[发明专利]燃料喷射器

说明书

本发明公开一种用于内燃机的燃料喷射器(200)。所述燃料喷射器可安装在发动机的气缸盖的气缸盖镗孔中且包括：主体区域(B)，其被布置成接纳在所述气缸盖镗孔内；和头部区域(H)，其被布置成在所述气缸盖镗孔外侧延伸以在所述喷射器安装在所述气缸盖镗孔中时从所述气缸盖伸出；第一阀针(116)，其被布置成控制气体燃料从第一出口的喷射；第二阀针(120)，其被布置成控制液体燃料从第二出口的喷射；气体燃料入口(130)，其用于准许所述气体燃料进入所述喷射器；以及液体燃料入口(156)，其用于准许所述液体燃料进入所述喷射器。所述气体燃料入口(130)安置在所述喷射器的所述主体区域(B)中，且其中所述液体燃料入口(156)安置在所述喷射器的所述头部区域(H)中。优选地，所述喷射器包括内部累积器体积(270)使得外部燃料轨道是不必要的。

本申请是国际申请号为PCT/CA2014/050470、国际申请日为2014年5月21日、发明名称为“燃料喷射器”的PCT国际申请于2015年11月18日进入中国国家阶段后申请号为“201480028835.6”的中国国家阶段专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及适用于控制两种不同燃料到内燃机中的输送的燃料喷射器，以及具有包括一个或多个此类喷射器的燃料喷射系统的内燃机。具体地但不排它地，本发明涉及适用于喷射气体燃料和液体燃料的燃料喷射器和燃料喷射系统。

背景技术

用于重载和工业应用的内燃机通常以柴油为燃料。然而，使用天然气作为对柴油替代燃料越来越受到关注。天然气相对充足且相对廉价，且主要是可以提供与柴油相似水平的功率，同时产生较低的颗粒和氮氧化物(NOx)排放。

天然气可用于替代柴油给压燃发动机提供燃料，其中燃料燃烧是作为气缸中空气-燃料混合物压缩结果发生的。然而，因为天然气具有比柴油更高的自动点火温度，所以需要在引入天然气到燃烧室之前用柴油燃料的引燃喷射来引发燃烧。

在被称为高压直接喷射(HPDI)发动机的一类天然气-驱动发动机中，将天然气和柴油都直接喷射到燃烧室中。由于发动机气缸盖中的空间限制，每个气缸都使用一个燃料喷射器喷射两种燃料是理想的。这需要燃料喷射器特别适于在喷射器内保持两种燃料分开，并在适当时间独立输送各燃料。

一种此类“双燃料”喷射器在国际专利申请公开第WO 00/15956号中描述。在此实例中，提供了具有同心双喷嘴结构的燃料喷射器。内阀针和外阀针在其下端处与各阀门底座啮合以控制燃料分别流经各内组出口和外组出口。外阀针控制天然气的喷射通过外组出口，而内阀针控制柴油的喷射通过内组出口。外阀针是管状的以容纳内阀针，而内组出口在外阀针的尖端处形成。

内阀针和外阀针由两个电磁控制阀门独立控制，其经配置控制用于内阀针和外阀针的各控制腔室内的控制流体(通常为柴油燃料)的压力。控制腔室接纳相应针的上端，因此改变每个控制腔室中控制流体的压力可改变相应阀针上的向下(关闭)力。气体或柴油燃料压力作用于各阀针朝下的推力面以发生作用于阀针的向上(打开)力。当控制腔室中控制流体的压力相对较高时，向下力大于向上力，且各阀针保持在阀门底座中，且当控制流体的压力相对较低时，向上力克服向下力，且各阀针打开以允许燃料喷射通过各组出口。

每个控制腔室在相对高的压力下连接到控制流体源。每个控制阀门可操作连接各控制腔室到用于控制流体的低压排放口。以此方式，每个控制阀门的打开导致相应控制腔室内控制流体压力的减小，从而导致相应阀针的打开。

喷射器安装在发动机气缸盖中的镗孔中。喷射器的主体延伸通过镗孔，使得喷射器的尖端伸入到各燃烧室中。气缸盖镗孔的最大直径，并因此喷射器主体的直径受限于气缸盖中有限的可用空间。用于致动控制阀门的电磁致动器通常太大而无法容纳在喷射器的主体中。相反，致动器和控制阀门通常以并排配置安装在燃料喷射器的顶部，使得其伸到气缸盖上面。