CN103573505B - 具有同轴控制阀构件的燃料喷射器和使用此种燃料喷射器的燃料*** - Google Patents

Abstract

一种双燃料喷射器利用第一和第二控制阀来打开和关闭第一和第二喷嘴出口组以分别喷射第一燃料和第二燃料。第一和第二控制阀具有同心作用线。两种燃料可在化学特性、物质相和压力的至少一个上不同。

Description

具有同轴控制阀构件的燃料喷射器和使用此种燃料喷射器的 燃料***

技术领域

本发明总体涉及双燃料喷射器，更尤其涉及具有同心作用线的两个控制阀。

背景技术

在发动机工业领域有不断增长的趋势，就是考虑使用从与每个发动机气缸相关的单个燃料喷射器的两种燃料向发动机提供燃料。这两种燃料在化学特性、物质相和压力的至少一个方面是互不相同的。例如，有一个逐渐增加的兴趣，就是，主要用以第一压力喷射的天然气向压燃发动机提供动力，此天然气由液体柴油燃料的压缩点燃的小的先导喷射被点燃。然而，为使其可行，燃料喷射器总体上必须具有独立控制这两种不同燃料的喷射的正时和喷射量的能力。这又会需要容纳在单个燃料喷射器内的两个单独的电子控制阀。找到一种方法以组织管道，并在单个燃料喷射器内安排两个独立的电致动器及其相关的控制阀已被证明是困难的和有问题的。

本发明正指向前述的一个或多个问题。

发明内容

一方面，燃料喷射器包括喷射器主体，喷射器主体限定第一燃料入口、第二燃料入口、第一喷嘴出口组、第二喷嘴出口组和排放出口。喷射器主体也在其中设置有第一控制室和第二控制室。第一止回阀构件具有关闭液压表面，其暴露于第一控制室内的流体压力，并能够在与第一座相接触以流体地阻断第一燃料入口至第一喷嘴出口组的关闭位置和与第一座不相接触以流体地连接第一燃料入口至第一喷嘴出口组的打开位置之间运动。第二止回阀构件具有关闭液压表面，其暴露于第二控制室内的流体压力，并能够在与第二座相接触以流体地阻断第二燃料入口至第二喷嘴出口组的关闭位置和与第二座不相接触以流体地连接第二燃料入口至第二喷嘴出口组的打开位置之间运动。第一控制阀构件位于喷射器主体内，其能够沿着共同的中心线在第一控制室被流体地阻断至排放出口的第一位置和第一控制室被流体地连接至排放出口的第二位置之间运动。第二控制阀构件位于喷射器主体内，其能够沿着共同的中心线在第二控制室被流体地阻断至排放出口的第一位置和第二控制室被流体地连接至排放出口的第二位置之间运动。

另一方面，燃料***包括多个燃料喷射器。第一燃料源被流体地连接到第一燃料入口，第二燃料源被流体地连接到第二燃料入口。电子控制器与多个燃料喷射器的每一个控制相联通。第一燃料与第二燃料在化学特性、物质相和压力的至少一方面是不同的。

还有另一方面，操作具有多个燃料喷射器的燃料***的方法包括通过沿着共同的中心线从第一位置向第二位置移动第一控制阀构件自第一喷嘴出口组喷射第一燃料。通过沿着共同的中心线从第一位置向第二位置移动第二控制阀构件自第二喷嘴出口组喷射第二燃料。

