CN104011366A - 具有燃料泄漏密封件的双燃料喷射器 - Google Patents

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Abstract

一种双燃料共轨燃料喷射器(12)包括用于选择性地喷射两种不同燃料、诸如柴油和液化天然气的第一止回阀针和第二止回阀针。燃料喷射器(12)包括燃料分隔器(71)，该燃料分隔器设置在所述第一止回阀针的内部腔室中并与喷嘴密封接触。燃料分隔器(71)构造成用于防止柴油燃料与液化天然气混合。燃料喷射器(12)还包括至少一个密封件(250)，该至少一个密封件构造成用于防止柴油燃料从柴油燃料止回阀腔室(66)泄漏到气体燃料孔口内。

Description

具有燃料泄漏密封件的双燃料喷射器
技术领域
本发明总体上涉及双燃料共轨系统，更具体地涉及具有同轴止回阀的双燃料喷射器。
背景技术
一些双燃料喷射器利用同轴止回阀方案来将双燃料(例如，柴油和天然气)中的每一个燃料喷射到燃烧室内。这种双燃料喷射器可通过两个致动器来控制，其中每个致动器具有不受另一致动器干扰地操作以喷射燃料的止回阀。然而，在这些双燃料喷射器的一些中，存在柴油燃料持续从燃料腔室泄漏到天然气孔口中并随后进入到燃烧室中的问题。此外，已知在一些双燃料喷射器中会发生在点火后燃烧气体侵入的问题。授权给Nylund的美国专利No.5,1999,398试图解决这个问题。但是，该文献未能教导能够独立地接收两种流体、保持这两种流体分离并基本上防止液体燃料泄漏到燃烧室内的喷射器。因而，会需要提供更高效的双燃料喷射器，其基本上防止燃料泄漏到燃烧室内，以及减轻点火之后燃烧气体侵入喷射器。
本发明针对以上给出的问题中的一个或多个。
发明内容
根据一个实施例，本发明涉及一种双燃料喷射器。该双燃料喷射器包括喷射器体部、喷嘴、第一燃料止回阀针、第二燃料止回阀针、燃料分隔器和至少一个密封件。喷射器体部构造成用于接收第一燃料和第二燃料。喷嘴构造成具有用于喷射第一燃料的第一组孔口和用于喷射第二燃料的第二组孔口。第一燃料止回阀针设置在第一燃料止回阀腔室中，其中，所述第一燃料止回阀针限定出内部腔室。第二燃料止回阀针定位在第一燃料止回阀针的内部腔室中。第二燃料止回阀针能在第二燃料止回阀腔室内移动。构造成具有第一端部和第二端部的燃料分隔器设置在所述内部腔室中位于第一燃料止回阀针与第二燃料止回阀针之间。燃料分隔器的第二端部设置成与喷嘴密封接触。燃料分隔器构造成用于防止第一燃料和第二燃料混合。至少一个密封件构造成用于防止第二燃料从第二燃料止回阀腔室泄漏到第一组孔口内。
在另一方案中，双燃料共轨燃料系统包括：第一燃料源；第二燃料源；第一燃料轨；第二燃料轨；至少一个第一燃料泵，其构造成用于对来自第一燃料源的第一燃料加压并将第一燃料输送至第一燃料轨；至少一个第二燃料泵，其构造成用于对来自第二燃料源的第二燃料加压并将第二燃料输送至第二燃料轨；和双燃料喷射器，其构造成流体地联接至第一燃料轨和第二燃料轨。双燃料喷射器包括喷射器体部、喷嘴、第一燃料止回阀针、第二燃料止回阀针、燃料分隔器和至少一个密封件。喷射器体部构造成用于接收来自第一燃料源的第一燃料和来自第二燃料源的第二燃料。喷嘴构造成具有用于喷射第一燃料的第一组孔口和用于喷射第二燃料的第二组孔口。第一燃料止回阀针设置在第一燃料止回阀腔室中，其中，第一燃料止回阀针限定出内部腔室。第二燃料止回阀针定位在第一燃料止回阀的内部腔室中。第二燃料止回阀针能在第二燃料止回阀腔室内移动。构造成具有第一端部和第二端部的燃料分隔器设置在所述内部腔室中位于第一燃料止回阀针和第二燃料止回阀针之间。燃料分隔器的第二端部设置成与喷嘴密封接触。燃料分隔器构造成用于防止第一燃料和第二燃料混合。至少一个密封件构造成用于防止第二燃料从第二燃料止回阀腔室泄漏到第一组孔口内。
附图说明
图1是包含双燃料共轨喷射器的燃料系统的图解示意图；
图2是根据第一实施例的双燃料喷射器的剖视图；
图3是根据第一实施例的双燃料喷射器的不同取向的剖视图；
图4是根据第一实施例的双燃料喷射器的喷嘴组的细节图；
图5是根据第一实施例的双燃料喷射器的喷嘴组的不同取向的细节图；
图6示出双燃料喷射器的实施例，示出了包括至少一个密封件的喷嘴组件的一部分的分解图；
图7示出双燃料喷射器的另一实施例，示出了包括至少一个密封件的喷嘴组件的一部分的分解图；和
