CN103403336A - 具有用于喷射和点燃燃料的力发生组件的集成式燃料喷射器点火器以及使用和制造的相关方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了被构造用于适应性地喷射并在燃烧室中点燃不同燃料的喷射器的实施例。根据一个实施例的喷射器包括端部部分和点火部件，该端部部分被构造为位于邻近燃烧室处，该点火部件由该端部部分承载并被构造为产生点火事件。该喷射器还包括力发生器组件和可移动的阀。该力发生器组件包括与第二力发生器分离的第一力发生器。该第一力发生器产生动力以将该阀在该关闭和打开位置之间移动入燃烧室内。该第二力发生器被电连接至该点火部件，并向该点火部件提供电压以至少部分地产生该点火事件。

Description

具有用于喷射和点燃燃料的力发生组件的集成式燃料喷射器点火器以及使用和制造的相关方法

技术领域

以下公开大致涉及适用于适应性地控制一个或多个用于喷射和点燃燃料的力发生组件的燃料喷射器。

背景技术

燃料喷射系统一般用于将燃料喷雾喷射到发动机的进气歧管或燃烧室内。自从1980年代后期以来，燃料喷射系统已几乎完全取代了化油器，成为用于汽车发动机的主要燃料输送系统。传统燃料喷射系统一般连接至加压燃料供给，用于这些燃料喷射系统中的燃料喷射器通常在相对于发动机的动力冲程的特定时间将加压燃料喷射或者以其他方式释放到燃烧室内。在许多发动机中，特别是在大型发动机中，燃料喷射器进入燃烧室所通过的孔或端口的尺寸是小的。该小的端口因此限制了可被用于从喷射器致动或者以其他方式喷射燃料的部件的尺寸。此外，这种发动机通常还具有拥挤的进气和排气阀组系机构，进一步限制了可用于这些燃料喷射系统的部件的空间。

附图说明

图1是根据本公开的实施例构造的集成式喷射器/点火器（“喷射器”）的示意性截面侧视图。

图2是根据本公开的另一个实施例构造的喷射器的截面侧视图。

具体实施方式

本申请通过引用方式并入2010年12月6日与此同时提交的标题为INTEGRATED FUEL INJECTOR IGNITERS CONFIGURED TO INJECTMULTIPLE FUELS AND/OR COOLANTS AND ASSOCIATED METHODSOF USE AND MANUFACTURE的号美国专利申请（代理人案卷号69545.8065.US00）的全文。

本公开描述了用于内燃机的集成的燃料喷射和点火装置，以及相关的系统、组件、部件、以及有关于此的方法。例如，如下所述的实施例中的一些大致涉及能够基于燃烧室状态更改或以其他方式优化各种燃料和液体的喷射和点燃的适应性燃料喷射器/点火器。在某些实施例中，这些燃料喷射器/点火器包括具有两个或更多力发生部件的力发生组件，用于（a）诱导一个或多个燃料流动阀的移动以将燃料喷射入燃烧室内，和（b）启动点火事件（如加热灯丝或等离子体激发）以在燃烧室中点燃燃料。例如，在一个实施例中，这些燃料喷射器/点火器可以包括第一电磁线圈或第一压电元件和第二电磁线圈或第二压电元件。在以下说明书和图1-2中阐述了某些细节，以提供对本公开的几个实施例的全面理解。但是，描述通常与内燃机、喷射器、点火器、和/或燃烧系统的其他方面有关的众所周知的结构和系统的其他细节在下文中未作阐述，以避免不必要地阻碍本公开的各个实施例的说明。因此，可以理解，以下阐述的细节中的一些提供用于说明以下实施例，以便足以使得相关领域的技术人员能够制造和使用所公开的实施例。但是，如下所述的细节和优势中的一些对于实施本公开的某些实施例可能不是必要的。

附图中示出的细节、尺寸、角度、形状及其他特征中的许多仅是对本公开的具体实施例的说明。因此，其他实施例可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下具有其他细节、尺寸、角度和特征。另外，本领域技术人员将理解，在没有如下所述细节中的一些的情况下也可以实施本公开的另外的实施例。

在全部说明书中引用“一个实施例”或“实施例”指的是：与该实施例结合说明的具体的特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因此，在这整个说明书的各个位置出现的短语“在一个实施例中”和“在实施例中”不一定是指均参照同一实施例。此外，相对于具体实施例说明的具体的特征、结构或特性可以在一个或更多个其他实施例中以任意适当的方式组合。此外，本文中提供的标题仅为了方便，并不解释所要求保护的公开的范围或意思。

