CN1422362A - 用于动态控制密封流体压力的流体密封装置和方法 - Google Patents

用于动态控制密封流体压力的流体密封装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于燃料喷射阀(180)的动态流体密封系统，该系统使用密封流体将燃料喷射阀内的气态燃料和第二流体分隔开，从而防止气态燃料泄漏到第二流体中。包括压力平衡装置(110、111)的压力平衡系统(100)减小喷射阀所用的密封流体和气态燃料之间的压力差。同时，该压力平衡系统动态地平衡密封流体压力，以使密封流体压力等于或稍大于喷射阀内气态燃料的压力。在发动机速度、载荷的全部运行范围内和燃料中断情况下，气态燃料和密封流体之间的压力差得以保持并因而防止可压缩气态燃料泄漏到第二流体。气态燃料和密封流体之间的被减小的压力差也减少了泄漏到气态燃料内的密封流体。

Description

用于动态控制密封流体压力的流体密封装置和方法
技术领域
本发明大体上涉及一种流体密封装置和方法，该装置和方法用于动态控制有流体密封室的机械装置的密封流体压力。更具体地说，该发明涉及一种密封内燃机燃料喷射阀内的燃料泄漏的密封装置和方法。
背景技术
如天然气这样的气态燃料是用于柴油发动机的有前景的备选燃料，因为它们易于获得并有减少颗粒排放的潜力。在所谓“直喷”发动机中，当气态燃料在压缩冲程的末尾直接喷射到发动机的燃烧室中时，还有一个好处是柴油发动机的高效率的特点得以维持。为克服临近压缩冲程末尾(在上止点附近)的缸体压力，需要更高的气体喷射压来使气态燃料进入燃烧室。
当燃料喷射阀配件使用第二流体时，气态燃料泄漏到包含第二流体的喷射阀隔室内会对燃料喷射阀的工作带来不利的影响。例如，如果该气态燃料喷射阀是液压致动的，气态燃料泄漏到致动流体中会污染液压致动回路，而阻止或妨碍致动。
所公知的，传统的液压致动液态燃料喷射阀通常依赖于孔和置于其内的往复运动的阀针之间极小的径向间隙来减小加压流体燃料向液压致动流体中的泄漏，反之亦然。但是，这一方法并没有为液态燃料和液压致动流体之间提供一种积极可靠的密封方法，所以不能从根本上消除泄漏而只能减少泄漏。气态燃料具有极低的粘性，而很小的径向间隙在密封低粘性的流体时是无效的。相应地，间隙密封不能为液压致动的气态燃料喷射阀提供可靠而有效的密封。
所公知的，传统的用于气态燃料喷射阀的密封策略传统上包括O形圈或其他柔软或聚合体材料密封件，它们起防止加压燃料泄漏到其他燃料喷射阀隔室的作用。但是，在高压直喷系统中的通常的弹性橡胶O形圈的缺点在于传统的O形圈材料在不严重降低工作寿命的前提下基本上不能承受燃料喷射阀内的快速的往复速率和高压情况。
针对前述的局限，气态燃料喷射阀采用的密封技术已经得以革新，而将流体密封结合进来。
气态燃料喷射阀内的流体密封通常使用加压密封流体，以防止气态燃料泄漏到喷射阀内的其他隔室和/或泄漏到诸如液压流体或辅助燃料等的第二流体中。假设密封流体压力比气态燃料压力大，气态燃料不会通过密封流体泄漏到第二流体中。优选地，该密封流体也是可燃的，这样泄漏到燃料中的少量密封流体是可接受的。
对于气态燃料系统，将密封流体保持在比气态燃料的压力高的压力水平上是至关重要的；否则，气态燃料可能会突破流体密封并泄漏出，导致由燃料损失所造成的低效率和可能的运行困难，例如，如果气态燃料泄漏到液压流体中。已知的流体密封系统通常将密封流体压力保持在比预期的气态燃料的最大值高的恒定水平。当气态燃料的压力变化时，这种流体密封系统会导致密封流体过量地泄漏到气态燃料室中。
例如，1999年12月7日授权的由本申请人共同拥有的美国专利第5,996,558号公开了一种液压致动的气态燃料喷射系统，在该系统中，气态燃料的压力可以作为发动机速度和其他发动机载荷情况的函数而变化来改进燃烧。
当密封流体压力比气态燃料压力高时，一些密封流体以层状或节流的形式通过孔和其内设置的往复运动的阀针之间的径向间隙流动。密封流体的节流可用以下方程描述：
                          Qsd＝(kc3DP)L其中，Qsd是密封流体的流量，k是常数，c是阀和阀隔室间的径向间隙，DP是环形槽内的密封流体与气体室内的气体之间的压力差，L是环形槽和喷射阀内的阀燃料室之间的孔的长度。机械加工能力限制了径向间隙c的减小，同时空间约束通常限制了长度L的增加。但是，通过减小DP，可以减小密封流体向阀的燃料室内的泄漏。
相应地，随着DP的增加，流入燃料喷射阀燃料室的密封流体的流量增加，导致了不希望的过量密封流体的消耗和燃烧。在供给燃烧室的气态燃料受阻的燃料中断的情况下，加剧了密封流体低效和有潜在破坏的燃烧。燃料切断情况的一个示例是当车辆从陡峭的山上驶下且发动机压缩以用于减慢车辆的速度的情况。在这种情况下，无须额外的燃烧，发动机的速度已经足够。在燃料中断情况的过程中，大量的密封流体会积累在燃料喷射阀内的气态燃料室中，当重新开始燃料喷射时，所积累的密封流体将会喷入发动机的燃烧室内并在不希望的环境下和有潜在毁坏装置的负面影响下在发动机的第一个周期中燃烧。密封流体上述方式的泄漏也会导致燃料供给过量。当燃料中断之后燃烧重新开始时，如果燃烧室中的燃料量过多，发动机元件如活塞、缸头、连接杆和曲柄会过应力。
本密封装置和方法通过减小密封流体与气态燃料之间的压力差并通过关联密封流体与气态燃料之间的压力以使一种流体的压力来动态地控制另一种流体的压力来克服上述问题。即，密封流体的压力可以响应气态燃料的压力变化而动态地变化。本装置和方法因而提供了一种优于采用恒压密封流体的传统系统能够的改进系统。
发明内容
流体密封装置在机械装置的流体密封中提供了密封流体的动态压力控制。机械装置包括一个流体连接到燃料供给系统上的燃料室。燃料室内的燃料压力在发动机的工作过程中产生脉动，而在一个优选实施例中，燃料室内的燃料压力可以控制得响应发动机载荷情况的变化而变化。该机械装置有一个可移动的元件，该元件通过燃料室壁的开口延伸。该燃料密封装置包括：
(a)一个流体密封，该密封包括一个形成在所述机械装置内的空腔，所述空腔和形成在所述壁和所述可移动元件之间的间隙流体连通，从而防止所述燃料室内的燃料经所述间隙泄漏，其中所述流体密封与密封流体供给系统流体连通；以及
(b)一个压力平衡装置，该装置包括：
与流体密封供给系统内的密封流体流体连通的第一室；
基本上与第一室流体隔离并与燃料供给系统内的燃料流体连通的第二室；以及
控制件，该控制件可以响应第一和第二室中至少一个的压力变化而移动，其中流体密封中的密封流体的压力可以与该控制件的运动相协调地动态控制。
