具有F、A和Z孔口控制的双燃料喷射器制造技术

本发明专利技术涉及具有F、A和Z孔口控制的双燃料喷射器。具体地，双燃料喷射器采用第一和第二控制阀，以打开和关闭第一和第二喷嘴出口组，从而分别喷射第一燃料和第二燃料。第一和第二燃料可以分别是天然气和液体柴油。对于液体和柴油燃料喷射事件的控制包括具有F、A和Z孔口的控制管线。

【技术实现步骤摘要】
具有F、A和Z孔口控制的双燃料喷射器
本专利技术总体涉及双燃料喷射器，更具体地涉及采用F、A和Z孔口的控制策略。
技术介绍
发动机工业中增长的趋势在于考虑通过来自与每个发动机缸相关的单个燃料喷射器的两种燃料为发动机供应燃料。两种燃料可以在化学特性、物质相和压力中的至少一方面彼此不同。例如，增加的兴趣在于主要通过以第一压力喷射的天然气来为压燃发动机供能，天然气通过液体柴油燃料的压燃少量先导喷射点燃。但是，为了可行，燃料喷射器必须通常具有独立控制两种不同燃料的喷射的正时和数量的能力。这继而会需要容纳在单个燃料喷射器内的两个独立电子控制阀。寻求排布布管以及在单个燃料喷射器中布置两个独立电致动器及其相关控制阀的途径已经证明是困难和有问题的。进一步使这些问题复杂化的是开发可以满足现代燃料系统所需的日益增加的严格性能要求的控制策略。本专利技术针对以上提出的一种或多种问题。
技术实现思路
在一个方面，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。第一控制室和第二控制室布置在喷射器主体内。第一止回阀构件具有暴露于第一控制室内的流体压力的关闭液压表面。第一止回阀构件能够在接触第一喷嘴座以流体阻断第一燃料入口与第一喷嘴出口组的关闭位置和与第一喷嘴座脱离接触以流体连接第一燃料入口与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暴露于第二控制室内的流体压力的关闭液压表面。第二止回阀构件能够在接触第二喷嘴座以流体阻断第二燃料入口与第二喷嘴出口组的关闭位置和与第二喷嘴座脱离接触以流体连接第二燃料入口与第二喷嘴出口组的打开位置之间运动。第一控制阀构件定位在喷射器主体内，并能够在接触第一阀座且第一控制室与排放出口流体阻断的第一位置和与第一阀座脱离接触且第一燃料入口和第二燃料入口之一经由彼此流体并联的Z-A路径和F路径流体连接到排放出口的第二位置之间运动。Z-A路径包括串联的Z孔口、第一控制室和A孔口，并且F路径包括F孔口。第二控制阀构件定位在喷射器主体内，并能够在接触第二阀座且第二控制室与排放出口流体阻断的第一位置和与第二阀座脱离接触且第二控制室流体连接到排放出口的第二位置之间运动。在另一方面，根据本专利技术的燃料系统包括多个燃料喷射器，其具有流体连接到第一燃料入口的第一燃料源和流体连接到第二燃料入口的第二燃料源。每个燃料喷射器包括第一Z-A路径、第一F路径和与第一控制阀相关的第一F、A和Z孔口，以及第二Z-A路径、第二F路径和与第二控制阀相关的第二F、A和Z孔口。电子控制器与多个燃料喷射器的每个控制连通。第一燃料在化学特性、物质相和压力中的至少一方面不同于第二燃料。在又一方面，操作燃料系统的方法包括通过使第一控制阀构件从第一位置运动到第二位置而从第一喷嘴出口组喷射第一燃料。通过使第二控制阀构件从第一位置运动到第二位置而从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示意图；图2是用于图1的发动机的发动机和双燃料共轨系统的一部分的透视图；图3是图2所示的发动机壳体的一部分的剖视透视图，以显露用于一个燃料喷射器和发动机气缸的结构；图4是经过根据本专利技术的另一方面的同轴套管组件的剖视侧视图；图5是根据本专利技术的另一方面的燃料喷射器的剖视前视图；图6是根据本专利技术的另一方面的孔口盘周围的区域的放大剖视侧视图；图7是针对用于气体燃料喷射的多种尺寸的F孔口的燃料喷射体积（Q）相对于时间（T）的图表；以及图8是针对具有和不具有液体燃料喷射的F孔口控制的燃料喷射器的燃料喷射体积（Q）相对于时间（T）的图表。具体实施方式开始参考图1-3，双燃料发动机10包括安装到限定多个发动机气缸12的发动机壳体11的双燃料共轨系统20。双燃料共轨系统20包括定位成直接喷射到多个发动机气缸12的每个内的唯一一个燃料喷射器25。气体燃料共轨21和液体燃料共轨22流体连接到每个燃料喷射器25。双燃料共轨系统20还包括气体供应和压力控制装置16以及液体供应和压力控制装置17。