图1是根据本公开的实施例构造的集成式喷射器/点火器100（“喷射器100”）的示意性截面侧视图。图1中所示的喷射器100旨在示意性地示出根据本公开的实施例构造的喷射器和组件的特征中的一些。因此，参照图1说明的这些特征并非旨在限制如下所述的喷射器和组件的任何特征。如图1所示，喷射器100包括本体102，本体102具有在第一端部部分或基部部分106与第二端部部分或喷嘴部分108之间延伸的中间部分104。喷嘴部分108被构造为至少部分地延伸穿过发动机头部110，以在与燃烧室112的界面111处或在与燃烧室112的界面111的附近喷射以及点燃燃料。如以下详细描述的，喷射器100特别适于在高燃料输送压力下提供适应性和快速燃料喷射，同时也提供在燃烧室112中快速点火和完全燃烧。

喷射器100还包括点火部件114，如由喷嘴部分108承载的导电性电极。点火部件114位于靠近燃烧室112的界面111处，并被构造为将穿过喷嘴部分108流过点火部件114的燃料点燃。点火部件114被可操作地连接至延伸穿过本体102的导体116。导体116从喷嘴部分108延伸穿过中间部分104，并可任选地进一步至少部分地延伸入基部部分106内。例如，在某些实施例中，导体116可完全延伸穿过基部部分106。如以下详细描述的，导体116被连接至一个或多个供应点火能量或电压的能量源。例如，导体116可被连接至在基部部分106或在本体102的中间部分104的能量源。因此，导体116可向点火部件114提供点火能量以通过加热灯丝和/或通过直流或交流等离子体电流点燃燃料。

喷射器100还包括燃料流阀118和由基部部分承载的阀操作器组件128。虽然在图1中示意性地示出阀118位于基部部分106，但在其他实施例中，阀可以位于喷射器100中的其他位置，包括，如在喷嘴部分108和/或在中间部分104。另外，在一些实施例中，阀118可延伸穿过一个以上本体102的部分，包括，如穿过整个本体102。另外，虽然在图1中只示出了一个阀118，但在其他实施例中，喷射器100可包括两个或更多由本体102承载的在不同位置的阀。另外，本文参考图1所描述的喷射器100的任何特征可与在上文引用的或以其他方式在本文中引用的专利和专利申请中详细描述的任何喷射器协同使用，每一篇该专利和专利申请的全文通过引用方式并入本文。

阀操作器组件128被构造为致动或以其他方式移动阀118以允许燃料穿过本体102流动，并将燃料引入燃烧室112内。更具体地，阀操作器组件128包括力发生器组件122，该力发生器组件122致动或以其他方式诱导柱塞衔铁或驱动器120的移动（如，在一个实施例中通过产生磁力）。驱动器120被构造为移动或以其他方式致动阀118。例如，在某些实施例中，驱动器120可从第一位置移动至第二位置，以接触或撞击阀118，从而将阀118从关闭位置移动至打开位置。然而，在其他实施例中，如当流量阀位于喷嘴部分108时，驱动器120可以接触或以其他方式移动致动器，如被可操作地连接至阀的柱塞、杆或电缆。

根据所示实施例的额外特征，力发生器组件122可以是用作电力变压器的电、机电和/或电磁力发生器。例如，在所示实施例中，力发生器组件122包括初级或第一力发生器124，其靠近次级或第二力发生器126。虽然在图1中所示只有两个力发生器，在其他实施例中，力发生器组件122可包括两个以上分离的力发生器，包括，例如三个或更多力发生器。在某些实施例中，第一力发生器124可以是压电元件，其可以被致动以提供移动阀118的力。在其他实施例中，第一力发生器124可以是电磁线圈。另外，第二力发生器126也可以是压电元件或电磁线圈。第一电磁线圈124可以被连接至向第一电磁线圈124提供电流（如脉冲或断续直流）的能量供应源。第二电磁线圈126经由电绝缘的电磁线圈导体130导电性连接至导体116。这样，第二电磁线圈126被电连接至点火部件114。

在操作中，力发生器组件122因此起变压器的作用，提供动力用于从喷射器100喷射燃料入燃烧室112内。力发生器组件122还提供点火能量用于至少部分地启动被喷射的燃料在燃烧室112中的点火。例如，当向第一电磁线圈124施加电流时，第一电磁线圈124产生力，如磁力或磁通量，该力致动或以其他方式移动驱动器120。当驱动器120响应于第一电磁线圈124而移动时，驱动器120转而致动阀118以将燃料喷射入燃烧室112内。例如，驱动器120可以直接接触阀118或阀致动器以将阀118移动至打开位置。另外，来自第一电磁线圈124的磁场诱导第二电磁线圈126中的点火能量或电压。由于第二电磁线圈126经由导体116被电连接至点火部件114，第二电磁线圈126可以因此向点火部件114提供点火能量（如电压和/或电流）用于至少启动燃料的点火。在某些实施例中，还可以向第二电磁线圈提供电流以诱导驱动器120的移动。这样，第二电磁线圈126可相应补充或协助第一电磁线圈124控制阀118的移动。在某些实施例中，可用大约10-1,000伏致动第一电磁线圈124，可诱导第二电磁线圈126提供至少大约10,000伏。