图8示出具有图6和图7中所公开的密封件的组合的双燃料喷射器的另一实施例。
具体实施方式
参见图1，示出了利用双燃料共轨喷射器12的双燃料共轨燃料系统10。为便于讨论，双燃料共轨喷射器将被称为“喷射器12”。柴油燃料源14含有柴油燃料。柴油泵16通过柴油供给管线18抽出柴油燃料；对柴油燃料加压；并将加压的柴油燃料输送至柴油燃料轨20。过滤器22可设置在柴油供给管线18中位于柴油泵16上游和柴油燃料源14下游。柴油燃料轨20内的柴油燃料可以被加压到约40MPa的压力。来自柴油燃料轨20的加压柴油然后可以经由柴油燃料管线25被输送至套管组件24。套管组件24构造成用于接收柴油燃料和诸如液化天然气的气体燃料两者。本领域技术人员将认识到，气体燃料可以是任何气体燃料，诸如天然气、丙烷、甲烷、液化石油气(LPG)、合成气、填埋废物气体、煤气、来自农业厌氧沼气/消化池的沼气、或任何其它气体燃料。套管组件24还可以是同轴型的，其中柴油燃料设置在第一套管管件26内，该第一套管管件设置在运载气体燃料的第二套管管件28内。来自套管组件24的柴油燃料随后被输送至喷射器12。如图2和图3所示，供给至喷射器12的柴油燃料既被喷射又用作用于喷射器12的柴油控制阀组件30和气体控制阀组件32的控制介质。
双燃料共轨燃料系统10还包括气体燃料源34。气体燃料，诸如液化天然气可以被储存在相对低的温度和压力下(-160℃和100kPa)。因为气体燃料可以在这样的温度和压力下储存，因此可能有必要将气体燃料保持在真空绝缘储器中。气体燃料可由燃料泵38从气体燃料源34通过气体供给管线36抽取。燃料泵38可以是可变排量低温泵。燃料泵38对气体燃料加压并经由气体供给管线36输送至贮存器40。过滤器46可以过滤掉气体供给管线36内的污染物。压力调节器42确保经由气体燃料管线45输送到气体燃料轨44的气体燃料所处的压力比在柴油燃料轨20内的柴油燃料的压力低至少5MPa。例如，在双燃料共轨燃料系统10内，柴油燃料轨20内的柴油燃料可以在40MPa的压力下，而气体燃料轨44内的气体燃料可以在35MPa的压力下。
电子控制模块(ECM)48可以控制双燃料共轨燃料系统10的各个构件。例如，ECM可以控制喷射器12的柴油控制阀组件30和气体控制阀组件32。同样，ECM还可以控制这样的构件，即，例如柴油泵16、燃料泵38和压力调节器42。本领域技术人员将认识到，燃料系统还可包括也可以由ECM48控制的其它构件。
现在转向图2和图3，其描绘了根据第一实施例的喷射器12的内部结构和流体线路。特别地，喷射器体部50限定出了同轴双燃料供给入口52。双燃料供给入口52构造成用于接收同轴的第一和第二套管管件26、28。喷射器体部50还限定出了柴油燃料供给通路54和气体燃料供给通路56，这两条供给通路都流体地连接至双燃料入口52。在所示的实施例中，第一套管管件26将柴油输送至双燃料入口52的流体地连接至柴油燃料供给通路54之处。类似地，第二套管管件28将气体燃料输送至双燃料入口52的流体地连接至气体燃料供给通路56之处。
如图4和图5中更详细地示出，喷射器12还包括喷嘴组件58。因为柴油止回阀针组件60同轴地定位在气体止回阀针组件62内的方式，所以本实施例的喷嘴组件58通常是指同轴的。喷嘴组件58包括喷嘴体部64，该喷嘴体部限定出了气体燃料腔室68和部分地限定出了柴油燃料腔室66。喷嘴组件58还包括柴油止回阀针引导件67。柴油止回阀针引导件67的下表面69部分地限定出了柴油燃料腔室66。柴油燃料腔室66与柴油燃料供给通路54流体连通。类似地，气体燃料腔室68与气体燃料供给通路56流体连通。喷嘴组件58还包括喷嘴尖端70。
柴油燃料腔室66定位在喷嘴体部64内，使得该柴油燃料腔室与气体燃料腔室68同轴。然而，存在柴油燃料腔室66中的柴油燃料和气体燃料腔室68中的气体燃料的最小程度的混合。尤其，气体止回阀针组件62、燃料分隔器71和液压锁定组件72用于保持气体燃料和柴油燃料在喷射器12内分隔开。
气体止回阀针组件62包括气体止回阀针80。气体止回阀针80限定出内部空间/内部腔室82。气体止回阀针80还包括凸缘84。偏压弹簧88定位在柴油燃料腔室66的柴油止回阀针引导件67的下表面69与凸缘84之间。