燃料喷射器25、气体压力供应和控制装置16和液体供应和压力控制装置17的每个通过电子控制器15以已知方式控制。气体供应和压力控制装置16可包括加压低温液化天然气罐，其具有流体连接到可变递送低温泵的出口。装置16还可包括热交换器、蓄能器、气体过滤器和控制气体燃料到气体燃料共轨21的供应和压力的燃料调节模块。液体供应和压力控制装置17可包括柴油燃料罐、燃料过滤器和供应液体燃料到液体燃料共轨22并控制液体燃料共轨22内的压力的电子控制高压燃料泵。如图1和2最佳示出，同轴套管组件30的块体31可以与气体燃料管线区段18和液体燃料管线区段19菊花链接在一起，以分别限定气体燃料共轨21和液体燃料共轨22。菊花链中的最后同轴套管组件30具有代替图2所示配件的一组插塞。如图4最佳示出，同轴套管组件30可包括与每个燃料喷射器25的公共锥形座27密封接触的内部套管32和外部套管33。在所示实施方式中，压力缓冲室48可以限定在每个同轴套管组件30内，以缓冲从气体燃料共轨21朝着相应燃料喷射器25运动的压力波，特别是在喷射事件的过程中。每个同轴套管组件30可包括在通过内部套管32的轴线29相交的载荷调节位置处接触块体31的载荷调节夹34。每个同轴套管组件30的每个块体31限定可以垂直于内部套管32的轴线29定向并流体连接到气体燃料通道46的气体轨通道45。气体轨通道45可完全延伸经过块体31以有助于图1和2所示的菊花链连接结构。每个块体31还可包括一直延伸经过的液体轨通道42，其垂直于轴线29定向并流体连接到液体燃料通道43和液体燃料导管44。液体燃料通道43的一区段可具有孔口区段41，如所示，以减小从液体轨22的流速，从而帮助管理液体套管32内的瞬时现象。实际制造的局限性可妨碍同轴套管组件30的大规模生产，在同轴套管组件30中，内部套管32或外部套管22与块体31一体形成，或彼此一体形成。因此，环形密封件71（例如O形圈）可用来密封以防气体燃料从块体31和同轴套管组件30的外部套管33之间泄漏。在所示构造中，内部套管32与每个同轴套管组件30内的外部套管33脱离接触。气体燃料导管47流体连接到气体燃料通道46，并还在内部套管32的外表面63和外部套管33的内表面69之间延伸。每个块体31的气体轨通道45可限定气体燃料共轨21的一部分。同样，每个块体31的液体轨通道42可限定液体燃料共轨22的一区段。为了在制造之后在发动机10的第一次操作过程中截留通常析出进入燃料流内的金属碎屑，同轴套管组件30可包括气体燃料边缘过滤器36和液体燃料边缘过滤器37。在所示实施方式中，液体燃料边缘过滤器37可定位在通过内部套管32限定的液体燃料导管44内。气体燃料边缘过滤器36被示出为定位在外部套管33内。在所示实施方式中，气体燃料边缘过滤器36可通过包括保持器38而具有组合的双重目的，保持器38可在预先安装处理过程中禁止内部套管32从匹配外部套管33脱落。另外参考图5和6，根据本专利技术的燃料喷射器25包括限定第一喷嘴出口组103、第二喷嘴出口组104和排放出口105的喷射器主体100。喷射器主体100还可以限定第一燃料入口101和第二燃料入口102，可以在图4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，并具有布置其中的第一控制室和第二控制室；第一止回阀构件，其具有暴露于第一控制室内的流体压力的关闭液压表面，并能够在接触第一喷嘴座以流体阻断第一燃料入口与第一喷嘴出口组的关闭位置和与第一喷嘴座脱离接触以流体连接第一燃料入口与第一喷嘴出口组的打开位置之间运动；第二止回阀构件，其具有暴露于第二控制室内的流体压力的关闭液压表面，并能够在接触第二喷嘴座以流体阻断第二燃料入口与第二喷嘴出口组的关闭位置和与第二喷嘴座脱离接触以流体连接第二燃料入口与第二喷嘴出口组的打开位置之间运动；第一控制阀构件，其定位在喷射器主体内，并能够在接触第一阀座且第一控制室与排放出口流体阻断的第一位置和与第一阀座脱离接触且第一燃料入口和第二燃料入口之一经由彼此流体并联的Z‑A路径和F路径流体连接到排放出口的第二位置之间运动；第二控制阀构件，其定位在喷射器主体内，并能够在接触第二阀座且第二控制室与排放出口流体阻断的第一位置和与第二阀座脱离接触且第二控制室流体连接到排放出口的第二位置之间运动；以及Z‑A路径包括串联的Z孔口、第一控制室和A孔口，并且F路径包括F孔口。...