在第一和第二力发生器124、126为电磁线圈的实施例中，第一电磁线圈124可以在与第二电磁线圈126分离的电路。然而，在另一个实施例中，第一电磁线圈124可被安排在与第二电磁线圈126并联的电路中。在其他实施例中，第一电磁线圈124可被安排在与第二电磁线圈126串联的电路中。另外，第一电磁线圈124可被安排在与第二电磁线圈126同心的基部部分106中。虽然在图1中，第一电磁线圈124被显示从第二电磁线圈126径向向外放置，在其他实施例中，第一电磁线圈124可被从第二电磁线圈126径向向内放置。然而，在其他实施例中，第一电磁线圈124和第二电磁线圈126可被放置或安排在其他构造中，包括，如基部部分106中用于提高紧密度的非同心安排。

根据力发生器组件122（包括是电磁线圈的力发生器）的实施例的附加特征，在某些实施例中，第一电磁线圈124的绕组导体的横截面尺寸（直径）大于相应的第二电磁线圈126的绕组导体的横截面尺寸（直径），以容纳流过第一电磁线圈124的更大电流。例如，在一个实施例中，第一电磁线圈124的绕组导体的直径可以比第二电磁线圈126的绕组的直径大约大10倍。然而，在其他实施例中，第一电磁线圈124的绕组导体的直径可以大于或小于大约10倍第二电磁线圈126的绕组的直径。

在又一实施例中，由于力发生器组件122作为变压器，第一电磁线圈124和第二电磁线圈126的绕组导体的匝数或转数的比例可被构造为加强或减少在第二电磁线圈126中诱导的点火能量或电压，以达到期望的或预定的被诱导的点火能量或用于提供点火能量的电压。例如，第二电磁线圈126可包括比第一电磁线圈124更多的绕组导体的匝数或转数，以加强在第二电磁线圈126中诱导的点火能量或电压。例如，在一个实施例中，第二电磁线圈126的匝数或转数可比第一电磁线圈124多10倍。然而，在其他实施例中，此比例可进行调整，以实现任何期望的在第二电磁线圈126中被诱导的点火能量或电压。在这种方式下，第二力发生器126可被构造为产生点火事件（如初始的加热和/或等离子显影），且向第一力发生器124施加的电压相对较低。第一电磁线圈124和第二电磁线圈124的绕组导体还可被适当绝缘，以防止在操作过程中特别是在高电压下操作中短路。

在某些实施例中，第一力发生器124可包括多个初级电磁线圈。例如，这些多个初级绕组可具有相反的极性（如+或-）或不同的点火能量或电压，以提供更精细的分辨率以调整阀118的移动，包括环状运动的频率，和/或在第二力发生器126中诱导的点火能量或电压。

根据图1中所示的实施例的额外特征，喷射器100还可包括任选的点火能量或电压供应导体131。电压供应导体131可被连接至合适的点火能量或电压源，该点火能量或电压源与力发生器组件122分离，更具体的，与第二电磁线圈126分离。电压供应导体131还可经由导体116被电连接至点火部件114。这样，电压供应导体131可向点火部件114提供点火能量以产生点火事件。因此，电压供应导体131可提供与第二电磁线圈126分离的、以及与第二电磁线圈126组合的点火能量。虽然电压供导体131在本体102的中间部分104处被连接至导体116，在其他实施例中，电压供应导体131可在本体102的基部部分106处被连接至导体116。

在示出的实施例中，基部部分106还可包括至少部分地覆盖力发生器组件122的板、外罩或壳体129。壳体129可以是提供屏蔽的金属外壳，如用于力发生器组件122的射频（RF）屏蔽。例如，壳体129可以在操作期间将力发生器组件122从其他RF设备或来源屏蔽。壳体129还可防止力发生器组件122接收或干扰其他RF设备或来源。

喷射器100还可包括传感器或被构造为检测操作条件的其他仪器。例如，喷射器100可包括至少部分地延伸穿过本体102或其他位于喷嘴部分108处的传感器的光纤电缆，其被构造为检测燃烧室属性（如下所示和所述参照图2的传感器仪器组件）。阀操作器组件128和/或力发生器组件122可因此响应于一个或多个燃烧室的条件被适应性地控制。

