用于雙燃料共軌系統(tǒng)的燃料噴射器的制造方法
【專利摘要】一種雙燃料系統(tǒng)（10）包括多個(gè)燃料噴射器（12），所述燃料噴射器（12）具有非噴射構(gòu)型、液體燃料噴射構(gòu)型、氣體燃料噴射構(gòu)型和組合燃料噴射構(gòu)型。各個(gè)燃料噴射器（12）與氣體燃料共軌（14）和液體燃料共軌（16）流體連接。每個(gè)燃料噴射器（12）包括沿共同的中心線（19）移動(dòng)的三通氣體控制閥（28）和三通液體控制閥（29）。當(dāng)氣體控制閥元件（105）處于對(duì)應(yīng)于非噴射構(gòu)型的第一位置時(shí)，每個(gè)燃料噴射器（12）的氣體控制腔室（92）通過兩個(gè)并行的通路（152，154）與液體燃料共軌（16）流體連接。當(dāng)液體控制閥元件（105）處于仍對(duì)應(yīng)于非噴射構(gòu)型的第一位置時(shí)，每個(gè)燃料噴射器（12）的液體控制腔室（95）也通過兩個(gè)并行的通路（150，151）與液體燃料共軌（16）流體連接。
【專利說明】用于雙燃料共軌系統(tǒng)的燃料噴射器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及雙燃料共軌系統(tǒng)，更具體地涉及用于向發(fā)動(dòng)機(jī)分別供給氣體燃料和液體燃料的雙燃料噴射器。
【背景技術(shù)】
[0002]已知?dú)怏w燃料發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)來說能夠進(jìn)行清潔的燃燒。然而，氣體燃料難以被成功地點(diǎn)燃(點(diǎn)火)是公知的。一些氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)利用火花塞，而其它發(fā)動(dòng)機(jī)已知為利用少量的被壓縮點(diǎn)燃的蒸餾柴油燃料以進(jìn)而點(diǎn)燃更大量的氣體燃料。在發(fā)動(dòng)機(jī)之中和周圍的實(shí)際空間限制常常使得難以找到用于與向各個(gè)燃燒室供給兩種不同燃料相關(guān)聯(lián)的全部管路和硬件的空間。美國(guó)專利7，373，931教導(dǎo)了一種雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其利用少量的和壓縮點(diǎn)燃的蒸餾柴油燃料來點(diǎn)燃更大量的氣體燃料。該文獻(xiàn)教導(dǎo)了使用一種具有嵌套的針閥兀件的燃料噴射器以便于從同一噴射器向各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中噴射氣體和液體燃料兩者。但是，所述噴射器的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致燃料之間的交叉泄漏、燃料向發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的泄漏，以及在所述燃料噴射器被批量生產(chǎn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致大的性能差異的累積公差。此外，所述噴射器結(jié)構(gòu)固有地需要取決于燃料是被單獨(dú)噴射還是被同時(shí)噴射的不同噴射模式。
[0003]本發(fā)明旨在解決上述一個(gè)或多個(gè)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一方面，一種燃料噴射器包括噴射器主體，所述噴射器主體限定有第一噴嘴出口組、第一燃料入口、第二噴嘴出口組、第二燃料入口和排放出口。噴射器主體中設(shè)置有與第一燃料入口流體連接的第一噴嘴腔室、與第二燃料入口流體連接的第二噴嘴腔室、與第一燃料入口流體連接的第一控制腔室，以及與第一燃料入口流體連接的第二控制腔室。第一針控制閥設(shè)置在噴射器主體中，并包括可在第一位置和第二位置之間移動(dòng)的第一控制閥元件，所述第一位置與錐形座接觸以關(guān)閉在第一控制腔室和排放出口之間的流體連接，所述第二位置不與錐形座接觸以開啟所述第一流體連接。第二針控制閥設(shè)置在噴射器主體中，并包括可在第一位置和第二位置之間移動(dòng)的第二控制閥元件，所述第一位置與錐形座接觸以關(guān)閉在第二控制腔室和排放出口之間的第二流體連接，所述第二位置不與錐形座接觸以開啟所述第二流體連接。第一電磁致動(dòng)器具有可操作地聯(lián)接至所述第一針控制閥的第一銜鐵，且第二電致動(dòng)器具有可操作地聯(lián)接至所述第二針控制閥的第二銜鐵。
[0005]另一方面，一種雙燃料系統(tǒng)包括多個(gè)燃料噴射器，所述燃料噴射器具有非噴射構(gòu)型、液體燃料噴射構(gòu)型、氣體燃料噴射構(gòu)型和組合燃料噴射構(gòu)型。氣體燃料共軌與各個(gè)燃料噴射器流體連接。液體燃料共軌也與各個(gè)燃料噴射器流體連接。每個(gè)燃料噴射器包括具有氣體控制閥元件的三通氣體控制閥和具有液體控制閥元件的三通液體控制閥，各個(gè)閥元件沿著共同的中心線移動(dòng)。當(dāng)氣體控制閥元件處于第一位置時(shí)，每個(gè)燃料噴射器的氣體控制腔室通過兩個(gè)并行的通路與液體燃料共軌流體連接。當(dāng)液體控制閥元件處于第一位置時(shí)，每個(gè)燃料噴射器的液體控制腔室通過兩個(gè)并行的通路與液體燃料共軌流體連接。[0006]又一方面，一種運(yùn)行雙燃料系統(tǒng)的方法包括在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中分別通過雙燃料噴射器的成組氣體噴嘴出口和成組液體噴嘴出口向發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中噴射氣體和液體燃料。液體燃料通過壓縮點(diǎn)燃。噴射步驟包括沿共同的中心線移動(dòng)第一銜鐵、第二銜鐵、液體控制閥元件和氣體控制閥元件。移動(dòng)所述液體控制閥元件的步驟包括關(guān)閉使液體針控制腔室與液體共軌流體連接的兩個(gè)通路之一，并開啟液體控制腔室與排放出口的流體連接。移動(dòng)氣體控制閥元件的步驟包括關(guān)閉使氣體針控制腔室與液體共軌流體連接的兩個(gè)通路之一，并開啟液體控制腔室與排放出口的流體連接。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)和雙燃料共軌系統(tǒng)的示意圖；
[0008]圖2圖1的雙燃料系統(tǒng)的一部分的側(cè)剖視圖；
[0009]圖3是圖1的燃料噴射器之一的頂部的剖視側(cè)視圖；
