CN103814208A - 双燃料喷射阀 - Google Patents

Abstract

具有同心针的双燃料喷射阀，包含内针和围绕着所述内针的外针，所述内针和外针两者都位于喷射阀体的内部。该阀设有第一组孔口和第二组孔口，以将两种不同的燃料分开直接喷射进入内燃机的燃烧室。所述外针固定以防止相对于喷射阀体转动，使得第一系列孔口的中心线和第二系列孔口的中心线之间的交错角被设置成不同的预定角度，以减少甲烷排放。

Description

双燃料喷射阀

技术领域

本发明涉及一种双燃料喷射阀，其具有多个同心针以将两种不同的燃料分开喷射进内燃机的燃烧室。

背景技术

由于天燃气的易得性、低成本和减少颗粒物排放的潜力，使得天然气作为内燃机的燃料逐渐得到接受。天然气只是具有这样的益处的气体燃料的一个实施例，所述气体燃料能够在内燃机中替代柴油、同时实现与以柴油为燃料的发动机类似的性能、并且具有更低的颗粒物和/或氮氧化物（NOx）排放量。本领域技术人员将会理解，虽然本公开内容涉及天然气作为燃料的发动机，但其他适合的气体燃料如氢、丙烷、乙烷、丁烷、甲烷以及它们的混合物也可作柴油的替代品以实现类似的益处。

用天然气给内燃机供应燃料的早期方法，在天然气引入发动机气缸之前将其与吸入的空气混合（该过程称为“熏蒸”）。因为天然气具有比柴油更高的自燃温度，在这些发动机中，向燃烧室的上止点附近直接喷射引燃量的柴油燃料，以触发天然气的点火。然而，将天然气和空气以此方式预混合，限制了可以用天然气代替的柴油的量和/或限制了可以安全地使用的压缩比，因为熏蒸过多的天然气会导致发动机爆震，发动机爆震是会损伤发动机的燃料的过早爆燃。熏蒸发动机的另一个缺点是，在低负荷的发动机运行条件下，天然气和空气的预混合的均匀混合物会变得太稀薄以至于不能燃烧。因而，通过熏蒸引入天然气的发动机在功率、性能和效率上未能与同等尺寸的柴油发动机相媲美。

最近，已开发出一种改良型的双燃料内燃机，在本文中称为“高压直喷（HPDI）”气体燃料发动机。在本文中，“直喷”被定义为意味着通过与燃烧室直接相连通的喷嘴孔口将全部燃料直接喷射进燃烧室内。也就是说，在一个HPDI气体燃料发动机中，没有燃料被喷入进气歧管或进气端口。此种类型的发动机的一种方法是采用引燃量的柴油燃料来触发气体燃料的点火，但主要区别在于气体燃料是直接喷射进入燃烧室的，因此它是在更近似于常规柴油发动机的燃烧模式下燃烧的，在这种模式下，在压缩冲程末期或在作功冲程早期当活塞接近上止点时燃料被直接喷射进燃烧室中。因此，利用HPDI气体燃料发动机，可被喷射入的气体燃料的量并不是受爆震限制的，因为通过在发动机周期后期喷射燃料，没有过早爆燃的风险。另外，在低负荷运行条件下，由于燃料不被预先混合，而是在扩散燃烧模式下燃烧，所以HPDI气体燃料发动机在这些运行条件下不会遇到熏蒸发动机所遇到的同样的难题。不同于熏蒸发动机，引燃点火的HPDI气体燃料发动机已被证明实现了与现有技术柴油发动机基本相同的燃烧效率、功率和扭矩输出，同时平均使用的天然气达到在能量基础上消耗的总燃料的至少约95%。与引燃点火HPDI气体燃料发动机的操作原理有关的难题在于，必须提供用于将气体燃料和引燃燃料直接喷射进燃烧室中的装置。现代的内燃机通常可具有两个入口阀和两个排出阀，而这些阀占据了燃烧室上方的汽缸盖之内的大量空间。因此，在汽缸盖中找到足够的用于安装第二燃料喷射器的空间就成问题了。一种解决方案是设计在一个机体内提供两个分立的喷射器的一种双燃料喷射器。遵循此方法，申请人开发出了具有多个同心阀的许多不同设计，其中在中间定位一个较小的引燃燃料喷射阀，而引燃燃料阀的主体用作气体燃料喷射阀的阀针，所述气体燃料喷射阀被同心地布置在引燃燃料喷射阀周围的环形空间中。在共有的美国专利6,073,862、6,336,598、6,761,325和7,124,959中公开了这些设计的实施例。

针对采用同心的气体和液体燃料的喷射阀的引燃燃料点火的HPDI发动机观察到的一个问题是，在发动机速度和氮氧化物排放方面可能存在周期性的变化。当负载小的时候，这些变化的幅度可能会特别地大。这些可变的条件可能会导致不规则的发动机运行。先前已知的同心的气体喷射阀和液体喷射阀已具有内针阀，所述内针阀围绕其纵向轴线自由转动。此设计的优势包括简化，这导致更容易且更低成本的制造。同样，人们认为最好让内部引燃燃料阀体自由转动以更好地适应于多缸发动机中每个汽缸的不同的特性，且认为难于为每个汽缸优选出一个固定交错角。试验表明，不稳定的发动机速度会影响燃烧质量的变化，燃烧质量的变化被认为是由交错角的变化引起的，尤其是当气体燃料孔口和引燃燃料孔口的数量相等时。交错角被定义为，当沿喷射阀的纵向轴线的方向观察时，在气体燃料射流的轴线和与该气体燃料射流相邻的引燃燃料喷雾的轴线之间的角度，观察时的视图通常被表示成燃烧室的俯视图或仰视图（也即在图6和图9中所示的视图，随后将会说明）。共有的美国专利6,439,192教导了一种通过使用一个喷射阀来减少上述变化的解决方案，所述喷射阀具有不等数量的引燃燃料孔口和气体燃料孔口。

虽然‘192专利所教导的技术方案可解决针对具有定位在汽缸中心的同心的气体和液体燃料喷射阀的发动机的问题，但它并非对于所有发动机构型都是理想的解决方案。例如，对于偏离中心被定位或处于倾斜位置的气体和液体燃料喷射阀的同心布置，需要一种不同的解决方案。本领域技术人员将能理解，当如上述专利所描述的，包含同心针阀布置的具有自由转动的内针阀的喷射器被相对于燃烧室的纵向轴线布置在偏离中心的位置或倾斜的位置时，自由转动的引燃燃料阀可能会引起发动机性能的更大可变性，这是由于燃烧室之内燃料的不均匀分布、以及燃料射流与燃烧室壁、活塞或汽缸盖的相互作用的结果而导致的。

