具有同轴控制阀构件的燃料喷射器和使用此种燃料喷射器的燃料系统技术方案

一种双燃料喷射器利用第一和第二控制阀来打开和关闭第一和第二喷嘴出口组以分别喷射第一燃料和第二燃料。第一和第二控制阀具有同心作用线。两种燃料可在化学特性、物质相和压力的至少一个上不同。

【技术实现步骤摘要】
具有同轴控制阀构件的燃料喷射器和使用此种燃料喷射器的燃料系统
[0001 ] 本专利技术总体涉及双燃料喷射器，更尤其涉及具有同心作用线的两个控制阀。
技术介绍
在发动机工业领域有不断增长的趋势，就是考虑使用从与每个发动机气缸相关的单个燃料喷射器的两种燃料向发动机提供燃料。这两种燃料在化学特性、物质相和压力的至少一个方面是互不相同的。例如，有一个逐渐增加的兴趣，就是，主要用以第一压力喷射的天然气向压燃发动机提供动力，此天然气由液体柴油燃料的压缩点燃的小的先导喷射被点燃。然而，为使其可行，燃料喷射器总体上必须具有独立控制这两种不同燃料的喷射的正时和喷射量的能力。这又会需要容纳在单个燃料喷射器内的两个单独的电子控制阀。找到一种方法以组织管道，并在单个燃料喷射器内安排两个独立的电致动器及其相关的控制阀已被证明是困难的和有问题的。本专利技术正指向前述的一个或多个问题。
技术实现思路
一方面，燃料喷射器包括喷射器主体，喷射器主体限定第一燃料入口、第二燃料入口、第一喷嘴出口组、第二喷嘴出口组和排放出口。喷射器主体也在其中设置有第一控制室和第二控制室。第一止回阀构件具有关闭液压表面，其暴露于第一控制室内的流体压力，并能够在与第一座相接触以流体地阻断第一燃料入口至第一喷嘴出口组的关闭位置和与第一座不相接触以流体地连接第一燃料入口至第一喷嘴出口组的打开位置之间运动。第二止回阀构件具有关闭液压表面，其暴露于第二控制室内的流体压力，并能够在与第二座相接触以流体地阻断第二燃料入口至第二喷嘴出口组的关闭位置和与第二座不相接触以流体地连接第二燃料入口至第二喷嘴出口组的打开位置之间运动。第一控制阀构件位于喷射器主体内，其能够沿着共同的中心线在第一控制室被流体地阻断至排放出口的第一位置和第一控制室被流体地连接至排放出口的第二位置之间运动。第二控制阀构件位于喷射器主体内，其能够沿着共同的中心线在第二控制室被流体地阻断至排放出口的第一位置和第二控制室被流体地连接至排放出口的第二位置之间运动。另一方面，燃料系统包括多个燃料喷射器。第一燃料源被流体地连接到第一燃料入口，第二燃料源被流体地连接到第二燃料入口。电子控制器与多个燃料喷射器的每一个控制相联通。第一燃料与第二燃料在化学特性、物质相和压力的至少一方面是不同的。还有另一方面，操作具有多个燃料喷射器的燃料系统的方法包括通过沿着共同的中心线从第一位置向第二位置移动第一控制阀构件自第一喷嘴出口组喷射第一燃料。通过沿着共同的中心线从第一位置向第二位置移动第二控制阀构件自第二喷嘴出口组喷射第二燃料。【附图说明】图1是根据本专利技术的双燃料发动机的简要视图；图2是发动机的一部分和用于如图1所示的发动机的双燃料共轨系统的立体图；图3是如图2所示的发动机壳体的一部分的截面立体图，以显示一个燃料喷射器和发动机气缸的结构；图4是根据本专利技术的另一方面的通过共轴的套筒组件的截面侧视图；图5是根据本专利技术一个方面的燃料喷射器的截面前视图；图6是如图5所示的燃料喷射器的控制阀部分的放大的截面前视图；图7是如图5所示的燃料喷射器的一部分的放大的截面前视图的另一放大图；图8是如图5所示的燃料喷射器的控制室部分的局部放大的截面视图，以及图9是除了经过如图5的燃料喷射器的不同截面外与图8相似的放大的截面前视图。【具体实施方式】首先参考图1-3，双燃料发动机10包括安装在发动机壳体11上的双燃料共轨系统20，发动机壳体11限定多个发动机气缸12。双燃料共轨系统20更确切地包括被定位用来直接喷射进多个发动机气缸12的每个发动机气缸的一个燃料喷射器25。气体燃料共轨21和液体燃料共轨22被流体地连接到每个燃料喷射器25。双燃料共轨系统20还包括气体供应与压力控制装置16以及液体供应与压力控制装置17。每个燃料喷射器25、气体压力供应与控制装置16和液体供应与压力控制装置17通过电子发动机控制器15以已知的方式控制。气体供应与压力控制装置16可包括具有与可变输送低温泵流体连接的出口的加压低温液态天然气罐。装置16还可包括热交换器、蓄能器、气体过滤器和燃料调节模块，其控制到气体燃料共轨21的气体燃料的供应和压力。液体供应与压力控制装置17可包括柴油燃料罐、燃料过滤器和电子控制的高压燃料泵，以向液体燃料共轨22供应液体燃料，并控制其中的压力。如图1和图2最好显示的，同轴套筒组件30的块体31被气体燃料管线片段18和液体燃料管线片段19菊花链接在一起，以各自限定气体燃料共轨21和液体燃料共轨22。菊花链上的最后的同轴套筒组件30可具有一组塞子代替如图2所示的配件。另参考图4，双燃料共轨系统20包括同轴的套筒组件30，此同轴的套筒组件30具有内部套筒32和外部套筒33，它们与每个燃料喷射器25的公共锥形座27密封接触。