CN103502617A - 喷轨 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种喷轨，其用于带有由气体发动机提供燃料的发动机的汽车系统、尤其是双燃料柴油-天然气系统，所述喷轨包括主体，所述主体包括气体进口导管、混合室以及与所述混合室连通并且适用于连接到所述发动机上的多个气体出口喷嘴。多个气体拦截喷射器与所述进口导管相关联。每个喷射器具有与所述气体进口导管连通的进口通道和通往所述混合室中的出口通道。

Description

喷轨

发明领域

本发明涉及一种喷轨，其用于带有由气体提供燃料的发动机的汽车系统、尤其是双燃料柴油-天然气系统。

到目前为止，众所周知的是：在机动车辆上应用转换系统也能够以气体对同一发动机提供燃料，从而实现整体混合式燃料系统。已知类型的系统一般由以下各项构成：气罐；压力调节器，其使得气体达到为发动机提供燃料所需的压力；一系列管道和相关配件，其用于使槽罐易于装载并且达到对整个系统和喷射器轨道的最佳操作。

背景技术

如本领域专业人员所熟知，喷射器是用于由气体燃料提供燃料的发动机的系统的基本元件。喷射器必须确保根据发动机本身所需的灵敏度和分配准备以发动机所需的量来分配气体燃料。

喷轨已知是由一般具有圆形截面的管道构成，所述管道可在压力下并以供应连接到所述管道的喷射器为目的来接收各种类型的燃料。每个喷轨中都存在一个用于每个发动机缸体的喷射器。在这类构造中，喷轨出口对应于喷射器的出口，每个出口被连接到相应的发动机缸体上。

以这种方式构思的喷轨具有许多缺点。首先，由于喷射器出口被直接且单独地连接到发动机上，因此必需预知用于不同应用的不同轨道，特别是根据发动机缸体的数量来预知。

另一个缺点也取决于每个缸体由相应的喷射器来供应这一事实，所述缺点是需要每个喷射器也在发动机所需的低流率条件下进行操作。这意味着，在这样的低流率条件下也会磨损所有喷射器。

与前一个缺点相关的缺点与以下事实有关：最低可喷射流率对应于每个喷射器的最低流率乘以轨道喷射器的数量。已知的是，在双燃料柴油-天然气系统中，柴油燃料的流率受到非常细微地节流控制；实际上，发动机在低负荷下并且以高效率工作，这本身是导致最低柴油燃料流率的一种条件，进而柴油燃料部分地被气体燃料所代替。利用已知类型的喷轨，以上的最低可喷射流率在这类应用中的任何情况下都呈现出不利的高值。

最后，已知喷轨的最后一个缺点涉及以下事实：在发动机进口处的气流是间隙的，所述喷射器的操作模式是脉冲式。

发明内容

本发明的目的是使得喷轨能够克服以上缺点。具体来说，本发明提出：

-使单个喷轨用于不同的应用，具体来说用于具有不同数量的发动机缸体的机动车辆；

-在不同的操作条件下提高操作效率，从而减少喷射器磨损并使操作更加均匀；

-提高发动机的操作效率，同时确保在双燃料柴油-天然气应用中用于每个缸体的低喷射气体流率；

-确保在出口处的连续流，即使喷射器在脉冲模式下操作。

所述目的是利用喷轨而实现，其中喷射器出口通往共用混合室，在所述混合室中发生喷射气体的混合，所述气体随后通过多个出口喷嘴而传向实体(utility)。具体来说，根据本发明的喷轨包括主体，所述主体包括气体进口导管、混合室和与所述混合室连通并且适用于连接到发动机上的多个气体出口喷嘴。所述气体进口导管与多个气体拦截喷射器相关联，所述气体拦截喷射器与所述气体进口通道相关联，每个喷射器具有与所述气体进口导管连通的进口通道和通往所述混合室的出口通道。

所述喷轨允许具有与发动机缸体的数量不相关的许多喷射器，发动机缸体的所述数量将与轨道出口喷嘴的数量相同。也可能为所有发动机缸体供应仅仅一个操作喷射器。因此，如果所需流率较低，那么可能以大多数相同的组合来操作喷射器的仅仅一部分，而保留剩余的喷射器。所提出的解决方案在双燃料柴油-天然气应用中是特别有利的，其中所需的柴油燃料流率以及因此气体流率是非常低的；实际上，单个喷射器的最低流率可被分流到数个缸体中，从而获得等于所述缸体的数量的换算因数，并且因此燃料节流控制非常细微。