气体止回阀针80能在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置所述气体止回阀针至少部分地封堵位于气体燃料腔室68中的气体燃料与喷嘴尖端70中的气体孔口92之间的流体连通，在所述第二位置所述气体止回阀针至少部分地接通位于气体燃料腔室68中的气体燃料与喷嘴尖端70中的气体孔口92之间的流体连通。偏压弹簧88朝向气体止回阀针的第一位置偏压气体止回阀针80。本领域技术人员将认识到，喷嘴尖端70可包括多个气体孔口92。
气体止回阀针80还可包括开放液压表面81和闭合液压表面83。开放液压表面81可暴露至气体燃料腔室中的气体燃料，闭合液压表面83可暴露至柴油燃料腔室66中的柴油燃料。当需要时，作用在开放液压表面81上的气体燃料可协助气体止回阀针80从其第一位置移动到其第二位置。类似地，当需要时，作用于闭合液压表面83的柴油燃料可协助气体止回阀针80从其第二位置移动到其第一位置。
气体止回阀针80可定位于喷嘴体部64内，使得形成气体止回阀针控制腔室94。喷嘴体部64的肩部96和内部部分98可以限定出气体止回阀针控制腔室94。气体止回阀针控制腔室94经由柴油燃料腔室66和气体z-孔口100与柴油燃料供给通路54流体连通。气体止回阀针控制腔室94还通过气体a-孔口104和气体止回阀针控制管线106与排放管路102选择性地流体连通。如将在下面更详细讨论的，气体控制阀组件32对气体止回阀针控制腔室94与排放管路102之间的选择性流体连通进行控制。
柴油止回阀针组件60可包括柴油止回阀针74。柴油止回阀针74可定位在气体止回阀针80的内部空间82中。柴油止回阀针74的上部部分90位于由柴油止回阀针引导件67限定的孔109内。柴油止回阀针74还可包括第一凸缘75。偏压弹簧76定位在柴油燃料腔室66的柴油止回阀针引导件67的下表面69与第一凸缘75之间。柴油止回阀针74能在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置所述柴油止回阀针至少部分地封堵位于柴油燃料腔室66中的柴油燃料与喷嘴尖端70中的柴油孔口108之间的流体连通，在所述第二位置所述柴油止回阀针至少部分地接通位于柴油燃料腔室66中的柴油燃料与喷嘴尖端70中的柴油孔口108之间的流体连通。偏压弹簧76朝向所述柴油止回阀针的第一位置偏压柴油止回阀针74。本领域技术人员将认识到，喷嘴尖端70可包括多个柴油孔口108。
柴油止回阀针74还可包括开放液压表面77和闭合液压表面78。开放液压表面77可暴露至柴油燃料腔室66中的柴油燃料。闭合液压表面78——其可以指柴油止回阀针74的上表面——可暴露至柴油止回阀针控制腔室120中的柴油燃料。当需要时，作用在开放液压表面77上的柴油燃料可协助柴油止回阀针74从其第一位置移动到其第二位置。类似地，当需要时，作用于闭合液压表面78上的柴油燃料可协助柴油止回阀针74从其第二位置移动到其第一位置。
柴油止回阀针74还可包括第二凸缘110。第二偏压弹簧112可定位于第二凸缘110与燃料分隔器71的第一端部114之间。第二偏压弹簧112偏压燃料分隔器71，使得第二端部116与喷嘴尖端70基本上恒定地密封接触。燃料分隔器71的第二端部116定位在喷嘴尖端70上，使得基本上防止了柴油燃料和气体燃料的混合。
图6示出了双燃料喷射器12的实施例，该图示出了喷嘴组件58的一部分的分解图，所述喷嘴组件包括构造成用于防止柴油燃料从柴油燃料腔室66泄漏到气体孔口92(图3)中的至少一个密封件250。在该实施例中，密封件250以环绕柴油燃料止回阀腔室66的内部的接触恒定/稳定线设置在接合面260处位于燃料分隔器71的第一端部114和第二偏压弹簧112的底端部117顶上。密封件250可以构造成插入式密封件，其贴合地装配在柴油燃料腔室66内位于接合面260处，形成了燃料分隔器71的第一端部114与第二偏压弹簧112的底端部117的汇合。部分因为恒定/稳定线接触而在接合面260处保持了紧密密封。
图7示出了双燃料喷射器12的另一实施例，示出了喷嘴组件58的一部分的分解图，该喷嘴组件包括构造成用于防止柴油燃料从柴油燃料腔室66泄漏到气体孔口92中(图3)的至少一个密封件252。密封件252可以以环绕燃料分隔器71的外部部分的接触恒定线设置在燃料分隔器71的第一端部114与燃料分隔器71的第二端部116(见图3)之间。密封构件252可以构造成环绕燃料分隔器71紧密装配的改良的套筒。