[0010]圖4是圖3的燃料噴射器的頂部的剖視側(cè)視圖；
[0011]圖5是根據(jù)本發(fā)明另一方面的燃料噴射器的底部的剖視側(cè)視圖；
[0012]圖6是圖3的燃料噴射器的底部的剖視側(cè)視圖；和
[0013]圖7是示出在以雙燃料供給模式和應(yīng)急運(yùn)行(limp home)模式運(yùn)行時(shí)圖1的雙燃料系統(tǒng)的控制閥位置、氣體和液體燃料的軌壓以及噴射率相對(duì)于時(shí)間的一系列圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)5使用雙燃料共軌系統(tǒng)10。發(fā)動(dòng)機(jī)5包括發(fā)動(dòng)機(jī)殼體6,發(fā)動(dòng)機(jī)殼體6限定有多個(gè)氣缸7,圖中僅不出了一個(gè)氣缸。雙燃料系統(tǒng)10包括多個(gè)燃料噴射器12 (僅示出了一個(gè))，所述燃料噴射器均包括噴射器主體70，所述噴射器主體具有設(shè)置成用于將氣體燃料和/或液體燃料直接噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸7之一中的頂端部件71。雙燃料系統(tǒng)10包括多個(gè)同心的外管40和內(nèi)管50，每個(gè)外管40和內(nèi)管50在管軸(quill) 30和燃料噴射器12之一之間伸入發(fā)動(dòng)機(jī)殼體6中。每個(gè)內(nèi)管50被壓緊在相關(guān)聯(lián)的管軸30上的錐形座和燃料噴射器12之一上的錐形座之間。這樣，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸7具有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的燃料噴射器12、一個(gè)外管40、一個(gè)內(nèi)管50和一個(gè)管軸30。雙燃料系統(tǒng)10包括氣體燃料共軌16，所述氣體燃料共軌經(jīng)管軸30之一和在內(nèi)管50與外管40之間限定的外通路49與每個(gè)燃料噴射器12流體連接。液體燃料共軌14經(jīng)管軸30之一和由內(nèi)管50限定的內(nèi)通路51與每個(gè)燃料噴射器12流體連接。
[0015]電子控制器15與各個(gè)燃料噴射器12進(jìn)行控制通信以選擇性地控制氣體和液體燃料噴射動(dòng)作兩者的正時(shí)和量。電子控制器15也與被可操作地聯(lián)接成控制氣體燃料共軌16中壓力的氣體壓力控制裝置20進(jìn)行控制通信，并且還與被可操作地聯(lián)接成控制液體燃料共軌14中壓力的液體壓力控制裝置22進(jìn)行控制通信。雖然諸如甲烷、丙烷等的各單種氣體在本發(fā)明的范圍內(nèi)，但是包含各種氣體之混合物的天然氣特別適用于本發(fā)明。此外，液體燃料被選擇成能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)5的壓縮比下進(jìn)行壓縮點(diǎn)燃。例如，液體燃料可以是蒸餾柴油燃料或適于壓縮點(diǎn)燃以進(jìn)而點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸7之一中的氣體燃料量的某種其它液體燃料。
[0016]在所示實(shí)施例中，天然氣在低溫液化天然氣罐21中保持為液態(tài)。可變排量低溫泵由電子控制器15控制成將液化天然氣泵送通過過濾器和熱交換器而膨脹為保持在儲(chǔ)存器中的氣體。根據(jù)本發(fā)明的氣體壓力控制裝置20可包括電子控制閥，所述電子控制閥從供給偵儀儲(chǔ)存器)向氣體燃料共軌16供給受控量的氣體燃料。該用于天然氣的所述供給策略在發(fā)動(dòng)機(jī)5安裝在可動(dòng)機(jī)器(例如采礦卡車等)上時(shí)特別適用。另一方面，如果發(fā)動(dòng)機(jī)5是靜止不動(dòng)的，則氣體壓力控制裝置可連接到可用天然氣源，然后以由電子控制器15控制的方式被壓縮并向氣體燃料共軌16供給，以在共軌16中維持期望壓力。
[0017]向液體燃料共軌14的液體燃料供給在罐23開始。在所示實(shí)施例中，液體燃料壓力控制裝置22包括本領(lǐng)域公知類型的高壓共軌燃料泵，其輸出可由電子控制器15控制以在液體共軌14中維持某期望壓力。為了控制液體燃料共軌14中的壓力，其它替代方案可包括固定排量泵和使一定量的燃料返回到罐23的軌壓控制閥。這些替代策略中的任一種都在本發(fā)明的構(gòu)想范圍內(nèi)。
[0018]在發(fā)動(dòng)機(jī)5用在可動(dòng)機(jī)器中的情況下，本發(fā)明設(shè)想液化天然氣罐21比蒸餾柴油燃料罐23具有更大容量(可能是65%更大容積)，以便在以標(biāo)準(zhǔn)的雙燃料供給構(gòu)型(其中按質(zhì)量計(jì)，輸送給發(fā)動(dòng)機(jī)5的燃料的可能90%以上為天然氣的形式，而少于10%為蒸餾柴油燃料的形式)運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)罐的預(yù)期的消耗比率。罐21和23的尺寸上的這種差異也是由于各種液體的密度和兩種燃料的不同發(fā)熱量，還由于這樣的事實(shí)，即天然氣以液體儲(chǔ)存但以氣體噴射，而蒸餾柴油燃料以液體儲(chǔ)存并以液體噴入發(fā)動(dòng)機(jī)5中。當(dāng)以與標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行對(duì)應(yīng)的雙燃料供給模式運(yùn)行時(shí)，電子控制器15具有構(gòu)造成對(duì)應(yīng)于小的壓力差將氣體燃料共軌維持在中低壓并將液體燃料共軌14維持在中高壓的雙燃料控制算法。如果發(fā)動(dòng)機(jī)5以應(yīng)急運(yùn)行單燃料供給模式運(yùn)行，則電子控制器15可包括構(gòu)造成對(duì)應(yīng)于大的壓力差將氣體燃料共軌16維持在低壓并將液體共軌14維持在高壓的單燃料控制算法。為了清楚起見，所指明的高壓大于所述中高壓，所述中高壓大于所述中低壓，所述中低壓大于所述低壓。
[0019]參見圖2，雙燃料共軌系統(tǒng)10包括分別將各個(gè)燃料噴射器12與液體和氣體共軌