借助于控制喷射器的电子控制单元，还可能以所有喷射器随着时间的推移具有均匀磨损的这样一种方式来管理轨道操作。

归功于喷射器的出口通道与来自轨道的气体出口喷嘴之间的混合室，所喷射的气体被混合并且因此即使所述喷射器具有脉冲操作，在朝向发动机的喷嘴出口处也存在连续的气体流。这允许获得线性操作速度。

在一个优选实施方案中，混合室包括：第一室部分，其在喷射器的出口通道所通往的一个进口末端和与所述进口末端相对的一个出口末端之间延伸；以及第二室部分，其与第一室部分的所述出口末端连通并且适用于将来自所述第一室部分的气体传向气体出口喷嘴。因此，所述两个室部分相对于从喷射器出口通道到出口喷嘴的气流方向而连续地获得。有利地，第一室部分被构造来实施由喷射器所喷射的气体的实际混合功能；第二室部分被构造来主要执行来自第一室部分的气流以均匀方式朝向出口喷嘴的分布或传送功能。

为了获得完美的混合和分布，第一室部分的体积从进口末端到出口末端以大致上逐步的方式减小。优选地，第一室部分具有大致截头锥形或漏斗形状。

在优选实施方案中，其中混合室具有大致上截头锥形或漏斗形状，并且在较大底面与较小底面之间延伸，喷射器彼此共面并且使得相应的出口通道在所述较大底面中打开。

与一个实施方案一致，喷轨的主体具有棱柱形状，所述棱柱形状具有两个相对的底面和围绕本体的主轴线延伸的一个侧壁。优选地，所述两个室部分彼此共轴并且围绕主体的所述主轴线延伸。

在这种轨道结构中，喷射器由主要棱柱形体的两个相对的底面中的一个支撑或包围，并且所述喷射器的出口通道平行于主体的主轴线安置。在这种构造中，气体进口导管沿相对于主轴线的垂直方向延伸到喷射器以下。例如，所述气体进口导管是在主体的侧表面上打开的直线导管。

气流到出口喷嘴的有效且均匀的分布是利用第二室部分来实现，所述第二室部分主要在相对于主体的主轴线的径向方向上延伸。换句话说，所述第二室部分具有减少的轴向深度，因此在轴向方向上来自第一室部分的气流全部均匀地分布在所有所述第二室部分中，从而具体来说到达对所述第二混合室部分定界的侧壁。于是，有利的是，相对于所述主轴线径向获得出口喷嘴，因而所述喷嘴在对第二室部分定界的侧壁中打开，并且具体来说它们彼此共面并且沿主体的侧壁分布。

附图说明

本发明的另外的优点和细节将从参照附图仅通过举例而提供的对本发明的实施方案的一个的以下描述中更易于理解。

图1是根据本发明的喷轨的平面视图，其中具有四个被包围的喷射器；

图2是喷轨的正视图；

图3是轨道的侧视图；

图4是轨道的沿图2的线B-B的轴向截面；

图5是轨道的沿图1的线A-A的轴向截面；以及

图6示出了根据喷射容量的出口容量值的表。

具体实施方式

在所述附图中，参考数字100总体上是指喷轨，其用于带有由气体提供燃料的发动机的汽车系统、特别是双燃料柴油-天然气系统。喷轨100包括主体1，所述主体包括气体的进口导管16、混合室18、21、22、23以及与所述混合室连通并且适用于连接到发动机上的气体的多个出口喷嘴6。

在一个实施方案中，主体1具有棱柱形状，所述棱柱形状具有两个相对的底面1a、1b以及围绕本体1的主轴线X延伸的侧壁1c。主体1通过以下三个部分的连接而形成：喷射器携带末端部分2，例如，如果垂直安置，则对主体1的顶部定界；中间喷嘴携带部分3；以及下部部分或罩盖4，其在底部对主体定界。将主体的所述三个部分2、3、4(例如)通过使用螺钉8而以夹层方式进行组装。