图8示出具有关于图6和7所公开的密封件的组合的双燃料喷射器的又一实施例。具体地，喷射器12可以构造成具有密封件250和密封件252两者，使得密封件250可以按环绕柴油止回阀腔室66的内部的接触恒定线设置在接合面260处位于燃料分隔器71的第一端部114和第二偏压弹簧112的底端部117的顶上。此外，密封件252可以按环绕燃料分隔器71的外部部分的接触恒定线设置在燃料分隔器71的第一端部114与燃料分隔器71的第二端部116(图3)之间。
回到图4和图5，喷嘴组件58还包括孔口板118。孔口板118位于柴油止回阀针引导件67顶上，使得限定出柴油止回阀针控制腔室120。具体地，通过孔口板118的下表面122、柴油止回阀针引导件67的上表面124和柴油止回阀针74的上表面78部分地限定出柴油止回阀针控制腔室120。柴油止回阀针控制腔室120经由柴油z-孔口128与柴油燃料供给通路54流体连通。柴油止回阀针控制腔室120也经由柴油a-孔口130和柴油止回阀针控制管线132与排放管路102选择性地流体连通。柴油z-孔口128和柴油a-孔口130两者可由孔口板118限定。正如以下将更详细讨论的，柴油控制阀组件30对柴油止回阀针控制腔室120与排放管路102之间的选择性流体连通进行控制。
现在转向协助柴油燃料和气体燃料两者在整个喷射器的各部件中移动的各通路。本领域技术人员将容易地理解，柴油燃料经由柴油燃料供给通路54从双燃料入口52行进到柴油燃料腔室66。柴油燃料供给通路54由喷射器体部50、孔口板118、柴油止回阀针引导件67和喷嘴体部64中的多个相互连接的通路组成。同样地，气体燃料从双燃料入口52经由气体燃料供给通路56行进至气体燃料腔室68。气体燃料供给通路56由喷射器体部50、孔口板118、柴油止回阀针引导件67和喷嘴体部64中的多个相互连接的通路组成。
液压锁定组件72可进一步限定在喷嘴体部64内。液压锁定组件72可包括由喷嘴体部64限定出的环形腔室134。环形腔室134可包围气体止回阀针80。液压锁定组件还可包括协助柴油燃料腔室66与环形腔室134之间流体连通的至少一个通路135。随着气体止回阀针在其第一和第二位置之间往复运动，来自气体燃料腔室68的气体燃料可能会开始迁移至气体止回阀针80的外表面85。在没有液压锁定组件的情况下，该迁移的气体燃料可能最终会开始与柴油燃料腔室中的柴油燃料混合。这种混合是不期望的。液压锁定组件72可以防止这种不期望的影响，因为柴油燃料腔室66内的柴油燃料所处的压力比气体燃料腔室68中的气体燃料的压力高。理想情况下，压力差为约5MPa。因此，当气体燃料试图迁移至气体止回阀针80的外表面85时，液压锁定组件72中的柴油燃料的更高压力防止了气体燃料向上行进至柴油燃料腔室66。
柴油控制阀组件30和气体控制阀组件32对喷射器12的操作进行控制。更具体地，柴油控制阀组件30控制柴油燃料的喷射，气体控制阀组件32控制气体燃料的喷射。柴油控制阀组件30至少部分地设置在喷射器体部50内，并且包括联接至电枢138的控制阀136。控制阀136可以是在闭合位置和打开位置之间移动的双向阀。控制阀136可以通过偏压弹簧140和活塞142常朝向闭合位置偏压。在闭合位置，阻断了柴油止回阀针控制腔室120与排放管路102之间的流体连通。当控制阀136处于打开位置时，建立起柴油止回阀针控制腔室120与排放管路102之间的流体连通。更具体地，来自柴油止回阀针控制腔室120的柴油燃料可以沿柴油止回阀针控制管线132上行、通过控制阀136并离开排放管路102。
柴油控制阀组件30还包括电致动器144。电致动器144可以是在通电时产生电磁场的螺线管，所述电磁场引起电枢138和联接的控制阀136通过克服由偏压弹簧140和活塞142施加的向下的力而升高。发生这种情况时，控制阀136移动到其打开位置，并使柴油止回阀针控制腔室120与排放管路102之间流体连通。当电致动器144断电时，电磁场消失，由偏压弹簧140和活塞142施加的向下的力引起电枢138和联接的控制阀136返回到其初始的闭合位置。在该闭合位置，阻断了柴油止回阀针控制腔室120与排放管路102之间的流体连通。本领域技术人员将认识到，柴油控制阀组件30的构型可以在不脱离本发明的范围的情况下以各种不同的方式实现。例如，控制阀可以是三通阀，电致动器可以是压电型的，或可以使用多个偏压弹簧或活塞。
