一种双燃料系统(10)包括双燃料喷射器(12)，其限定气体燃料入口(48)、气体喷嘴出口组(90)、液体燃料入口(57)和液体喷嘴出口组(96)。双燃料喷射器(12)在其中设置有流体地连接至气体燃料入口(48)的气体喷嘴室(91)和流体地连接至液体燃料入口(57)的液体喷嘴室(99)。双燃料喷射器(12)还包括液压锁定密封(93)，其具有环绕气体针阀构件(73)的引导段(74)的液体燃料的环形容积(191)，用于防止气体燃料移入液体燃料。气体燃料共轨(16)流体地连接至气体燃料入口(48)，并且液体燃料共轨(14)流体地连接至液体燃料入口(57)。止回阀(18)流体地定位在双燃料喷射器(12)的气体燃料共轨(16)和气体喷嘴室(91)之间，用于阻止通过液压锁定密封(93)泄漏到气体喷嘴室(91)中的液体燃料进入气体燃料共轨(16)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有液压锁定密封和液体泄漏清洗策略的双燃料喷射器
本专利技术整体涉及具有液压锁定密封的双燃料喷射系统，并且更具体地，涉及防止泄漏的液体燃料回流到气体燃料共轨中。
技术介绍
气体燃料发动机相对于其对应的压燃发动机已知具有燃烧清洁的能力。但是，熟知气体燃料难以获得成功点燃。一些气体燃料发动机利用火花塞，而其它发动机已知利用少量馏出柴油燃料，其被压燃以便又点燃较大量的气体燃料。在这些发动机中，气体燃料可以被供应至发动机进气歧管或直接配量进单独的气缸，在该处，其在上止点附近响应于先导柴油喷射而被点燃之前与空气混合。美国专利6298833教导了一种具有将气体燃料和液体燃料直接喷射到发动机气缸中的能力的双燃料喷射器。该参考文献教导了双同心喷嘴止回设计，其中，液体柴油燃料经由穿过外部针的小的内部孔口组喷射,并且气体燃料经过穿过末端部件的同心的气体燃料出口组喷射。认识到气体燃料具有低粘性并且可能不适于润滑运动的气体针阀构件并防止气体燃料移入液体燃料，该参考文献教导了一种流体密封策略，其中，环形的加压液体燃料容积环绕气体针阀构件的引导段。液体燃料密封压力被保持等于或稍大于气体燃料的压力。尽管该参考文献可能教导了一种用于防止在双燃料喷射器内气体燃料泄漏到液体燃料中的有效策略，其并未针对装备有利用气体燃料和液体燃料的双燃料系统的发动机的可能操作模式预期问题或教导方案。例如，可能存在这样的情况，气体燃料供应可能耗尽并且发动机可能需要在仅利用液体燃料作为燃料源的所谓跛行回家模式中操作。这种操作模式可能在利用双燃料喷射器喷射气体燃料和液体燃料的双燃料喷射系统的情况中呈现先前未认识到的问题。本专利技术旨在上面提及的问题中的一个或多个。
技术实现思路
一种双燃料系统包括双燃料喷射器，其限定气体燃料入口、气体喷嘴出口组、液体燃料入口和液体喷嘴出口组。双燃料喷射器在其中设置有流体地连接至气体燃料入口的气体喷嘴室和流体地连接至液体燃料入口的液体喷嘴室。双燃料喷射器还包括液压锁定密封，其具有环绕气体针阀构件的引导段的液体燃料的环形容积，用于防止气体燃料移入液体燃料。气体燃料共轨流体地连接至气体燃料入口。液体燃料共轨流体地连接至液体燃料入口。止回阀流体地定位在双燃料喷射器的气体燃料共轨和气体喷嘴室之间，用于阻止通过液压锁定密封泄漏到气体喷嘴室中的液体燃料进入气体燃料共轨。另一方面，一种压燃双燃料发动机包括发动机壳体，其限定多个气缸。双燃料系统具有多个双燃料喷射器，每个双燃料喷射器流体地连接至气体燃料共轨、流体地连接至液体燃料共轨、并且安装用于将液体燃料和气体燃料直接喷射到多个气缸中相应的一个中。双燃料系统包括气体压力控制装置和液体压力控制装置。双燃料喷射器中的每个包括流体地连接至液体燃料共轨的液压锁定密封，用于防止气体燃料沿着围绕气体针阀构件的引导间隙移入液体燃料。电子控制器与双燃料喷射器、气体压力控制装置和液体压力控制装置中的每个控制通信。