该压力平衡装置可操纵以减小流体密封内的密封流体压力和燃烧室内的燃料压力之间的流体压力差。例如，在一些实施例中，控制件可响应第二室内的燃料压力的变化而运动，来调整流体密封内的密封流体压力。而传统流体密封通常将流体密封中的密封流体的压力保持为一个固定的压力，从而导致了压力差波动，该压力差随燃料室内燃料压力的变化而变化，本流体密封装置动态地将流体压力控制成一个目标压力，平均看来，该压力差小于现有系统压力差的变化值。在另一个实施例中，控制件可响应第一室内的密封流体压力的变化而运动以调整燃料室内的燃料压力。在该实施例中，可响应发动机工况，诸如载荷的变化控制密封流体压力，而流体压力被用来控制燃料室内的燃料压力。
在一个实施例中，燃料供给系统还包括可控燃料压力调节器，用于响应发动机载荷的变化调整燃料室内的燃料压力。通常的机械装置使用恒压的燃料供给，与之相反，本装置和方法尤其适用于燃料压力响应发动机载荷的变化而有意变化的系统。
流体密封优选的是液态的，例如液态柴油或液压流体。尽管本流体密封装置也可以用在使用液态或气态燃料的机械装置中，但该装置尤其适用于使用液压系统和加压气态燃料的机械装置，这是因为气体泄漏到液压流体中会危及影响系统的运转。在一个优选实施例中，气态燃料是从包括天然气、氢气和液化石油气的组中选出的。
在一项优选的用途中，该机械装置为内燃机的燃料喷射阀。例如，在燃料喷射阀内，密封燃料室需要用流体密封来密封，该燃料室具有延伸到燃料室内的可移动的阀针(即，可移动元件)。在此示例中，阀针可以在关闭位置和打开位置之间移动，用于通过至少一个喷口将燃料室内的燃料喷射到发动机的燃烧室。不过，本领域技术人员应该明白，本发明可以普遍应用于使用流体密封来防止另一种流体流失的机械装置。
在一个优选实施例中，压力平衡装置位于燃料喷射阀的外部，并可在公共导轨结构中为不止一个燃料喷射阀服务。
在压力平衡装置的第一优选实施例中，控制件包括可在作动缸内运动的活塞。该活塞将第一室与第二室分隔开，并通过控制密封流体压力可以相对燃料压力平衡密封流体压力，从而保持活塞处于平衡位置。
在一个优选实施例中，当第一室的密封流体压力比第二室的燃料压力高出预定值时，压力平衡装置受到偏压以使活塞处于平衡。例如，可以使用弹簧来偏压压力平衡装置。此外，压力平衡装置可以使用如下的活塞来偏压，该活塞面向第一室的第一有效面比面向第二室的第二有效面小。
压力平衡装置还包括与活塞相连的活塞杆，该活塞延伸过第一室并延伸到作动缸外。活塞杆可用来帮助引导活塞的运动并连接在面向第一室的活塞表面上，活塞杆减小了第一有效面积并帮助偏压压力平衡装置。
传感器用来检测活塞在作动缸内的运动并向密封流体控制单元发出代表活塞运动的信号。传感器可以在缸内直接检测到活塞的运动或活塞的位置。此外，如果使用活塞杆，传感器可以检测活塞杆的运动或位置来确定活塞的运动或位置。可以使用密封流体控制单元来响应所述信号控制第一室和流体密封内的密封流体压力。
当流体密封需要更大的压力时，密封流体供给系统可以包括适当的传统装置，用来给密封流体增压。例如，密封流体供给系统可以包括一个密封流体泵，该泵可以由密封流体控制单元来控制，以控制压力平衡装置的第一室和流体密封内的密封流体的压力。为减少密封流体供给系统内的压力脉动所造成的影响，该系统还能包括一个脉动消除装置，该装置位于密封流体泵的下游，压力平衡装置的上游。
在压力平衡装置的第二优选实施例中，流体调节阀控制密封流体向流体密封的流动。阀内的流体通路可操纵为控制密封流体通过该通路流入流体密封的流动。流体通路包括第一室，第二室是与燃料供给系统流体连通的控制室。控制件响应控制室内燃料压力的变化而运动。在这个实施例中，控制件包括一个膜片，流体调节阀可以是膜片操纵的压力控制阀，其中，该膜片响应控制室内的燃料压力的变化而变形。除了膜片以外，控制件可以是一个活塞，该活塞可以在作为控制室一部分的作动缸内运动。
结合压力平衡装置的第二优选实施例，流体调节阀可操纵成控制位于流体调节阀下游的密封流体的压力，使其大于或等于第二室内的流体压力。在这个实施例中，流体密封装置还包括：
(c)一个传感器，该传感器检测位于密封流体泵下游的密封流体供给系统中某一位置的密封流体压力并输出代表密封流体压力的信号；和
(d)一个密封流体流控制单元，该单元与传感器连通，以用于接收所述信号，该控制单元响应信号控制密封流体泵，从而将传感器所在位置的密封流体压力保持在比燃料室内的燃料压力高的压力。
在这个实施例中，流体调节阀上游的密封流体压力保持为比燃料室内的燃料压力高。这确保了密封流体能够经流体调节阀供应给流体密封，从而使流体密封内的密封流体压力比燃料室内的燃料压力高。相应地，传感器优选地位于流体调节阀上游。该传感器优选地包括诸如压力变换器的仪器，用于测量流体通路中的压力。
该流体密封装置还可包括位于密封流体泵下游、流体调节器上游的脉动消除装置。
在这个实施例的一个变型中，流体调节阀可操纵成控制密封流体供给系统中密封流体的再循环，以将位于流体调节阀上游的密封流体的压力控制得大于或等于第二室内的燃料压力。在这种结构中，供应给流体密封的密封流体取自流体调节阀的上游，操纵该流体调节阀以通过控制再循环的密封流体量来控制上游压力。压力传感器用来测量密封流体泵和流体调节阀之间的密封流体供给系统的密封流体压力。
在压力平衡装置的第三实施例中，可操纵流体调节阀来控制流向燃料室的燃料流，从而使燃料室内的压力小于或等于流体密封内的压力。压力平衡装置的第一室是控制室，它与密封流体供给系统内的密封流体流体连通。阀内的流体通路可打开以控制经该通路的燃料流。流体通路包括第二室。控制件可响应控制室内的密封流体的压力变化而运动。
这个压力平衡装置实施例中的流体调节器可包括一个控制件，该控制件包括一个膜片。即，流体调节阀可以是膜片操纵的压力控制阀，其中该膜片可响应控制室内密封流体压力的变化而变形。在另一结构中，控制室可以是作动缸，而控制件可以是在作动缸内运动的活塞。
流体密封装置的这个实施例还可包括压力传感器和密封流体流控制单元，该控制单元根据传感器发出的信号控制密封流体泵。传感器检测密封流体泵下游的密封流体供给系统内某一位置的密封流体压力。在一个优选实施例中，密封流体控制单元接收来自传感器的信号和关于发动机工况的数据。标定控制单元，以响应传感器信号和发动机工况数据来控制密封流体泵，以提供流体密封内的流体压力，该压力是由发动机工况预先决定的。即，密封流体压力是由发动机工况决定，燃料室内的燃料压力响应密封流体压力的变化而进行控制。
