一种用于内燃发动机(12)的双燃料系统(24)包括液体先导燃料的第一燃料供应(26)、液体初级燃料的初级燃料供应(34)和双燃料喷射器(42)。双燃料喷射器(42)包括溢流阀(78)和进入阀(80)，所述溢流阀与柱塞腔(72)流体地连接并且可移动以控制喷射的开始和喷射的结束。进入阀(80)是可移动的，以准许先导燃料进入燃料喷射器(42)中，使得先导燃料输送通过出口止回件(164)，以在流体地连接到柱塞腔(72)的初级燃料通道(66)内通过置换一些初级燃料而形成在前先导燃料和在后初级燃料的分段燃料充注。液体先导燃料可以是较高十六烷/较低辛烷的液体燃料，并且初级燃料可以是较低十六烷/较高辛烷的液体燃料。辛烷的液体燃料。辛烷的液体燃料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有双燃料喷射器的双燃料系统和发动机操作方法
[0001]本公开大体上涉及一种双燃料系统，并且更具体地，涉及用液体先导燃料置换双燃料喷射器中的初级燃料通道中的液体初级燃料以形成分段燃料充注。
技术介绍
[0002]内燃发动机在全世界几乎有无数应用，用于车辆推进、发电、液体和气体的处理以及各种工业目的。在典型的操作方案中，燃料和空气在燃烧气缸内燃烧以产生压力的快速升高并驱动活塞使曲轴旋转。火花点燃式发动机通常采用液体石油蒸馏燃料，例如汽油，或各种气体燃料，例如天然气、甲烷以及其他燃料。压缩点燃式发动机通常利用柴油蒸馏燃料、生物柴油、各种混合物和其他燃料。近年来，燃烧科学研究在相当大的程度上集中于利用多种类型的燃料的发动机系统和操作策略，其中相对容易点燃的先导燃料用于点燃体积通常比先导燃料更大的第二燃料。
[0003]一种已知的双燃料操作策略采用直接喷射到气缸中并经压缩点燃以点燃较大气体燃料充注的柴油蒸馏燃料的一个或多个相对小的先导喷射。其他策略已尝试将液体先导燃料与液体初级燃料结合使用。授予Wood的美国专利第4,416,229号提出了一种燃料喷射系统，该燃料喷射系统具有用于将柴油燃料和替代燃料喷射到发动机中的燃烧室中的单个喷射器。该策略显然形成了在其末端处具有柴油燃料的羽流，使得柴油燃料在燃烧室中通过压缩来点燃，并且替代燃料通过柴油燃料的点燃而被点燃。尽管Wood可能具有一些应用，但始终存在改进和开发备选策略的空间。
技术实现思路
[0004]在一个方面，一种用于内燃发动机的双燃料系统包括液体先导燃料的第一燃料供应以及液体初级燃料的初级燃料供应，该液体初级燃料可基于对液体先导燃料的压缩点燃而在发动机燃烧气缸中点燃。双燃料系统还包括双燃料喷射器，该双燃料喷射器包括喷射器壳体，该喷射器壳体中形成有多个喷嘴出口，并且该喷射器壳体限定低压空间。双燃料喷射器还包括可从阻塞喷嘴出口的关闭位置移动到打开位置的出口止回件(outlet check)、形成在喷射器壳体与出口止回件之间的初级燃料通道以及形成在出口止回件中的先导燃料通道。双燃料喷射器还包括柱塞、部分地由柱塞形成且流体地连接到初级燃料通道的柱塞腔、溢流阀以及进入阀。溢流阀可从柱塞腔流体地连接到低压空间的打开位置移动到关闭位置。进入阀可从将先导燃料通道与第一燃料供应阻隔开的关闭位置移动到准许液体先导燃料进入先导燃料通道的打开位置。出口止回件中还形成有传输通道，该传输通道将先导燃料通道流体地连接到初级燃料通道，以在初级燃料通道内形成在前先导燃料和在后初级燃料的分段燃料充注。
[0005]在另一方面，一种操作发动机的方法包括：准许液体先导燃料进入燃料喷射器中的先导燃料通道中；以及用来自先导燃料通道的液体先导燃料置换燃料喷射器中的初级燃料通道中的液体初级燃料，以在初级燃料通道中形成在前先导燃料和在后初级燃料的分段
燃料充注。所述方法还包括：在形成分段燃料充注之后将初级燃料通道中的流体压力增大到喷射压力；以及打开燃料喷射器中的出口止回件以将分段燃料充注喷射到发动机中的燃烧气缸中。该方法进一步包括：基于对分段燃料充注的液体先导燃料的压缩点燃，在燃烧气缸内点燃分段燃料充注的液体初级燃料。
