一种低泄漏大孔口燃料系统(10)包括流体连接到重燃料油源(12)和蒸馏柴油燃料源(14)中的至少一个的共轨(16)。多个燃料喷射器(30)流体连接到共轨(16)，并各自包括冷却入口(35)和冷却出口(36)。每个燃料喷射器(30)还包括通过导引阀构件(41)和控制阀构件(45)联接到直接操作的喷嘴止回阀的电致动器(40)。通过使通过控制阀构件(45)的引导表面分开的导引控制腔(63)和中间控制腔(62)内的压力均衡来减小喷射事件之间的燃料泄漏。同样，在喷射事件之间，导引阀构件(41)使排放出口(37)与燃料喷射器(30)的共轨入口(33)阻断。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及用于大孔ロ发动机的共轨燃料系统，更特别是涉及减小大孔ロ燃料系统中的泄漏。
技术介绍
实际上，共轨燃料喷射器只使用其操作时间的小部分来喷射燃料，并且大部分剩余时间在准备好随后喷射事件的加压状态下待机。在许多情况下，燃料喷射器内的加压区域可以通过可动阀构件的引导表面与低压区域分离。由于加压区域和低压区域之间的压力差会相对高，压カ梯度趋于造成燃料经过引导区域迁徙到低压地带，并且这种燃料迁徙是来自燃料喷射器的大部分燃料泄漏的原因。随着燃料喷射压力继续升高，这种类型的燃料泄漏问题会相应地变得更加严重。另外，随着共轨燃料喷射系统针对越来越大的发动机而成比例増加，会预期到相关的燃料喷射器具有用于其更大内部部件的更大间隙区域。因此，在与大孔ロ燃料系统相关的高压共轨系统中，沿着引导表面的燃料泄漏会变得不可接受。简单地将较小孔ロ燃料喷射系统的验证过的解决方法成比例増加到较大孔ロ燃料喷射系统也会存在问题。首先，相对于流体动态、质量性能和压カ等来说，物理现象并不成比例增カロ。并且即使它们成比例増加，那么，较大孔ロ燃料系统必须必然地具有不同的部件，由此増加了同时制造小孔口和大孔ロ燃料系统和相关发动机的发动机制造商的部件目录数量。本专利技术针对上面提到的ー个或多个问题。
技术实现思路
在ー个方面，大孔ロ燃料系统包括流体连接到重燃料油源和蒸馏柴油燃料源中的至少ー个的共轨。多个燃料喷射器各自包括冷却入口、冷却出口和通过导引阀构件和控制阀构件联接到直接操作的喷嘴止回阀的电致动器。在另一方面，大孔ロ燃料喷射器包括限定至少ー个共轨入口、排放出口、喷嘴出ロ、冷却入口和冷却出口的喷射器主体。导引控制腔、中间控制腔、针控制腔和喷嘴腔都布置在喷射器主体内。导引阀构件能够在导引控制腔流体连接到排放出ロ的第一位置和导引控制腔与排放出ロ阻断的第二位置之间运动。控制阀构件具有使得暴露于导引控制腔内的流体压カ的第一液压表面和暴露于中间控制腔内的流体压カ的第二液压表面分离的引导表面。针阀构件包括使得暴露于喷嘴腔内的流体压カ的打开液压表面和暴露于针控制腔内的流体压カ的关闭液压表面分离的引导表面。在又一方面，ー种操作大孔ロ燃料喷射器的方法包括在喷射事件过程中将排放出ロ流体连接到共轨入口。在喷射事件之间，排放出ロ与共轨入口阻断。通过使由控制阀构件的引导表面分离的导引控制腔和中间控制腔内的压カ均衡，并使由针阀构件的引导表面分离的喷嘴腔和针控制腔内的压カ均衡，减小喷射事件之间来自燃料喷射器的燃料泄漏。附图说明图1是根据本专利技术的一种实施方式的大孔ロ燃料系统的示意图；图2是用于图1的燃料系统的燃料喷射器的截面侧示意图；图3是根据本专利技术的另ー实施方式的大孔ロ燃料系统的示意图；以及图4是用于图3的燃料系统的燃料喷射器的截面侧示意图。具体实施例方式參照图1，示出了根据本专利技术的低泄漏大孔ロ燃料系统10的例子。燃料系统10示出用于十六缸大孔ロ发动机，其具有V构型。但是，本专利技术的概念同样适用于被构造成喷射重燃料油和蒸馏柴油燃料的任何发动机的大孔ロ燃料系统。