该压力传感器优选地位于流体调节阀的上游，并可以包括例如用于测量密封流体压力的压力变换器。该装置还可包括一个位于泵的下游和流体调节阀的上游的脉动消除装置和压力传感器，以用来减小密封流体泵所产生的压力脉动。
这种结构的另一个实施例使用再循环回路和流量控制阀，可控制该阀，来通过控制在密封流体供给系统内再循环的密封流体的流量来控制流体密封内的密封流体压力。
流体密封装置的该优选实施例的另一个特点是卸压回路，它包括一个流体通路，当流体密封内的密封流体压力大于一个预定的值时，该通路可使密封流体供给系统内的密封流体的至少一部分循环。借助于一个合适的安全系数，所选的预定值比密封流体供给系统和整个系统的元件的破裂压力小。卸压回路还可以包括安全阀，该阀自动地控制再循环的密封流体的流量。
公开了一种动态控制流体密封内的密封流体压力的方法，该流体密封为内燃机喷射阀内的燃料室提供密封。喷射阀包括一个穿过燃料室壁的开口的可动元件，该流体密封通过置于开口内来提供密封，从而防止燃料经可移动元件和开口之间的间隙泄漏。在流体密封内，密封流体的压力得到动态的控制，这样，通过平衡位于流体密封上游的密封流体的压力和位于燃料室上游的燃料压力，可使密封流体的压力大于或等于燃料室内的燃料压力。
当燃料室内的燃料压力响应发动机工况如发动机载荷和速度的变化而变化时，该方法尤其适用。
在该方法的一个优选实施例中，该方法还包括响应发动机的瞬时载荷情况控制密封流体的压力，由此，该方法还包括：
(a)控制流体密封内的密封流体压力，并使该压力在发动机处于负载时
大于燃料室内的燃料压力；和
(b)控制流体密封内的密封流体压力，并使该压力在发动机未处于负载
时基本上等于燃料室内的燃料压力。
在一个优选方法中，通过把活塞保持在作动缸内的平衡位置来分别平衡密封流体和燃料压力。
在另一个优选方法中，通过响应流体调节阀的控制室内的燃料的压力变化而控制印入流体密封的密封流体的流量，实现平衡相应的密封流体和燃料的压力，流体调节阀调节密封流体流向流体密封的流量。在该实施例中，响应发动机工况的改变控制燃料压力，燃料压力的变化通过控制室传送给流体调节阀，控制室与燃料供给系统流体连通。
在另一个优选方法中，通过响应流体调节阀的控制室内的密封流体压力的变化而控制导入燃料室的燃料流量来实现平衡相应的密封流体和燃料的压力。根据这种方法，密封流体压力响应发动机工况的变化来控制的，作为密封流体压力控制的结果，燃料压力间接受控，其原因是控制室与燃料供给系统流体连通。
优选方法中的任一个可以进一步与测量压力平衡装置上游的密封流体压力并控制压力平衡装置上游的密封流体泵以保持压力平衡装置上游的密封流体压力大于燃料室内的燃料压力相结合。该方法还包括通过引导密封流体经过脉动消除装置来减小密封流体泵下游的压力脉动，该脉动消除装置优选地位于压力平衡装置的上游。
附图说明
图1是示出流体密封装置的一个优选实施例的示意图，该装置使用包括平衡缸的压力平衡装置，该平衡缸用于使密封流体和燃料的压力相等；
图2A是示出流体密封装置的另一个优选实施例的示意图，该装置使用包括用于控制密封流体向喷射阀流动的流体调节阀的压力平衡装置；
图2B是示出图2A所示实施例的变型的示意图，其中，流体调节阀是背压调节器，其通过控制在密封流体供给系统内的再循环密封流体的量来控制流体密封内密封流体的压力；
图3A是示出流体密封装置的又一优选实施例的示意图，该装置使用一个压力平衡装置，其包括用于控制燃料向喷射阀流动的流体调节阀，在喷射阀内，通过控制密封流体的压力间接控制燃料压力；
图3B是示出图3A所示实施例的一个变型的示意图，其中，使用再循环回路，来控制供给流体密封的密封流体阀的压力；
图4是液压致动气态燃料喷射阀的一个优选实施例的部分剖视图，该图示出了设置在用于可移动阀针的孔内的流体密封，该流体密封用于防止气态燃料自阀的燃料室内泄漏；
图5是液压致动气态燃料喷射阀的另一优选实施例的部分剖视图，该图示出了置于供喷射阀组件的运动元件设置的孔内的流体密封。图5所示喷射阀使用两个同轴布置的喷射组件，用于将两股分离的燃料流喷入燃烧室(图中未示出)中。
具体实施方式
一种用以动态控制密封流体压力的密封装置和方法可以用在需要对旋转、往复、滑动和其他运动的元件密封的各种机械装置上。尽管本流体密封装置及其相关方法是以其在内燃机燃料喷射阀上的应用来进行描述的，但本描述是用以说明和示例的，而不是对其进行限制。
外部动态压力平衡系统用来保持密封流体的压力与燃料的压力尽可能地接近，但不小于燃料压力。图1示意性地示出了外部动态压力平衡系统的一个实施例，其采用了包括压力平衡缸110的压力平衡装置100。压力平衡缸110包括一个将室112和室114分开的可移动活塞110。平衡缸密封件115围绕活塞111放置，以基本上将活塞111的边缘和压力平衡缸110的外壁之间密封。平衡缸密封件115可以是已知类型的密封。在图1的实施例中，除了穿过室112的活塞杆横截面所占用的面积之外，活塞111面向室112的表面积基本上与面向室114的表面积相等。相应地，活塞111面向室112的有效面积比面向室114的有效面积稍小。当活塞111静止并位于其平衡位置时，这种结构导致室112内的密封流体压力稍大于室114内的燃料压力。当一种流体的压力改变时，活塞111移动。诸如位置检测器118的传感器检测到活塞111在压力平衡缸110内的运动和位置。位置检测器118可以是诸如光学传感器、线性电压计、机械装置或限位开关等适用的装置，其中限位开关可以检测到活塞位于预定的所需运动区域的任何一端的情况。
密封流体泵120将密封流体泵入到室112。密封流体流量控制单元122利用位置检测器118的信息动态控制密封流体泵120，从而将活塞111保持在压力平衡缸110内所需的位置，例如，由两个预置极限所限定的区域内的某个位置处，泵120可用已知的方法控制，已知的方法包括气压方法、液压方法，或通过来自密封流体流量控制单元的电子信号来控制。
液态的密封流体诸如柴油或液压流体，从油箱124经过管路126流入泵120。泵120可用发动机机械驱动、液压或电气驱动。卸压装置125可以与在管路127内的泵120下游的密封流体流体连通。密封流体从泵120经管路127流到室112。流经管路127的密封流体也可流经一个可选的脉动消除装置128。是否流经脉动消除装置128部分取决于所使用的密封流体泵的类型。例如，当泵120是往复活塞泵时，它会产生明显的压力脉动，这时需要使用脉动消除装置128。最后，密封流体从室112经管路129流入喷射阀180。
