来新的挑战。在某些情况下，增加可在发动机循环中喷射的燃料量可使得能够燃烧更多燃料，并且因此增加具有给定发动机尺寸的发动机的功率输出。然而，增加燃料喷射量可能需要极高的喷射压力和用于处理高压燃料的专用设备。增加燃料喷射量也可能需要增强的冷却策略来消散增加的热。每当燃烧温度升高时，如高功率密度发动机的常见情况，可能需要仔细调整部件材料、放置和部件几何形状以避免过热和/或热疲劳现象。增强冷却或其他温度管理方案的策略也集中在燃烧气缸内的结构，包括发动机活塞和燃料喷射器的特征上。美国专利申请公开第20160169153号涉及一种用于内燃发动机的活塞，其中顶部槽岸表面的高度与气缸孔的标称内径之间的比率明显被优化以增加热释放率。高功率密度应用中的排放考虑也仍然与以往一样严格，并且预计未来几年的法规将更加苛刻，尤其是在氮氧化物和颗粒物或烟尘方面。美国专利第10,519,914号涉及一种燃料喷射系统，其中基于不同的发动机速度和负载在轴向位置上调整燃料喷射器喷嘴的定位系统以优化某些排放。

技术实现思路

[0005]在一方面，一种燃料喷射器包括喷射器壳体，所述喷射器壳体限定在第一轴向喷射器端与第二轴向喷射器端之间延伸的纵向轴线，并且具有形成第一轴向喷射器端的上部主体件，并且包括限定与纵向轴线相交的连接器轴线的燃料连接器。喷射器壳体还包括喷嘴，所述喷嘴形成所述第二轴向喷射器端，并且具有形成在其中的多个喷射出口，并且包括喷嘴终端尖端。喷射器全直径(FD)由上部主体件限定。轴向距离(AD)限定在连接器轴线和
纵向轴线的交点与喷嘴终端尖端之间，并且AD与FD的比率为从4.8至5.1。
[0006]在另一方面，一种燃料喷射器包括喷射器壳体，所述喷射器壳体限定在第一轴向喷射器端与第二轴向喷射器端之间延伸的纵向轴线，并且具有形成第一轴向喷射器端的上部主体件，并且包括限定与纵向轴线相交的连接器轴线的燃料连接器。喷射器壳体还包括喷嘴壳和联接到喷嘴壳的喷嘴，所述喷嘴形成第二轴向喷射器端，并且具有形成在其中的多个喷射出口。喷射器壳体还包括在上部主体件与喷嘴壳之间的中间主体件，中间主体件具有上部部段和下部部段。上部主体件还包括第一夹持面和平行于第一夹持面的第二夹持面，并且限定第一夹持面与第二夹持面之间的小直径(MD)。上部主体件以及中间主体件的上部部段各自限定在垂直于MD的方向上的全直径(FD)。喷嘴壳以及中间主体件的下部部段各自限定大于MD并且小于FD的减小直径(RD)。
[0007]在又一方面，一种燃料喷射器包括喷射器壳体，所述喷射器壳体限定在第一轴向喷射器端与第二轴向喷射器端之间延伸的纵向轴线，并且包括喷嘴终端尖端。喷射器壳体包括：燃料连接器，所述燃料连接器径向向外突出，并且限定垂直于纵向轴线并且与纵向轴线相交的连接器轴线；以及第一夹持面和第二夹持面，所述第一夹持面和所述第二夹持面在燃料连接器与喷嘴终端尖端之间轴向延伸。燃料喷射器限定在垂直于纵向轴线的方向上的全直径(FD)，喷射器轴向长度(AL)，以及在连接器轴线与喷嘴终端尖端之间的轴向距离(AD)。AL与FD的比率为从4.9至5.1，并且AL与FD的比率为从6.9至7.2。
附图说明
[0008]图1是根据一个实施例的内燃发动机系统的示意图；
[0009]图2是根据一个实施例的内燃发动机系统的剖视侧视示意图；
[0010]图3是根据一个实施例的气缸盖组件的俯视图；
[0011]图4是根据一个实施例的气缸盖组件的俯视图；
[0012]图5是根据一个实施例的气缸盖组件的仰视图；
[0013]图6是根据一个实施例的燃料喷射器组件的示意图；
[0014]图7是根据一个实施例的燃料喷射器组件的示意图；
[0015]图8是根据一个实施例的燃料喷射器夹具的示意图；
[0016]图9是根据一个实施例的燃料喷射器夹具的俯视图；