喷射器携带区段2(优选仅以单件式制成)支承或包围多个喷射器7，以用于拦截与气体进口导管16相关联的气体的流动。

所述喷射器7(例如)为电磁控制类型并且大致上采用阀门形式，所述喷射器包括限定进口室的喷射器本体，所述喷射器本体具有与气体进口导管16流体连通的进口通道17和通往轨道的共用混合室18的出口通道74，阀座处于进口室与所述出口通道之间的出口导管的口部处。阀闸板(例如采用铁磁材料圆盘的形式)与阀座相关并且由电磁体控制，所述电磁铁可控制来从所述阀座的关闭位置移动至打开位置，以便拦截或允许气体燃料从喷射器的进口通道到出口通道的流动。在以同一申请人名义的IT1368477中，描述了这种电磁控制喷射器的实例。

喷射器携带部分2还包括垂直于主轴线X的气体进口导管16，所述气体进口导管例如可借助于软管连接器5连接到上游装置(未示出)(例如，压力调节器)上。软管连接器5借助于螺钉9a紧固到喷射器携带部分2上，并且密封垫片12a和12b被放置在软管连接器5与所述本体部分2之间。

气体进口导管16在与软管连接器5的相对侧上由借助于螺钉9b紧固到本体部分2上的盖帽10封闭；密封垫片12c被放置在盖帽10与本体之间。

喷射器携带本体部分2包括圆柱形座70，所述圆柱形座包围喷射器7，这样每个连接器的进口通道都被流体地连接到气体进口导管16上，每个喷射器的出口通道74在混合室中打开，并且每个喷射器的电连接器19转向主体1的外部。

在所示实施例中，喷轨100具有相反布置的成对的四个喷射器7。每个圆柱形座70事实上横越喷射器携带本体2的在下方与混合室18连通的部分。每个喷射器7被装配在插入有密封O形环的相应圆柱形座70中，并且例如通过紧固环形螺母72而紧固到喷射器携带本体2上，所述紧固环形螺母被旋拧到喷射器本体的从本体部分2的下方突出并且悬伸在混合室18中的螺纹部分上。

必须指出的是，喷射器携带部分2在顶部封闭混合室18并且因此可能易于在所述喷射器携带部分2与喷嘴携带部分3连接之前拧紧紧固环形螺母72。

喷嘴携带部分3优选以单件式制成，其限定了混合室的第一部分18。所述第一室部分18具有与主轴线X共轴的大致上截头锥形或漏斗形状并且所述形状朝向转向下部罩盖4的末端变窄。因此，喷射器7的出口通道74在混合室的第一部分18的较大底面上打开。已在截头锥形混合室的较大底面与较小底面之间的直径比在2与7之间的情况下发现所喷射气体的正确混合和均匀分布。

在所述喷嘴携带部分3上，也已设置(obtain)了气体出口喷嘴6。更精确地说，出口喷嘴6设置在喷嘴携带本体3的侧壁中，并且相对于本体1的主轴线X以径向方式延伸。用于连接到发动机上的软管接头6a(例如)通过用螺钉旋拧而安装在所述出口喷嘴6上。

喷嘴携带本体3借助于四个螺钉8并且利用密封垫片13的插入而紧固到本体2上。第一室部分18在通往中间导管21的底部处打开，所述中间导管优选具有恒定截面，进而通往第二室部分22。所述第二室部分围绕主轴线X延伸并且相对于所述轴线具有普遍径向的延伸，这意味着所述第二室部分在轴向方向上具有有限的深度，例如小于第一室部分18的深度。第二室部分22主要设置在下部罩盖4中，并且在顶部由喷嘴携带本体3的底面封闭。

换句话说，所述第二室部分22通过借助于四个螺钉8并且利用密封垫片14的插入将喷嘴携带本体3连接到下部罩盖4来限定。

第二室部分22包括在喷嘴携带本体3的下部部分中所设置的环形附加物23，所述环形附加物与主轴线X共轴并且朝向下部罩盖4打开。出口喷嘴6通往所述环形附加物23。

因此，第二室部分22主要以来自第一室部分18的可燃气体穿过中间导管21朝向出口喷嘴6流动的均匀方式执行分布或传送的功能。

下部罩盖4也有利地以单件式制成。

有利地，压力传感器和/或温度传感器(未示出)被安装在喷轨上。

最后，主体1具有意图用于与车辆上的紧固支架连接的螺纹孔11。

根据图解说明，可以了解根据本发明的喷轨相对于传统的喷轨如何更加紧凑，其中喷射器沿进口导管成直线布置。

因此，可燃气体通过软管接头5进入轨道中并且沿进口导管15行进，所述进口导管与喷射器进口通道流体连通。喷射器出口在截头锥形室18内部，所述截头锥形室允许混合气体并且通过短的中间导管21与分布室22连通。所述气体从这里通过出口喷嘴6传向实体。所述气体从喷射器出口到喷嘴所被迫遵循的路线允许在喷嘴6的出口处获得连续且均匀的流动，而完全与操作中喷射器的数量无关。