【技术特征摘要】
2013.04.19 US 13/866,4811.一种燃料喷射器，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，并在其中限定第一控制室和第二控制室；第一止回阀构件，其具有暴露于第一控制室内的流体压力的关闭液压表面，并能够在接触第一喷嘴座以流体阻断第一燃料入口与第一喷嘴出口组的关闭位置和与第一喷嘴座脱离接触以流体连接第一燃料入口与第一喷嘴出口组的打开位置之间运动；第二止回阀构件，其具有暴露于第二控制室内的流体压力的关闭液压表面，并能够在接触第二喷嘴座以流体阻断第二燃料入口与第二喷嘴出口组的关闭位置和与第二喷嘴座脱离接触以流体连接第二燃料入口与第二喷嘴出口组的打开位置之间运动；第一控制阀构件，其经由第一控制通道与第一控制室流体连通，第一控制阀构件定位在喷射器主体内，并能够在接触第一阀座且第一控制室经由第一控制通道与排放出口流体阻断的第一位置和与第一阀座脱离接触且第二燃料入口经由第一控制通道流体连接到排放出口的第二位置之间运动；第二控制阀构件，其定位在喷射器主体内，并能够在接触第二阀座且第二控制室与排放出口流体阻断的第一位置和与第二阀座脱离接触且第二控制室流体连接到排放出口的第二位置之间运动；以及第一Z-A路径，其执行第二燃料入口与第一控制通道之间的流体连通，和第一F路径，其独立于第一控制阀构件相对于喷射器主体的位置执行第二燃料入口与第一控制通道之间的流体连通，第一Z-A路径包括串联的第一Z孔口、第一控制室和第一A孔口，第一F路径包括第一F孔口，在第二控制阀构件位于第二位置时，第二燃料入口经由第二控制阀构件经过第二Z-A路径和第二F路径流体连接到排放出口，第二Z-A路径包括串联的第二Z孔口、第二控制室和第二A孔口，第二F路径包括第二F孔口，并且第二Z-A路径和第二F路径彼此流体并联。2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，第一Z孔口、第一A孔口、第一F孔口、第二Z孔口、第二A孔口和第二F孔口具有相同大小等级的相应流动面积。3.根据权利要求2所述的燃料喷射器，其中，喷射器主体包括具有孔口盘的喷射器堆叠；以及第一Z孔口、第一A孔口、第一F孔口、第二Z孔口、第二A孔口和第二F孔口都通过孔口盘限定。4.一种燃料系统，包括：多个燃料喷射器，多个燃料喷射器的每个燃料喷射器包括：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并在其中限定第一控制室和第二控制室，第一止回阀构件，其具有暴露于第一控制室内的流体压力的关闭液压表面，并能够在接触第一喷嘴座以流体阻断第一燃料入口与第一喷嘴出口组的关闭位置和与第一喷嘴座脱离接触以流体连接第一燃料入口与第一喷嘴出口组的打开位置之间运动，第二止回阀构件，其具有暴露于第二控制室内的流体压力的关闭液压表面，并能够在接触第二喷嘴座以流体阻断第二燃料入口与第二喷嘴出口组的关闭位置和与第二喷嘴座脱离接触以流体连接第二燃料入口与第二喷嘴出口组的打开位置之间运动，第一控制阀构件，其经由第一控制通道与第一控制阀流体连通，第一控制阀构件定位在喷射器主体内，并能够在接触第一阀座且第一控制室经由第一控制通道与排放出口流体阻断的第一位置和与第一阀座脱离接触且第二燃料入口经由第一控制通道流体连接到排放出口的第二位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：金会山，M·F·索玛斯，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US