输送到喷射阀180的燃料也与压力平衡装置流体连通。燃料源是传统的燃料供给系统，该系统优选地用蓄压器132提供现成的高压燃料。燃料通过燃料调节器136减小到喷射压力并经供应管路140流入喷射阀180。在一个优选实施例中，燃料调节器136根据发动机载荷情况改变燃料压力，可通过已知方法，包括气动、液压或通过来自电控单元141的电子信号来控制燃料调节器136。在燃料调节器136的下游，管路142从管路140分出来为压力平衡缸110的室114提供燃料。
压力平衡缸110包括在活塞111相对两侧的两个室，即，包含密封流体的室112和包含燃料的室114。通过响应活塞111的位置的变化动态控制密封流体的压力，可根据燃料压力的变化动态控制密封流体的压力。如果活塞111面向室112的表面积基本上和面向室114的相等，当活塞111处于平衡状态，室112内的密封流体的压力基本上与室114内的燃料压力相等。根据图1所示的结构，当活塞111处于平衡状态，喷射阀180内的燃料压力基本上与置于喷射阀180内的流体密封内的密封流体的压力相等。活塞111运动范围的极限可被控制成具有大范围的值，实际上，该值从一个单独的位置或起始点到活塞111在压力平衡缸110内的几乎整个行程。位置检测器118发出代表活塞111在平衡缸110内位置的电子信号到密封流体流控制单元122。密封流体流控制单元122例如可以是合适的电控单元(EUC)，ECU能够接收代表活塞111位置的信号，并输出控制泵120的信号，以有选择地停止或起动泵120或在不同的流速下运行泵120。
如果喷射阀180内的燃料压力减小，相应的压力变化经管路140和管路142立即传给室114。室114内的压力降低导致压力平衡缸110内的活塞111运动，从而减小了室114的容积(增加了室112的容积)。活塞111的运动被位置检测器118检测到，检测器与密封流体流控制单元122电连通。响应从检测器118接收到的信号，密封流体流控制单元122减少流经泵120的密封流体，从而减少了流向室112的密封流体。
相反地，如果喷射阀180内的压力增加，活塞111在增加的压力作用下而在压力平衡缸110内运动，增大了室114的容积(减小了室112的容积)。活塞111的运动被位置检测器180检测到，检测器与密封流体流量控制单元122电连通。然后，密封流体流控制单元122控制泵120来增加流向室112的密封流体。以这种方式，活塞111的位置能保持在平衡缸110内预定位置之间的范围内。
使用压力平衡装置100使密封流体压力和喷射阀180上游的燃料压力相等导致当喷射阀108关闭时(即，燃料喷射阀不喷射燃料时)这些流体的压力在喷射阀180内基本上相等。但是，当喷射阀180周期性的开启时，由于在发动机运行时它以很高的频率开启，喷射阀180内的燃料压力相对于密封流体的压力减小。相应地，在发动机正常运行期间，喷射阀180内的燃料压力稍低于密封流体压力。于是，在发动机正常运行期间，喷射阀180内的压力差导致密封流体不断地渗入到喷射阀180内的燃料通路中。但是，与没有提供动态压力平衡的传统结构相比，泄漏量被大大减少了，这是因为在本系统中，密封流体压力受动态控制，从而在确保喷射阀180内的密封流体压力比燃料压力高的同时遵循燃料压力的变化。
因为少量的密封流体渗出到喷射阀180内的燃料中，所渗出的密封流体与燃料一起被喷射到燃烧室并被发动机消耗掉。相应地，除了相对活塞111位置改变燃料压力外，活塞111也可以响应喷射阀180内密封流体的消耗而移动。随着密封流体被消耗，密封流体从室112流到喷射阀180并导致室112的体积减小和活塞111随后的运动。位置检测器118检测到这些运动，密封流体流量控制单元122控制泵120而泵送更多的密封流体到室112中，以维持室112内的密封流体的水平，并因此补偿密封流体的消耗。
相反地，如果泵到室112的密封流体的量比所消耗的密封流体的量大，这样室112的容积会增加，活塞111会相应地运动，位置检测器118会再次检测到这种运动。位置检测器118将这种运动传达给密封流体流量控制单元122，该单元控制泵120，从而减小或阻断从油箱124到室112的密封流体的流量。
所以，以上述方式可将活塞111控制成在压力平衡缸110内预定范围内运动。如果活塞111在减小室112容积的方向上(图1中向上)运动到预定范围之外，并引发泵120压出更多的无效密封流体，位置检测器118会示意密封流体供给系统出故障。如果该故障不能被消除(即，如果活塞111的位置不能返回到预定范围内的位置处)，那么发动机会熄火。
应该明白，依据图1，与室112相连的密封流体管路127和129能被一条从泵120到喷射阀180的连续密封流体管路替换，并由单分支管路将该连续密封流体管路与室112流体连通。同样地，燃料管路140和管路142也可以被一条流体调节器136与室114流体相连的流体管路和一条将室114与喷射阀180相连的燃料管路替换。这些流体管路结构的各种组合将在本流体密封系统中执行其功能。
应该明白，压力平衡系统中需要对活塞111位置的变化尽量快地作出反应来抵消压力差并保持活塞111在预定范围内的位置处。
图2A示出了外部压力平衡系统的另一实施例，其中，压力平衡装置包括流体调节阀200和压力感应装置205。在一个优选实施例中，流体调节阀200例如可以是顶部加载(dome loaded)的调节阀，如活塞或膜片操纵的压力控制阀。除了压力平衡装置的元件外，密封流体和燃料喷射系统的许多元件与图1中对应系统的元件相似。例如，由密封流体控制单元222控制的泵220经流体调节阀200将密封流体泵入喷射阀280。密封流体从油箱224经密封流体管路226流到泵220的吸入口。密封流体从泵220经密封流体管路227并通过可选的脉动消除装置228流到流体调节阀200。卸压装置225也可以配置成与密封流体管路227流体连通，以限定泵220下游的密封流体压力的最大值。密封流体最终从流体调节阀200经密封流体管路229导入到喷射阀280。所示的燃料供给系统的元件，即，燃料蓄压器232，燃料调节器236，管路240和电控单元241，大体上与图1(分别由参考数字132，136，140和141标识)中的相似元件对应。从燃料管路240分支出的燃料管路242将燃料管路240与流体调节阀200的控制室(未示出)相连。这样，燃料管路240内的燃料压力能被传送给流体调节阀200。
随着流体调节阀200的控制室内燃料压力的变动，流体调节阀200动态地将密封流体管路229内的压力控制得和燃料管路240内的燃料压力相等或稍大于燃料压力。所以，流体调节阀200动态将密封流体压力控制成跟随流经燃料管路240并处于喷射阀280的燃料室内的燃料的压力。当流体调节阀200是膜片操纵的压力控制阀时，它可以由一个弹簧偏压，以便流体调节阀200下游的密封流体压力总是稍高于控制室内燃料的压力。