附图说明

图1是根据本发明的双燃料发动机的简要视图；

图2是发动机的一部分和用于如图1所示的发动机的双燃料共轨***的立体图；

图3是如图2所示的发动机壳体的一部分的截面立体图，以显示一个燃料喷射器和发动机气缸的结构；

图4是根据本发明的另一方面的通过共轴的套筒组件的截面侧视图；

图5是根据本发明一个方面的燃料喷射器的截面前视图；

图6是如图5所示的燃料喷射器的控制阀部分的放大的截面前视图；

图7是如图5所示的燃料喷射器的一部分的放大的截面前视图的另一放大图；

图8是如图5所示的燃料喷射器的控制室部分的局部放大的截面视图，以及

图9是除了经过如图5的燃料喷射器的不同截面外与图8相似的放大的截面前视图。

具体实施方式

首先参考图1-3，双燃料发动机10包括安装在发动机壳体11上的双燃料共轨***20，发动机壳体11限定多个发动机气缸12。双燃料共轨***20更确切地包括被定位用来直接喷射进多个发动机气缸12的每个发动机气缸的一个燃料喷射器25。气体燃料共轨21和液体燃料共轨22被流体地连接到每个燃料喷射器25。双燃料共轨***20还包括气体供应与压力控制装置16以及液体供应与压力控制装置17。每个燃料喷射器25、气体压力供应与控制装置16和液体供应与压力控制装置17通过电子发动机控制器15以已知的方式控制。气体供应与压力控制装置16可包括具有与可变输送低温泵流体连接的出口的加压低温液态天然气罐。装置16还可包括热交换器、蓄能器、气体过滤器和燃料调节模块，其控制到气体燃料共轨21的气体燃料的供应和压力。液体供应与压力控制装置17可包括柴油燃料罐、燃料过滤器和电子控制的高压燃料泵，以向液体燃料共轨22供应液体燃料，并控制其中的压力。

如图1和图2最好地显示的，同轴套筒组件30的块体31被气体燃料管线片段18和液体燃料管线片段19菊花链接在一起，以各自限定气体燃料共轨21和液体燃料共轨22。菊花链上的最后的同轴套筒组件30可具有一组塞子代替如图2所示的配件。

另参考图4，双燃料共轨***20包括同轴的套筒组件30，此同轴的套筒组件30具有内部套筒32和外部套筒33，它们与每个燃料喷射器25的公共锥形座27密封接触。在图示的具体实例中，压力缓冲室48由气体燃料管道47的上游片段49组成，气体燃料管道47的上游片段49的流动面积比气体燃料管道47的下游片段50的流动面积至少大数倍。压力缓冲室48被限定在每个同轴的套筒组件30内以减弱从气体燃料共轨21向各自的燃料喷射器25运动的压力波，尤其是在喷射事件中。压力缓冲室48有比在各自燃料喷射器25内的气体燃料体积26(喷嘴室，气囊和气体通道)大的体积。本领域技术人员将认识到，燃料喷射器25上的可用空间局限限制了每个燃料喷射器25内的气体燃料体积26的大小。每个燃料喷射器内的气体体积26可能比来自喷射器25的额定气体喷射体积少许多倍。

设定压力缓冲室48大小的一种策略可由连续的方程式开始，然后得出特定体积内(压力缓冲室48)的特定流体(例如，天然气)对达到(从轨道21)离开该体积的流速的流速(喷射速度)的压力响应的方程。此想法是为了将压力变化对流体的体积流量反应减小到满意的水平。压力缓冲室48应当提供充分的到达压力波的吸收，以消除反应性(reflective)的瞬变现象。因此，可以考虑用于发动机10内燃料喷射器25的气体燃料递送的最大额定体积和气体喷射压力，并设定压力缓冲室48的体积大小，以提供压力波的充分的吸收。

再参考图2-4，每个同轴套筒组件30可包括荷载调节钳34，荷载调节钳34具有枢转表面75，枢转表面75在与内部套筒32的轴线29相交的载荷调节位置56处接触块体31。荷载调节钳34可限定紧固件槽77和紧固件钻孔76，以各自地接收第一紧固件81和第二紧固件80。荷载调节钳34在荷载调节位置56上枢转，以响应第一和第二紧固件81、80的调节。紧固件80可包括球形的垫片和螺栓，而紧固件81可以是肩部螺栓，其被用来设定荷载调节钳34的偏位角。例如，适当的组件可要求同轴套筒组件30利用第一紧固件81连接到发动机壳体11。螺栓80可接着被紧扣至预设的转矩，以保证独立但同时地，在燃料喷射器25的公共的锥形座27上在外部套筒33和内部套筒32之间适当就座的密封接触。在这个过程中，荷载调节钳34将枢转经过某个有限的小角度。紧固件80和81分别被接收在块体31的紧固件钻孔54和紧固件槽55中。

每个同轴套筒组件30的每个块体31限定垂直于内部套筒32的轴线29取向并流体连接于气体燃料通道46的气体轨道通道45，气体燃料通道46在一端开口进入锥形座53外侧的套筒室52。气体轨道通道45可完全延伸通过块体31，以促进如图1和2所示的菊花链连接结构。每个块体31也包括液体轨道通道42，其可延伸通过全部路径，并垂直于轴线29取向和流体连接于液体燃料通道43，液体燃料通道43在一端开口经由锥形座53进入套筒室52。液体燃料通道43的片段可具有孔口片段41，如图所示，以减小来自液体轨道22的流速，来帮助管理液体套筒32内的瞬变现象。孔口41所需的最小面积可以通过总喷射量除以喷射时间而计算出来，并设定孔口大小以允许以最小的压力降递送。因此，设定流动面积的大小会和燃料喷射器25的性能特性相关。内部套筒32限定在第一端60和第二端62之间延伸的液体燃料管道44。第一端60包括环形球面61，此球面在计量线87处与锥形座53倚靠接触，但保持不附接到锥形座接触，还包括环形球面上的计量线85，其在第二端62处与燃料喷射器25的公共锥形座27相接触。外部套筒33具有中空的内部65，其将第二端67与第一端66分离。第一端66被接纳在套筒室52中，外部套筒33通过配对螺纹线51附接于块体31。