在图示的具体实例中，压力缓冲室48由气体燃料管道47的上游片段49组成，气体燃料管道47的上游片段49的流动面积比气体燃料管道47的下游片段50的流动面积至少大数倍。压力缓冲室48被限定在每个同轴的套筒组件30内以减弱从气体燃料共轨21向各自的燃料喷射器25运动的压力波，尤其是在喷射事件中。压力缓冲室48有比在各自燃料喷射器25内的气体燃料体积26 (喷嘴室，气囊和气体通道)大的体积。本领域技术人员将认识到，燃料喷射器25上的可用空间局限限制了每个燃料喷射器25内的气体燃料体积26的大小。每个燃料喷射器内的气体体积26可能比来自喷射器25的额定气体喷射体积少许多倍。设定压力缓冲室48大小的一种策略可由连续的方程式开始，然后得出特定体积内(压力缓冲室48)的特定流体(例如，天然气)对达到(从轨道21)离开该体积的流速的流速(喷射速度)的压力响应的方程。此想法是为了将压力变化对流体的体积流量反应减小到满意的水平。压力缓冲室48应当提供充分的到达压力波的吸收，以消除反应性(reflective)的瞬变现象。因此，可以考虑用于发动机10内燃料喷射器25的气体燃料递送的最大额定体积和气体喷射压力，并设定压力缓冲室48的体积大小，以提供压力波的充分的吸收。再参考图2-4，每个同轴套筒组件30可包括荷载调节钳34，荷载调节钳34具有枢转表面75，枢转表面75在与内部套筒32的轴线29相交的载荷调节位置56处接触块体31。荷载调节钳34可限定紧固件槽77和紧固件钻孔76，以各自地接收第一紧固件81和第二紧固件80。荷载调节钳34在荷载调节位置56上枢转，以响应第一和第二紧固件81、80的调节。紧固件80可包括球形的垫片和螺栓，而紧固件81可以是肩部螺栓，其被用来设定荷载调节钳34的偏位角。例如，适当的组件可要求同轴套筒组件30利用第一紧固件81连接到发动机壳体11。螺栓80可接着被紧扣至预设的转矩，以保证独立但同时地，在燃料喷射器25的公共的锥形座27上在外部套筒33和内部套筒32之间适当就座的密封接触。在这个过程中，荷载调节钳34将枢转经过某个有限的小角度。紧固件80和81分别被接收在块体31的紧固件钻孔54和紧固件槽55中。每个同轴套筒组件30的每个块体31限定垂直于内部套筒32的轴线29取向并流体连接于气体燃料通道46的气体轨道通道45，气体燃料通道46在一端开口进入锥形座53外侧的套筒室52。气体轨道通道45可完全延伸通过块体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料喷射器，包括：喷射器主体，其限定第一燃料入口、第二燃料入口、第一喷嘴出口组、第二喷嘴出口组和排放出口，并且其中设置有第一控制室和第二控制室；第一止回阀构件，其具有暴露于所述第一控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第一座接触以流体阻断所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的关闭位置和与所述第一座不接触以流体连接所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的打开位置之间运动；第二止回阀构件，其具有暴露于所述第二控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第二座接触以流体阻断所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的关闭位置和与所述第二座不接触以流体连接所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的打开位置之间运动；第一控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所述第一控制室与所述排放出口流体阻断的第一位置和所述第一控制室与所述排放出口流体连接的第二位置之间运动；第二控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所述第二控制室与所述排放出口流体阻断的第一位置和所述第二控制室与所述排放出口流体连接的第二位置之间运动。

【技术特征摘要】