虽然气体控制阀组件32构造成用于控制气体燃料的喷射，但它也使用柴油燃料作为控制介质。气体控制阀组件32也可以至少部分地设置在喷射器体部50内。气体控制阀组件32包括联接至电枢148的控制阀146。控制阀146可以是在闭合位置与打开位置之间移动的双通阀。控制阀146可以通过偏压弹簧150和活塞152常朝向所述闭合位置偏压。在闭合位置，阻断了气体止回阀针控制腔室94与排放管路102之间的流体连通。当控制阀146处于打开位置时，建立了气体止回阀针控制室94与排放管路102之间的流体连通。更具体地，来自气体止回阀针控制腔室94的柴油燃料可以沿着气体止回阀针控制管线106上行、通过控制阀146进并离开排放管路102。
气体控制阀组件32还包括电致动器154。电致动器154可以是在通电时产生电磁场的螺线管，所述电磁场引起电枢148和联接的控制阀146通过克服由偏压弹簧150和活塞152施加的向下的力而升高。发生这种情况时，控制阀146移动到其打开位置，并使气体止回阀针控制腔室94与排放管路102之间流体连通。当电致动器154断电时，电磁场消失，由偏压弹簧150和活塞152施加的向下的力引起电枢148和联接的控制阀146返回到其初始的闭合位置。在该闭合位置，阻断了气体止回阀针控制腔室94与排放管路102之间的流体连通。本领域技术人员将认识到，气体控制阀组件32的构型可以在不脱离本发明的范围的情况下以各种不同的方式实现。例如，控制阀可以是三通阀，电致动器可以是压电型的，或可以使用多个偏压弹簧或活塞。
现在将解释喷射器12的操作。为了便于理解，将首先说明柴油燃料喷射，然后对气体喷射进行说明。通过在柴油燃料供给通路54、柴油燃料腔室66、柴油止回阀针控制腔室120和柴油止回阀针控制管线132中存在的高压柴油燃料来部分地控制柴油止回阀针74从其第一位置到其第二位置的移动。偏压弹簧76也在柴油止回阀针74从其第一位置到其第二位置的移动中起到了作用。当不希望喷射柴油燃料时，柴油控制阀组件30的电致动器144不通电。加压的柴油燃料经由套管组件24被输送至喷射器12。所处的压力比气体燃料的压力高的柴油燃料可通过第一套管管件26输送。第一套管管件26可以设置在第二套管管件28内。柴油燃料经由双燃料入口52进入喷射器12。如图1-3中所示，双燃料入口52可构造成用于接收来自套管组件24的内套管管件或第一套管管件26的柴油燃料。然而，本领域技术人员将认识到，套管组件24和双燃料入口52也可以都构造成用于经由套管组件24的外套管管件或第二套管管件28分别输送和接收柴油燃料。当加压柴油燃料进入双燃料入口52时，其经由柴油燃料供给通路54被输送至柴油燃料腔室66。来自柴油燃料供给通路54的柴油燃料的一部分行经柴油z-孔口128、柴油止回阀针控制腔室120和柴油a-孔口130以返回填充柴油止回阀针控制管线132。由于电致动器144断电，所以柴油不会通过控制阀136。因此，柴油燃料也很快地返回填充柴油止回阀针控制腔室120。在这种状态下，基本上存在用于使柴油止回阀针74保持在其第一位置的两个力。第一个力是由偏压弹簧76施加的向下的力。第二个力是由柴油止回阀针控制腔室120中的加压柴油燃料施加的向下的力。所述第二个向下的力直接施加至柴油止回阀针74的上表面78。只要电致动器144断电，则这两个力就比用于使柴油止回阀针74移动到其第二位置的力的总和大。因此，防止了柴油燃料喷射。
当需要喷射柴油燃料时，柴油控制阀组件30的电致动器144通电，从而产生电磁场。电磁场吸引电枢138和联接的控制阀136。电磁场的吸引力足以克服偏压弹簧140的向下的力，引起电枢138和控制阀136升高。当控制阀136移动到其打开位置时，在柴油止回阀针控制腔室120与排放管路102之间建立起流体连通。因此，来自柴油止回阀针控制腔室120的加压柴油燃料经柴油a-孔口130向上行进至柴油止回阀针控制管线132、通过控制阀136并离开排放管路102。当这发生时，柴油止回阀针控制腔室120内的压力下降，由该压力引起的向下的力减小了。现在，施加到柴油止回阀针74上的总向下的力比由柴油燃料施加到柴油止回阀针组件的开放液压表面77的向上的力小。因此，柴油止回阀针74升高，且柴油燃料经由至少一个柴油孔口108喷射。