实际制造加工的限制会禁止其中内部套筒32和外部套筒33与块体31一体形成或者彼此一体形成的同轴套筒组件30的大量生产。因此，环形密封71用来密封，以防止气体燃料从同轴套筒组件30的块体31和外部套筒33之间泄漏。在这个具体实例中，环形密封71包括O形圈73，此O形圈位于夹在块体31和外部套筒33之间的面密封结构中。在图示的结构中，内部套筒32在每个同轴套筒组件30中和外部套筒33是不相接触的。气体燃料管道47与气体燃料通道46流体相接，还在内部套筒32的外表面63与外部套筒33的内表面69之间延伸。发动机壳体11内的空间约束会要求气体燃料管道47的上游的一半49具有体积比气体燃料管道47的下游的一半50的体积大的压力缓冲室48。因此，压力缓冲室48的体积的大部分都位于气体燃料管道47的上游的一半49，无论是在外部套筒33还是套筒室52中。如早先说明的，压力缓冲室48应该有足够的尺寸和外形以缓冲自气体燃料通道46到达的压力波，来减小气体燃料喷射速度和量的变化。在这个特别的例子中，发动机壳体11内的可用空间会允许外部套筒33的相对均匀的壁厚，其被限定在内表面69和外表面68之间，以包括在第二端67的方向上沿着轴线29的两阶段的直径减小部70。然而，其它的发动机壳体几何形态会和所示的有很大差别。每个块体31的气体轨道通道45可限定气体燃料共轨21的一部分。同样地，每个块体31的液体轨道通道42可限定液体燃料共轨22的片段，此于图1和2上有最好显示。

更具体地参考图4，同轴套筒组件30和燃料喷射器25之间的用于防止气体和液体燃料泄漏的可靠的密封接触可通过只将单个的紧固件80上紧到预先设定的转矩负载而得以实现。这可以通过将内部套筒32的第二端62处的计量线(gage line)85定位成延伸超过位于外部套筒33的第二端67处的计量线86预先设定的目标距离△来实现。计量线85、86是密封接触线。预先设定的荷载可通过沿着轴线29作用的荷载调节钳34安置在块体31上，使得外部和内部套筒33、32在它们各自的计量线85、86处就座并密封地接合在公共的锥形座27上。对预先设定的目标距离△的严密控制可以以多种途径实现。在如图的具体实例中，目标距离△被认为是公差d，公差d是公差e、β和α的叠加。空间(dimension)距离E+/-公差e对应于锥形座53的计量线和O形圈密封73在块体31上所靠的肩面之间的距离。空间距离B+/-公差β对应于从外部套筒33的肩表面到外部套筒33的第二端67处的计量线86之间的距离。空间距离A+/-公差α对应于位于内部套筒32的相对端处的计量线87、85之间的距离。假设距离A、B和E可保持在合理的公差内，目标距离△上叠加公差d可被形成为可接受的，使得可靠地形成燃料喷射器25的锥形座27处的合适密封。叠加公差d等于e加β加α。在预先组装过程中，预定的目标距离△可通过选择具有合适空间距离E+/-e的块体31、具有合适的空间距离B+/-β的外部套筒33以及具有合适的空间距离A+/-α的内部套筒32设定在可接受公差内。假设公差叠加e+β+α产生可接受的公差d，那么可通过将单个紧固件80上紧至合适的转矩载荷以沿着中心线29施加合适的载荷来确保简单接近直白的安装。

本领域技术人员将认识到，内部和外部套筒32、33可具有不同的回弹率并可需要不同的载荷水平以确保公共锥形座27处的合适密封。因此，根据具体的设计、套筒材料和几何结构，一些不同的长度，可以是正、负或零，可添加到上述的尺寸上，以确保燃料喷射器25处的合适的密封接触。