图6的表强调了喷射到轨道中的流动的再分布的有效性，所述轨道包围四个喷射器和六个出口喷嘴。所示流量值涉及以下操作条件：

-25+1℃的温度；

-2±0.05巴的相对压力；

-1±0.02巴的环境压力；

-12.5±0.1V的电源电压；

-8000rpm的频率；

-7ms的脉冲幅度。

表中示出了对于每个可能的喷射器操作条件来说，在来自每个喷嘴的出口处的流量值(单位为标准升每小时，“Nl/h”)。百分比值指出了在喷嘴出口处的流量与将在理想的混合/分布条件下所获得的平均流量的偏差。在所有情况下，低偏差是明显的，它是通过在装置内部的室和导管的几何形状和布置来获得。

Claims (19)

1.用于带有由气体提供燃料的发动机的汽车系统、尤其是双燃料柴油-天然气系统的喷轨，所述喷轨包括：

-主体，其包括气体进口导管、混合室以及与所述混合室连通并且适用于连接到所述发动机上的多个气体出口喷嘴；以及

-多个气体拦截喷射器，其与所述进口导管相关联，每个喷射器具有与所述气体进口导管连通的进口通道和通往所述混合室的出口通道。

2.根据权利要求1所述的喷轨，其中所述拦截喷射器是电磁控制的。

3.根据权利要求1或2所述的喷轨，其中所述混合室包括第一室部分，所述第一室部分在所述喷射器的所述出口通道所通往的一个进口末端和与所述进口末端相对的出口末端之间延伸；以及第二室部分，其与所述第一室部分的所述出口末端连通并且适用于将来自所述第一室部分的所述气体传向所述气体出口喷嘴。

4.根据前述权利要求所述的喷轨，其中所述第一室部分的体积从所述进口末端到所述出口末端以大致上逐步的方式减小。

5.根据前述权利要求所述的喷轨，其中所述第一室部分具有大致上截头锥形状。

6.根据前述权利要求所述的喷轨，其中所述喷射器彼此共面并且所述相应的出口通道在所述第一截头锥形室部分的较大底面中打开。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的轨道，其中所述两个室部分彼此共面并且围绕所述主体的主轴线延伸。

8.根据前述权利要求所述的轨道，其中所述气体进口导管相对于所述主轴线垂直地设置并且在所述主体的侧壁上打开。

9.根据前述权利要求所述的轨道，其中所述喷射器出口通道平行于所述主体的所述主轴线安置。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的轨道，其中所述第二室部分主要在相对于所述主体的所述主轴线的径向方向上延伸。

11.根据前述权利要求所述的喷轨，其中所述气体出口喷嘴在相对于所述主轴线的径向方向上安置。

12.根据前述权利要求所述的喷轨，其中所述出口喷嘴彼此共面并且沿所述主体的所述侧壁分布。

13.根据权利要求3至12中任一项所述的喷轨，其中所述混合室的所述两个部分通过具有恒定截面的中间导管彼此连通。

14.根据权利要求5至13中任一项所述的喷轨，其中所述截头锥形混合室的所述较大底面的直径与所述较小底面的直径之间的比在2与7之间。

15.根据前述权利要求中的一项所述的喷轨，其中喷射器的数量在2个与6个之间。

16.根据前述权利要求中任一项所述的喷轨，其中气体出口喷嘴的数量在4个与8个之间。

17.根据前述权利要求中任一项所述的喷轨，其中温度传感器被装配在所述喷轨上。

18.根据前述权利要求中任一项所述的喷轨，其中压力传感器被装配在所述喷轨上。

19.根据前述权利要求中任一项所述的喷轨，其中压力温度传感器被装配在所述喷轨上。

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