因为希望持续改善内燃机性能、增加效率、增加功率、减少排放并且增加燃烧稳定性和鲁棒性，需要新的和不同的思路以获得可进一步减少在直喷内燃机的燃烧室之内发生的燃烧过程的可变性的双燃料喷射器设计。

发明内容

公开了一种双燃料喷射阀，用于将两种不同的燃料分开地直接喷射进入内燃机的燃烧室。所述双燃料喷射阀包括：

a.一个阀体；

b.一个空心的外针，布置在所述阀体之内，所述外针具有一个纵向轴线，所述外针沿着该纵向轴线在一个闭合位置和一个开启位置之间可移动，以将第一燃料经由定位在所述阀体的面向所述燃烧室的一个端部处的第一系列孔口喷射进所述燃烧室；

c.一个内针，布置在所述外针之内，所述内针具有一个纵向轴线，所述内针沿着该纵向轴线在一个闭合位置和一个开启位置之间可移动，以将第二燃料经由定位在所述外针的面向所述燃烧室的一个端部处的第二系列孔口喷射进所述燃烧室；

d.一个致动器组件，用以将所述内针和所述外针在它们相应的闭合位置和开启位置之间移动，以将引燃燃料和气体燃料分开喷射进入所述燃烧室；以及

e.一个键控构件，布置在所述外针和所述阀体之间，位于一个长条状沟道之内，所述长条状沟道由在所述外针的外表面和所述阀体的内表面两者之一中的一个凹部形成，所述键控构件被保持在相对于所述长条状沟道的一个固定径向位置，以防止所述外针相对于所述阀体转动。

因为如果外针相对于所述阀体保持在一个固定的径向位置，则第一系列孔口和第二系列孔口相应的中心线之间的交错角就被保持在一个固定的预定值。

所述键控构件可以是例如所述外针或所述阀体的一个组成部分。

在一个优选实施方案中，所述键控构件是一个陶瓷球，在另一些实施方案中，所述键控构件可具有多边形的横截面。

由在所述外针的外表面和所述阀体的内表面两者之一中的一个凹部形成的长条状沟道，被成形以符合所述键控构件的形状。

在一些实施方案中，在所述外针和所述阀体之间可布置有多个键控构件。在这样的实施方案中，所述多个键控构件中的每一个都被布置在由所述外针的外表面和所述阀体的内表面两者之一中的一个凹部形成的长条状沟道之内，并且所述多个键控构件中的每一个都被保持在相对于相应的长条状沟道的一个固定径向位置，以防止所述外针相对于所述阀体转动。

所述第一系列孔口中的孔口可以等距间隔开地径向围绕在所述阀体的所述端部周围，所述第二系列孔口中的孔口可以等距间隔开地径向围绕在所述空心的外针的所述端部周围。

位于所述阀体的所述端部处的所述第一系列孔口中的孔口的数量，可以等于位于所述空心的外针的所述端部处的所述第二系列孔口中的孔口的数量。

在一个优选实施方案中，所述第一系列孔口中的孔口的数量等于所述第二系列孔口中的孔口的数量，且都等于9。

在一个优选实施方案中，所述第一系列孔口或所述第二系列孔口中的所有孔口的尺寸相等。

在一些另外的优选实施方案中，所述第一系列孔口中的孔口的尺寸不相等。这样的实施方案通常适用于当喷射阀相对于所述燃烧室的纵向轴线被偏离中心定位时、或当所述喷射阀的纵向轴线相对于所述燃烧室的纵向轴线倾斜时。

在优选实施方案中，所述第一系列孔口沿着所述喷射阀的纵向轴线竖向偏离所述第二系列孔口。

在一些实施方案中，所述第一系列孔口和所述第二系列孔口相应的中心线之间建立的固定交错角被设置在0度到20度之间。在优选的实施方案中，所述第一系列孔口和所述第二系列孔口相应的中心线之间建立的固定交错角是0度或20度。

所述外针的所述外表面可以设有至少一个另外的凹部，每个凹部都形成一个长条状沟道，其中所述键控构件能够被布置到该长条状沟道内，从而建立一个不同的固定交错角。

相似地，所述阀体的所述内表面可以设有至少一个另外的凹部，每个凹部都形成一个长条状沟道，其中所述键控构件能够被布置到该长条状沟道内，从而建立一个不同的交错角。

所述第一系列孔口和所述第二系列孔口相应的中心线之间建立的固定交错角可以基于下列至少一个被确定：

a.第一燃料或第二燃料喷射进入所述燃烧室的喷射角，

b.发动机旋流数，

c.所述第一系列孔口或所述第二系列孔口中的孔口的数量；

d.喷嘴孔口偏离距离。

所述固定交错角可以根据上述参数中至少一个而被设置，以使得在喷射进入所述燃烧室的第一燃料的燃料射流和与所述第一燃料射流相邻的喷射进入所述燃烧室的第二燃料射流之间的边界体积之内测量的当量比，具有在0.7到2的范围内的值。

在再一些其他实施方案中，在所述阀体和布置有所述阀体的发动机的汽缸盖之间设置有一个固定构件，以阻止所述阀体和所述汽缸盖之间的相对运动。

在一个优选实施方案中，所述空心的外针相对于所述内针可以是同心地布置的。

所述第一燃料可以是选自天然气、氢、丙烷、乙烷、丁烷、甲烷以及它们的混合物的气体燃料。

所述第二燃料可以是选自柴油燃料、二甲醚、生物柴油和煤油的引燃燃料。

提供了一种将两种不同的燃料通过双燃料喷射阀分开直接喷射进内燃机的燃烧室内的方法。该方法包含：经由位于所述双燃料喷射阀的一个端部处的第一系列孔口中的孔口，将至少一个第一燃料射流直接喷射进入所述燃烧室，并且经由位于所述双燃料喷射阀的相同端部处的第二系列孔口中的孔口，将至少一个第二燃料射流直接喷射进入所述燃烧室，其中，所述第一系列孔口与所述第二系列孔口分立并且间隔开，以及第一燃料的第一射流和与所述第一射流相邻的所述第二燃料的第二射流之间的交错角被设置成一个固定的预定值。