在操作中，燃料被引入基部部分106中并离开基部部分106进入燃料流动路径或通道117内。燃料流动通道117延伸穿过本体102从基部部分106通过中间部分104至喷嘴部分108。精确计量量的燃料能够穿过燃料流动通道117通过喷射器100被选择性和适应性地引入燃烧室112内。例如，驱动器120将阀118致动至滑动、旋转或以其他方式从闭合位置移动到打开位置。力发生器组件122控制着阀118的移动。更具体地，力发生器组件122被构造为（1）通过打开阀118和/或任何其他阀组件控制燃料流动，和（2）在完成阀打开功能后提供加热和/或电离点火能量或电压。如上所述，为实现全部两种功能，力发生器组件122可以是包括第一或初级绕组124或第一压电元件124和次级绕组126或第二压电元件126的电磁线圈。次级绕组126可以包括比第一绕组124更多的匝数。每个绕组还可以包括一层或更多层绝缘材料（例如，油漆或其他适当的绝缘体）；但是，次级绕组126可以包括比第一绕组124更多的绝缘层。力发生器组件122还可以被电联接至导体116。通过将力发生器组件122或电磁线圈绕制为具有初级绕组124和有更多匝数的次级绕组126的变压器，初级绕组124能够在施加点火能量或电压时承载强电流，以产生牵拉或者以其他方式诱导驱动器120或柱塞衔铁的运动。在打开通向初级绕组124的继电器时，驱动器120被释放，并将通过次级绕组126产生非常高的点火能量或电压。通过经由导体116提供初始能量和/或电离至点火部件114，次级绕组126的高点火能量或高电压可被应用于加热和/或等离子体产生点火事件，之后，相对低的点火能量或由喷射器100承载的已被任何适当的能量源（包括通过光电、热电和压电发生器从燃烧室获取的能量）充电的电容器的电压放电持续地供给电离电流以及将燃料推入燃烧室112内。

另外，在操作中，喷射器100能适应喷射和点火，或以其他方式被控制，根据用于有不同能量密度和/或点火特性的燃料的启动点火和完全燃烧所需的能量。例如，易于点燃的氢特征的燃料可能比——例如，有更大点火能量要求的柴油燃料——需要更少的点火能量。在这种情况下，可以仅由第二力发生器126提供点火能量。然而，在需要更大点火能量的实施例中，第二力发生器126可以单独或经由电压供应导体131与连接至导体116的第二能量源组合提供增大的能量。虽然上文给出了氢和柴油燃料的实施例，本领域普通技术人员将会理解，本公开的实施例可与不同燃料（包括至少氢和/或柴油特征的燃料）一起使用。

喷射器100还提供了在操作中使用已获取的能量的场景，以至少部分地帮助喷射和点燃燃料。例如，当第一力发生器124诱导驱动器120移动时，第二力发生器126从第一力发生器获取能量，在第二力发生器126内诱导点火能量。另外，可以施加来自第二力发生器126的能量以致动压电元件从而致动阀118。喷射器100还可利用从燃烧室112获取的能量（如电容器中存储的能量）启动和/或维持点火事件。例如，可以使用光能、压力能、热能、声能、振动和/或其他类型的能量启动和维持点火事件。

图2是根据本公开的又一个实施例构造的集成式喷射器/点火器200（“喷射器200”）的截面侧视图。图2中示出的喷射器200包括在结构和功能方面与以上参照图1所述的喷射器100的对应特征大致相似的多个特征。例如，如图2所示，喷射器200包括本体202，本体202具有在第一或基部部分206与第二或喷嘴部分208之间延伸的中间部分204。喷嘴部分208被构造为延伸入气缸盖的喷射口。

喷射器200还包括一个或多个基部组件227（单独地标示为第一基部组件227a和第二基部组件227b），基部组件227被构造为将燃料接收到喷射器200的基部部分206内并且选择性地将燃料计量至喷嘴部分208，以及提供点火能量至喷嘴部分208。更具体地，每个基部组件227包括力发生器组件222，力发生器组件222被构造为致动相应的提升阀或基部阀254，以及向相应的延伸穿过本体202的导体216提供点火能量。更具体地，力发生器组件222包括至少第一力发生器222（如至少一个电磁线圈或压电元件）和第二力发生器226（如至少一个电磁线圈或压电元件）。类似于以上所述参照图1的力发生器组件122，图2中的力发生器组件222被构造为（1）通过打开任何阀组件控制燃料流动，和（2）在完成阀打开功能后提供加热和/或电离点火能量或电压。为实现全部两种功能，在某些实施例中，力发生器组件222可以包括第一力发生器224和第二力发生器226，第一力发生器224是第一或初级电磁线圈，第二力发生器226是次级电磁线圈。力发生器组件222，以及具体地第二电磁线圈226，可经由电压供应导体230被连接至导体216。次级绕组226可以包括比第一绕组224更多的匝数。每个第一和次级绕组224和226还可以包括一层或更多层绝缘材料（例如，油漆或其他适当的绝缘体）；但是，次级绕组226可以包括比第一绕组224更多的绝缘层。力发生器组件222还可以被电联接至导体216。通过将力发生器组件222绕制为具有初级绕组224和有更多匝数的次级绕组226的变压器，初级绕组224能够在施加点火能量或电压时承载强电流，以产生牵拉或者以其他方式诱导阀驱动器或柱塞衔铁的运动。在打开通向初级绕组224的继电器时，阀致动驱动器被释放，并将通过次级绕组226产生非常高的点火能量或电压。例如通过提供初始电离，次级绕组226的高点火能量或高电压可被应用于加热和/或等离子体产生点火事件，之后，相对的低点火能量或已被任何适当的能量源（包括通过光电、热电和压电发生器从燃烧室获取的能量）充电的电容器的电压放电持续地供给电离电流以及将燃料推入燃烧室内。