14、16流體連接的共軸管軸組件118。雖然本發(fā)明的構(gòu)思可應(yīng)用于針對(duì)不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的各種燃料，但是所示實(shí)施例特別適用于利用蒸餾柴油燃料進(jìn)行壓縮點(diǎn)燃的氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。換句話說，與雙燃料共軌系統(tǒng)10相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)可主要燃燒從第二共軌16供給的液化天然氣，并在燃燒過程中通過壓縮點(diǎn)燃來自共軌14的較少量的蒸餾柴油燃料來點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒空間中的燃料。
[0020]共軸管軸組件118包括至少部分地設(shè)置在塊體120中的管軸30。所述管軸包括在與第一共軌14流體連接的第一燃料入口 33和第一燃料出口 34之間延伸的第一燃料通路32。管軸30還限定有在與第二共軌16流體連接的第二燃料入口 36和第二燃料出口 37之間延伸的第二燃料通路35。管軸30使用已知的硬件(例如配接件)和技術(shù)與共軌14和16流體連接。來自第一共軌14的燃料經(jīng)由穿過內(nèi)管50的內(nèi)通路51移動(dòng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)殼體6(發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋)，而來自第二共軌16的燃料在限定于內(nèi)管50和外管40之間的外通路49中移動(dòng)到燃料噴射器12。內(nèi)管50可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的構(gòu)造，其中它包括被壓緊在管軸30的錐形座38和燃料噴射器12的內(nèi)錐形座55之間的圓形或錐形的端部。這樣，內(nèi)管50中的流體通路51在管軸30的第一燃料出口 34和燃料噴射器12的內(nèi)燃料入口 57之間延伸。不與內(nèi)管50接觸的外管40具有比內(nèi)管50的外徑大的內(nèi)徑，以便限定在一端通向管軸30的第二燃料出口 37且在其另一端通向燃料噴射器12的外燃料入口 48的長(zhǎng)形外通路49。外管40包括被壓緊成與燃料噴射器12的外錐形座46密封接觸的圓形或錐形的端部。外燃料入口 48在管40的內(nèi)徑和內(nèi)管50的外表面之間敞開。這樣，燃料噴射器12限定有同心地圍繞內(nèi)錐形座55的外錐形座46。此外，燃料噴射器12包括由內(nèi)錐形座55和外錐形座46圍繞的內(nèi)燃料入口 57，和設(shè)置在內(nèi)錐形座57和外錐形座46之間的外燃料入口 48。
[0021]外管40被壓緊在管軸30和燃料噴射器12之間。特別地，外管40包括與外錐形座46密封接觸的圓形或錐形的端部和接納在由管軸30限定的孔中的相對(duì)端部。外管40的一個(gè)端部41經(jīng)由設(shè)置在外管40和管軸30之間的空間45中的O形圈80來密封。O形圈80通過由旋擰到管軸30上的蓋87保持就位的支撐環(huán)86抵抗來自第二共軌16的壓力而保持就位。外管40被一軸向力壓緊在燃料噴射器12的外座46上，該軸向力是由包括與載荷臺(tái)肩42接觸的接觸面64的壓縮載荷調(diào)節(jié)器60施加給載荷臺(tái)肩42的。壓縮載荷調(diào)節(jié)器60包括與由塊體120的基底121限定的一組內(nèi)螺紋配合的外螺紋65，并包括設(shè)置在塊體120的中空內(nèi)部124中以便于調(diào)節(jié)外管40上的壓縮載荷的工具接合面62。這樣，通過利用壓縮載荷調(diào)節(jié)器60將外管40上的壓縮載荷設(shè)定成高于一預(yù)定閾值以有利于在外錐形座46上實(shí)現(xiàn)密封，并通過用O形圈80密封另一端，抑制了來自共軌16的第二燃料向環(huán)境的泄漏。
[0022]通過包括與由塊體120的基底121限定的內(nèi)螺紋配合的螺紋68的單獨(dú)載荷調(diào)節(jié)器66可有利于在內(nèi)管50的相對(duì)兩端實(shí)現(xiàn)密封。載荷調(diào)節(jié)器66包括位于塊體120外側(cè)的工具接合面67，其有利于壓縮載荷調(diào)節(jié)器66沿共同的中心線54運(yùn)動(dòng)。換句話說，壓縮載荷調(diào)節(jié)器66沿共同的中心線54向著管軸30推進(jìn)以將內(nèi)管50壓緊在管軸30的錐形座38和燃料噴射器12的錐形座55之間。由于外管40的一個(gè)端部41能在管軸30中滑動(dòng)，所以作用在內(nèi)管50和外管40上的相應(yīng)的壓縮載荷能被獨(dú)立地調(diào)節(jié)以更好地確保在所有的錐形座38,55和46上實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)拿芊?。這樣，通過利用壓縮載荷調(diào)節(jié)器66將內(nèi)管50上的壓縮載荷設(shè)定成高于一預(yù)定閾值，抑制了源自共軌14的第一燃料向第二燃料中的泄漏。此外，來自共軌16的第二燃料向來自共軌14的第一燃料中的泄漏可包括將共軌14中的壓力設(shè)定得比共軌16中的壓力更高。外管40、內(nèi)管50、壓縮載荷調(diào)節(jié)器60、壓縮載荷調(diào)節(jié)器70、錐形座38、內(nèi)錐形座55和外錐形座46全都共用一共同的中心線54。除了結(jié)合附圖所描述的以外，對(duì)內(nèi)管50和外管40中的一者或兩者的其它密封策略也在本發(fā)明的構(gòu)想范圍內(nèi)。
[0023]如所示，管軸30可至少部分地設(shè)置在塊體120中，塊體120包括基底121和可通過多個(gè)緊固件126連接至基底121的罩蓋122?；?21可包括便于塊體120經(jīng)由螺栓128連接到發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋(殼體6)上的凸緣。如圖所示，管軸30的第一燃料入口 33和第二燃料入口 36可設(shè)置在塊體120外部?？砂▔|片127來調(diào)節(jié)錐形座38和錐形座57之間的距離以補(bǔ)償燃料系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)部件中的幾何公差。通過O形圈80泄漏到塊體120的中空內(nèi)部124中的第二燃料可經(jīng)通氣口 123通氣至大氣。這樣，在共軌16中的燃料在大氣壓力下不是氣態(tài)的情況下可除去通氣口 123。除通氣口 123之外，中空內(nèi)部24基本上可通過與管軸30和塊體120接觸并圍繞第一燃料通路32的O形圈81封閉。此外，第二 O形圈82可與管軸30和塊體20接觸并圍繞第二燃料通路35。這樣，通氣口 123在中空內(nèi)部24和塊體120的暴露于環(huán)境中的外表面125之間延伸。