压力传感器205例如可以是变换器或其他已知的测量流体通路压力的装置。压力传感器205位于流体调节阀200上游的密封流体管路227上。压力传感器205产生代表测量到的待传送压力的信号并将信号传送到密封流体控制单元222。密封流体控制单元222利用该信号控制泵220，密封流体控制单元222被标定以使泵220将密封流体管路227内的压力保持在比由燃料调节器236提供的预期的燃料压力最大值高、并比泵220和泵220下游的密封流体系统的各元件所能承受的最大压力值低的水平。
如果燃料压力被控制燃料调节器236的电控单元(ECU)241减小，压力变化经燃料管路242被快速地传送到流体调节阀200的控制室，控制室又减小流体调节阀200下游的密封流体压力。以这种方式，密封流体管路229内的压力保持在与管路240内的燃料压力相等或比其稍高的水平。压力差的大小取决于流体调节阀200是如何被标定的。相反地，如果燃料压力增大，压力的变化又立即通过燃料管路242传送到流体调节阀200的控制室，控制室进而增加密封流体管路229内的压力，使得密封流体压力再次与管路240内的燃料压力相等或比其稍高。
应该明白，依据图2A，燃料管路240和管路242能够用将燃料调节器236和流体调节阀200的控制室流体相连的燃料管路和将流体调节阀200的控制室和喷射阀280流体相连的第二燃料管路替换。
图2B是图2A中的实施例的另一结构。这两个实施例的等同元件用相同的附图标记标识。类似图2A所示的实施例，图2B所示的实施例采用流体调节阀200，可操纵该阀以通过控制管路229内的密封流体压力和流量来控制流体密封内的密封流体的压力。但是，图2B中的实施例采用另一种结构，通过该结构，流体调节阀200上游的密封流体压力可通过控制经管路230在密封流体供给系统内再循环的密封流体量来控制。在图2B的实施例中，泵220能以全功率运行以确保有足够的所需密封流体，因为不再需要类似图2A中的密封流体流控制单元222的密封流体控制单元，所以降低了控制系统的复杂性。在图2B的实施例中，不再需要压力传感器205来提供控制泵220的数据。但是，仍可以采用压力传感器205来检查密封流体压力以确保流体调节阀200正常工作。
图3A示出了流体密封装置的另一优选实施例，该装置包括流体调节阀300和压力传感器305。类似图2A和图2B中实施例的流体调节阀200，流体调节阀300可以是顶部加载的调节阀，诸如膜片操纵的压力控制阀或活塞操纵的压力控制阀。在该实施例中，流体调节阀300控制供给喷射阀380的燃料的压力和流量。但是，在该实施例中，发动机载荷情况直接决定密封流体压力的动态控制。将所需的密封流体压力标定，以匹配所需的发动机载荷情况的工作范围内的燃料压力或稍大于后者。当发动机运行，且密封流体压力响应发动机载荷情况动态控制时，燃料压力间接受密封流体压力的控制。也就是说，密封流体经管路323导入流体调节阀300的控制室内。控制室内的密封流体作用在控制元件上以调节经流体调节阀300流向喷射阀380的燃料流量。相应地，在该实施例中，可通过控制密封流体的压力来间接控制燃料压力。密封流体从油箱324经密封流体管路326流向泵320。泵320泵送密封流体，而在其流经密封流体管路329到喷射阀380之前，流经密封流体管路327和可选的脉动消除装置328。如上所述，密封流体管路323提供了一条用于将密封流体引导到流体调节阀300的控制室的流体通路以将燃料压力控制与密封流体管路329内的压力联系在一起。
如前所述的实施例，在图3A所示的实施例中，燃料从传统燃料供给系统输送到蓄压器332。在所说明的优选实施例中，燃料从蓄压器332经燃料管路340流到流体调节阀300。随着密封流体压力在流体调节阀300的控制室内麦冬，流体调节阀300相应地调整燃料压力。流体调节阀300例如可利用弹簧偏压，以使燃料管路343内的燃料压力总是等于或稍低于密封流体管路323内的压力。
当需要根据发动机载荷情况或发动机速度改变燃料喷射压力时，由泵流量调节器322控制的泵320将密封流体的压力调节到所需的水平。因为密封流体压力作用在流体调节阀300上，燃料压力将会自动地和密封流体压力保持一致，密封流体压力优选地保持稍高于燃料压力。如压力变换器的压力传感器305被配置在密封流体管路327或323上。压力传感器305将流体调节阀300上游的密封流体的压力传送给密封流体流控制单元322。这样，密封流体流控制单元能够控制泵320以改变密封流体的压力并因而根据发动机运行情况如发动机载荷和速度来改变燃料压力。
应该明白，对于图3A，密封流体管路323和329能够用将脉动消除装置328流体连接到流体调节阀300的控制室的密封流体管路和将流体调节阀300的控制室流体连接到喷射阀380的第二密封流体管路替换。
图3B示出了图3A的实施例的替换结构。这两个实施例中等同元件用相同的附图标记来标识。类似图3A的实施例，图3B的实施例使用了流体调节阀300，可操纵该阀以通过控制管路343内燃料的压力和流量来控制喷射阀380内的燃料压力。然而，图3B中的实施例使用了另一种结构，通过该结构，喷射阀380内的流体密封上游的密封流体压力由再循环控制阀331控制，该控制阀331控制经管路330在密封流体供给系统内再循环的密封流体的量。在图3B的实施例中，泵320可以以全功率运行，以确保足够的密封流体供应。即，泵320可以是定速或变速泵；但是，泵的速度不直接由流体密封装置内的流体压力控制。这样，因为不再需要像图3A中的控制单元332那样的密封流体流控制单元，控制系统的复杂性得以降低。
在图3B的实施例中，不再需要压力传感器305来提供控制泵320的数据。尽管再循环控制阀331可控制密封流体供给系统内的压力，仍可以使用安全阀325来提供辅助的保护以防止密封流体压力过载。图3B的实施例也使得不再需要压力传感器305来提供控制密封流体泵320的数据。但是，仍然可以使用传感器305来检查再循环阀是否正常工作。