所述方法还可以包括将相等数量的第一燃料射流和第二燃料射流喷射到所述燃烧室内。在优选的实施方案中，所述第一燃料射流的数量和所述第二燃料射流的数量都是9。

在一些实施方案中，所述交错角被设定在0度和20度之间。在另一些实施方案中，所述交错角被设定为0度或20度。

在本方法中，所述第一燃料可以是选自天然气、氢、丙烷、乙烷、丁烷、甲烷以及它们的混合物的气体燃料，而所述第二燃料可以是选自柴油燃料、二甲醚、生物柴油和煤油的引燃燃料。

附图说明

附图示出了本发明的具体的优选实施方案，但不应认为附图以任何方式限制本发明的原理或范围。

图1示出具有带分立的孔口的同心针以独立地喷射两种不同的燃料的双燃料喷射阀的侧视示意图。

图2示出的侧视截面图是现有技术的双燃料喷射阀的一个示意图，其具有的同心针包含一个自由转动的外针。

图3示出的侧视截面图是双燃料喷射阀的一个优选实施方案的示意图，其具有的外针被保持在相对于阀体的固定定向（orientation）处。

图4A到4G是相应的在图3中所示的截面A-A处的截面图，示出用于防止外针相对于阀体转动的至少一个键控构件的实施方案。

图5A到5C示出发动机的汽缸盖和燃烧室的相应的侧视截面图，示出一个双燃料喷射阀，诸如图3中所示的，其被定位在所述燃烧室之内的不同位置并且具有不同的定向。

图6示出燃烧室的俯视图，示出由双燃料喷射阀所喷射的燃料射流，示出20度的交错角。

图7是示出收集自一个被设计成基本没有旋流的发动机的实验测试数据的一个图表，其中不同的条形代表对于不同的双燃料喷射阀设计的测试结果。

图8是示出收集自一个被设计成具有旋流的发动机的实验测试数据的一个图表，其中不同的条形代表对于不同的双燃料喷射阀设计的测试结果。

图9示出燃烧室的俯视图，示出由双燃料喷射阀喷射的燃料射流，示出0度的交错角。

具体实施方式

所公开的双燃料喷射阀能够将两种不同的燃料独立地且分开地喷射到内燃机的燃烧室之内。所述两种燃料中的每一种均通过与燃烧室直接相通的分立的孔口被喷射到燃烧室之内。所述双燃料喷射阀可以对这两种燃料中每一种的喷射定时和燃料量提供独立控制。第一燃料可以是气体燃料，第二燃料可以是引燃燃料，优选地是一种在内燃机之内会比气体燃料更容易自燃的液体燃料。两种燃料的喷射可以被控制以使得，例如，在液体燃料之后依序地将至少一些气体燃料喷射到燃烧室之内。优选地，所述气体燃料包含90%以上的基于能量测量的由发动机所消耗的燃料。

在优选的实施方案中，气体燃料是天然气，但也可以是比常规柴油燃料更清洁地燃烧的任何其他气体燃料，以使得用该气体燃料取代柴油（将所消耗的柴油的量降低到仅引燃的量）导致比仅燃烧柴油燃料的等效的常规发动机更低的颗粒物和/或氮氧化物（NOx）排放量。上述气体燃料可以是氢、丙烷、乙烷、丁烷、甲烷，和它们的混合物。引燃燃料可以是柴油燃料或另一种液体燃料，比方说例如二甲醚、生物柴油或煤油。

在所示的实施方案中，通过使用液压流体的高压源和至少一个液压流体控制阀来操作所述双燃料喷射阀。通过操作一个或多个液压流体控制阀，在一个控制室内操纵所述液压流体的压力，从而控制至少一个阀针的运动。第一阀针在一个开启位置和一个关闭位置之间移动，用于控制第一燃料到所述燃烧室内的喷射；而第二阀针在一个开启位置和一个关闭位置之间移动，用于控制第二燃料到所述燃烧室内的喷射。液压流体控制阀通常是用电运行和被电子控制的螺线管阀（solenoid valve）。常规的电子控制器可以用来控制螺线管的开动，并且由此控制计量和喷射事件的定时和持续时间。代替液压致动器，可换用其他已知类型的致动器诸如机械、电磁、压电或磁致伸缩致动器，用来致动所述两个阀针中的至少一个。

在本发明主题的燃料喷射阀的优选实施方案中，如果致动器是液压致动器，则液压流体和第二燃料优选地是相同的流体，由此燃料喷射阀之内的第二燃料通道和液压流体通道都连接到一个称为“共轨”的高压液体燃料歧管中，同时该歧管在多汽缸发动机中用作多个喷射阀。

为了简化燃料喷射阀内的内部流体通道的视图，附图中一些示意图示出了具有多个入口和出口的燃料喷射阀。本领域技术人员将会理解可以采用内部流体通道以运行方面等效的结构来减少阀体内部的流体入口和泄流端口的数量。

参照附图，图1示出双燃料喷射阀1的外部侧视图，该双燃料喷射阀1具有两组分立的孔口用于分开喷射两种不同的燃料。燃料喷射孔口4是用于喷射第一燃料的一系列第一燃料喷射孔口之一，第一燃料诸如天然气，其用作主要燃料。燃料喷射孔口5是用于分开喷射第二燃料的一系列第二燃料喷射孔口之一，第二燃料用作引燃燃料以辅助第一燃料的点火。在此实施例中，螺线管2和3致动控制阀，控制阀控制着两个燃料喷射阀的独立液压致动。常规的电子控制器可被用于控制螺线管2和3的致动，从而为两种分开的燃料向燃烧室之内的喷射计时。此视图是示意性的，意味着它不是按比例绘制的也不是物理上精确的。例如，可以使得阀体的外部形状配合待要将其安装在内的内燃机的汽缸盖中的开口的直径和深度。

图2是具有同心针的双燃料喷射阀的侧截面图的示意图。虽然此喷射阀的外部视图将会与图1中所示的相似，但图2中示出的截面图示出的内部阀组件根据现有技术中已有的方式自由地围绕纵向轴线转动。

喷射阀1A通常包括如下特征用于控制液压流体的流动：（a）第一燃料液压流体控制阀11；（b）第二燃料液压流体控制阀13；（c）至少一个液压流体入口，诸如7和/或8；（d）至少一个泄流端口，诸如9和/或10；（e）第一燃料控制室42；和（f）第二燃料控制室40。