[0024]共軸管軸組件118還可包括凸緣83、套環(huán)85和螺栓84以便于實(shí)現(xiàn)管軸30和共軌14之間的密封流體連接。雖然共軸管軸組件118被示出為包括分離的塊體120和管軸30，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到這兩個(gè)部件的功能和結(jié)構(gòu)能合并為單個(gè)部件而不脫離本發(fā)明。
[0025]現(xiàn)在參見圖3-6，每個(gè)燃料噴射器12包括兩個(gè)控制閥28、29，所述控制閥經(jīng)由與電子控制器15進(jìn)行控制通信的相應(yīng)的電磁致動(dòng)器26、27各自單獨(dú)地被致動(dòng)。在所示實(shí)施例中，兩個(gè)控制閥28、29都是開啟和關(guān)閉通向低壓排放出口 77的相應(yīng)通路的三通閥。如圖1所示，排放出口 77經(jīng)排放回流管路24與罐23流體連接。這樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可按照本領(lǐng)域公知的方法利用液體燃料作為液壓介質(zhì)執(zhí)行用于燃料噴射器12的所有控制功能。圖5和6示出燃料噴射器12的底部的兩種不同構(gòu)型。圖5示出燃料噴射器具有同心的氣體噴嘴出口組90a和成組液體燃料噴嘴出口 96a的構(gòu)型，而圖6示出氣體噴嘴出口組90b與成組液體燃料噴嘴出口 96b并排的構(gòu)型。所述兩種不同燃料噴射器構(gòu)型中的相同特征采用相同的數(shù)字來表示，但是在圖5的雙同心構(gòu)型的情況下附圖標(biāo)記包括"a"，而在圖6的并排構(gòu)型的情況下包括標(biāo)記"b"。在兩種構(gòu)型中，相應(yīng)的氣體針閥元件73和液體針閥元件75坐落在噴射器主體70的同一頂端部件71的不同位置。這樣，噴嘴出口組90和96兩者由單個(gè)頂端部件71限定。
[0026]除限定液體噴嘴出口組96和氣體噴嘴出口組90，噴射器主體70還限定通向液體噴嘴供給通路98的液體燃料入口 57(圖2)，它經(jīng)由在圖3-6的剖視圖中不可見的通路與液體噴嘴腔室93流體連接。此外，噴射器主體70限定通向氣體噴嘴供給通路97的氣體燃料入口 48 (圖2)，它經(jīng)由在圖3-6的剖視圖中仍不可見的通路與氣體噴嘴腔室91流體連接。液體控制腔室95經(jīng)由壓力通路72和Z-孔口 151與液體燃料入口 57流體連接，氣體控制腔室92也經(jīng)由壓力通路72和Z-孔口 154與液體燃料入口 57流體連接。高壓通路72與液體燃料入口 57流體連接，因此經(jīng)由燃料噴射器12的在圖3-6的剖視圖中不可見的內(nèi)部通路與液體燃料共軌14流體連接。
[0027]液體針控制閥28設(shè)置在噴射器主體70中，并且可響應(yīng)于第一電磁致動(dòng)器26移動(dòng)以控制液體控制腔室95中的壓力。特別地，液體針控制閥28包括控制閥元件105，其被限制成在下錐形座109和上錐形座108之間移動(dòng)?？刂崎y元件105可被連接以響應(yīng)于電磁致動(dòng)器26的線圈103通電和未通電而與銜鐵101 —起移動(dòng)，使它們相互可操作地聯(lián)接。當(dāng)電磁致動(dòng)器26斷電時(shí)，控制閥元件105被偏壓成與下錐形座109接觸，從而關(guān)閉液體控制腔室95和排放出口 77之間的流體連接。所述流體連接件包括A-孔口 150、壓力通路76和用虛線示出的排放通路79。當(dāng)控制閥元件105不與下錐形座109接觸而與上錐形座108接觸時(shí)，排放出口 77與液體控制腔室95之間開啟流體連接。這樣，當(dāng)控制閥元件105與下錐形座109接觸時(shí)，液體控制腔室95與液體燃料入口 57通過兩個(gè)并行的通路流體連接。所述兩個(gè)通路之一包括A-孔口 150，兩個(gè)并行的通路的另一個(gè)包括Z-孔口 151。當(dāng)在該位置時(shí)，液體控制腔室95中的壓力高且作用在關(guān)閉液壓面116上以驅(qū)迫液體針閥元件75向下移動(dòng)成接觸座140，從而關(guān)閉液體噴嘴腔室93和液體噴嘴出口組之間的流體連接。當(dāng)控制閥元件105處于與上錐形座108接觸的向上位置時(shí)，控制腔室95變得經(jīng)由A-孔口 150、壓力通路76和排放通路79與成組低壓排放出口 77流體連接，造成控制腔室95盡管繼續(xù)經(jīng)由Z-孔口 151與高壓流體連接，但是其中的壓力下降。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，作用在設(shè)置于液體噴嘴室93中的開啟液壓面94上的液壓力使液體針閥元件75抵抗偏壓彈簧的作用向上移動(dòng)以使液體噴嘴腔室93和液體噴嘴出口組96之間的流體連接96開啟，從而有利于液體燃料噴射動(dòng)作。使電磁致動(dòng)器26通電以使銜鐵101以已知方式向線圈103移動(dòng)有利于控制閥元件105從其與下錐形座109接觸向著與上錐形座108接觸的運(yùn)動(dòng)。
[0028]氣體針控制閥29也設(shè)置于噴射器主體70中并包括控制閥元件106，該控制閥元件106被控制成在錐形座112和平閥座113之間移動(dòng)。控制閥元件106與電磁致動(dòng)器27不連接但經(jīng)由推動(dòng)器114可操作地聯(lián)接，推動(dòng)器114被連接以響應(yīng)于電磁致動(dòng)器27的線圈104通電而與銜鐵102 —起移動(dòng)。當(dāng)電磁致動(dòng)器27斷電時(shí)，控制閥元件106被向上偏壓成與錐形座112接觸，從而關(guān)閉氣體控制腔室92與排放出口 77之間的流體連接。雖然通向排放出口 77的流體連接被關(guān)閉，氣體控制腔室92通過兩個(gè)并行的通路與液體燃料入口 57流體連接。這兩個(gè)通路的第一個(gè)包括高壓通路72、F-孔口 153和A-孔口 152。這兩個(gè)并行的通路的第二個(gè)包括高壓通路72和Z-孔口 154。當(dāng)處于該位置時(shí)，高壓主導(dǎo)，氣體噴嘴腔室92作用于關(guān)閉液壓面117以驅(qū)迫氣體針閥元件73向下與噴嘴座141接觸，從而關(guān)閉氣體噴嘴腔室91和氣體噴嘴出口組之間的流體連接。當(dāng)電磁致動(dòng)器27通電時(shí)，銜鐵102被拉向線圈104。