为了在发动机10建好后的第一次操作过程中截留通常释放到燃料流中的碎片，同轴套筒组件30可包括气体燃料边缘过滤器36和液体燃料边缘过滤器37。在所示实施例中，液体燃料边缘过滤器37可定位在由内部套筒32限定的液体燃料管道44中。气体燃料边缘过滤器36被显示为定位在外部套筒33内并在两阶段的直径减小部70之间。在所示实施例中，气体燃料边缘过滤器36可通过包括被认为与外部套筒33的内表面69和内部套筒32的外表面63接触的保持器38具有组合的双目的。在所示实施例中，保持器38可包括促进气体燃料沿着气体燃料管道47行进以运动经过边缘过滤器36和外部套筒33之间的过滤器通道93以截留燃料喷射器25上游的碎片的O形圈91。保持器38的外表面包括围绕轴线29分布并垂直于轴线29取向的多个过滤器通道93。在该实施例中，保持器38可包括合适的金属件，例如钢，其被加工成所示的形状并且还包括握紧内部套筒32的外表面63的O型圈91。保持器38可通过金属-金属干涉配合95连接到外部套筒33。

由于内部套筒32不附接到外部套筒33或者块体31，同轴套筒组件30可包括与外表面63接触以在预先安装操作过程中保持内部套筒32与块体31和外部套筒33的保持器38。换言之，保持器38可在预先安装操作过程中阻止内部套筒32脱出外部套筒33。本发明的边缘过滤器36/保持器38允许同轴套筒组件30以精确确定的目标距离Δ预先组装，使得不需要在每个同轴套筒组件30处定制调节而容易和简单地进行安装。在所示实施例中，一致的无泄漏安装可只需要将紧固件80扭转成预定载荷，没有任何其他考虑。

另外参考图5-9，根据本发明的燃料喷射器25包括喷射器主体100，其限定第一喷嘴出口组103、第二喷嘴出口组104和排放出口105。喷射器主体还限定第一燃料入口101和第二燃料入口102，它们可在图4的截面图中看到经过燃料喷射器25的公共锥形座27打开。设置在喷射器主体100内的是第一控制室106和第二控制室107。第一止回阀构件110具有暴露于第一控制室106中的流体压力的关闭液压表面112。第一止回阀构件110能够在关闭位置和打开位置之间运动，在关闭位置，如所示，其与第一座108接触以将第一燃料入口101与第一喷嘴出口组103流体阻断，在打开位置，其与第一座108脱离接触以借助图5中不可见的通道将第一燃料入口101与第一喷嘴出口组103流体连接。第二止回阀构件120具有暴露于第二控制室107中的流体压力的关闭液压表面121。第二止回阀构件120能够在关闭位置和打开位置之间运动，在关闭位置，如所示，其与第二座113接触以将第二燃料入口102与第二喷嘴出口组104流体阻断，在打开位置，其与第二座113脱离接触以借助图5的截面图中不可见的通道将第二燃料入口102与第二喷嘴出口组104流体连接。因此，通过第一止回阀构件110的运动促进第一燃料经第一喷嘴出口组103的喷射，通过第二止回阀构件120的运动促进第二燃料经第二喷嘴出口组104的喷射。本领域技术人员将认识到，第一和第二喷嘴出口组103、104可预期各自包括以本领域公知的方式围绕相应的中心线布置的六个喷嘴出口组。但是，喷嘴出口组103、104可各自包括一个那么少的喷嘴出口或者以任何布置的任何数量的喷嘴出口，不脱离本发明。

第一控制阀构件130定位在喷射器主体100中并能够沿着公共中心线125在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置，第一控制室106与排放出口105流体阻断，在第二位置，第一控制室106与排放出口105流体连接。当第一控制室106流体连接到排放出口105时，第一控制室106中的压力降低，释放关闭液压表面112上的压力，从而允许第一止回阀构件110提升以促进第一燃料(例如天然气)经第一喷嘴出口组103的喷射。第二控制阀构件135定位在喷射器主体100中并能够沿着公共中心线125在第一位置和第二位置之间运动，在第一位置，第二控制室107与排放出口105流体阻断，在第二位置，第二控制室107与排放出口105流体连接。当第二控制室107流体连接到排放出口105时，作用在关闭液压表面121上的流体压力释放以允许第二止回阀构件120提升至打开位置，以促进第二燃料(例如液体柴油)经第二喷嘴出口组104的喷射。在所示实施例中，第二控制阀构件135与公共中心线125相交，但第一控制阀构件130限定贯通的与公共中心线125同心的钻孔131。在所示的燃料喷射器125中，相应的控制阀构件130、135可分别利用第一和第二电致动器运动到其相应的第二位置。特别是，通过多个推动件143，第一电枢141可操作地联接成运动第一控制阀构件130，第二电枢142可操作地联接成运动第二控制阀构件135。共享的定子144将第一电枢141与第二电枢142分离。第一控制阀构件130通过弹簧146朝着其第一位置偏置以将第一控制室106与排放出口105阻断。第一和第二电枢141、142也通过弹簧146朝着其初始的相应初始气隙位置偏置。第二弹簧147将第二控制阀构件135朝着第二控制室106与排放出口105流体阻断的其第一位置偏置。