2012.08.01 US 13/563,8361.一种燃料喷射器，包括: 喷射器主体，其限定第一燃料入口、第二燃料入口、第一喷嘴出口组、第二喷嘴出口组和排放出口，并且其中设置有第一控制室和第二控制室； 第一止回阀构件，其具有暴露于所述第一控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第一座接触以流体阻断所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的关闭位置和与所述第一座不接触以流体连接所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的打开位置之间运动； 第二止回阀构件，其具有暴露于所述第二控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第二座接触以流体阻断所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的关闭位置和与所述第二座不接触以流体连接所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的打开位置之间运动； 第一控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所述第一控制室与所述排放出口流体阻断的第一位置和所述第一控制室与所述排放出口流体连接的第二位置之间运动； 第二控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所述第二控制室与所述排放出口流体阻断的第一位置和所述第二控制室与所述排放出口流体连接的第二位置之间运动。2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第一控制阀构件和所述第二控制阀构件中的一个与所述公共中心线相交；并且 所述第一控制阀构件和所述第二控制阀构件中的另一个限定穿过其中的与所述公共中心线同心的钻孔。3.根据权利要求1所述的燃料喷射器，包括: 第一电枢，其可操作地联接成运动所述第一控制阀构件； 第二电枢，其可操作地联接成运动所述第二控制阀构件；以及共享的定子，其将所述第一电枢与所述第二电枢分离。4.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第一控制阀构件在所述第一位置和第二位置分别与第一阀座接触和不接触； 所述第二控制阀构件在所述第一位置和第二位置分别与第二阀座接触和不接触； 所述第一阀座和第二阀座中的一个是平座。5.根据权利要求4所述的燃料喷射器，其中，所述第一阀座和所述第二阀座中的另一个是锥形座。6.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第二控制阀构件被限制为在锥形座和第二平座之间运动；并且 所述第一控制阀构件被限制为在第一平座和停止件之间运动。7.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第一止回阀构件和第二止回阀构件分别沿着均与公共中心线平行但与公共中心线间隔开的第一线和第二线运动。8.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第一控制室经在所述第一控制阀构件处于第一位置时流体并联的两个孔口流体连接到第一燃料入口和第二燃料入口中的一个。9.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，在所述第一控制阀构件和第二控制阀构件处于各自的第一位置时，所述第一控制室和第二控制室中的每个流体连接到第一燃料入口和第二燃料入口中的一个。10.一种燃料系统，包括: 多个燃料喷射器，其各自包括喷射器主体，喷射器主体限定第一燃料入口、第二燃料入口、第一喷嘴出口组、第二喷嘴出口组和排放出口，并且其中设置第一控制室和第二控制室；第一止回阀构件，其具有暴露于所述第一控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第一座接触以流体阻断所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的关闭位置和与所述第一座不接触以流体连接所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的打开位置之间运动；第二止回阀构件，其具有暴露于所述第二控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第二座接触以流体阻断所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的关闭位置和与所述第二座不接触以流体连接所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的打开位置之间运动；第一控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所述第一控制室与所述排放出口流体阻断的第一位置和所述第一控制室与所述排放出口流体连接的第二位置之间运动；第二控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·米塔尔，A·M·布拉施，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：