喷射阀1A包含在阀体20之内的两个同心针。外针17是围绕内针16布置的中空体。在优选的实施方案中，外针17控制第一燃料到燃烧室之内的直接喷射，而内针16控制第二燃料到燃烧室之内的直接喷射。

空心体，也就是外针17，用作内阀组件的主体。当内针16的密封表面压靠着一个座——也即外针17的内密封表面——时，内针16在闭合位置。当外针17的外密封表面压靠着一个座——也即阀体2的内密封表面——时，外针17位于闭合位置。在图2中，内针和外针均被示出在它们的闭合位置。

燃料喷射孔口4是用于将第一燃料直接喷射到燃烧室之内的第一系列孔口之一，所述燃料喷射孔口4形成于喷射阀体20之内，处在喷射阀1A突出进入燃烧室（未示出）之内的端部处。燃料喷射孔口5是形成于外针17的端部中的第二系列孔口之一，外针17提供了一个开口，用于当内针处于开启位置时将第二燃料直接喷射到发动机燃烧室之内。喷射孔口4和5以及针17和16的分别相关联的端部相互邻近地定位在喷射阀1A的端部，以提供第一燃料和第二燃料到发动机燃烧室之内的紧接喷射。

第一燃料经过入口端口23供应到双燃料喷射阀1A并且流进第一燃料腔22之内，所述第一燃料从该第一燃料腔22被直接喷射到燃烧室之内。第二燃料经过入口端口6供应到双燃料喷射阀1A并且流进在内针16和外针17之间形成的环形腔14，所述第二燃料从该环形腔14被直接喷射到燃烧室之内。

在喷射阀1A之内的压力差，且尤其是在第一燃料腔22和阀体20内的其他腔之间的压力差，可以通过被填充以流体的流体密封件而被密封，该流体维持压力等于或优选地略高于在第一燃料腔22之内存储的气体燃料的压力。密封流体能够通过密封流体入口19供应到密封流体腔24，而在优选的实施方案中，所述密封流体可以是所述第二燃料，使得密封流体入口19不是必需的且可被替换成连接到入口端口6的内部通道。

现在参照图3，示出了一个示意的侧视截面图，其具有的内阀组件与现有技术的喷射阀1A具有一些共同的元件，并且不再重复详细说明以相似方式运作的相似部件。与燃料喷射阀1A相似，燃料喷射阀101具有两个同心针，其中内阀组件的主体充当作外阀组件的针。此外，提供了用于分开地且独立地致动所述两个阀组件的装置，并且提供了彼此间隔开的两个系列的孔口用于分开喷射两种不同的燃料。图1中所示的外部示意图也可以代表喷射阀101的外部侧视图。需要图3的内部截面图和穿过截面A-A的视图，以察看在喷射阀1A和喷射阀101之间的不同。借助于喷射阀101，将内阀组件保持在相对于外阀组件的固定定向。也就是说，在图3中，喷射阀101包含防止内阀组件围绕纵向轴线102转动的特征，这维持了在第一组孔口和第二组孔口的定向之间的恒定的径向角度关系。

在图3中所示的双燃料喷射阀101的优选实施方案，包含阀体120，且在阀体中心包含内针116和围绕内针116的空心的外针117，由此提供了同心针组件118。燃料喷射阀设计领域中的技术人员将会理解，同心针布置具有优势，但同心布置并非必要。也就是说，一个可行的燃料喷射阀可以被制造成内针布置在外针之内，但是内针的纵向中心轴线偏离外针的纵向中心轴线，然而偏离越大则此燃料喷射阀就会越不理想，例如在总体阀组件的强度和尺寸方面。

燃料喷射孔口104代表被设置在喷射阀体120的端部的第一系列燃料喷射孔口。在图3中，喷射阀101的这个下端部的包括有燃料喷射孔口104的尖端，是当安装在内燃机（未示出）的汽缸盖之内时阀体120突出进入燃烧室（未示出）的那部分。燃料喷射孔口105代表位于外针117的端部附近的第二系列孔口，第二系列孔口在纵向方向上偏离且比第一组孔口更低，且由此也突出进入同一个燃烧室。在具有多个汽缸的运行发动机之内，安装有一个双燃料喷射阀，该双燃料喷射阀具有的尖端突出进入发动机的每个汽缸的燃烧室之内，用于将两种燃料分开地且独立地直接喷射进每个燃烧室之内。在一个优选的实施方案中，第一燃料是气体燃料，其通过被例示为燃料喷射孔口104的第一系列孔口注入。气体燃料优选地是天然气，或者是任何其他能够在发动机之内清洁地燃烧的气体，例如合适的气体燃料可以选自甲烷、丙烷、丁烷、氢及它们的混合物。第二燃料是一种在压缩点火发动机中比气体燃料更容易自燃的引燃燃料。第二燃料被喷射通过孔105，且在优选的实施方案中，该第二燃料可以是例如柴油燃料、二甲醚、生物柴油或煤油。

与此类型的大部分常规的针阀相似，内针116围绕纵向轴线102自由转动，且当致动时可以从内阀座130被升起，内阀座130是由空心的外针117的内表面限定的。不同于大部分常规的针阀，具体到双燃料喷射阀，其中外针是由内阀组件的主体形成的，以使得外针117容纳与内阀相关联的第二系列孔口，在两个系列的孔口之间的定向关系可能会对燃烧特性有显著影响，所述燃烧特性例如燃烧效率和排放物（从燃烧室中排出的燃烧产物）。从而，在双燃料喷射阀的已公开的实施方案中，防止外针117围绕纵向轴线102转动是有利的。当外针117被向上升举且远离外阀座132时，外阀被开启，且第一燃料经过被例示为孔口104的第一系列燃料喷射孔口直接喷射入燃烧室。