如上文所述，力发生器组件222诱导驱动器220的移动。力发生器组件222还可被可操作地被联接至对应的控制器或处理器223（单独地标识为第一控制器223a和第二控制器223b），以例如响应于一个或更多个燃烧室状态或其他发动机参数选择性地脉动或致动力发生器组件222。驱动器220接合基部部分206处的第一单向阀或基部阀254。更具体地，基部阀254包括一个或更多个止动器229，止动器229接合定位在偏置构件腔219中的偏置构件271（例如，盘簧或磁体），以如图2所示地朝向关闭位置（例如，沿朝向喷嘴部分208的方向）偏置基部阀254。基部阀止动器229还接合驱动器220，以致于驱动器220使基部阀254在打开位置与关闭位置之间运动。基部阀254还包括在如图所示的常闭位置中接合对应的阀座258的基部阀头部或密封部分256。

喷射器200还包括燃料进口配件238（单独地标识为第一燃料进口配件238a和第二燃料进口配件238b），燃料进口配件238可操作地联接至对应的基部组件227，以将燃料引入对应的基部组件227内。在每个基部组件227中，燃料流过力发生器组件222和驱动器220，以当基部阀254位于打开位置时运动经过基部阀头部256。喷射器200还包括燃料连接管道257（单独地标识为第一燃料连接管道257a和第二燃料连接管道257b），以将燃料从基部部分206输送至延伸通过本体202的中间部分204和喷嘴部分208的燃料流动路径或通道217。燃料流动通道217邻近芯部组件213纵向地延伸，芯部组件613从基部部分206延伸通过本体202至少部分地进入喷嘴部分208内。芯部组件213包括同轴地设置在点火构件或导体216上的芯部绝缘体240。芯部组件213还包括柱状或管状包围构件288，柱状或管状包围构件288与点火绝缘体240至少部分地限定燃料流动通道217。芯部组件213延伸穿过本体202的绝缘本体242。点火导体216被可操作地连接至点火终端233，以向可能有一个或多个点火部件286的点火电极284提供点火能量或电压（除了来自力发生器组件222的点火电压或能量）点火电极284是可与第二电极285产生点火事件的第一电极，可以是喷嘴部分208的末端的导电部分，或者其可以是气缸盖口的合适的近似部分。点火绝缘体240包括扩大的端部部分283，端部部分283邻近点火电极284处可能有更大的横截面尺寸（如更大的横截面直径）。

点火绝缘体240的扩大的端部部分283构造成接触由喷嘴部分208承载的流量控制阀266。流量阀266是包括第一或固定端部部分268的径向扩张阀，第一或固定端部部分268在点火绝缘体240的扩大的端部部分283上游的位置处锚定、粘附或者以其他方式联接至包围构件288。例如，可以利用适当的胶粘剂、热聚物、热固性复合物、或其他适当的胶粘剂或锚定装置将第一端部部分268粘附至包围构件288的外表面。流量阀266还包括与第一固定端部部分268相对的可变形或活动的第二端部部分270。活动的端部部分270接触点火绝缘体240的扩大的端部部分283，并且构造成至少部分地径向打开、膨胀、扩大或者以其他方式变形以使得燃料能够排出喷射器200的喷嘴部分208。更具体地，包围构件288包括邻近流量阀266的活动端部部分270的多个燃料排出端口269。