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，推動(dòng)器114向下移動(dòng)以推動(dòng)控制閥元件106不與錐形座112接觸但與平閥座113接觸。當(dāng)控制閥元件106處于其平閥座113接觸的向下位置時(shí)，氣體控制腔室92經(jīng)由A-孔口 152流體連接到排放出口 77以降低控制腔室92中的作用于氣體針閥元件73的關(guān)閉液壓面117的壓力。當(dāng)控制閥元件處于其關(guān)閉平閥座113的向下位置、氣體控制腔室92和排放出口 77之間的流體連接被開啟時(shí)，控制腔室92中的流體壓力下降以允許提升力或打開力作用在設(shè)置于氣體噴嘴腔室91中的開啟氣動(dòng)面97上，以引起氣體針閥元件93向上移動(dòng)成不與噴嘴座141接觸，從而開啟氣體噴嘴腔室91和氣體噴嘴出口組90之間的流體連接以有利于氣體燃料噴射動(dòng)作。
[0029]在所示實(shí)施例中，液體控制閥元件105、氣體控制閥元件106、銜鐵101和銜鐵102全都沿著共同的中心線19運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)由允許推動(dòng)器114穿過由控制閥元件105限定的孔110延伸并移動(dòng)的結(jié)構(gòu)來部分地促進(jìn)，而不與其相互作用，從而維持對(duì)液體和氣體燃料噴射動(dòng)作的獨(dú)立控制。這樣，在所示實(shí)施例中，三通控制閥28可被認(rèn)為是可操作地聯(lián)接到第一電磁致動(dòng)器26，而三通控制閥29可被認(rèn)為是可操作地聯(lián)接到第二電磁致動(dòng)器27。雖然第一和第二電磁致動(dòng)器26和27具有分開的線圈103和104,它們可以共用一個(gè)共同的定子100，而不脫離本發(fā)明。在圖6的實(shí)施例中，液體針閥元件75b和氣體針閥元件73b平行于共同的中心線119但偏離中心線119運(yùn)動(dòng)以打開和關(guān)閉相應(yīng)的成組噴嘴出口 96b和90b。在圖5所示的替代設(shè)計(jì)中，液體針閥元件75a和氣體針閥元件73a沿共同的中心線19移動(dòng)到以打開和關(guān)閉氣體噴嘴出口組90a中的液體噴嘴出口組96a。
[0030]每個(gè)燃料噴射器12可被認(rèn)為具有非噴射構(gòu)型，其中電磁致動(dòng)器26和27被斷電、液體控閥元件105處于其與錐形座109接觸的向下位置，且氣體控制閥元件處于其與錐形座112接觸的向上位置。每個(gè)燃料噴射器12也可被認(rèn)為具有液體燃料噴射構(gòu)型，其中電磁致動(dòng)器26通電、控制閥元件105處于其與上錐形座108接觸但不與下錐形座109接觸的向上位置，且液體針閥元件75不與噴嘴座140接觸。每個(gè)燃料噴射器12還包括氣體燃料噴射構(gòu)型，其中電磁致動(dòng)器27通電、控制閥元件106不與錐形座112接觸但與平閥座113接觸，且氣體針閥元件73不與噴嘴座141接觸。每個(gè)燃料噴射器12也可被認(rèn)為具有組合燃料噴射構(gòu)型，其中兩個(gè)電磁致動(dòng)器26和27通電，且其它部件處于剛剛描述的有助于氣體和液體燃料同時(shí)噴射的位置。
[0031]如圖5和6中最佳顯示，燃料噴射器12包括液壓鎖緊密封件170以抑制氣體燃料沿著氣體針閥元件73的引導(dǎo)部段74從氣體噴嘴腔室91向液體噴嘴腔室93遷移。液壓鎖緊密封件170包括圍繞氣體針閥元件73的引導(dǎo)部段74的環(huán)形容積171，和使環(huán)形容積171和液體噴嘴腔室93流體連接的密封通路172，它始終經(jīng)由液體供給通路98與液體燃料共軌14流體連接。液體燃料和氣體燃料之間的通常較小的壓力差抑制氣體燃料沿引導(dǎo)部段74遷移，并且還允許少量液體燃料沿引導(dǎo)部段74進(jìn)入引導(dǎo)間隙以保持氣體針閥元件73的潤(rùn)滑性。這樣，可以預(yù)期在通常的雙燃料運(yùn)行期間少量液體燃料從液壓鎖緊密封件170泄漏到氣體噴嘴腔室91中。該泄漏的液體燃料在每個(gè)氣體燃料噴射動(dòng)作發(fā)生時(shí)從燃料噴射器12噴出，并且對(duì)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中總的熱釋放有或沒有顯著影響。
[0032]工業(yè)實(shí)用性
[0033]本發(fā)明的雙燃料共軌系統(tǒng)10 —般可應(yīng)用于在相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒空間中使用兩種燃料的任何發(fā)動(dòng)機(jī)。這兩種燃料可以是處于兩種不同壓力的相同燃料，或如所示實(shí)施例中那樣可以是不同燃料。雖然本發(fā)明可應(yīng)用于使用適當(dāng)燃料的火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，但本發(fā)明尤其可應(yīng)用于使用相對(duì)較大量的天然氣的氣體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其中通過來自共軌14的少量蒸餾柴油燃料的壓縮點(diǎn)火來點(diǎn)燃所述天然氣。本發(fā)明的共軸管軸組件118可有利于兩種燃料向燃料噴射器12的運(yùn)動(dòng)，燃料噴射器12經(jīng)由從與發(fā)動(dòng)機(jī)5的各個(gè)燃料噴射器12相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋穿過的單個(gè)孔安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)5的缸蓋6中。該策略在發(fā)動(dòng)機(jī)之中和周圍節(jié)省了寶貴的空間。
[0034]通過利用栓接到發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的外表面上的塊體120，可利用分離的載荷調(diào)節(jié)器60和66獨(dú)立地將內(nèi)管50和外管40分別加載到燃料噴射器12的錐形座57和46上，以抑制所述燃料之間的燃料泄漏并抑制燃料泄漏到燃料噴射器12外部的環(huán)境中，同時(shí)考慮了與各個(gè)燃料噴射器流體連接相關(guān)的微小尺寸差異。