双燃料喷射阀101包括防止外针117围绕纵向轴线102转动的特征，以防止外针117相对于阀体120转动。当致动时，这些防止转动的特征允许外针117在纵向轴线102的方向上在闭合位置和开启位置之间自由地移动，在开启位置外针117被升举远离外阀座132。在图3中，防止外针117转动的特征包含键控构件134，其布置在外针117和阀体120之间，位于一个长条状沟道之内，所述长条状沟道由在外针的外表面和阀体的内表面两者之一中的凹部形成。在此实施方案中，凹部150形成在阀体的内表面之内，而键控构件134被保持在相对于外针117的固定位置。也就是说，外针117的外表面在附图标记152所指向的区域内被成形，以接纳键控构件134并且将其保持在固定的径向校准，如在图4A到4G所例示的实施方案中所示。当双燃料喷射阀101被组装有布置在凹部150之内的键控部件134时，凹部150的边界将键控部件134和外针117保持在相对于所述长条状沟道的固定的径向位置，从而防止外针117相对于阀体120转动，并且建立在所述第一系列孔口和所述第二系列孔口的各自的中心线之间的固定交错角。不同的发动机设计和运行条件会影响想要的交错角，但由申请人所收集的实验数据表明，保持第一燃料孔口和第二燃料孔口之间的恒定的预定交错角有利于整体发动机性能，特别是提高燃烧效率以得到更完全的燃烧并减少未燃烧的燃料的排放量。本领域技术人员将会理解，对于具体的发动机可以设置预定交错角的值，例如通过根据不同的操作条件测试那个具体的发动机，并且测试不同的固定交错角连同其他变量比方说例如不同的燃料轨道压力或不同的废气再循环量，以确定最优地达到想要的性能、燃烧效率和排放程度的交错角。

现在参照图4A到4G，这些都是通过图3中的截面A-A观察的键控构件的替代实施方案的实施例。在这些视图中，示出键控构件如何与所述凹部交互作用，以阻止外针117相对于阀体120转动。在本公开内容中，相似的数字被用来表示相似的元件，且如果相似元件在功能上相同则不在本文中重复说明。在功能上相似但或许在物理上不同的元件可以通过相似的数字标识，但带有字母后缀。

在图4A中所示的实施方案中，键控构件134优选地在形状上是圆形，且凹部150A被成形以符合键控构件134的表面。也就是说，凹部150A是具有圆形轮廓的沟道，该轮廓具有的半径基本与键控构件134的半径相同。这个限定凹部150A的沟道是长条状的，且垂直于在图4A中所示的平面而延伸，从而当外针被致动以喷射所述第一燃料时，允许外针117在沿着所述纵向轴线的方向上移动。选择用于键控构件134和阀体120以及在键控构件134和凹部150A之间的间隙（clearance）的材料，使得它们允许键控构件134在凹部150A之内滑动或滚动，同时不禁止外针117在纵向方向上的移动，只要凹部150A的边沿阻止外针117相对于阀体120的任何显著转动。在此实施方案中，凹部151A与凹部150相似，除了如果键控构件134被布置在凹部151A而不是150A之内，则它将会导致不同的交错角。如已经被提及的，对于不同的发动机会优选不同的交错角。如果同一个发动机中的不同汽缸具有不同的特性，则可以为同一个发动机中的不同汽缸优选不同的交错角。凹部151A允许为同一个燃料喷射阀选择不同的交错角，无需增加任何额外的部分，也无需减少为允许此灵活性原本就要求的定制。

参照图4B，在此实施方案中凹部被示为凹部150B，其中阀体的内表面中的凹部不需要被成形以符合键控构件134的形状。在此实施方案中，凹部150B具有矩形的轮廓，以使得长条状的沟道具有槽形形状，带有方形的拐角。这是为了示出该凹部的轮廓不是那么重要，只要它可以和键控构件相互作用以限制外针117围绕着纵向轴线102相对于阀体120转动。类似地，此实施方案还示出外针117也可以在位置152B以不与键控构件134的形状相符的方式而被成形，只要它起到以固定定向保持外针117以达成固定交错角度的作用。例如一个圆球形的键控构件可以借助于钻入外针117内的一个横向的圆柱形的井状结构（well）而被保持在外针117上的一个固定点处。图4B还示出了在阀体120内可以形成有内部通道140、141和142，通过这些通道，例如所述两种燃料和所述密封流体被传递到相应的燃料腔和密封流体腔。

参照图4C，此实施方案示出键控构件134C可以和阀体120成为一体，并且可具有不同的形状。在此实施方案中，键控构件134C是矩形的，带有方形的拐角，但按照此实施例的教导，本领域技术人员将会理解不同的形状也是可以的，而在不背离所要求保护的发明的主旨。在此实施方案中，因为键控构件134C与阀体120成为一体，凹部150C形成在外针117的表面之内。

图4D的实施方案非常近似于图4C的实施方案，除了在图4D中，键控构件134D与外针117成为一体，且由凹部150D形成的长条状沟道被形成在阀体120之内。

在图4A至4D所示的实施方案中只有一个键控构件布置在外针117和阀体120之间，因为这是为防止外针117相对于阀体120转动所需要的。在图4E到4G中所示的其他实施方案中，可以采用多于一个键控构件，例如为了平衡和分散作用在阀部件上的力的目的。例如如果键控构件之一磨损的话，冗余也可以有助于使得设计更为稳固。参照图4E中所示的实施方案，键控构件134与第二键控构件134E配对。图4E还示出可将阀体120制成具有额外的凹部151和151E，以允许根据待要将喷射阀安装在内的发动机的和/或燃烧室的具体特性，将燃料喷射阀装配具有不同的交错角的灵活度。图4F示出一个实施方案，其中有四个键控构件134F。

现在参照图4G，示出了一个实施方案，除了在外针117和阀体120之间的键控构件134G之外，在阀体120和汽缸盖106之间还有固定构件146。燃烧室可被设计有不同的形状，且不总是对称的。例如，如下文关于图5B和5C将要讨论的，如果双燃料喷射阀被定位成偏离中心或成角度，则燃料喷射孔口可能间隔不均等，或可能具有不同的尺寸，取决于它们所指向的方向。在这样的情况，因为用于外阀的燃料喷射孔口被定位在阀体之内，需要阀体相对于所述汽缸盖的专门定向，而这个专门定向是通过采用固定构件146达到的。即使所述燃烧室是物理上对称的，所述燃烧室的几何形状包括活塞碗的形状以及进气阀和排气阀的放置，以及这些因素如何影响燃烧室之内的湍流和流体动力学，都能够决定燃料喷射孔口的某一个具体定向是优选的。在图4G中，在汽缸盖106和阀体120之间采用了一个固定构件，而在阀体120和外针117之间采用了一个键控构件。类似于在图4E和4F中，其他实施方案可以使用多个键控或固定构件，但当一个具体定向是想要的时，多个键控构件的布置不可能是对称的。也就是说，应该将键控构件设计成使得只能以一种配置组装和安装燃料喷射阀。例如，在图4G中，可以在与键控构件134G成170度的角间距处添加第二键控构件，但不能采用180度的角间距。或者，一个键控构件的尺寸或形状可以被设定为与另一个键控构件的尺寸或形状不同。