在操作期间，燃料经由燃料进口配件238被引入基部组件227内。燃料流过力发生器组件222和合适的通道穿过驱动器220以达到基部阀头部256。例如，驱动器220可包括一个或多个邻近驱动器220的外周或直径延伸的燃料通道，如图2中虚线所示。当力发生器组件222（更具体地，第一电磁线圈224或压电元件224）使基部阀254运动至打开位置以使基部阀头部256远离阀座258时，燃料流动经过基部阀头部256并且进入燃料连接管道257内。加压燃料从燃料连接管道257流入燃料流动通道217内。在一个实施例中，燃料流动通道217中的燃料的压力足以使流量阀266的活动端部部分270径向向外打开、扩张或变形，以使得燃料能够流动经过点火绝缘体240的扩大的端部部分283。但是，在其他实施例中，一个或更多个致动器、驱动器、选择性的偏置构件、或其他适当的力发生器能够使流量阀266的活动端部部分270至少部分地径向打开、扩张或者以其他方式变形。当流量阀266从燃料排出端口269选择性地分配燃料时，燃料流动经过一个或更多个点火部件286，一个或更多个点火部件286能够产生点火事件以点燃燃料并且将燃料喷射到燃烧室内。力发生器组件222，更具体地，第二电磁线圈226或压电元件可以经由电压供应连接器230和导体216向点火部件284提供至少启动电离或点火能量。点火终端233还可补充或以其他方式经由导体216向点火部件284提供电离或点火能量。另外，点火能量还可由相对更高或更低的点火能量提供，或通过已被任何适当的能量源（包括通过光电、热电和压电发生器从燃烧室获取的能量）充电的电容器的电压放电持续地供给电离电流以及将燃料推入燃烧室内。

根据本公开的实施例构造的喷射器可以包括有基部部分的喷射器本体，以及被连接至该基部部分的喷嘴部分，该基部部分被构造为将燃料接收入该本体内。该喷嘴部分被构造为位于靠近燃烧室处，用于向该燃烧室内喷射燃料。该喷射器还包括点火部件、阀和力发生器组件，该点火部件在喷嘴部分并被构造为产生点火事件以至少部分地点燃燃料，该阀由本体承载，其中该阀可被移动至打开位置以将燃料引入燃烧室，该力发生器组件由基部部分承载。该力发生器组件包括阀驱动器和力发生器，该阀驱动器由基部部分承载，该力发生器由基部部分承载并被构造为致动该阀驱动器。该阀驱动器可在第一位置和第二位置之间移动，该力发生器包括第一电磁线圈或被构造为产生磁场，以及与第一电磁线圈分离并被电连接至点火部件的第二电磁线圈。该磁场将该阀驱动器从第一位置移至第二位置，以将阀移至打开位置。该磁场还在第二电磁线圈中产生点火能量。另外，第二电磁线圈向点火部件提供点火能量，以至少部分地启动点火事件。

在某些实施例中，第一电磁线圈与第二电磁线圈并联在电路中。然而，在另一些实施例中，第一电磁线圈与第二电磁线圈串联在电路中。另外，第一电磁线圈可以与第二电磁线圈同心，或第一电磁线圈可以不与第二电磁线圈同心。该喷射器还包括被流体连接至力发生器组件的燃料进口，以将燃料经由该力发生器组件引入基部部分内。另外，第二点火能量源是由该喷射器本体承载的电容器，第二动力只将阀从打开位置移至关闭位置。另外，该阀驱动器可以至少部分地由铁磁材料制成，该动力可以是由第一力发生器产生的磁力。

根据本公开的实施例的操作燃料喷射器以将燃料喷射入燃烧室内并至少部分地点燃该燃料的方法，包括将燃料或冷却剂中的至少一种引入该燃料喷射器的本体内，用第一力发生器致动阀以将燃料从该本体加入该燃烧室内；以及用第二力发生器触发点火部件，该第二力发生器被电连接至该点火部件，其中该第二力发生器邻近第一力发生器。第二力发生器可以与第一力发生器结合提供电感应。