[0006]在又一方面，一种双燃料喷射器包括喷射器壳体，该喷射器壳体中形成有喷嘴出口、柱塞腔和先导燃料入口，该喷射器壳体限定低压空间。双燃料喷射器的出口止回件可从阻塞喷嘴出口的关闭位置移动到打开位置。初级燃料通道形成在喷射器壳体中并且流体地连接到柱塞腔，并且先导燃料通道形成在出口止回件中。双燃料喷射器的柱塞可在柱塞腔中从缩回位置移动到前进位置，以将柱塞腔中的初级燃料的压力增大到喷射压力，并且溢流阀流体地定位在柱塞腔与低压空间之间。进入阀流体地定位在先导燃料入口与先导燃料通道之间，并且传输通道将先导燃料通道流体地连接到初级燃料通道。
附图说明
[0007]图1是根据一个实施例的内燃发动机系统的示意图；
[0008]图2是根据一个实施例的双燃料喷射器的剖开的侧视图；
[0009]图3是图2的双燃料喷射器的一部分的放大图；以及
[0010]图4是根据另一实施例的双燃料喷射器的剖开的侧视图。
具体实施方式
[0011]参考图1，示出了根据一个实施例的双燃料内燃发动机系统10。发动机系统10包括内燃发动机12，该内燃发动机具有气缸体14和安装在气缸体14上的发动机缸盖16。多个燃烧气缸16形成在气缸体14中，并且可以具有任何合适的布置，例如V型、直列型、或另一种布置，并且可以具有任何数量。应当理解，每个燃烧气缸16与活塞相关联，该活塞通常在四冲程发动机循环中以大体上常规的方式在上止点位置与下止点位置之间可移动。活塞将与曲轴联接，该曲轴可旋转以提供用于车辆推进、用于操作用于产生电能的发电机或用于诸如操作压缩机、泵或各种其他类型的设备的另外其他应用中的扭矩。发动机12还包括凸轮齿轮18，该凸轮齿轮借助于曲轴的旋转而在发动机齿轮系中旋转，并且与其上具有多个凸轮22的凸轮轴20联接。
[0012]发动机系统10还包括双燃料系统24。双燃料系统24可以包括液体先导燃料的第一燃料供应26、液体初级燃料的第二或初级燃料供应34以及多个双燃料喷射器42。第一泵28将液体先导燃料从第一燃料供应26输送到发动机12。第二泵36将液体初级燃料从初级燃料供应34输送到发动机12。在所示实施例中，供给管线30从泵28接收液体先导燃料的供给，并且供给管线38从泵36接收液体初级燃料的供给。低压返回管线32可以从发动机10延伸回到第一燃料供应26，并且低压返回管线40可以从发动机10延伸回到初级燃料供应34。从图1可以看出，供给管线38延伸到发动机缸盖15。初级燃料的流动可以从供给管线38通过发动机缸盖15输送到每个燃料喷射器42。先导燃料的流动可以例如借助于在所谓的菊花链布置中流体地连接在每个燃料喷射器42之间的各个燃料管线从供给管线30输送到每个燃料喷射器42。在至少某些实施例中，将初级燃料供给到燃料喷射器42的燃料管线可以包括在发动机缸盖15中的浇注供给管线。燃料喷射器42中的每一个定位成延伸到燃烧气缸16中的一个
中以用于直接燃料喷射。在某些情况下，双燃料系统24可以有利地应用于老式柴油发动机，而除了更换现有的燃料系统之外不需要任何改动。从以下描述中还将进一步明显的是，双燃料系统24可以构造成产生在前先导燃料和在后初级燃料的分段燃料充注，在前先导燃料和在后初级燃料均从燃料喷射器42中的单个燃料喷射器喷射到燃烧气缸16中的一个中，其中先导燃料和初级燃料在喷射之前在相应的燃料喷射器内进行有限混合。