在一些优选实施方案中，键控构件被示为一个圆球形的球。这个圆球形的球可以用陶瓷材料制成，所述陶瓷材料具有所需的硬度和低的滚动阻力从而以上面所述的方式运作。本领域技术人员也会理解，也可以选择具有合适的特性的金属材料，例如不锈钢或任何其他具有低摩擦系数的材料。

如由所描述的实施例所展示的，本领域技术人员将会理解，键控构件134可以被制造成除了所示的那些之外的不同形状，比方说例如另一种多边形或另一种曲线形状，以使得键控构件和长条状沟道的形状互补并且彼此协作，从而以与本文所描述的相同的方式运作。

图5A到5C示出用于在发动机的汽缸盖之内安装双燃料喷射阀101的不同布置。这些示意性的实施例旨在是展示性的，但不应被视为是限制性的，因为将理解有许多不同的燃烧室设计。参照图5A，双燃料喷射阀101被安装在一个设在汽缸盖106之内的孔内，在相对于燃烧室108的中心位置。图5A还示出了存在于内燃机的所示部分中的常规元件，例如，发动机模块103、活塞109、入口歧管110和入口阀112。发动机汽缸包括其他常规元件，比方说例如至少一个排出阀和一个排出歧管，为简单起见，这些元件未示出在该示意图中。对一个具体的燃烧室的计算机模型仿真可被用来确定为外阀的燃料喷射孔口选择一个具体定向是否是有利的，且如果有利则不仅可在阀体和外针之间而且可在汽缸盖和阀体之间设置键控构件。

参照图5B，当双燃料喷射阀101被安装在汽缸盖之内的偏离中心位置时，在此位置其纵向轴线102偏离中心轴线114一段距离L，则在优选的实施方案中，选择燃料喷射孔口的具体定向以使得燃料在燃烧室之内更均匀分布并且限制燃料在燃烧室腔表面上的冲击。也就是说，因为汽缸壁更为靠近双燃料喷射阀101的一侧，较少数量的孔口或是具有较小直径的孔口可以被定向在较近的壁的方向上。所述定向是通过使用如图4G中例示的在汽缸盖106和阀体120之间的至少一个键控构件来实现的。

图5C示出一个实施方案，其中双喷射阀101被放置在相对于燃烧室108的轴线114倾斜的位置（成角度B）。与图5B中所示的实施方案相似，当双燃料喷射阀101处在倾斜角度时，为实现燃烧室内的想要的燃料分布和燃烧特性，可有利的是选择燃料喷射孔口的一个具体定向，例如使得燃料喷射阀的一侧上的孔口都以相对于阀体不同的角度定向，这样燃料射流不会冲击到汽缸盖106或活塞109。

在所公开的实施方案中，第一系列孔口和第二系列孔口可以包括等距地间隔在阀尖端的整个周缘周围的若干个喷射孔口。本领域技术人员将会理解，在其他实施方案中，例如在图5B和5C中所公开的实施方案中，属于第二系列孔口105的一部分或第一系列孔口104的一部分的孔口不必须分别均等间隔地在外针117的端部的周缘周围、以及阀体120的端部的周缘周围。例如，这样的孔口的中心线之间的距离或角度可以从一对相邻的孔口到下一对相邻的孔口有所不同。

图6示出燃烧室的俯视图，以表明交错角的含义。第一燃料射流是由附图标记200所指示的较大的射流，而第二燃料射流是由附图标记210所指示的较小的射流。交错角是在此俯视图中测量的，在第一系列燃料喷射孔口（与第一燃料相关联）的孔口之一的中心线和与其最接近的第二系列燃料喷射孔口的孔口之一的中心线之间的角度。在此实施方案中示出了20度的交错角。在此俯视图中，燃料射流以此定向被示出是为了例示交错角，但应注意到这些燃料射流在垂直于此俯视图的一个平面内在竖向上是偏离的，以使得所述两种不同燃料分开地直接喷射进燃烧室。在优选的实施方案中，第一燃料构成主燃料，诸如天然气，代表了基于能量基础由发动机消耗的平均大约95%的燃料。第二燃料是引燃燃料，其在燃烧室内得到的压力和温度下、在发动机的压缩冲程之后当活塞接近上止点时是可以自燃的。在图6中，第一燃料射流的数量等于喷射入燃烧室的第二燃料射流的数量，因为在此实施方案中，第一系列中的孔口104的数量等于第二系列中的孔口105的数量。在图示的实施方案中，孔口分别均匀地分布在所述阀体的端部的周缘周围、以及在外针的面向燃烧室的端部的周缘周围。

对几乎不带有旋流的包含有本发明的双燃料喷射阀的发动机进行的试验已经表明，对于具有9个间距相等的引燃燃料孔口和9个间距相等的气体燃料孔口的喷射阀，可以用20度的交错角实现降低甲烷排放量和提高燃烧稳定性和发动机性能可预测性的好结果。在这样的发动机上进行的试验中，通过孔口104喷射的第一燃料是天然气，而通过孔口105喷射的第二燃料是引燃燃料，更具体地是柴油燃料。就具有上述配置的喷射阀进行的试验已经表明，气体燃料和引燃燃料在燃烧室之内的射流分布使得燃料射流具有在引燃燃料喷雾和天然气射流之间的优化接触面积。上述的在引燃燃料射流和天然气燃料射流之间的优化接触面积，是当在射流之间的边界体积之内测得的当量比具有介于0.7到2的范围内的值时实现的。因为气体燃料诸如天然气具有比传统的柴油燃料更低的十六烷值，所以气体燃料的点火是通过与热的引燃燃料火焰或其燃烧产物相接触而保证的。因此，引燃燃料蒸气相对于天然气的分布和散出（evolution）在天然气的点火中起作用。在燃料射流之间的接触面积影响着气体燃料燃烧和热释放速率，还隐含地影响发动机的甲烷排放量。