本申请通过引用方式结合以下申请的全文：2009年8月27日提交的标题为MULTIFUEL MULTIBURST的61/237,466号美国临时申请；201010月27日提交的标题为FUEL INJECTOR SUITABLE FOR INJECTING APLURALITY OF DIFFERENT FUELS INTO A COMBUSTION的61/407,437号美国临时专利申请；2010年2月13日提交的标题为FULL SPECTRUMENERGY AND RESOURCE INDEPENDENCE的61/304,403号美国临时申请；2010年3月9日提交的标题为SYSTEM AND METHOD FORPROVIDING HIGH VOLTAGE RF SHIELDING,FOR EXAMPLE,FOR USEWITH A FUEL INJECTOR的61/312,100号美国临时申请；2009年8月27日提交的标题为OXYGENATED FUEL PRODUCTION的61/237,425号美国临时申请；2009年8月27日提交的标题为FULL SPECTRUM ENERGY的61/237,479号美国临时申请；2010年7月21日提交的标题为INTEGRATEDFUEL INJECTORS AND IGNITERS AND ASSOCIATED METHODS OFUSE AND MANUFACTURE的12/841,170号美国专利申请；2010年7月21日提交的标题为FUEL INJECTOR ACTUATOR ASSEMBLIES ANDASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTURE的12/804,510号美国专利申请；2010年7月21日提交的标题为INTEGRATED FUELINJECTOR IGNITERS WITH CONDUCTIVE CABLE ASSEMBLIES的12/841,146号美国专利申请；2010年7月21日提交的标题为SHAPING AFUEL CHARGE IN A COMBUSTION CHAMBER WITH MULTIPLEDRIVERS AND/OR IONIZATION CONTROL的号12/841,149美国专利申请；2010年7月21日提交的标题为CERAMIC INSULATOR AND METHODSOF USE AND MANUFACTURE THEREOF的12/841,135号美国专利申请；2010年7月21日提交的标题为METHOD AND SYSTEM OFTHERMOCHEMICAL REGENERATION TO PROVIDE OXYGENATEDFUEL,FOR EXAMPLE,WITH FUEL-COOLED FUEL INJECTORS的12/804,509号美国专利申请；2010年7月21日提交的标题为METHODSAND SYSTEMS FOR REDUCING THE FORMATION OF OXIDES OFNITROGEN DURING COMBUSTION IN ENGINES的12/804,508号美国专利申请；2009年10月19日提交的标题为MULTIFUEL STORAGE,METERING AND IGNITION SYSTEM的12/581,825号美国专利申请；2009年12月7日提交的标题为INTEGRATED FUEL INJECTORS ANDIGNITERS AND ASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTURE的12/653,085号美国专利申请；2008年1月7日提交的标题为MULTIFUELSTORAGE,METERING AND IGNITION SYSTEM的12/006,774号美国专利申请（现在为7,628,137号美国专利）；2010年10月27日提交的标题为ADAPTIVE CONTROL SYSTEM FOR FUEL INJECTORS AND IGNITERS的12/913,749号美国专利申请；2009年12月7日提交的标题为INTEGRATED FUEL INJECTORS AND IGNITERS AND ASSOCIATEDMETHODS OF USE AND MANUFACTURE的PCT/US09/67044号PCT申请；和2010年12月6日与此同时提交的标题为：INTEGRATED FUELINJECTOR IGNITERS CONFIGURED TO INJECT MULTIPLE FUELSAND/OR COOLANTS AND ASSOCIATED METHODS OF USE ANDMANUFACTURE的号美国专利申请（代理人案卷号69545-8065US）。

从上文中可以理解，为了例示目的本文中已经说明了本公开的特定实施例，但在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种变型。例如，本文中公开的力发生组件可以包括两个以上力发生部件（如两个以上电磁线圈或压电元件）。此外，喷射器的部件可以变化，包括例如电极、光学器件、致动器、阀、喷嘴和/或本体可以由替代材料制成或可以包括不同于示出和说明的但仍在本公开的精神内的替代构造。

除非在上下文中清晰地要求之外，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”、“包含”以及类似表达被解释为包括在内的意义，与排他的或穷举的意义相反，也就是说，为“包括，但不限于”的意思。使用单数或复数的词语也分别包括复数或单数。当权利要求使用与一列两个或更多个项目有关的词语“或”时，该词语覆盖该词语的以下全部解释：所列项目中的任一个，所列项目中的全部，以及所列项目中的任意组合。另外，如上所述的各个实施例可被组合以提供另外的实施例。本说明书中引用和/或申请数据表中列出的全部美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利出版物的全部内容通过引用全文结合到本文中。如果必要，可以改变本公开的几个方面以根据各种构造采用燃料喷射器和点火装置，并采用各个专利、申请和出版物的理念以提供本公开的另外的实施例。

能够根据上述详细说明对本公开做出这些以及其他变化。一般而言，在以下权利要求中，所使用的术语不应被解释为将本公开限制为说明书和权利要求公开的具体实施例，而应解释为包括根据权利要求操作的所有系统和方法。因此，本发明不受本公开的限制，而相反地，其范围通过以下权利要求宽泛地确定。

Claims (20)

1.一种用于将燃料引入燃烧室内并点燃该燃料的喷射器，所述喷射器包括包括：

喷射器本体，其包括——

基部部分，其被构造为将燃料接收入该本体内；和

连接至该基部部分的喷嘴部分，其中所述喷嘴部分被构造为位于靠近该燃烧室处，用于将燃料喷射入该燃烧室内；

点火部件，其在喷嘴部分并被构造为产生点火事件以至少部分地点燃燃料；

由本体承载的阀，其中该阀可被移动至打开位置以将燃料引入该燃烧室；和

由该基部部分承载的力发生器组件，所述力发生器组件包括——

由该基部部分承载的阀驱动器，其中该阀驱动器可在第一位置和第二位置之间移动；和

力发生器，其由基部部分承载并被构造为致动该阀驱动器，所述力发生器包括——

被构造为产生磁场的第一电磁线圈，其中该磁场将该阀驱动器从第一位置移至第二位置，以将阀移至打开位置；和

与第一电磁线圈分离的第二电磁线圈，其中该第二电磁线圈被电连接至点火部件，其中该磁场在第二电磁线圈中产生点火能量，其中该第二电磁线圈向该点火部件提供点火能量以至少部分地启动该点火事件。