[0013]液体先导燃料可以包括较高十六烷/较低辛烷的液体燃料，并且初级燃料可以包括较低十六烷/较高辛烷的液体燃料。在此上下文中，术语“较高”和“较低”可理解为相对于彼此的相对术语。因此，与初级燃料的十六烷数量和辛烷数量相比，液体先导燃料可以具有更高的十六烷数量和更低的辛烷数目。液体先导燃料可以包括柴油蒸馏燃料、二甲基醚、生物柴油、植物油、具有十六烷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于内燃发动机(12)的双燃料系统(24)，包括：液体先导燃料的第一燃料供应(26)；液体初级燃料的初级燃料供应(34)，所述液体初级燃料可基于对所述液体先导燃料的压缩点燃而在发动机燃烧气缸(16)中点燃；双燃料喷射器(42、142)，所述双燃料喷射器包括喷射器壳体(44、144)，所述喷射器壳体中形成有多个喷嘴出口(48)，并且所述喷射器壳体限定低压空间(50、150)；所述双燃料喷射器(42、142)还包括可从阻塞所述喷嘴出口(48)的关闭位置移动到打开位置的出口止回件(64、164)、形成在所述喷射器壳体(44、144)与所述出口止回件(64、164)之间的初级燃料通道(66)以及形成在所述出口止回件(64、164)中的先导燃料通道(68)；所述双燃料喷射器(42、142)还包括柱塞(70、170)、部分地由所述柱塞(70、170)形成并且流体地连接到所述初级燃料通道(66)的柱塞腔(72、172)、溢流阀(78)以及进入阀(80)；所述溢流阀(78)可从所述柱塞腔(72、172)流体地连接到所述低压空间(50、150)的打开位置移动到关闭位置；所述进入阀(80)可从将所述先导燃料通道(68)与所述第一燃料供应(26)阻隔开的关闭位置移动到准许液体先导燃料进入所述先导燃料通道(68)的打开位置；并且所述出口止回件(64、164)中还形成有传输通道(118)，所述传输通道将所述先导燃料通道(68)流体地连接到所述初级燃料通道(66)，以在所述初级燃料通道(66)内形成在前先导燃料和在后初级燃料的分段燃料充注。2.根据权利要求1所述的双燃料系统(24)，其中：所述进入阀(80)被电致动以改变所述分段燃料充注中的先导燃料的量；所述出口止回件(64、164)包括止回件末端(110)，所述止回件末端具有在所述出口止回件(64、164)的关闭位置处与所述喷射器壳体(44、144)接触的座置表面(112)；所述传输通道(118)包括位于所述座置表面(112)外部并且暴露于所述初级燃料通道(66)的流体压力的常开传输通道(118)；所述液体先导燃料包括较高十六烷/较低辛烷的液体燃料，并且所述初级燃料包括较低十六烷/较高辛烷的液体燃料；并且所述进入阀(80)包括双向、双位置阀。3.根据权利要求2所述的双燃料系统(24)，其中：所述喷射器壳体(44、144)限定纵向轴线；所述出口止回件(64、164)包括打开液压表面(120)，并且所述传输通道(118)轴向地位于所述座置表面(112)与所述打开液压表面(120)之间。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的双燃料系统(24)，还包括：挺杆(98)，所述挺杆与所述柱塞(70、170)联接；以及形成在所述喷射器壳体(44、144)中的燃料密封环形件(74、174)，所述燃料密封环形件(74、174)围绕所述柱塞(70、170)周向地延伸并且流体地连接到所述第一燃料供应(26)。5.一种操作发动机(12)的方法，包括：准许液体先导燃料进入燃料喷射器(42、142)中的先导燃料通道(68)中；用来自所述先导燃料通道(68)的液体先导燃料置换所述燃料喷射器(42、142)中的初
级燃料通道(66)中的液体初级燃料，以在所述初级燃料通道(66)中形成在前先导燃料和在后初级燃料的分段燃料充注；在形成所述分段燃料充注之后，将所述初级燃料通道(66)中的流体压力增大到喷射压力；打开所述燃料喷射器(42、142)中的出口止回件(64、164)，以将所述分段燃料充注喷射到所述发动机(12)中的燃烧气缸(16)中；以及基于对所述分段燃料充注的液体先导燃料的压缩点燃，在所述燃烧气缸(16)内点燃所述分段燃料充注的液体初级燃料。6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：
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