图4是燃料喷射阀的一个实施例的部分剖视图，该阀用来将燃料引入内燃机的燃烧室。喷射阀480的特点在于流体密封，该流体密封可以流体连接到如图1至图3B所示的实施例中一个的密封流体供给系统上。图4的喷射阀480包括阀头(valve tip)482，内壳484和外壳486。喷射阀480优选地是一个针阀，另外还有一个阀针488，该阀针在打开和闭合位置间往复运动使燃料经喷口490进入阀头482。在关闭位置，阀针488的包括密封面的工作端接触阀头482的一个表面，该表面通常被称作阀“座”，以用于提供防止流体渗漏的密封。在打开位置，阀针488运动以使得阀针488的密封表面与阀座隔开。阀针488在关闭位置由弹簧491偏压，该弹簧与阀针488对着工作端的一端相连。如图4所示的实施例，阀针488的一端置于内壳484的一个孔内，其相对端延伸到燃料室492。
在一个优选实施例中，在发动机运行过程中，燃料室492被持续地注入加压气态燃料，例如压力为3000磅每平方英寸(psi)(大约20.7MPa)的如天然气。燃料室492经流体通路493与高压气态燃料源，如图1至图3B的燃料供给系统中一个流体相连。气态燃料的压力可能因发动机运行情况如发动机载荷和速度而发生波动。
所示的喷射阀480是液压致动的。于是，为了打开的喷射阀480，高压液压流体经流体通路494引入致动室495。当致动室495内的液压流体的压力足够克服弹簧491施加在阀针488上的闭合力时，阀针488上移并离开阀座到达打开位置而使气态燃料经喷口490喷射到燃烧室。为了关闭喷射阀480，加压液压流体从致动室495内排出，从而弹簧491再次将阀针488返回到关闭位置。
加压密封流体经导管498流入在内壳484内设置的阀针孔的表面内的环形槽499中。另外，环形槽499可以配置在阀针488的表面内。此外，也可使用螺旋形或其他形状的槽。当加压密封流体充满环形槽499时，其形成了流体密封。该流体密封防止高压气态燃料经可移动阀针488和内壳484之间的间隙泄漏。密封流体的压力维持在等于和优选地稍高于燃料室492内的燃料压力的压力下，从而，压力稍高的密封流体提供了针对低压气态燃料的流体的壁垒。以这种方式，流体密封防止了气态燃料泄漏到液压流体致动室495。
在狭窄间隙内的流体流呈层状或节流状，从而抑制了泄漏到燃料室492和增压室495的密封流体。通过增加阀针488和内壳484内相应的孔的长度并减小环形槽499的密封流体和燃料室492内的气态燃料之间的压力差，渗入到燃料室492内的密封流体的量能被减小。在一个优选实施例中，密封流体还起到润滑剂的作用，并可以和液压流体是同一种流体。
柴油是合适的密封流体的一个例子。可以采用如液压流体的其他合适的密封流体。但是，柴油是双燃料发动机的优选密封流体，这是因为它易于从引燃燃料供给系统中获取，并且从流体密封泄漏到气态燃料中的柴油将会在发动机燃烧室内燃烧。密封流体被加压并从密封流体供给系统导入导管498中，该导管流体连接到如图1到图3B所示的密封流体供给系统。该流体密封装置包括一个压力平衡装置并动态地控制环形槽499内的密封流体的压力，使之等于或大于(但尽量接近)燃料室492内的气态燃料的压力。
在另一优选实施例中，在阀针孔的壁内设置了一个可选的第二环形槽(没有示出)，该环形槽和环形槽499类似。第二环形槽优选地位于环形槽499和致动室495之间，并将它们隔开。通过位于这个位置，从环形槽499泄漏到致动室495的密封流体将会集中在第二环形槽，该槽与一个排放孔或循环通路(没有示出)流体连通。
参照图4，当发动机承载时，燃料在持续不断的基础上周期性地经喷口490释放。结果，燃料室492内燃料压力稍低于其刚好在燃料调节阀(例如，图1中所示的燃料调节阀136)下游处的压力。因为外部压力平衡装置平衡密封流体的压力和刚好在燃料调节器下游处的燃料压力，如果密封流体压力在压力平衡装置处控制得基本上等于或稍大于燃料压力，当喷射阀480被操纵成将燃料喷射进燃烧室时，燃料室492内的燃料压力将会比环形槽499内的密封流体压力低。以这种方式，外部动态压力平衡装置自动提供一个轻微的压力差，该压力差使密封更加有效，这是因为比燃料室492内的燃料压力稍高的密封流体压力对于防止泄漏是理想的。但是，压力平衡装置可以包括附加特征，以确保环形槽499内的密封流体压力大于燃料室492内的燃料压力。因为燃料压力可能会脉动，所以希望该压力提供一个安全系数来防止从燃料室492泄漏，但仍采用动态压力控制来消除密封流体过量渗入到燃料室492中。
例如，再次参照图1，压力平衡装置100可以采用活塞，该活塞具有不相等的有效端面面积，且较小的有效表面积面向室112以便当室112内的密封流体压力大于室114内的燃料压力时保持平衡。活塞杆优选地位于活塞111面向室112(如图1所示)的一侧上来减小活塞111该侧的有效表面积。面向室112的有效活塞表面积可以通过例如增加活塞杆直径的方法来减小。关于上述的压力平衡装置100和流体调节阀200和300，可以标定弹簧机构，以在环形槽499内提供一个比燃料室492内的燃料压力高的密封流体压力。
如上面所指出的，用来减少燃料泄漏和密封流体渗漏的其他特征包括减小内壳484内的孔和阀针488间的径向间隙和增加孔的长度。
当发动机在燃料中断情况下惯性滑行时，本系统的另一个优点得以显现。在燃料中断情况下，驻留在燃料室492内的燃料不参与喷射循环，从而减少渗漏到燃料室内的密封流体，在压力平衡装置处，希望密封流体压力和燃料压力相等，这样，燃料室492内的燃料压力基本上与环形槽499内的密封流体压力相平衡。类似地，当压力平衡装置被标定以提供一个轻微的压力差来保持较高的密封流体压力时，当燃料室492不参与喷射循环时，期望能够减小该压力差。本发明提供了动态控制密封流体压力而使密封流体压力和燃料压力平衡的灵活性，并导致在中断情况期间积累在燃料室492的密封流体量减小。
本流体密封系统也可以使用其他类型的喷射阀将高压燃料喷入内燃机的燃烧室。例如，本流体密封系统可以与提升式喷射阀(poppet-type injectionvalve)一同使用，这种阀采用液压致动组件，以将阀杆向发动机燃烧室移动以喷射气态燃料，而不像所示的喷射阀480那样沿远离发动机燃烧室的方向提升阀针488。
图5示出了采用流体密封的燃料喷射阀的另一种实施例。在图5中，喷射阀580包括阀头582，内壳584，外壳586和弹簧591a，它们和图4所示的相应命名的元件类似，在图4中分别由附图标记482，484，486和491来标识。所示的喷射阀580还包括共同拥有的申请09/075,060公开类型的同心的喷射阀结构，该结构包括外阀针588和一个内阀针589。当阀针588提高离开阀头582内的阀座时，由外阀针588控制的主燃料经主燃料喷油嘴孔590a引入发动机燃烧室。当内阀针589提升并离开外阀针588内的阀座时，第二燃料经第二燃料喷油嘴孔590b引入发动机燃烧室