[0035]當(dāng)運(yùn)行時(shí)，處于第一壓力的第一燃料(蒸餾柴油)從第一共軌14經(jīng)第一燃料通路32移動(dòng)通過內(nèi)管50并進(jìn)入燃料噴射器12中。處于第二壓力的第二燃料(天然氣)從第二共軌16經(jīng)第二燃料通路35移動(dòng)通過外管40和內(nèi)管50之間的外通路49并進(jìn)入燃料噴射器12中。通過將共軌14中的壓力設(shè)定為中高壓(可能約40MPa)以高于被設(shè)定為中低壓(可能約35MPa)的共軌16中的壓力，可抑制第二燃料向第一燃料中的泄漏。抑制液體燃料向氣體燃料中的泄漏包括利用壓縮載荷調(diào)節(jié)器66將內(nèi)管50上的壓縮載荷設(shè)定成大于第一預(yù)定閾值以在管50的兩端產(chǎn)生適當(dāng)?shù)拿芊饬?。通過利用第二載荷調(diào)節(jié)器60將外管40上的壓縮載荷設(shè)定為大于第二預(yù)定閾值以在外管40和燃料噴射器12之間形成密封，可抑制第二燃料向環(huán)境的泄漏。通過包括與外管40接觸的至少一個(gè)O形圈(例如O形圈80)，可抑制氣體燃料向環(huán)境的泄漏。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，也可使用其它的同心管供給布置而不會(huì)脫離本發(fā)明。然而，在所示實(shí)施例中，可通過利用第一和第二壓縮載荷調(diào)節(jié)器60和66分別單獨(dú)地調(diào)節(jié)外管40和內(nèi)管50中的壓縮載荷而適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)5和燃料系統(tǒng)10的各個(gè)部件中的泄漏和幾何公差差異。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的燃料系統(tǒng)10還包括相比于已知的雙燃料系統(tǒng)具有優(yōu)點(diǎn)的幾個(gè)精巧功能。其中包括經(jīng)由用于各個(gè)氣體和液體系統(tǒng)的獨(dú)立閥和獨(dú)立電致動(dòng)器來進(jìn)行獨(dú)立的噴射控制。這樣，燃料噴射器12可被控制成僅噴射氣體燃料，僅噴射液體燃料，同時(shí)噴射氣體和液體燃料兩者，當(dāng)然還具有不發(fā)生噴射時(shí)的非噴射模式。雖然通過將液體燃料共軌14維持在比氣體燃料共軌16高的壓力可總體上抑制氣體燃料進(jìn)入液體燃料中，但是其它的精巧但重要的特征有助于防止這種泄漏。還通過將液體燃料供給設(shè)置在內(nèi)管50中并將向噴射器12的氣體燃料供給設(shè)置在內(nèi)管50和外管40之間的外通路49中來抑制交叉泄漏問題。通過同心地設(shè)置這些通路，各個(gè)燃料噴射器12能經(jīng)由穿過發(fā)動(dòng)機(jī)殼體6 (缸蓋)的一個(gè)通路而不是兩個(gè)通路而被供給兩種燃料。通過暴露于液體柴油燃料，可保持燃料噴射器12內(nèi)的運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑性。例如，即使氣體針73的一端始終暴露于氣體噴嘴腔室91中的氣體燃料中，利用液體柴油燃料也可維持與氣體針73相關(guān)聯(lián)的引導(dǎo)間隙以保持潤(rùn)滑性。
[0037]通過利用同心供應(yīng)策略，本發(fā)明的燃料系統(tǒng)10展示了利用最小的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋修改來改造現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)的潛在機(jī)會(huì)。兩種構(gòu)型的燃料噴射器12的結(jié)構(gòu)還通過將氣體燃料噴嘴出口 90和液體燃料噴嘴出口 96兩者設(shè)置在單個(gè)頂端部件71中而不是通過本領(lǐng)域已知類型的某些嵌套針策略，抑制了氣體燃料向發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的泄漏。這樣，本發(fā)明的燃料噴射器12通過使各個(gè)氣體和液體針結(jié)構(gòu)在它們的運(yùn)動(dòng)、坐落和偏壓特征方面完全獨(dú)立，避免了累積公差和其它的不可靠性。該策略使得利用相同控制信號(hào)進(jìn)行一致操作的燃料噴射器能更好地實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。最后，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)5設(shè)想了通常的雙燃料供給模式和其中僅噴射液體燃料的應(yīng)急運(yùn)行模式。例如，如果在氣體燃料系統(tǒng)中發(fā)生故障或者如果氣體燃料供給被耗盡，則電子控制器15可使得或允許發(fā)動(dòng)機(jī)從雙燃料供給模式切換到應(yīng)急運(yùn)行模式。
[0038]在正常運(yùn)行期間，氣體和液體燃料在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中分別通過燃料噴射器12的氣體噴嘴出口組90和液體噴嘴出口組96噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)。液體燃料被壓縮點(diǎn)燃，進(jìn)而點(diǎn)燃較大量的氣體燃料。如前所述，液體和氣體燃料的噴射涉及沿共同的中心線19移動(dòng)銜鐵101、銜鐵102、液體控制閥元件105和氣體控制閥元件106。當(dāng)液體控制閥元件105從非噴射構(gòu)型移動(dòng)到液體燃料噴射構(gòu)型時(shí)，使液體針控制腔室95與液體共軌14的流體連接兩個(gè)并行的通路中的一個(gè)被關(guān)閉，而開啟液體針控制腔室95與排放出口 77的流體連接。這樣，通過液體控制閥元件105的運(yùn)動(dòng)，A-孔口 150從與高壓通路72流體連接切換成與排放出口 77流體連接。氣體控制閥元件106為有利于氣體燃料噴射動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)包括關(guān)閉使氣體針控制腔室92與液體燃料共軌14流體連接的兩個(gè)并行通路之一，并且打開氣體針控制腔室92與排放出口 77的流體連接。換句話說，氣體針控制腔室92將在控制閥元件106的運(yùn)動(dòng)之前先經(jīng)由A-孔口 152和F-孔口 153與高壓通路72流體連接，但是在控制閥元件106的運(yùn)動(dòng)之后經(jīng)由A-孔口 152與排放出口 77流體連接，這也關(guān)閉了平閥座113的F-孔Π 153。