[0017]图10是根据一个实施例的燃料喷射器组件的剖视侧视示意图；
[0018]图11是根据一个实施例的燃料喷射器的侧视示意图；
[0019]图12是根据一个实施例的燃料喷射器的侧视示意图；
[0020]图13是根据一个实施例的燃烧系统的侧视示意图；
[0021]图14是根据一个实施例的用于气缸盖中的燃料喷射器的喷嘴组件的透视示意图；
[0022]图15是根据一个实施例的燃料喷射器的端视图；
[0023]图16是根据一个实施例的发动机中的燃烧状态的示意图；以及
[0024]图17是根据一个实施例的发动机中的燃烧状态的示意图。
具体实施方式
[0025]参考图1，示出了根据一个实施例的内燃发动机系统10。在图示的实施例中，发动
机系统10包括具有气缸体14的发动机12，所述气缸体具有在气缸套16内形成在其中的燃烧气缸18。包括气缸体14、气缸套16和气缸盖34的发动机12的部件一起形成发动机壳体。活塞20可在燃烧气缸18内在下止点位置和上止点位置之间移动以将燃烧气缸18内的压力增加到喷射液体燃料和空气的自燃阈值，如本文进一步所述的。活塞20联接到连杆22，所述连杆又以通常常规的方式联接到曲轴24，从而为诸如发电机、泵、压缩机的负载提供动力，或用于推进载具，仅举几例。在实际实施方式中，发动机系统10在传统的四冲程发动机循环中操作。燃烧气缸18可以是发动机12中的以任何合适布置(例如，直列、V型或其它布置)的许多燃烧气缸中的一个。发动机系统10可以包括压燃式发动机系统，其配置用于提高功率密度、效率和减少排放以及从以下描述中将进一步明显的其他性质。
[0026]发动机系统10还包括进气系统26，所述进气系统具有空气入口28本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料喷射器，包括：喷射器壳体，所述喷射器壳体限定在第一轴向喷射器端与第二轴向喷射器端之间延伸的纵向轴线，并且包括形成所述第一轴向喷射器端的上部主体件，并且具有限定与所述纵向轴线相交的连接器轴线的燃料连接器；所述喷射器壳体还包括喷嘴，所述喷嘴形成所述第二轴向喷射器端，并且具有形成在其中的多个喷射出口，并且包括喷嘴终端尖端；喷射器全直径(FD)由所述上部主体件限定；轴向距离(AD)限定在所述连接器轴线和所述纵向轴线的交点与所述喷嘴终端尖端之间；并且AD与FD的比率为从4.8至5.1。2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，还包括电连接器，所述电连接器附接到所述第一轴向喷射器端并且包括连接器终端尖端，并且其中喷射器轴向长度(AL)限定在所述连接器终端尖端与所述喷嘴终端尖端之间，并且AL与FD的比率为从6.9至7.2；并且AL与FD的比率为从6.94至7.19。3.根据权利要求1或权利要求2所述的燃料喷射器，其中AD与FD的比率为从4.88至5.06。4.根据权利要求3所述的燃料喷射器，其中：FD等于30毫米，在加0.8毫米或减0.0毫米的公差内；并且AD等于151.16毫米，在加0.7毫米或减0.65毫米的公差内。5.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射器，其中：所述燃料连接器从所述上部主体件径向向外突出，并且所述连接器轴线垂直于所述纵向轴线定向；所述燃料连接器突出的距离等于或大于FD；所述喷射器壳体还包括喷嘴壳，以及在所述喷嘴壳与所述上部主体件之间的中间主体件；减小直径(RD)由所述喷嘴壳限定；并且所述中间主体件包括直径等于FD的上部部段，以及直径等于RD的下部部段。6.一种燃料喷射器，包括：喷射器壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：