按照世界统一固定周期（“WHSC”），对于不同的发动机运行模式采用几乎没有旋流的发动机，已经进行了多次实验测试。WHSC是稳定状态测试周期，其具有一系列的稳定状态发动机测试模式（称为WH2、WH4等等）具有限定的速度和扭矩判据。图7中示出了这些测试的结果，更具体地是甲烷排放量，被表征为“单位制动马力甲烷排放量”(“BSCH4”)。所述试验是针对两种不同设计的喷射阀而进行的：一种允许以18度的喷射角既喷射气体燃料又喷射引燃燃料，另一种允许以21度的喷射角既喷射气体燃料又喷射引燃燃料。喷射角在这里被定义成在侧视图中测得的在源自一个燃料喷射孔口的燃料射流的中心线和相对于所述燃烧室的和所述汽缸的纵向轴线（在图5A中的中心线114）呈横向的一个平面之间的角度。受测试的两种设计的喷射阀在分别用于喷射气体燃料和引燃燃料的第一系列燃料喷射孔口和第二系列燃料喷射孔口的每一个中，都具有九个等距间隔的燃料喷射孔口。测试了两种喷射阀布置。在一种布置中，使用一个垫片作为插入在喷射阀的台肩（shoulder）和汽缸盖之间的间隔器，使得所述喷射阀的喷嘴端部与不采用垫片的喷射阀相比更少地突出进入燃烧室。例如，由汽缸盖限定的横向平面和第二系列燃料喷射孔口之间的距离被定义为喷嘴孔口的偏离距离，在图5A中被测量并且标识为“N”。

每一组测试结果A、B、C、D和E在图7中被从左到右对于不同的发动机测试模式（WH2、WH4、WH10和WH12）表示出，针对每一组测试结果A、B、C、D和E的测试条件被总结在下表中：

测试结果显示，交错角、燃料喷射角以及燃料喷射孔口距汽缸盖的距离，都表现得影响燃烧特性和甲烷排放量。如图7中所示，导致最低甲烷排放量的布置，是通过具有21度的燃料喷射角、不具有垫片、以及20度的交错角的布置实现的，在图7中被表示为“A”。

在其上进行上述试验的发动机，是一个当将空气吸入燃烧室时在入口歧管内几乎不产生旋流或产生很少旋流的发动机。对于其中在入口歧管内放置有旋流板或者入口歧管本身的形状（例如，螺旋形的入口端口）在通到入口歧管朝向燃烧室的空气流中产生湍流的其他发动机，不同的预定交错角可能会产生更好的效果，而这样的预定交错角的值将会基于对上述发动机的建模或测试结果来确定。

另外的试验是在另一类型的发动机上进行的，更具体地是在具有大约1.5的旋流数的发动机上。旋流数被定义成在空气旋流转动速率和发动机转速之间的比值。在图8中示出对于不同的测试条件的排放量和燃料消耗的未加权平均数（GISFC——总体表明具体燃料消耗）。在图8中，“7-9”代表一个喷射阀设计，其中外针被允许相对于阀体转动并且具有7个孔口用于引燃燃料的喷射以及9个孔口用于气体燃料的喷射，9-9设计指的是一个喷射阀包含9个等距间隔开的孔口用于气体燃料的喷射以及9个等距间隔开的孔口用于引燃燃料的喷射，而7-7设计指的是一个喷射阀包含7个等距间隔开的孔口用于气体燃料的喷射以及7个等距间隔开的孔口用于引燃燃料的喷射。如前一实施例中所示，在测试中采用的气体燃料是天然气，而引燃燃料是柴油燃料。该发动机是在若干个不同的预定义交错角下测试的，例如，0、10、20和30度，如图8中所示。用9-9-0设计实现了甲烷和氮氧化物排放量的同时减少（第一系列9个等距间隔开的孔口用于气体燃料的喷射，9个等距间隔开的孔口用于引燃燃料的喷射，以及0度的交错角）。对9-9配置执行的测试在甲烷排放减少方面显示出了比对喷射阀的7-7配置执行的测试更好的结果，所述7-7配置更具体地指的是喷射阀具有7个等距间隔开的孔口用于气体燃料的喷射以及7个等距间隔开的孔口用于引燃燃料的喷射。关于优选的交错角，已经确定了在甲烷排放量方面的最显著降低是用0度的交错角和20度的交错角实现的，如图8所示。

图9示出一个视图，描绘了当燃料射流被双燃料喷射阀喷射到燃烧室内时的燃料射流的定向，此时在气体燃料射流220和柴油燃料射流230之间的交错角是0度，且第一系列孔口和第二系列孔口中的每一个均包括9个孔。以此定向示出燃料射流是为了例示交错角，但应注意，虽然这些燃料射流在此俯视图中是交叠的，因为两种不同燃料的两个分立的系列的孔口在一个垂直于此俯视图的平面内是在竖向上偏离的，以使得所述两种不同燃料分开地直接喷射进入燃烧室，但是柴油燃料射流230并非包覆在气体燃料射流220之内。此外，诸如定时和旋流等因素导致燃料射流在燃烧室之内分散。例如，在被设计成促进旋流的发动机燃烧室之内，如果首先喷射柴油燃料射流230，则燃料射流就将被携带在旋流的方向上，使得当气体燃料射流220被喷射时将不会处在相同的位置。

如上文所讨论的，当讨论接触区域内的当量比的理想范围时，根据双燃料喷射阀的燃烧建模，申请人认为理想的结果是让柴油燃料喷雾的边缘足够接近气体燃料喷雾的边缘，以促进气体燃料的点火，同时允许两种燃料都与足够的氧气混合用于燃料燃烧。如果燃料射流重叠过多，则这就会通过限制燃料-氧气混合而抑制燃烧。相反，如果柴油燃料喷雾距离气体燃料喷雾太远，则这就会抑制气体燃料的点火。因此，虽然针对已发现对于某些已测试的发动机有效的布置公开了某些交错角，但本领域技术人员会理解，对于具体发动机，为达到在本文中所主张的优势所需的用于双燃料喷射阀的具体交错角将会依赖于该发动机的具体特性，诸如旋流的量、燃烧室的大小和喷嘴孔口的数量、以及喷嘴孔口偏离距离。

已经参照多个示例性实施方案描述了本发明。然而，本领域技术人员将明了，在不背离如权利要求书中所定义的本发明范围的情况下，可以做出许多变化和修改。

Claims (31)