现在更具体地参考图6和7的放大图，第一控制阀构件130在第一位置和第二位置分别与第一阀座150接触和脱离接触。同样，第二控制阀构件135在其第一位置和第二位置分别与第二阀座155接触和脱离接触。在所示的实施例中，第一阀座150和第二阀座155中的一个是平座151，另一个是锥形座156。在所示的实施例中，第一阀座150具有平座151，第二阀座155是锥形座156。但是，本领域技术人员将认识到，燃料喷射器25的排布可以颠倒，而不脱离本发明。图7中最佳显示，响应于安装在公共定子144中的下部线圈的通电和断电，第一控制阀构件130可附接成与第一电枢141一起运动。特别是，第一控制阀构件130可限制为在平座151和停止件152之间运动。在所示实施例中，第一控制室106通过控制通道133流体连接到平座151。虽然不是必要的，但控制通道133可借助环形槽132打通第一座151，以在第一控制室106流体连接到排放出口105时为流动提供大流动面积和平衡。在所示实施例中，第一控制室106始终借助F孔口160和Z孔口161流体连接至第二燃料入口102中的高压。借助通道流体连接到第二燃料入口102的相应F和Z孔口160和161的上游端在截面图中不可见。但是，该流体连接始终不受阻。第一控制室106借助所谓的A孔口163流体连接到控制通道133。因此，在第一控制阀构件130提升离开平座151时，第一控制室106变为借助A孔口163、控制通道133和环形槽132流体连接到排放出口105。在此过程中，第二燃料入口102中的高压也借助Z孔口161和F孔口160直接流体连接到排放出口105。但是，连接到排放出口105足以降低控制室106中的压力以允许第一止回阀构件110提升和打开，以开始喷射事件。当第一控制阀构件130向下运动以关闭平座151时，通过F孔口160和Z孔口161促进的到高压第二燃料入口102的并联流体连接允许压力在控制室106中快速建立，以突然结束喷射事件。

第二控制阀构件135可限制为在锥形座156和另一平座157之间运动。第二控制室107也可借助其自己的F孔口170和Z孔口171流体连接到高压的第二燃料入口102，其上游端借助截面图中不可见的通道流体连接到第二燃料入口102。当上部线圈被通电时，第二电枢142将与推动件143向下运动，从而将控制阀构件135运动成与锥形座156脱离接触，借助A孔口173、经过锥形座156并借助在截面图中不可见的到排放口105的流体连接将第二控制室107流体连接到排放出口105。当这发生时，控制阀构件135也向下运动成与平座157接触，阻挡F孔口，以加速控制室107中的压力降，以更加快速地促进第二止回阀构件120的向上运动，从而开始喷射事件。当上部线圈被断电时，电枢142在弹簧146的作用下向上运动，并且控制阀构件135向上运动以在第二弹簧147的作用下关闭锥形座156。当这发生时，高压借助现在由F孔口170促进的开放流体连接和单独的Z孔口171快速返回控制室107，以快速地加速第二止回阀构件120的向下运动，从而结束喷射事件。由于在第一止回阀构件110中，F和Z孔口170、171彼此流体并联。因此，第二控制阀构件135限制为在锥形座156和平座157之间运动。重申，当第一控制阀构件130处于其第一位置或其第二位置时，第一控制室106经流体并联的两个孔口160、161(F孔口和Z孔口)流体连接到第二燃料入口102。第一控制室106和第二控制室107的每个在第一控制阀构件130和第二控制阀构件135在其相应的第一位置和在其相应的第二位置时流体连接到第二燃料入口102。

在所示的实施例中，第一止回阀构件110和第二止回阀构件120沿着彼此平行但与公共中心线125间隔开的相应线111和122运动。然而，本领域技术人员将认识到该结构可以是不同的。例如，与公共中心线125同心的双同心止回阀构件也落入本发明的范围。