电子控制器包括双燃料控制算法，其能够产生压力控制信号以在液体燃料共轨和气体燃料共轨之间保持小压差并且在每个发动机循环中针对双燃料喷射器中的每个产生气体燃料控制信号和液体燃料控制信号。电子控制器还包括单一燃料控制算法，其能够产生压力控制信号以在液体燃料共轨和气体燃料共轨之间保持大压差并且在每个发动机循环中针对双燃料喷射器中的每个产生液体燃料控制信号。电子控制器还包括泄漏清洗控制算法，其能够产生清洗控制信号以使液体燃料经过气体喷嘴组排出。又一方面，一种操作双燃料压燃发动机的方法，包括当双燃料系统处于双燃料模式中时，在每个发动机循环中分别从双燃料喷射器的气体喷嘴出口组和液体喷嘴出口组将气体燃料和液体燃料喷射到发动机气缸中。当双燃料系统处于单一燃料模式中时，在每个发动机循环中从双燃料喷射器的液体喷嘴出口组将仅液体燃料喷射到发动机气缸中。通过液压锁定密封防止气体燃料移入液体燃料。利用来自液压锁定密封的液体燃料润滑气体针阀构件的引导段。通过使定位在气体喷嘴室和气体燃料共轨之间的止回阀闭合来防止液体燃料从气体喷嘴室运动至气体燃料共轨。【附图说明】图1是根据本专利技术的发动机和双燃料共轨系统的示意图；图2是图1的双燃料系统的一部分的侧剖视图；图3是图1的双燃料喷射器之一的侧剖视图；图4是图3的燃料喷射器的控制阀部分的局部侧剖视图；图5是类似于图4的控制阀部分的放大剖视图，除了沿着经过图3的燃料喷射器的不同剖面线；图6是图3的燃料喷射器的杆部件的局部立体图；图7是图6中所示的杆的端视图；图8是根据本专利技术的一方面的燃料喷射器的底部的侧剖视图；图9是根据本专利技术的另一方面的燃料喷射器的底部的侧剖视图；图10是定位在用于图8和9中所示的燃料喷射器的液压锁定密封的密封通道中的止回阀的放大侧剖视图；图11是图10中所示的止回阀的止回阀构件的俯视图；和图12是示出图1的双燃料系统当在双燃料模式和跛行回家模式中操作时控制阀位置、气体和液体燃料轨压力和喷射率关于时间的一系列图表。【具体实施方式】参照图1，根据本专利技术的发动机5利用双燃料共轨系统10。发动机5包括限定多个气缸7的发动机壳体6，仅示出一个气缸7。双燃料系统10包括多个双燃料喷射器12 (仅示出一个)，每个双燃料喷射器包括喷射器主体70，其具有定位用于将气体燃料和/或液体燃料直接喷射到发动机气缸7之一中的末端部件71。双燃料系统10包括多个外管50和内管40,每个延伸到发动机壳体6中位于套筒30和燃料喷射器12之一之间。每个内管50被压在相关联的套筒30上的锥形座和燃料喷射器12之一上的锥形座之间。由此，每个发动机气缸7具有一个相关联的燃料喷射器12、一个外管40、一个内管50和一个套筒30。双燃料系统10包括气体燃料共轨16形式的气体燃料源，其通过套筒30之一和限定在内管50和外管40之间的外部通道49流体地连接至燃料喷射器12中的每个。液体燃料共轨14形式的液体燃料源通过套筒30之一和由内管50限定的内部通道51流体地连接至燃料喷射器12中的每个。止回阀18流体地定位在每个单独的燃料喷射器12的气体燃料共轨16和套筒30之间。如下讨论的，止回阀18可以位于燃料系统10中的其它位置。电子控制器15与燃料喷射器12中的每个控制通信，以选择性地控制气体燃料喷射事件和液体燃料喷射事件的正时和量。电子控制器15还与可操作地联接以控制气体燃料共轨16中的压力的气体压力控制装置20控制通信，并且还与可操作地联接以控制液体燃料共轨14中的压力的液体压力控制装置22控制通信。虽然诸如甲烷、丙烷等单独的气体在本专利技术的范围内，包含气体种类的混合物的天然气可特别地应用于本专利技术。另外，针对在发动机5的压缩比下压燃的能力来选择液体燃料。例如，液体燃料可以是馏出柴油燃料或适用于压燃以便又点燃发动机气缸7之一中的气体燃料量的一些其它液体燃料。由此，在发动机5的正常操作过程中，自燃状况将有时在包括膨胀冲程、排气冲程和进气冲程的发动机循环中的压缩冲程过程中在单独的气缸中出现。