2.权利要求1所述的喷射器，其中该第一电磁线圈包括第一匝数，该第二电磁线圈包括大于第一匝数的第二匝数。

3.权利要求1所述的喷射器，其中该第一电磁线圈包括有第一直径的第一绕组导体，该第二电磁线圈包括有第二直径的第二电阻导体，该第二直径小于该第一直径。

4.权利要求1所述的喷射器，其中该第一电磁线圈在与该第二电磁线圈分离的电路中。

5.权利要求1所述的喷射器，其中该第一电磁线圈包括有第一厚度的覆盖第一绕组导体的第一绝缘材料，该第二电磁线圈包括有第二厚度的覆盖第二绕组导体的第二绝缘材料，其中该第二厚度大于该第一厚度。

6.权利要求1所述的喷射器，其还包括从该基部部分延伸至该喷嘴部分的导体，其中该导体被电连接至每一个第二电磁线圈和点火部件。

7.权利要求1所述的喷射器，其中该第二电磁线圈是向该点火部件提供点火能量的第一点火能量源，其中该喷射器还包括与该第二电磁线圈分离的第二点火能量源，其中该第二点火能量源被电连接至该点火部件，其中该第二点火能量源向该点火部件提供点火能量。

8.权利要求1所述的喷射器，其还包括至少部分地延伸穿过该本体的的一根或多根光纤，其中该一跟或多根光纤被构造为将来自该燃烧室的燃烧室数据传送至控制器，该控制器被可操作地连接至该力发生器组件。

9.一种喷射器，其包括：

端部部分，其被构造为位于邻近燃烧室处；

点火部件，其由该端部部分承载并被构造为产生点火事件；

阀，其可在关闭位置和打开位置之间移动，以将燃料或冷却剂中的至少一种引入该燃烧室内；和

力发生器组件，其包括——

第一力发生器，其产生动力以将该阀在该关闭和打开位置之间移动；和

被电连接至该点火部件的第二力发生器，其中该第二电磁线圈向该点火部件提供点火能量，以至少部分地产生该点火事件。

10.权利要求9所述的喷射器，其中该第一力发生器包括电磁线圈和压电元件中的至少一种，该第二力发生器包括电磁线圈和压电元件。

11.权利要求9所述的喷射器，其中该第一力发生器在该第二力发生器中诱导该点火能量。

12.权利要求9所述的喷射器，其中该动力为第一动力，其中该第二力发生器产生第二动力以将该阀在该关闭和打开位置之间移动。

13.权利要求9所述的喷射器，其还包括阀驱动器，该阀驱动器被构造为致动该阀以将该阀在该关闭和打开位置之间移动，其中该阀驱动器响应于来自该第一力发生器的动力。

14.权利要求9所述的喷射器，其中由该第二力发生器提供的该点火能量为第一点火能量，其中该喷射器包括与该第二力发生器分离的第二点火能量源，其中该第二点火能量源向该点火部件提供第二点火能量，以至少部分地产生该点火事件或至少部分地维持该点火事件。

15.一种操作燃料喷射器以将燃料喷射入燃烧室内并至少部分地点燃该燃料的方法，所述方法包括：

将燃料或冷却剂中的至少一种引入该燃料喷射器的本体内；

用第一力发生器致动阀以将该燃料从该本体加入该燃烧室内；和

用第二力发生器触发点火部件，该第二力发生器被电连接至该点火部件，其中该第二力发生器邻近该第一力发生器。

16.权利要求15所述的方法，其中用该第一力发生器致动该阀包括用电磁线圈通过向该电磁线圈施加电流来致动该阀。

17.权利要求15所述的方法，其中用该第一力发生器致动该阀包括用压电元件来致动该阀。

18.权利要求15所述的方法，其中触发该点火部件包括通过用该第一力发生器在该电磁线圈中诱导电压来用电磁线圈触发该点火部件。

19.权利要求15所述的方法，其中：

用该第一力发生器致动该阀包括用第一电磁线圈来致动该阀，通过向该第一电磁线圈施加电流并产生磁力以致动该阀。

用该第二力发生器触发该点火部件包括用通过从该磁力在第二电磁线圈中诱导电压来第二电磁线圈触发该点火部件。

20.权利要求15所述的方法，其还包括基于一个或多个检测到燃烧室属性来适应性地控制致动该阀和触发该点火部件中的至少一种。

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