喷射阀580还包括主燃料室592，在喷射过程中主燃料经该室流动，在喷射过程之间，主燃料贮存在该室内。主燃料从燃料供给系统经流体通路593导入燃料室592，该燃料供给系统与如图1至图3B所示实施例中的密封流体供给系统流体连通。液压流体经流体通路594流入、流出致动室595以提供克服弹簧591a的致动力，而在所需的时刻打开喷射阀。第二燃料经第二燃料流体通路596流入外阀针588的中空内部。在所示实施例中，第二燃料的压力提供了压缩内弹簧591b所需的提升力并提升内阀针589使其离开外阀针588内的阀座。例如，第二燃料压力脉动可提供提升内阀针89所需的瞬时压力以使第二燃料经喷口590b喷射。密封流体导管598将环形槽599与图1至图3B所示的密封流体供给系统和压力平衡装置流体相连。
当第二燃料是液体，如柴油时，第二燃料也可以被方便地作为密封流体使用。加压密封流体提供给内壳584内的孔的孔壁上的环形槽599，外阀针588置于内壳584内。如柴油的第二燃料也可被用作引燃燃料以辅助点燃气态燃料。
环形槽599定位成使流体密封防止主燃料泄漏到第二燃料通路596和液压流体致动室595。主燃料的压力会根据发动机载荷和速度脉动。在本流体密封装置中，密封流体的压力优选地在外部压力平衡装置处与主燃料压力相平衡，从而使环形槽599内的密封流体压力等于或稍大于燃料室592内的燃料压力。
本流体密封系统还可以应用于其他类型的双燃料喷射阀上，包括针型喷射阀或提升型喷射阀的其他结构，其中阀杆向发动机燃烧室运动来打开阀。
尽管本流体密封系统说明性的示例表明的是液压致动气态和双燃料喷射阀，本密封流体密封装置的原理也可以应用于其他在可移动件之间使用流体密封的机械装置中，例如，燃料直喷型喷射阀，该阀通过磁致伸缩致动器、压电致动器或螺线管致动器致动。
应该明白，以上的描述仅仅是为了达到说明的目的，而无论如何不是限制该动态平衡的流体密封系统的范围。当然，燃料系统其他已知的部件，如过滤器，安全阀，切断阀和起动阀(shut-down and priming valves)，可以与本流体密封装置组合使用。
尽管以上示出和描述了本发明具体的元件、实施例和应用，应该明白，本发明并非限制于此，本领域的技术人员在不背离所公开的发明精髓和范围的前提下，可以对本发明进行改进，尤其是在前述指导的帮助下。

Claims (48)

1.一种用于机械装置的流体密封装置，该机械装置包括流体连接到燃料供给系统上的燃料室，所述机械装置还包括通过所述燃料室侧壁内的开口延伸的可移动元件，所述流体密封装置包括：
(a)一个流体密封，该流体密封包括形成于所述机械装置内的空腔，所述空腔与形成于所述侧壁和所述可移动元件之间的间隙流体连通，由此防止所述燃料室内的燃料通过所述间隙泄漏，其中，所述流体密封与密封流体供给系统流体连通；以及
(b)一个压力平衡装置，包括：
与所述密封流体供给系统内的密封流体流体连通的第一室；
基本上与所述第一室流体隔离并与所述燃料供给系统内的燃料流体连通的第二室；及
控制件，该控制件可以响应所述第一室和第二室中至少一个的压力变化而移动，其中，所述流体密封内的密封流体压力可以与所述控制件的移动相协调地得以动态控制。
2.根据权利要求1所述的流体密封装置，其特征在于，所述压力平衡装置可操纵成减小所述流体密封内的密封流体的压力和所述燃料室内的燃料压力之间的流体压力差。
3.根据权利要求1所述的流体密封装置，其特征在于，所述控制件可响应所述第二室内的燃料压力的变化移动，从而调节所述流体密封内的密封流体压力。
4.根据权利要求1所述的流体密封装置，其特征在于，所述控制件可响应所述第一室内的密封流体的压力的变化而移动，从而调节所述燃料室内的燃料压力。
5.根据权利要求1所述的流体密封装置，其特征在于，所述燃料供给系统还包括用于响应发动机载荷的变化调整所述燃料室内的燃料压力的可控燃料压力调节器。
6.根据权利要求1所述的流体密封装置，其特征在于，所述燃料是气态燃料。
7.根据权利要求6所述的流体密封装置，其特征在于，所述气态燃料是从天然气，氢气和液化石油气构成的组中选出的。
8.根据权利要求1所述的流体密封装置，其特征在于，所述机械装置是用于内燃机的燃料喷射阀。
9.根据权利要求8所述的流体密封装置，其特征在于，所述可移动元件是阀针，该阀针在关闭位置和打开位置之间可移动，以用于将燃料从所述燃料室通过至少一个喷口喷射到所述发动机的燃烧室内。
10.根据权利要求8所述的流体密封装置，其特征在于，所述压力平衡装置在所述燃料喷射阀的外部。
11.根据权利要求1所述的流体密封装置，其特征在于，所述的压力平衡装置是作动缸，而所述控制件包括在所述作动缸内可移动的活塞，所述活塞将所述第一室和所述第二室分隔开。
12.根据权利要求11所述的流体密封装置，其特征在于，当所述第一室内的密封流体压力比所述第二室内的燃料压力高出预定量时，所述压力平衡装置被偏压，使得所述活塞平衡。
13.根据权利要求12所述的流体密封装置，其特征在于，弹簧被用来偏压所述压力平衡装置。
14.根据权利要求12所述的流体密封装置，其特征在于，所述压力平衡装置由所述活塞偏压，该活塞面向所述第一室的第一有效表面积比面向所述第二室的第二有效表面积小。
15.根据权利要求11所述的流体密封装置，还包括用于检测所述活塞在所述作动缸内的运动或位置并向密封流体控制单元发出代表所述活塞的运动或位置的信号的传感器，所述密封流体控制单元响应所述信号控制密封流体向所述第一室的传输。
16.根据权利要求15所述的流体密封装置，其特征在于，所述压力平衡装置还包括与所述活塞相连并通过所述第一室延伸到所述作动缸外的活塞杆。
17.根据权利要求16所述的流体密封装置，其特征在于，所述传感器是位置传感器，该传感器检测所述活塞杆的位置来确定所述活塞的位置。
18.根据权利要求15所述的流体密封装置，其特征在于，所述密封流体控制单元控制密封流体泵，该泵是可控的，以控制所述第一室内的密封流体压力。
19.根据权利要求18所述的流体密封装置，还包括一个在所述泵下游且在所述压力平衡装置上游的脉动消除装置。
20.根据权利要求1所述的流体密封装置，其特征在于，所述的密封流体是液体。
21.根据权利要求20所述的流体密封装置，其特征在于，所述的密封流体是柴油。
22.根据权利要求1所述的流体密封装置，其特征在于，所述压力平衡装置包括一个流体调节阀，该阀包括一个流体通路，该通路可打开，以控制密封流体通过所述流体通路到达所述流体密封的流动，所述流体通路包括所述第一室，所述第二室是与所述燃料供给系统流体连通的控制室，而所述控制件可响应所述控制室内燃料压力的变化而移动。
