[发明专利]两阶段燃料喷射阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种两阶段燃料喷射阀，更具体地说，涉及如下两阶段燃料喷射阀，该两阶段燃料喷射阀允许单一的机械式燃料喷射阀同时执行滑动式阀开/关功能和辅助燃料压缩功能，因此允许一种两阶段燃料喷射或两阶段的双燃料喷射，并允许两种燃料从燃烧室的中心同轴地喷射。

背景技术

作为柴油发动机的喷射装置，通常使用机械燃料喷射装置和电子控制燃料喷射装置。

机械燃料喷射装置通过机械喷射器将被喷射泵压缩的高压燃料喷射到燃烧室中。换而言之，在喷射泵中，通过与曲轴相连的燃料凸轮驱动柱塞来压缩燃料，并且在机械喷射器中，通过滑动针(或推杆)来打开或关闭喷嘴孔，以便喷射燃料或阻止燃料喷射。在机械燃料喷射装置中，喷射状况(喷射时间、喷射压力或喷射量)取决于发动机转速。这意味着压力与发动机转速成比例地增长。因此，大的负荷在每次旋转中被施加给泵。此外，因为压力不能够增大超过特定的发动机转速，因此高压喷射在低转速时不可用。进而，难以根据发动机工况或者发动机所安装到的船、车辆或发电机的运行状态来理想地控制喷射状况。此外，能以多个阶段喷射燃料，并且也能喷射双燃料。

作为克服一般机械燃料喷射装置的缺点的改进方案，提出一种使用共轨的电子控制燃料喷射装置。所述电子控制燃料喷射装置包括低压泵、高压泵、共轨和电磁阀喷射器。燃料在按顺序通过低压泵和高压泵期间被增压到超高压力，并且由发动机控制单元(ECU)在共轨处以特定的压力压缩。此外，电磁阀喷射器由ECU控制，以用于调节喷射时间和喷射量。电子控制燃料喷射装置允许在低转速时的高压喷射，因为加压和喷射分别进行。此外，因为喷射状况可根据工况自由控制，因此可提高发动机性能(例如输出功率)和燃料效率。再者，通过控制所述电磁阀喷射器，可以执行多阶段的喷射，如引燃喷射、主喷射和后喷射，这提高了燃料效率并且减少了排放气体。然而，电子控制燃料喷射装置不能喷射双燃料，进而不能用于双燃料发动机。

双燃料发动机或两种燃料的发动机具有两种燃烧模式。例如，在柴油燃料模式中，在喷射主燃料(例如重燃油、船用柴油)之前，可以喷射辅助燃料(例如船用柴油、船用轻柴油)，以用于改善燃烧室的燃烧环境，由此改进排气、NOx和燃烧性能。此外，在气体燃料模式中，只有辅助燃料可通过调节燃料喷射量调节器来喷射，以至于气体燃料经由进气阀流入，并且发动机进气口可被稳定地点燃。

为了通过使用上述机械燃料喷射装置或电子控制燃料喷射装置来喷射双燃料，应当添加另一个喷射器，其使系统复杂化并且大大提高了成本。

例如，在图17中示出的通常的燃料喷射装置使用平行双喷射器来喷射双燃料。双喷射器构造成通过将单个的通常的机械喷射器和单个的电磁阀喷射器组合起来而喷射不同种类的燃料。然而，因为双燃料喷射管路设置在单个喷射器体中，该喷射装置具有增大的尺寸并且占据更大的空间。此外，对应于双燃料的两个喷嘴孔和轴平行地安装在间隔开的位置。因此，两种燃料之一不可避免地在偏离燃烧室中心的位置喷射，这使得对燃料性能的优化困难。再者，当喷射包括大量颗粒的主燃料(重燃油)时，辅助燃料喷嘴孔可被封闭。此外，因为共轨、高压泵和电磁阀喷射器应当附加地安装以用于辅助喷射，因此该系统变得更为昂贵和复杂。

另外，如另一个例子，对于两阶段双燃料喷射，除了布置在燃烧室中心的已有的机械主喷射器，分开地提供的电子控制辅助喷射器能够围绕主喷射器以一定斜率安装。然而，在这种情况下，辅助喷射不在气缸盖中心进行，而是在旁边进行，并且喷射方向(角度)也朝一侧倾斜，这导致糟糕的燃料性能。

发明内容

技术问题

本发明致力于提供一种两阶段燃料喷射阀，所述两阶段燃料喷射阀允许利用单一的机械喷射器进行两阶段的燃料喷射和双燃料喷射，由此改善燃烧性能并且以最低的成本减少排气。

本发明也致力于利用单一的机械燃料喷射阀来选择性地打开或关闭主喷嘴孔和辅助喷嘴孔，并且同时借助于简单的结构并且在不带有用于压缩辅助燃料的独立压缩泵的情况下执行辅助燃料压缩功能。

本发明也致力于通过允许两种燃料在燃烧室中心共轴地喷射来改善燃烧性能。

技术方案