虽然相应控制室106和107中的压力可使用本领域以前描述类型的二通或三通阀以已知的方式控制，但本发明还想到利用所谓的F、A和Z孔口来提高相应止回阀构件110和120的打开和关闭性能的更加先进的压力控制策略。

每个同轴套筒组件30的内部套筒32和外部套筒33可以匹配成对使得内部套筒32一端62处的计量线85延伸超过外部套筒33一端67处的计量线67一预定目标距离Δ。这确保内部和外部套筒32、33响应于沿着轴线29在同轴套筒组件30上的预定载荷就座在公共锥形座27上。因此，每个同轴套筒组件可以与发动机10中的任何其他同轴套筒组件互换。但是，有可能期望一个同轴套筒组件30的至少一个外部套筒33将不匹配发动机10中的另一同轴套筒组件30的内部套筒32。因此，同轴套筒组件最好在燃料***20安装在发动机10中之前预先组装。预先组装的同轴套筒组件30在预先安装操作过程中通过保持器38保持在一起。在预先安装操作过程中没有强制拆卸的情况下，保持器38应当抵抗内部套筒32与其匹配的外部套筒33分离。然而，保持器38可允许外部套筒33和内部套筒32之间沿着轴线29的一些相对运动，例如在燃料***20安装到发动机10的过程中会发生的那些。安装后，保持器38留在原位并对燃料***11的操作是惰性的。强制的拆卸指匹配的套筒对32、33将不意外分离，例如通过掉落或甚至是误操作。强制的拆卸需要将内部套筒32和外部套筒33中的一个与保持器38分离的意图且可能是工具。对燃料***20的操作是惰性的意思是燃料流经或经过保持器38而不干扰到燃料喷射器25的流动，即使保持器可包括用于从燃料流捕获释放的碎片的边缘过滤器36。

工业实用性

本发明广泛适用于利用两种流体区分的共轨来输送燃料至与每个发动机气缸相关的单个燃料喷射器的任何发动机。相应共轨的内容物可在压力、化学特性和物质相的至少一个方面不同，而不脱离本发明。在所示的例子中，相应的共轨可通过容纳分别在不同压力的天然气和液体柴油燃料而在所有三个方面都不同。本发明在内部套筒32、外部套筒33与每个燃料喷射器25的公共锥形座27的合适密封接合要求需要在预先安装处理过程中利用保持器38保持在一起的配对的内部和外部套筒的情况中找到特别应用。

回头参考图1-9，一种操作双燃料发动机10的方法通过将双燃料共轨***20组装到发动机壳体11开始。气体燃料通过相应的同轴套筒组件30从气体燃料共轨21供应至多个燃料喷射器25的每个燃料喷射器。同样，液体燃料通过相同的相应同轴套筒组件30从液体燃料共轨22供应至多个燃料喷射器25的每个燃料喷射器。在操作中，响应于从电子发动机控制器15连通到燃料喷射器25的气体燃料喷射信号，气体燃料从每个喷射器25喷射到发动机气缸12中。特别是，气体燃料喷射事件通过为下部电致动器(下部线圈)通电而使电枢141和第一控制阀构件130向上运动与平座151脱离接触来开始。这将控制室106流体连接到排放出口105以降低作用在关闭液压表面112上的压力。气体燃料止回阀110接着提升脱离与座108的接触，从而开始将气体燃料喷射出第一喷嘴出口组103。喷射事件通过为下部电致动器断电以允许电枢141和控制阀构件130在弹簧146的作用下向下运动回到接触以关闭平座151来结束。当此发生时，压力突然升高且作用在关闭液压表面112上的控制室106向下推动止回阀构件106回到与座108接触，从而结束气体燃料喷射事件。同样，响应于来自电子发动机控制器15的液体燃料喷射信号，液体燃料从燃料喷射器25直接喷射到发动机气缸12中。特别是，液体燃料喷射事件通过为上部电致动器通电而使电枢142沿着公共中心线125运动来开始。这造成推动件143将第二控制阀构件135运动与锥形座156脱离接触。这又释放控制室107中的压力，允许止回阀构件120提升脱离与座113的接触，从而开始液体燃料离开喷嘴出口组104的喷射事件。为了结束喷射事件，上部电致动器(上部线圈)被断电。当这完成时，弹簧146向上推动电枢142，同时弹簧147推动第二控制阀构件135向上回到与锥形座156的接触，从而关闭控制室107和排放出口105之间的流体连接。当这完成时，作用在关闭液压表面121上的压力快速升高，造成止回阀构件120向下运动并回到与座113接触以结束液体燃料喷射事件。液体和天然气喷射事件都是通过经流体并联的相应F孔口160、170和Z孔口161、171流体连接相应的控制室107、106和液体燃料共轨22来结束的。