当需要停止喷射柴油燃料时，使电致动器144断电。当通过电致动器144产生的电磁场消失时，偏压弹簧140的力作用在活塞142上，推动控制阀136向下。因此，控制阀136返回到其闭合位置，其中，柴油止回阀针控制腔室120与排放管路102之间的流体连通被阻断了。当这种情况发生时，再次允许柴油燃料填充柴油止回阀针控制管线132和返回填充柴油止回阀针控制腔室120。因此，柴油止回阀针控制腔室120内的压力增大了。当这发生时，施加到柴油止回阀针组件60的向下的力比向上的力大。柴油止回阀针74返回到其第一位置，其中，至少一个柴油孔口108被封堵，从而结束了柴油喷射动作。
气体燃料的喷射类似于柴油燃料的喷射。然而，正如将要看到的那样，有一些重要的差异。例如，在喷射气体燃料的情形中，柴油燃料却在气体止回阀针80从其第一位置到其第二位置的移动中起到了很大作用。当不希望喷射气体燃料时，气体控制阀组件32的电致动器154不通电。加压气体燃料经由套管组件24的第二套管管件28被输送至喷射器12。气体燃料进入双燃料入口52，其中，气体燃料经由气体燃料供给通路56被输送到气体燃料腔室68。进入双燃料入口52的柴油燃料经由柴油燃料供给通路54、气体z-孔口100、气体止回阀针控制腔室94和气体a-孔口104被供给至气体止回阀针控制管线106。由于电致动器154断电的事实，偏压弹簧150和活塞152工作用以使控制阀146保持在其闭合位置，从而防止柴油通过控制阀146。因此，柴油燃料快速地返回填充气体止回阀针控制室腔94。在这种状态下，基本上存在用于使气体止回阀针80保持在其第一位置的两个力。第一个力是由偏压弹簧76施加的向下的力。第二个力是由气体止回阀针控制腔室94中的加压柴油燃料施加的向下的力。只要电致动器154断电，这两个力就比用于使气体止回阀针80移动到其第二位置的力的总和大。因此，防止了气体燃料的喷射。
当需要喷射气体燃料时，使气体控制阀组件32的电致动器154通电，从而产生电磁场。电磁场吸引电枢148和联接的控制阀146。电磁场的吸引力足以克服偏压弹簧150和活塞152的向下的力，引起电枢148和控制阀146升高。当控制阀146移动到其打开位置时，在气体止回阀针控制腔室94与排放管路102之间建立起流体连通。因此，来自气体止回阀针控制腔室94的加压柴油燃料经气体a-孔口104向上行进至气体止回阀针控制管线106、通过控制阀146并离开排放管路102。当这发生时，气体止回阀针控制腔室94内的压力下降，由该压力引起的向下的力减小了。此时，施加到气体止回阀针80上的总向下的力比由气体燃料施加到气体止回阀针80的开放液压表面81上的向上的力小。因此，气体止回阀针80升高并移动到其第二位置，气体燃料经由至少一个气体孔口92喷射。
在柴油喷射过程中，燃料分隔器71使柴油燃料和气体燃料在喷嘴尖端70的混合最小化。具体地，位于第二凸缘110与燃料分隔器71的第一端部114之间的第二偏压弹簧112向下偏压燃料分隔器71。因此，燃料分隔器71的第二端部116与喷嘴尖端70基本上恒定地密封接触。即使在柴油止回阀针74处于其第二位置时的柴油喷射过程中，第二偏置弹簧112仍然向下偏压燃料分隔器71，使得基本上防止了柴油燃料腔室66中的柴油燃料与气体燃料腔室68中的气体燃料混合。
当需要停止喷射气体燃料时，使电致动器154断电。当通过电致动器154产生的电磁场消失时，偏压弹簧150的力作用在活塞152上，向下推动控制阀146。因此，控制阀146返回到其闭合位置，其中，在气体止回阀针控制腔室94与排放管路102之间建立起流体连通。当这种情况发生时，再次允许柴油燃料填充气体止回阀针控制管线106和返回填充气体止回阀针控制腔室94。因此，气体止回阀针控制腔室94内的压力增大了。当这发生时，施加到气体止回阀针80上的向下的力比向上的力大。气体止回阀针80返回到其第一位置，其中，所述至少一个气体孔口92被封堵；从而结束了气体喷射动作/过程。
如前面提到的那样，气体燃料的喷射很大程度上通过柴油燃料移动进入和退出气体止回阀针控制腔室94来控制。选择柴油燃料作为控制介质很大程度上是因为柴油燃料的粘性比气体燃料大得多的事实。因此，柴油燃料用作优良的润滑剂。这种增强的润滑性有助于保护气体控制阀组件32的敏感表面。本领域技术人员也将认识到，同样的润滑性益处也适用于柴油控制阀组件30。
柴油燃料的粘性性质还对喷射器尖端有益。气体燃料可能会因为其低粘度和低体积模量而造成过度的尖端磨损。这种过度磨损可以导致尖端故障，并最终导致喷射器故障。为了解决在现有喷射器12中的这个问题，允许少量的柴油燃料泄漏到气体燃料腔室68内。这通过液压锁定组件72来实现。双燃料共轨燃料系统10内的柴油燃料压力比气体燃料的压力大。理想情况下，压差是约5PMa。由于所述压差，少量的柴油燃料被输送至液压锁定组件72的环形腔室134、渗入到气体燃料腔68内。该少量的柴油燃料在气体止回阀针在其第一和第二位置之间往复运动时润滑气体止回阀针80的外表面85。