[0039]在非噴射構(gòu)型中，通過分別使兩個(gè)控制閥元件105和106坐落在錐形閥座109和112上，液體燃料的泄漏被限制且可以基本上防止，特別是相對(duì)于利用坐落于排放出口和壓力控制腔室之間的平閥座的燃料系統(tǒng)來說。本領(lǐng)域技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到，液體控制閥元件105和氣體控制閥元件106沿共同的中心線19在不同位置接觸各自的錐形座109和112。本發(fā)明的燃料噴射器12還提供當(dāng)控制閥元件106從與平閥座113接觸移動(dòng)向上返回至與錐形閥座112接觸時(shí)，加速關(guān)閉氣體噴嘴出口組90以通過使氣體針控制腔室92與液體燃料共軌14經(jīng)兩個(gè)并行通路流體連接來結(jié)束氣體燃料噴射動(dòng)作的優(yōu)點(diǎn)。同樣地，當(dāng)控制閥元件105從與錐形座108接觸向下移動(dòng)成與錐形座109接觸時(shí)，加速關(guān)閉液體噴嘴出口組96以通過使液體針控制腔室95與液體燃料共軌14經(jīng)兩個(gè)并行通路流體連接來結(jié)束液體燃料噴射動(dòng)作。該動(dòng)作使各個(gè)控制腔室95和92中的壓力更快地穩(wěn)定，從而通過在噴射動(dòng)作結(jié)束時(shí)更快地提升那些腔室中的壓力而縮短噴射動(dòng)作之間潛在的停留時(shí)間。
[0040]如圖7中最佳地示出，雙燃料供給模式的特征在于大的氣體噴射量138和液體燃料的小量噴射135。另一方面，應(yīng)急運(yùn)行模式的特征可在于無氣體噴射但有大量的液體燃料噴射136。此外，通常的雙燃料供給模式的特征在于氣體和液體共軌16和14分別維持在中低壓和中高壓。另一方面，應(yīng)急運(yùn)行模式的特征可在于氣體燃料共軌被允許下降至或維持在低壓，而液體共軌14中的壓力被升高至高壓133 (可能大于lOOMPa)。當(dāng)以雙燃料供給模式運(yùn)行時(shí)，較少量的液體蒸餾柴油燃料噴射被壓縮點(diǎn)火以進(jìn)而點(diǎn)燃至少部分地在先前被噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的較大量的氣體燃料。另一方面，在應(yīng)急運(yùn)行模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)5用作有些傳統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其中在壓縮沖程的上死點(diǎn)處或上死點(diǎn)附近噴射較大量的液體燃料以在噴射后即時(shí)/即刻以已知的方式進(jìn)行點(diǎn)火。
[0041]本說明書僅用于例述的目的，且不應(yīng)當(dāng)解釋為以任何方式縮小本發(fā)明的范圍。這樣，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可對(duì)當(dāng)前所公開的實(shí)施例作出各種變型而不會(huì)背離本發(fā)明的全部和恰當(dāng)?shù)姆秶途瘛Ｍㄟ^對(duì)附圖和所附權(quán)利要求的審查可清楚看到本發(fā)明的其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種燃料噴射器(12)，包括: 噴射器主體(70)，其限定有第一噴嘴出口組(96)、第一燃料入口(57)、第二噴嘴出口組(90)、第二燃料入口(48)和排放出口(77)，并且具有設(shè)置在其中的與所述第一燃料入口(57)流體連接的第一噴嘴腔室(93)、與所述第二燃料入口(48)流體連接的第二噴嘴腔室(91)、與所述第一燃料入口(57)流體連接的第一控制腔室(95)和與所述第一燃料入口(57)流體連接的第二控制腔室(92)； 第一針控制閥(28)，其設(shè)置于所述噴射器主體(70)中且包括可在第一位置和第二位置之間移動(dòng)的第一控制閥元件(105)，該第一控制閥元件(105)在所述第一位置與錐形座(108)接觸以關(guān)閉第一控制腔室(95)和排放出口(77)之間的流體連接，在所述第二位置不與錐形座(108)接觸以開啟所述第一流體連接；第二針控制閥(29)，其設(shè)置在所述噴射器主體(70)中，并包括可在第一位置和第二位置之間移動(dòng)的第二控制閥元件(106)，該第二控制閥元件(106)在所述第一位置與錐形座(112)接觸以關(guān)閉第二控制腔室(92)和排放出口(77)之間的第二流體連接，在所述第二位置不與錐形座(112)接觸以開啟所述第二流體連接； 第一電磁致動(dòng)器(26)，其具有可操作地聯(lián)接至所述第一針控制閥(28)的第一銜鐵(101)； 第二電磁致動(dòng)器(27)，其具有可操作地聯(lián)接至所述第二針控制閥(29)的第二銜鐵 (102);以及 所述第一控制閥元件(105)、第二控制閥元件(106)、第一銜鐵(101)和第二銜鐵(102)沿共同的中心線(19)移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射器(12)，其特征在于，所述第一控制閥元件(105)被限制成在上錐形座(108)和下錐形座(109)之間移動(dòng)； 所述第二控制閥元件(106)被限制成在錐形座(112)和平閥座(113)之間移動(dòng)；以及當(dāng)所述第一和第二控制閥元件(105，106)處于它們各自的第一位置時(shí)，所述第一和第二控制腔室(95，92)中的每個(gè)通過兩個(gè)并行的通路與所述第一燃料入口(57)流體連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射器(12)，其特征在于，所述第一電磁致動(dòng)器(26)和第二電磁致動(dòng)器(27)具有分開的線圈(103，104)但共用一個(gè)共同的定子(100)； 所述第一燃料入口(57)被內(nèi)錐形座(55)和外錐形座(46)圍繞； 所述第二燃料入口(48)在內(nèi)錐形座(55)和外錐形座(46)之間敞開； 所述第一噴嘴出口組(96)和第二噴嘴出口組(90)由噴射器主體(70)的頂端部件(71)限定； 所述第一針閥元件(75)具有設(shè)置于第一噴嘴腔室(93)中的開啟液壓面(94)、設(shè)置于第一控制腔室(95)中的關(guān)閉液壓面(116)且可移動(dòng)成與第一噴嘴座(140 )接觸和不接觸以分別使所述第一噴嘴腔室(93)向所述第一噴嘴出口組(96)關(guān)閉和開啟；以及 