1.一种双燃料喷射阀，用于将两种不同的燃料分开地喷射进入内燃机的燃烧室，所述双燃料喷射阀包括：

a.一个阀体；

b.一个空心的外针，布置在所述阀体之内，所述外针具有一个纵向轴线，所述外针能够沿着该纵向轴线在一个闭合位置和一个开启位置之间移动，以将第一燃料经由定位在所述阀体的面向所述燃烧室的一个端部处的第一系列孔口直接喷射进所述燃烧室；

c.一个内针，布置在所述外针之内，所述内针具有一个纵向轴线，所述内针能够沿着该纵向轴线在一个闭合位置和一个开启位置之间移动，以将第二燃料经由定位在所述外针的面向所述燃烧室的一个端部处的第二系列孔口直接喷射进所述燃烧室；

d.一个致动器组件，用以将所述内针和所述外针在它们相应的闭合位置和开启位置之间移动，以将引燃燃料和气体燃料分开地喷射进入所述燃烧室；以及

e.一个键控构件，布置在所述外针和所述阀体之间，位于一个长条状沟道之内，所述长条状沟道由在所述外针的外表面和所述阀体的内表面两者之一中的一个凹部形成，所述键控构件相对于所述长条状沟道被保持在一个固定径向位置，以防止所述外针相对于所述阀体转动。

2.根据权利要求1所述的双喷射阀，其中所述键控构件是所述外针的一个组成部分。

3.根据权利要求1所述的双喷射阀，其中所述键控构件是所述阀体的一个组成部分。

4.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述键控构件是一个陶瓷球。

5.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述键控构件具有多边形的横截面。

6.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述长条状沟道被成形以符合所述键控构件的形状。

7.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中在所述外针和所述阀体之间布置有多个键控构件，且所述多个键控构件中的每一个都被布置在由所述外针的外表面和所述阀体的内表面两者之一中的一个凹部形成的一个长条状沟道内，所述多个键控构件中的每一个都被保持在相对于相应的长条状沟道的一个固定径向位置，以防止所述外针相对于所述阀体转动。

8.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述第一系列孔口中的孔口等距间隔开地径向围绕在所述阀体的所述端部周围，所述第二系列孔口中的孔口等距间隔开地径向围绕在所述空心的外针的所述端部周围。

9.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中位于所述阀体的所述端部处的所述第一系列孔口中的孔口的数量，等于位于所述空心的外针的所述端部处的所述第二系列孔口中的孔口的数量。

10.根据权利要求9所述的双燃料喷射阀，其中所述孔口的数量是9。

11.根据权利要求9所述的双燃料喷射阀，其中所述第一系列孔口和所述第二系列孔口相应的中心线之间建立的固定交错角被设置在0度到20度之间。

12.根据权利要求9所述的双燃料喷射阀，其中所述第一系列孔口和所述第二系列孔口相应的中心线之间建立的固定交错角是0度或20度。

13.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述外针的外表面设有至少一个另外的凹部，每个凹部都形成一个长条状沟道，其中所述键控构件能够被布置在该长条状沟道内以建立一个不同的固定交错角。

14.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述阀体的内表面设有至少一个另外的凹部，每个凹部都形成一个长条状沟道，其中所述键控构件能够被布置在该长条状沟道内以建立一个不同的交错角。

15.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述第一系列孔口和所述第二系列孔口相应的中心线之间建立的固定交错角是基于下列至少一个确定的：

a.第一燃料或第二燃料喷射进入所述燃烧室的喷射角，

b.发动机旋流数，

c.所述第一系列孔口或所述第二系列孔口中的孔口的数量；

d.喷嘴孔口偏离距离。

16.根据权利要求15所述的双燃料喷射阀，其中所述固定交错角被设置以使得在喷射进入所述燃烧室的第一燃料的燃料射流和与所述第一燃料射流相邻的喷射进入所述燃烧室的第二燃料射流之间的边界体积之内测量的当量比，具有在0.7到2的范围内的值。

17.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述第一系列孔口中的所有孔口的尺寸相等。

18.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述第二系列孔口中的所有孔口的尺寸相等。

19.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述第一系列孔口沿着所述喷射阀的纵向轴线竖向偏离所述第二系列孔口。

20.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中在所述阀体和布置有所述阀体的发动机的汽缸盖之间设置有一个固定构件，以阻止所述阀体和所述汽缸盖之间的相对运动。

21.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述第一系列孔口中的孔口的尺寸不相等。

22.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述喷射阀被定位成相对于所述燃烧室的纵向轴线为偏离中心的，或其中所述喷射阀的纵向轴线相对于所述燃烧室的纵向轴线倾斜。

23.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述空心的外针相对于所述内针是同心地布置的。

24.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述第一燃料是选自天然气、氢、丙烷、乙烷、丁烷、甲烷以及它们的混合物的气体燃料。

25.根据权利要求1所述的双燃料喷射阀，其中所述第二燃料是选自柴油燃料、二甲醚、生物柴油和煤油的引燃燃料。

26.一种将两种不同的燃料通过双燃料喷射阀分开地喷射进内燃机的燃烧室内的方法，包含：

经由位于所述双燃料喷射阀的阀体的面向所述燃烧室的一个端部处的第一系列孔口中的孔口，将至少一个第一燃料射流直接喷射进入所述燃烧室，以及经由位于布置在所述双燃料喷射阀的所述阀体之内的外针的面向所述燃烧室的一个端部处的第二系列孔口中的孔口，将至少一个第二燃料射流直接喷射进入所述燃烧室，其中，通过在所述外针和所述阀体之间布置一个键控构件以阻止所述外针相对于所述阀体转动，第一燃料的第一射流和与所述第一射流相邻的第二燃料的第二射流之间的交错角被设置成一个固定的预定值。

27.根据权利要求26所述的方法，还包括将相等数量的第一燃料射流和第二燃料射流喷射到所述燃烧室内。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述第一燃料射流和所述第二燃料射流的数量都是9。

29.根据权利要求28所述的方法，其中所述交错角被设定在0度和20度之间。

30.根据权利要求28所述的方法，其中所述交错角被设定为20度或0度。

31.根据权利要求26所述的方法，其中所述第一燃料是选自天然气、氢、丙烷、乙烷、丁烷、甲烷以及它们的混合物的气体燃料，而所述第二燃料是选自柴油燃料、二甲醚、生物柴油和煤油的引燃燃料。

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