气体燃料喷射量在多个燃料喷射器25之间的变化可通过利用由每个相应的同轴套筒组件30限定的压力缓冲室48来缓冲从气体燃料共轨21到达的压力波来减小。在气体燃料喷射过程中，气体燃料从气体燃料通道46到达套筒室52。气体燃料接着在边缘过滤器36的槽中流动，碎片被截留在边缘过滤器36的外表面和外部套筒33的内表面69之间。这种流动形式可通过具有促进保持器38和包括内部套筒32、边缘过滤器32和块体31的各种其他部件之间的密封接触的配合几何结构来促进。在每个同轴套筒组件30的预先组装过程中，如前面讨论的那样设定预定目标距离Δ。其中一种讨论的策略(例如O形圈、提升的密封平台、锥对锥或者环形焊缝)可用于密封以防止气体燃料从外部套筒33和块体31之间泄漏。

在安装过程中，内部套筒32可夹持在块体31的锥形座53和相应燃料喷射器25的公共锥形座27之间。通过为每个同轴套筒组件利用块体31并通过将其按照需要适当地取向，双燃料公共***20通过利用相同的气体燃料管线片段18、液体燃料管线片段19以及相应的气体轨道通道45和液体轨道通道42内接收的相关配件将多个同轴套筒组件菊花链接在一起便利了气体燃料共轨21和液体燃料共轨22的构建。所示的预先安装构造和安装构造都用来保持每个同轴套筒组件30的内部套筒32与相应的外部套筒33不接触。

本发明解决了与由气体燃料喷射事件过程中燃料喷射器25内的压力波动造成的气体燃料喷射率和量的不希望且可能是不可预测的变化相关的之前未被承认的问题。本发明通透地认识到，液体燃料供应中的小流动面积孔口抑制了相关液体燃料喷射变化中的压力波动，而扩大体积的压力缓冲室48用作类似目的，即减小气体燃料喷射事件过程中相应燃料喷射器25内的压力波动。

在组装燃料***20之前，多个套筒组件30被预先组装成包括块体31、内部套筒32和外部套筒33。在预先组装过程中，为了使每个套筒组件30的内部套筒32与外部套筒33匹配，检查尺寸使得内部套筒32一端处的计量线85延伸超过外部套筒33一端的计量线86一预定目标距离Δ。这确保内部和外部套筒32、33将响应于沿着轴线29在同轴套筒组件30上的预定载荷就座和密封在公共锥形座27上。在匹配后，内部和外部套筒32、33可利用定位在内部和外部套筒32、33之间的保持器38在预先安装操作过程中保持在一起。虽然不是必要的，保持器38也可用来保持内部套筒32和外部套筒33彼此不接触。在燃料***20安装后，保持器38留在原位，但优选对于发动机10的操作是惰性的。

应当理解，上面的描述仅仅用于说明目的，不意在以任何方式限制本发明的范围。因此，本领域技术人员将认识到，从对附图、公开内容和权利要求的研究可得到公开内容的其他方面。

Claims (20)

1.一种燃料喷射器,包括:

喷射器主体,其限定第一燃料入口、第二燃料入口、第一喷嘴出口组、第二喷嘴出口组和排放出口，并且其中设置有第一控制室和第二控制室；

第一止回阀构件，其具有暴露于所述第一控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第一座接触以流体阻断所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的关闭位置和与所述第一座不接触以流体连接所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的打开位置之间运动；

第二止回阀构件，其具有暴露于所述第二控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第二座接触以流体阻断所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的关闭位置和与所述第二座不接触以流体连接所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的打开位置之间运动；

第一控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所述第一控制室与所述排放出口流体阻断的第一位置和所述第一控制室与所述排放出口流体连接的第二位置之间运动；

第二控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所述第二控制室与所述排放出口流体阻断的第一位置和所述第二控制室与所述排放出口流体连接的第二位置之间运动。

2.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第一控制阀构件和所述第二控制阀构件中的一个与所述公共中心线相交；并且