所述第二針閥元件(73)具有設(shè)置于第二噴嘴腔室(91)中的開啟液壓面(97)、設(shè)置于第二控制腔室(92)中的關(guān)閉液壓面(117)且可移動(dòng)成與第二噴嘴座(141)接觸和不接觸以分別使所述第二噴嘴腔室(91)向所述第二噴嘴出口組(90)關(guān)閉和開啟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料噴射器(12)，其特征在于，所述第一和第二針閥元件(75,73)中的每個(gè)平行于所述共同的中心線(19)但偏離所述共同的中心線(19)移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料噴射器(12)，其特征在于，所述第一控制閥元件(105)被限制成在上錐形座(108)和下錐形座(109)之間移動(dòng)；以及 所述第二控制閥元件(106)被限制成在錐形座(112)和平閥座(113)之間移動(dòng)；所述第一電磁致動(dòng)器(26)和第二電磁致動(dòng)器(27)具有分開的線圈(103，104)但共用一個(gè)共同的定子(100); 所述第一燃料入口(57)被第一共軌錐形座(55)和第二共軌錐形座(46)圍繞； 所述第二燃料入口(48)在第一共軌錐形座(55)和第二共軌錐形座(48)之間敞開；所述第一噴嘴出口組(96)和第二噴嘴出口組(90)由噴射器主體(12)的頂端部件(71)限定；以及 當(dāng)所述第一和第二控制閥元件(105，106)處于它們各自的第一位置時(shí)，所述第一和第二控制腔室(95，92)中的每個(gè)通過兩個(gè)并行的通路與所述第一燃料入口(57)流體連接。
6.一種雙燃料系統(tǒng)(10)，包括: 多個(gè)燃料噴射器(12)，其具有非噴射構(gòu)型、液體燃料噴射構(gòu)型、氣體燃料噴射構(gòu)型和組合燃料噴射構(gòu)型； 氣體燃料共軌(14)，其與各個(gè)燃料噴射器(12)流體連接； 液體燃料共軌(16)，其與各個(gè)燃料噴射器(12)流體連接；以及每個(gè)燃料噴射器(12)包括具有氣體控制閥元件(106)的三通氣體控制閥(28)和具有液體控制閥元件(105)的三通液體控制閥(29)，每個(gè)閥元件均沿共同的中心線(19)移動(dòng)；當(dāng)所述氣體控制閥元件(106)處于第一位置時(shí)，每個(gè)燃料噴射器(12)的氣體控制腔室(92)通過兩個(gè)并行的通路與液體燃料共軌(16)流體連接；以及 當(dāng)所述液體控制閥元件(105)處于第一位置時(shí)，每個(gè)燃料噴射器(12)的液體控制腔室(95)通過兩個(gè)并行的通路與液體燃料共軌(16)流體連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙燃料系統(tǒng)(10)，其特征在于，每個(gè)燃料噴射器(12)包括與所述三通液體控制閥(28)可操作地聯(lián)接的第一電致動(dòng)器(26)和與所述三通氣體控制閥(29)可操作地聯(lián)接的第二電致動(dòng)器(27)； 第二電致動(dòng)器(27)包括連接成與推動(dòng)器(114) 一起移動(dòng)的銜鐵(101)，所述推動(dòng)器(114)穿過由液體控制閥元件(105)限定的孔(110)延伸；以及 第一電致動(dòng)器(26)和第二電致動(dòng)器(27)共用一個(gè)共同的定子(100)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙燃料系統(tǒng)(10)，其特征在于，每個(gè)燃料噴射器(12)通過一對(duì)同心管(40，50)與管軸(30)流體連接；和 電子控制器(15)與氣體壓力控制裝置(20)、液體壓力控制裝置(22)和每個(gè)燃料噴射器(12)進(jìn)行控制通信，且包括構(gòu)造成維持液體燃料共軌(14)和氣體燃料共軌(16)之間小的壓力差的雙燃料控制算法，以及構(gòu)造成維持液體燃料共軌(14)和氣體燃料共軌(16)之間大的壓力差的單燃料控制算法。
9.一種運(yùn)行雙燃料系統(tǒng)(10)的方法，包括以下步驟: 在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中，通過燃料噴射器(12)的氣體噴嘴出口組(90)和液體噴嘴出口組(96)分別向發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸(7)內(nèi)噴射氣體燃料和液體燃料； 壓縮點(diǎn)燃液體燃料； 其中噴射步驟包括沿共同的中心線(19)移動(dòng)第一銜鐵(101)、第二銜鐵(102)、液體控制閥元件(105)和氣體控制閥元件(106);以及 其中移動(dòng)液體控制閥元件(105)的步驟包括關(guān)閉使液體針控制腔室(95)與液體共軌(14)流體連接的兩個(gè)通路(76，72)之一，并且打開液體針控制腔室(95)和排放出口(77)之間的流體連接；以及 其中移動(dòng)氣體控制閥元件(106)的步驟包括關(guān)閉使氣體針控制腔室(92)與液體共軌(14)流體連接的兩個(gè)通路(153，72)之一，并且打開氣體針控制腔室(92)和排放出口(77)之間的流體連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括當(dāng)所述燃料噴射器(12)處于非噴射構(gòu)型時(shí)，通過使液體控制閥元件(105)和氣體控制閥元件(106)沿共同的中心線(19)在不同位置分別接觸錐形閥座(108，112)來限制燃料泄漏的步驟； 加速關(guān)閉所述氣體噴嘴出口組(90)以通過使氣體針控制腔室(92)與液體燃料共軌(14)經(jīng)兩個(gè)并行的通路(153，154)流體連接來結(jié)束氣體燃料噴射動(dòng)作； 加速關(guān)閉所述液體噴嘴出口組(96)以通過使液體針控制腔室(95)與液體燃料共軌(14)經(jīng)兩個(gè)并行的通路(150，151)流體連接來結(jié)束液體燃料噴射動(dòng)作；以及 噴射步驟包括使氣體針閥元件(73)和液體針閥元件(75)平行于共同的中心線(19)但偏離共同的中心線(19 )`移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F02D19/08GK103782021SQ201280042244
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月30日
【發(fā)明者】金會(huì)山 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司