工业适用性
本发明的双燃料喷射器总体适用于任何可以独立接收两种流体(例如，柴油和天然气)的发动机。这两种燃料可以是在两个不同压力下的相同的燃料，或者可以如所示实施例中那样是不同的燃料。虽然本发明可以应用于利用适当燃料的火花点火式发动机，但本发明特别适用于利用了藉由压燃来自柴油燃料轨20的少量馏出柴油燃料而被点燃的相对大量的天然气的气体燃料发动机。
在图6中，密封件250构造成用于基本上防止柴油燃料从柴油燃料腔室66泄漏到气体孔口92中。密封件250被保持在接合面260处，并构造成具有环绕柴油腔室66区域的接触恒定线。以这种方式，可以基本上防止柴油燃料自柴油燃料腔室66渗透或滴落并沿着燃料分隔器71经由气体孔口92排放到燃烧室中。因此，可以基本上防止由滴入燃烧室中的未燃烧的柴油燃料造成的不必要的烟的出现。此外，密封件250可以用于基本上防止燃烧气体进入喷射器12并与柴油燃料腔室66中的柴油燃料混合，就像本可能在点火后发生的那样。
在图7中，喷射器12中的密封件252也构造成用于防止柴油燃料从柴油燃料腔室66泄漏到气体孔口92内。与密封件250一样，密封件252可以构造为动态密封(件)或静态密封(件)，两者均可适于承受喷射器12内的快速压力变化。密封件252可以适于作为能够在存在快速温度和压力变化的环境中提供恒定密封的O形圈。与图6中的密封件250相似，密封件252也用于基本上防止柴油燃料自柴油燃料腔室66渗透或滴落并沿着燃料分隔器71经由气体孔口92排放到燃烧室中。此外，密封件252可以用于基本上防止可能例如在点火后发生的、燃烧气体从燃烧室侵入喷射器12内的情况。
此外，图8示出了一实施例，在该实施例中双燃料喷射器12可以结合使用密封件250和252，用以基本上防止柴油燃料经由气体孔口92排放到燃烧室中，以及防止在点火后燃烧气体从燃烧室侵入喷射器12。密封件250和252可以分别构造成插入式密封件和改良的套筒。
本描述仅用于说明性目的，而不应被解释为以任何方式缩小本发明的范围。因此，本领域技术人员将理解，可以对本发明公开的实施例做出各种修改而不脱离本发明的充分和公平的范围和精神。其它方案、特征和优点将在审阅附图和所附权利要求之后显而易见。

Claims (10)

1.一种双燃料喷射器(12)，包括：
喷射器体部(50)，该喷射器体部构造成用于接收第一燃料和第二燃料；
喷嘴，该喷嘴具有用于喷射所述第一燃料的第一组孔口和用于喷射所述第二燃料的第二组孔口；
设置在第一燃料止回阀腔室中的第一燃料止回阀针，所述第一燃料止回阀针限定出内部腔室；
设置在所述第一燃料止回阀针的所述内部腔室中的第二燃料止回阀针，所述第二燃料止回阀针能在第二燃料止回阀腔室内移动；
具有第一端部(114)和第二端部(116)的燃料分隔器(71)，所述燃料分隔器(71)设置在所述内部腔室中位于所述第一燃料止回阀针与所述第二燃料止回阀针之间，所述燃料分隔器(71)的第二端部(116)设置成与所述喷嘴密封接触和构造成用于防止所述第一燃料与所述第二燃料混合；和
至少一个密封件(250)，该至少一个密封件构造成用于防止所述第二燃料从所述第二燃料止回阀腔室泄漏到所述第一组孔口内。
2.根据权利要求1所述的双燃料喷射器(12)，其特征在于，所述至少一个密封件(250)以环绕所述第二燃料止回阀针的内部的接触恒定线设置在接合面(260)处、位于所述燃料分隔器(71)的第一端部(114)和第二偏压弹簧(112)的底端部(117)之间。
3.根据权利要求1所述的双燃料喷射器(12)，其特征在于，所述至少一个密封件(250)设置在所述燃料分隔器(71)与所述第二燃料止回阀针之间，并位于介于所述燃料分隔器(71)的第一端部(114)与所述燃料分隔器(71)的第二端部(116)之间的位置处。
4.根据权利要求1所述的双燃料喷射器(12)，其特征在于，所述至少一个密封件(250)包括：
第一密封件(250)，该第一密封件以环绕所述第二燃料止回阀针的内部的接触恒定线设置在接合面(260)处、位于所述燃料分隔器(71)的第一端部(114)与第二偏压弹簧(112)的底端部(117)之间；以及