23.根据权利要求22所述的流体密封装置，其特征在于，所述控制件包括膜片，而所述流体调节阀是膜片操纵的压力控制阀，所述膜片响应所述控制室内燃料压力的变化形变。
24.根据权利要求22所述的流体密封装置，其特征在于，所述控制是作动缸，而所述控制件包括可在所述缸内移动的活塞。
25.根据权利要求22所述的流体密封装置，其特征在于，所述流体调节阀可操纵，以将所述流体调节阀下游的密封流体压力控制为等于或大于所述第二室内燃料的压力，所述装置还包括：
(c)一个传感器，该传感器用于检测在密封流体泵下游的所述密封流体供给系统内一个位置处的密封流体压力，并发出代表所述的密封流体压力的信号；以及
(d)一个密封流体流量控制单元，该单元与所述传感器流体连通以用于接收所述信号，所述控制单元响应所述信号控制所述密封流体泵，以将在所述传感器位置的密封流体压力保持在比所述燃料室内的燃料压力大的压力下。
26.根据权利要求25所述的流体密封装置，其特征在于，所述传感器在所述流体调节阀的上游。
27.根据权利要求25所述的流体密封装置，其特征在于，所述传感器包括压力传感器。
28.根据权利要求25所述的流体密封装置，还包括一个在所述泵下游且所述流体调节阀上游的脉动消除装置。
29.根据权利要求22所述的流体密封装置，其特征在于，所述流体调节阀可操纵，以控制所述密封流体在所述密封流体供给系统内的再循环，从而将所述流体调节器上游的密封流体压力控制成等于或大于所述第二室内的燃料压力。
30.根据权利要求29所述的流体密封装置，还包括一个用来检测所述密封流体供给系统内、密封流体泵和所述流体调节阀之间的一个位置处的密封流体压力的传感器。
31.根据权利要求1所述的流体密封装置，其特征在于，所述压力平衡装置包括一个流体调节阀，该阀可操纵，以控制流向所述燃料室的燃料流量，从而使所述燃料室内的压力小于或等于所述流体密封内的压力，所述第一室是与所述密封流体供给系统流体连通的控制室，所述第二室设置在所述流体调节阀内的流体通路中，该流体调节阀可操纵，以控制燃料通过所述流体通路的流动，而所述控制件可响应所述控制室内密封流体压力的变化而移动。
32.根据权利要求31所述的流体密封装置，其特征在于，所述控制件包括一个膜片，而所述流体调节阀是膜片操纵的压力控制阀，所述膜片响应所述控制室内密封流体压力的变化而形变。
33.根据权利要求31所述的流体密封装置，其特征在于，所述控制室是作动缸，而所述控制件包括可在所述作动缸内移动的活塞。
34.根据权利要求31所述的流体密封装置，还包括：
(c)一个传感器，该传感器用于检测在密封流体泵下游的所述密封流体供给系统内的一个位置处的密封流体压力并发出一个代表在所述传感器位置处的密封流体压力的信号；以及
(d)一个与所述传感器连通的密封流体流量控制单元，用于接收所述信号和与发动机运行情况相关的数据，所述控制单元标定为响应所述信号和所述发动机运行情况数据来控制密封流体泵，以在所述流体密封内提供由所述发动机运行情况预定的密封流体压力。
35.根据权利要求34所述的流体密封装置，其特征在于，所述密封流体供给系统包括一个再循环回路和一个流体控制阀，该流体控制阀可控制，以便通过控制在所述密封流体供给系统内再循环的密封流体量来控制所述流体密封内的密封流体压力。
36.根据权利要求34所述的流体密封装置，其特征在于，所述传感器在所述流体调节阀的上游。
37.根据权利要求36所述的流体密封装置，其特征在于，所述传感器包括压力变换器。
38.根据权利要求36所述的流体密封装置，还包括在所述泵下游和所述流体调节阀上游的脉动消除装置。
39.根据权利要求1所述的流体密封装置，还包括一个卸压回路，该回路包括一个流体通路，当所述流体密封内的密封流体压力大于预定值时，该通路用于循环所述密封流体供给系统内的密封流体。
40.根据权利要求39所述的流体密封装置，其特征在于，所述卸压回路还包括一个用于自动控制循环的密封流体量的安全阀。
41.一种用于动态控制流体密封内的密封流体压力的方法，该流体密封为内燃机喷射阀内的燃料室提供密封，所述喷射阀包括一个可移动元件，该元件穿过所述燃料室侧壁内的开口，所述流体密封通过设置在所述开口内而提供密封，以防止燃料通过所述可移动元件和所述开口之间的间隙泄漏，所述方法包括动态控制所述流体密封内的密封流体压力，以便通过平衡所述流体密封上游的密封流体压力和所述燃料室上游的燃料压力来使所述流体密封内的密封流体的压力等于或大于所述燃料室内的燃料压力。
42.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述燃料室内的燃料压力被控制成响应发动机载荷情况的变化而变化。
43.根据权利要求41所述的方法，还包括响应瞬时发动机载荷情况控制密封流体压力，由此，所述方法还包括：
(c)控制所述流体密封内的密封流体压力，以使其在发动机承载时大于所述燃料室内的燃料压力；以及
(d)控制所述流体密封内的密封流体压力，以使其在发动机没有负载时基本上等于所述燃料室内的燃料压力。
44.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，平衡相应的密封流体和燃料压力是通过将活塞保持在作动缸内的平衡位置来实现的。
45.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，平衡相应的密封流体和燃料压力是通过响应流体调节阀控制室内燃料压力的变化来控制引入到所述流体密封的密封流体流量来实现的，其中流体调节阀调节流入所述流体密封的密封流体流量。
46.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，平衡相应的密封流体和燃料压力是通过响应流体调节阀控制室内密封流体压力的变化而控制引入到所述燃料室内的燃料流量来实现的，其中流体调节阀调节流入所述燃料室的燃料流量。
47.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，用于平衡相应的密封流体和燃料压力的装置包括压力平衡装置，而所述方法还包括测量所述压力平衡装置上游的密封流体压力和控制所述压力平衡装置上游的密封流体泵，以保持所述压力平衡装置上游的密封流体压力大于所述燃料室内的燃料压力。
48.根据权利要求47所述的方法，还包括通过引导密封流体经过脉动消除装置来减少所述泵下游的密封流体压力脉动。
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