燃料系统10包括分别通过阀11和13与高压泵15分离的重燃料油源12和蒸馏柴油燃料源14。因此，在阀11打开而阀13关闭时，燃料系统10喷射重燃料油，以便在发动机(未示出)的相应燃烧空间内燃烧。例如，装备有发动机和根据本专利技术的燃料系统10的船舶可在公海上以此构型操作。但是，随着船舶和燃料系统10接近港口，阀11可以关闭，并且阀13打开，使得发动机和相关燃料系统10转换以便以蒸馏柴油燃料操作。高压泵15将高压燃料供应到第一和第二共轨16a和16b，其分别将燃料供应到八个分离的大孔ロ燃料喷射器30。每个燃料喷射器30可通过相应分支通道17流体连接到共轨16a和16b中的ー个。分支通道17可容纳在套管(未示出)内，从而在共轨入口 33处形成密封，其可具有用于适当密封的锥形形状。图1同样示出了与根据本专利技术的大孔ロ燃料系统相关的另一共同特性，即包含冷却回路21和加热器18。本领域普通技术人员将理解到，重燃料油必须在可以变得适当非粘稠以流过燃料系统10之前加热到几百度。因此，加热器18可以与重燃料油源12相关，并且ー个或多个附加加热器可以或可以不包含在燃料系统10内的其他地方，以便将重燃料油保持在流动温度。另一方面，冷却回路21可利用通过循环泵20从蒸馏柴油燃料源14循环的蒸馏柴油燃料。冷却回路通过将冷却燃料顺序供应到冷却入口 35来操作，冷却燃料在燃料喷射器内(特别是在末端附近)循环，并接着在冷却出口 36离开，以便循环到相邻燃料喷射器30内。本领域普通技术人员将理解到，需要与大孔ロ燃料系统普遍相关的特征以便在操作过程中冷却燃料喷射器，从而防止由于过热造成的退化和可能故障。本领域普通技术人员还将理解到，虽然燃料系统10示出为根据阀11和13的构型使用蒸馏柴油燃料作为冷却剂和喷射介质，但冷却回路21中可以使用其他流体(例如润滑油)，而不偏离本专利技术。每个燃料喷射器30被电子地控制。因此，在喷射事件的过程中，单独燃料喷射器30内的控制功能会需要相应的共轨16a或16b流体连接到返回管线19，以便电子地控制每个喷射事件。在所示的实施方式中，只示出了ー个返回管线19，并且其用于使到达燃料喷射器30但不喷射的燃料返回，而是在喷射事件的控制过程中排出，从而引导到重燃料油源12，以便随后事件中的可能的再循环和喷射。返回管线19示出为流体连接到重燃料油源12，而不是连接到蒸馏柴油燃料源14，因为通常更希望通过蒸馏柴油燃料来稀释重燃料油，而不是相反的情況。现在參照图2，每个燃料喷射器30包括限定共轨入口 33、喷嘴出口 32、排放出口37a和37b、冷却入口 35和冷却出ロ 36的喷射器主体31。每个燃料喷射器30还包括电致动器40，例如螺线圈或压电，其控制直接操作的喷嘴止回阀25的打开和关闭。如本专利技术的上下文所使用的，直接操作的喷嘴止回阀是响应于关闭液压表面上的压カ变化通过致动和停用电致动器40来通过运动阀构件打开和关闭喷嘴出口的阀。在所示的燃料喷射器30中，直接操作的喷嘴止回阀25通过导引阀构件41和控制阀构件45可操作地联接到电致动器40。电致动器40、导引阀构件41和控制阀构件45可以非常类似于与小孔ロ燃料喷射器相关的电致动器、压カ控制阀构件和喷嘴针阀构件。因此，本专利技术的燃料喷射器30可以调整且实际上使用与较小孔ロ燃料系统相关的验证部件。但是，不是喷射燃料，这些部件现在在大孔ロ燃料喷射器30中用来控制针控制腔61内的作用在针阀构件50的关闭液压表面53上的压力。直接操作的喷嘴止回阀25包括通过弹簧54偏压到关闭喷嘴出ロ 32的位置的针阀构件50。针阀构件50包括暴露于喷嘴腔60内的流体压カ的打开液压表面52和暴露于针控制腔61内的流体压カ的关闭液压表面53。针阀构件50通过引导表面51和引导孔ロ64之间的相互作用引导其运动。