虽然用于液体燃料的压燃状况可能存在于发动机气缸中，压力和温度通常对于自动点燃气体燃料不够高。在图示的实施方式中，天然气以液体状态保持在低温液化天然气罐21中。可变排量低温泵由电子控制器15控制，以将液化天然气泵送经过过滤器和换热器，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双燃料系统(10)，包括：双燃料喷射器(12)，其限定气体燃料入口(48)、气体喷嘴出口组(90)、液体燃料入口(57)和液体喷嘴出口组(96)，并且在其中设置有流体地连接至气体燃料入口(48)的气体喷嘴室(91)和流体地连接至液体燃料入口(57)的液体喷嘴室(99)，并且包括液压锁定密封(93)，所述液压锁定密封(93)具有环绕气体针阀构件(73)的引导段(74)的液体燃料的环形容积(191)，用于防止气体燃料移入液体燃料；气体燃料共轨(16)，其流体地连接至气体燃料入口(48)；液体燃料共轨(14)，其流体地连接至液体燃料入口(57)；和止回阀(18)，其流体地定位在双燃料喷射器(12)的气体燃料共轨(16)和气体喷嘴室(91)之间，用于阻止通过液压锁定密封(93)泄漏到气体喷嘴室(91)中的液体燃料进入气体燃料共轨(16)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.24 US 13/279,5351.一种双燃料系统(10)，包括: 双燃料喷射器(12)，其限定气体燃料入口(48)、气体喷嘴出口组(90)、液体燃料入口(57)和液体喷嘴出口组(96)，并且在其中设置有流体地连接至气体燃料入口(48)的气体喷嘴室(91)和流体地连接至液体燃料入口(57)的液体喷嘴室(99)，并且包括液压锁定密封(93)，所述液压锁定密封(93)具有环绕气体针阀构件(73)的引导段(74)的液体燃料的环形容积(191)，用于防止气体燃料移入液体燃料； 气体燃料共轨(16)，其流体地连接至气体燃料入口(48)； 液体燃料共轨(14)，其流体地连接至液体燃料入口(57);和 止回阀(18)，其流体地定位在双燃料喷射器(12)的气体燃料共轨(16)和气体喷嘴室(91)之间，用于阻止通过液压锁定密封(93)泄漏到气体喷嘴室(91)中的液体燃料进入气体燃料共轨(16)。2.根据权利要求1所述的双燃料系统(10)，其中，止回阀(18)流体地定位在气体燃料共轨(16)和套筒(30)之间。3.根据权利要求1所述的双燃料喷射系统(10)，其中，液体燃料共轨(14)和气体燃料共轨(16)之间的压差在双燃料模式中小，但在单一燃料模式中大。4.根据权利要求1所述的双燃料喷射系统(10)，其中，气体喷嘴出口组(90)和液体喷嘴出口组(96)通过末端部件(71)限定； 液体燃料入口 (57)由内部锥形座(55)和外部锥形座(46)环绕；并且 气体燃料入口(48)定位在内部锥形座(55)和外部锥形座(46)之间。5.一种压燃双燃料发动机(5)，包括: 发动机壳体(6),其限定多个气缸(7)； 双燃料系统(10)，其具有多个双燃料喷射器(12)，每个双燃料喷射器(12)流体地连接至气体燃料共轨(16)、流体地连接至液体燃料共轨(14)、并且安装用于将液体燃料和气体燃料直接喷射到多个气缸(7)中相应的一个中；并且双燃料系统(10)包括气体压力控制装置(20)和液体压力控制装置(22);并且双燃料喷射器(12)中的每个包括流体地连接至液体燃料共轨(14)的液压锁定密封(93)，用于防止气体燃料沿着围绕气体针阀构件(73)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：金会山，M·F·索玛斯，A·斯托克纳，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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