[发明专利]用于双燃料共轨系统的燃料喷射器

说明书

技术领域

本发明一般地涉及双燃料共轨系统，更具体地涉及用于向发动机分别供给气体燃料和液体燃料的双燃料喷射器。

背景技术

已知气体燃料发动机相对于压燃式发动机来说能够进行清洁的燃烧。然而，气体燃料难以被成功地点燃（点火）是公知的。一些气体燃料发动机利用火花塞，而其它发动机已知为利用少量的被压缩点燃的蒸馏柴油燃料以进而点燃更大量的气体燃料。在发动机之中和周围的实际空间限制常常使得难以找到用于与向各个燃烧室供给两种不同燃料相关联的全部管路和硬件的空间。美国专利7,373,931教导了一种双燃料发动机，其利用少量的和压缩点燃的蒸馏柴油燃料来点燃更大量的气体燃料。该文献教导了使用一种具有嵌套的针阀元件的燃料喷射器以便于从同一喷射器向各个发动机气缸中喷射气体和液体燃料两者。但是，所述喷射器的结构导致燃料之间的交叉泄漏、燃料向发动机气缸中的泄漏，以及在所述燃料喷射器被批量生产时会导致大的性能差异的累积公差。此外，所述喷射器结构固有地需要取决于燃料是被单独喷射还是被同时喷射的不同喷射模式。

本发明旨在解决上述一个或多个问题。

发明内容

一方面，一种燃料喷射器包括喷射器主体，所述喷射器主体限定有第一喷嘴出口组、第一燃料入口、第二喷嘴出口组、第二燃料入口和排放出口。喷射器主体中设置有与第一燃料入口流体连接的第一喷嘴腔室、与第二燃料入口流体连接的第二喷嘴腔室、与第一燃料入口流体连接的第一控制腔室，以及与第一燃料入口流体连接的第二控制腔室。第一针控制阀设置在喷射器主体中，并包括可在第一位置和第二位置之间移动的第一控制阀元件，所述第一位置与锥形座接触以关闭在第一控制腔室和排放出口之间的流体连接，所述第二位置不与锥形座接触以开启所述第一流体连接。第二针控制阀设置在喷射器主体中，并包括可在第一位置和第二位置之间移动的第二控制阀元件，所述第一位置与锥形座接触以关闭在第二控制腔室和排放出口之间的第二流体连接，所述第二位置不与锥形座接触以开启所述第二流体连接。第一电磁致动器具有可操作地联接至所述第一针控制阀的第一衔铁，且第二电致动器具有可操作地联接至所述第二针控制阀的第二衔铁。

另一方面，一种双燃料系统包括多个燃料喷射器，所述燃料喷射器具有非喷射构型、液体燃料喷射构型、气体燃料喷射构型和组合燃料喷射构型。气体燃料共轨与各个燃料喷射器流体连接。液体燃料共轨也与各个燃料喷射器流体连接。每个燃料喷射器包括具有气体控制阀元件的三通气体控制阀和具有液体控制阀元件的三通液体控制阀，各个阀元件沿着共同的中心线移动。当气体控制阀元件处于第一位置时，每个燃料喷射器的气体控制腔室通过两个并行的通路与液体燃料共轨流体连接。当液体控制阀元件处于第一位置时，每个燃料喷射器的液体控制腔室通过两个并行的通路与液体燃料共轨流体连接。

又一方面，一种运行双燃料系统的方法包括在发动机循环中分别通过双燃料喷射器的成组气体喷嘴出口和成组液体喷嘴出口向发动机气缸中喷射气体和液体燃料。液体燃料通过压缩点燃。喷射步骤包括沿共同的中心线移动第一衔铁、第二衔铁、液体控制阀元件和气体控制阀元件。移动所述液体控制阀元件的步骤包括关闭使液体针控制腔室与液体共轨流体连接的两个通路之一，并开启液体控制腔室与排放出口的流体连接。移动气体控制阀元件的步骤包括关闭使气体针控制腔室与液体共轨流体连接的两个通路之一，并开启液体控制腔室与排放出口的流体连接。

附图说明

图1是根据本发明的发动机和双燃料共轨系统的示意图；

图2图1的双燃料系统的一部分的侧剖视图；

图3是图1的燃料喷射器之一的顶部的剖视侧视图；

图4是图3的燃料喷射器的顶部的剖视侧视图；

图5是根据本发明另一方面的燃料喷射器的底部的剖视侧视图；

图6是图3的燃料喷射器的底部的剖视侧视图；和

图7是示出在以双燃料供给模式和应急运行（limp home）模式运行时图1的双燃料系统的控制阀位置、气体和液体燃料的轨压以及喷射率相对于时间的一系列图表。

具体实施方式