引导表面51和引导孔ロ 64之间的引导间隙55相对小，但本质上允许喷嘴腔60和针控制腔61之间的ー些流体连通。但是，在喷射事件之间，喷嘴腔60和针控制腔61都经由喷嘴供应通道68和主平衡开ロ 80保持在轨压力。喷嘴供应通道68在喷嘴腔60和共轨入口 33之间延伸，而主平衡开ロ 80经由受限制但总是打开的流动区域将本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.30 US 12/847,3861.一种大孔ロ燃料系统(10，110)，包括 重燃料油源(12)； 蒸馏柴油燃料源(14)； 共轨(16，116)，其流体连接到所述重燃料油源(12)和蒸馏柴油燃料源(14)中的至少ー个； 多个燃料喷射器(30，130)，其各自包括冷却入口(35)和冷却出ロ(36)，以及通过导引阀构件(41)和控制阀构件(45)联接到直接操作的喷嘴止回阀(25)的电致动器(40)。2.根据权利要求1所述的大孔ロ燃料系统(10)，其中，每个燃料喷射器(30)包括在喷射构型时经由两个内部通道流体连接到排放出ロ(37)的共轨入口(33)，并且在非喷射构型时所述共轨入口(33)与所述排放出ロ(37)流体阻断；并且 控制阀构件(45)包括部分限定将导引控制腔(63)流体连接到中间控制腔(62)的引导间隙(49)的引导表面； 所述导引控制腔￠3)和中间控制腔￠2)在喷射构型和非喷射构型时流体连接到共轨入口(33)； 所述控制阀构件(45)朝着关闭两个内部通道中的第一个的位置机械偏压；以及 所述导引阀构件(41)朝着关闭两个内部通道中的第二个的位置机械偏压。3.根据权利要求1所述的大孔ロ燃料系统(110)，包括流体连接到每个燃料喷射器(130)的第一共轨入口(133)并连接到重燃料油源(12)的第一共轨(116);以及 流体连接到每个燃料喷射器(130)的第二共轨入口(134)并连接到蒸馏柴油燃料源(14)的第二共轨(117)。4.根据权利要求1所述的大孔ロ燃料系统(10，110)，其中，每个燃料喷射器(30，130)包括在喷射构型时经由两个内部通道流体连接到排放出ロ(37，137)的至少ー个共轨入口(33，133，134)，并且在非喷射构型时，所述共轨入口(33，133，134)与排放出ロ(37，137)流体阻断；以及 所述控制阀构件(45)包括部分限定将导引控制腔￠3,163)流体连接到中间控制腔(62，162)的引导间隙(49，149)的引导表面； 所述导引控制腔￠3,163)和中间控制腔￠2,162)在所述喷射构型和非喷射构型时流体连接到至少ー个共轨入口(33，133，134)； 冷却回路(21)，其流体连接到所述冷却入口(35)、所述冷却出口(36)和蒸馏柴油燃料源(14);以及 重燃料加热器(18)，其可操作地定位成加热重燃料油源(12)内的重燃料油。5.一种大孔ロ燃料喷射器(30，130)，包括: 喷射器主体(31)，其限定至少ー个共轨入口(33，133，134)、排放出口(37，137)、喷嘴出口(32)、冷却入口(35)和冷却出口(36)，并具有布置其中的导引控制腔(63，163)、中间控制腔(62，162)、针控制腔(61)和喷嘴腔(60)； 导引阀构件(41)，其能够在所述导引控制腔(63，163)流体连接到排放出ロ(37，13...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·D·汉森，S·莱维斯，Q·H·莫哈梅德，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：
国别省市：
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