第二密封件(250)，该第二密封件设置在所述燃料分隔器(71)与所述第二燃料止回阀针之间，并位于介于所述燃料分隔器(71)的第一端部(114)与所述燃料分隔器(71)的第二端部(116)之间的位置处。
5.根据权利要求1所述的双燃料喷射器(12)，其特征在于：
所述第一燃料止回阀针能在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置所述第一燃料止回阀针阻断与所述第一组孔口的流体连通，在所述第二位置所述第一燃料止回阀针至少部分地允许与所述第一组孔口流体连通，以及
所述第二燃料止回阀针能在所述第二燃料止回阀腔室内在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置所述第二燃料止回阀针阻断与所述第二组孔口的流体连通，在所述第二位置所述第二燃料止回阀针至少部分地允许与所述第二组孔口流体连通。
6.一种双燃料共轨燃料系统(10)，包括：
第一燃料源；
第二燃料源；
第一燃料轨；
第二燃料轨；
至少一个第一燃料泵(38)，其构造成用于对来自所述第一燃料源的所述第一燃料加压并将所述第一燃料输送至所述第一燃料轨；
至少一个第二燃料泵(38)，其构造成用于对来自所述第二燃料源的第二燃料加压并将所述第二燃料输送至所述第二燃料轨；
双燃料喷射器(12)，该双燃料喷射器流体地联接至所述第一燃料轨和所述第二燃料轨，并且还包括：
喷射器体部(50)，该喷射器体部构造成用于接收来自所述第一燃料源的所述第一燃料和来自所述第二燃料源的所述第二燃料；
喷嘴，该喷嘴具有用于喷射所述第一燃料的第一组孔口和用于喷射所述第二燃料的第二组孔口；
设置在第一燃料止回阀腔室中的第一燃料止回阀针，所述第一燃料止回阀针限定出内部腔室；
设置在所述第一燃料止回阀针的所述内部腔室中的第二燃料止回阀针，所述第二燃料止回阀针能在第二燃料止回阀腔室内移动；
具有第一端部(114)和第二端部(116)的燃料分隔器(71)，所述燃料分隔器(71)设置在所述内部腔室中位于所述第一燃料止回阀针与所述第二燃料止回阀针之间，所述燃料分隔器(71)的第二端部(116)设置成与所述喷嘴密封接触并构造成用于防止所述第一燃料与所述第二燃料混合；和
至少一个密封件(250)，其构造成用于防止所述第二燃料从所述第二燃料止回阀腔室泄漏到所述第一组孔口内。
7.根据权利要求6所述的双燃料共轨燃料系统(10)，其特征在于，所述至少一个密封件(250)以环绕所述第二燃料止回阀针的内部的接触恒定线设置在接合面(260)处、位于所述燃料分隔器(71)的第一端部(114)与第二偏压弹簧(112)的底端部(117)之间。
8.根据权利要求6所述的双燃料共轨燃料系统(10)，其特征在于，所述至少一个密封件(250)设置在所述燃料分隔器(71)与所述第二燃料止回阀针之间，并位于介于所述燃料分隔器(71)的第一端部(114)与所述燃料分隔器(71)的第二端部(116)之间的位置处。
9.根据权利要求6所述的双燃料共轨燃料系统(10)，其特征在于，所述至少一个密封件(250)包括：
第一密封件(250)，其以环绕所述第二燃料止回阀针的内部的接触恒定线设置在接合面(260)处、位于所述燃料分隔器(71)的第一端部(114)与第二偏压弹簧(112)的底端部(117)之间；以及
第二密封件(250)，其设置在所述燃料分隔器(71)与所述第二燃料止回阀针之间，并位于介于所述燃料分隔器(71)的第一端部(114)与所述燃料分隔器(71)的第二端部(116)之间的位置处。
10.根据权利要求6所述的双燃料共轨燃料系统(10)，其特征在于：
所述第一燃料止回阀针能在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置所述第一燃料止回阀针阻断与所述第一组孔口的流体连通，在所述第二位置所述第一燃料止回阀针至少部分地允许与所述第一组孔口流体连通，以及
所述第二燃料止回阀针能在所述第二燃料止回阀腔室内在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置所述第二燃料止回阀针阻断与所述第二组孔口的流体连通，在所述第二位置所述第二燃料止回阀针至少部分地允许与所述第二组孔口流体连通。
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