所述第一控制阀构件和所述第二控制阀构件中的另一个限定穿过其中的与所述公共中心线同心的钻孔。

3.根据权利要求1所述的燃料喷射器，包括：

第一电枢，其可操作地联接成运动所述第一控制阀构件；

第二电枢，其可操作地联接成运动所述第二控制阀构件；以及

共享的定子，其将所述第一电枢与所述第二电枢分离。

4.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第一控制阀构件在所述第一位置和第二位置分别与第一阀座接触和不接触；

所述第二控制阀构件在所述第一位置和第二位置分别与第二阀座接触和不接触；

所述第一阀座和第二阀座中的一个是平座。

5.根据权利要求4所述的燃料喷射器，其中，所述第一阀座和所述第二阀座中的另一个是锥形座。

6.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第二控制阀构件被限制为在锥形座和第二平座之间运动；并且

所述第一控制阀构件被限制为在第一平座和停止件之间运动。

7.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第一止回阀构件和第二止回阀构件分别沿着均与公共中心线平行但与公共中心线间隔开的第一线和第二线运动。

8.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，所述第一控制室经在所述第一控制阀构件处于第一位置时流体并联的两个孔口流体连接到第一燃料入口和第二燃料入口中的一个。

9.根据权利要求1所述的燃料喷射器，其中，在所述第一控制阀构件和第二控制阀构件处于各自的第一位置时，所述第一控制室和第二控制室中的每个流体连接到第一燃料入口和第二燃料入口中的一个。

10.一种燃料***，包括：

多个燃料喷射器，其各自包括喷射器主体，喷射器主体限定第一燃料入口、第二燃料入口、第一喷嘴出口组、第二喷嘴出口组和排放出口，并且其中设置第一控制室和第二控制室；第一止回阀构件，其具有暴露于所述第一控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第一座接触以流体阻断所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的关闭位置和与所述第一座不接触以流体连接所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的打开位置之间运动；第二止回阀构件，其具有暴露于所述第二控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第二座接触以流体阻断所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的关闭位置和与所述第二座不接触以流体连接所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的打开位置之间运动；第一控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所述第一控制室与所述排放出口流体阻断的第一位置和所述第一控制室与所述排放出口流体连接的第二位置之间运动；第二控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所述第二控制室与所述排放出口流体阻断的第一位置和所述第二控制室与所述排放出口流体连接的第二位置之间运动；

第一燃料源，其流体连接到第一燃料入口；

第二燃料源，其流体连接到第二燃料入口；

电子控制器，其与所述多个燃料喷射器的每个控制连通；并且

所述第一燃料在化学特性、物质相和压力的至少一个上不同于所述第二燃料。

11.根据权利要求10所述的燃料***，其中，所述第一燃料源包括第一共轨；并且

所述第二燃料源包括第二共轨。

12.根据权利要求11所述的燃料***，其中，所述第一燃料是天然气；

所述第二燃料是液体柴油燃料；

所述第一共轨处于第一压力；并且

所述第二共轨处于大于所述第一压力的第二压力。

13.根据权利要求12所述的燃料***，其中，所述多个燃料喷射器的每一个的喷射器主体包括公共的锥形座，所述第一燃料入口和第二燃料入口经所述公共的锥形座打开。

14.根据权利要求13所述的燃料***，其中，所述第一控制阀构件和所述第二控制阀构件中的一个与所述公共中心线相交；并且

所述第一控制阀构件和所述第二控制阀构件中的另一个限定穿过其中的与所述公共中心线同心的钻孔。

15.根据权利要求14所述的燃料***，其中，每个燃料喷射器包括可操作地联接成运动所述第一控制阀构件的第一电枢、可操作地联接成运动所述第二控制阀构件的第二电枢以及将所述第一电枢与所述第二电枢分离的共享的定子；

其中，每个燃料喷射器的所述第一止回阀构件和第二止回阀构件分别沿着均与公共中心线平行但与公共中心线间隔开的第一线和第二线运动；并且

其中，每个燃料喷射器的所述第一控制室经在所述第一控制阀构件处于第一位置时流体并联的两个孔口流体连接到第一燃料入口和第二燃料入口中的一个。

16.一种操作燃料***的方法，所述燃料***包括多个燃料喷射器，所述燃料喷射器均包括限定第一燃料入口、第二燃料入口、第一喷嘴出口组、第二喷嘴出口组和排放出口，并且其中设置有第一控制室和第二控制室的喷射器主体；第一止回阀构件，其具有暴露于所述第一控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第一座接触以流体阻断所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的关闭位置和与所述第一座不接触以流体连接所述第一燃料入口与所述第一喷嘴出口组的打开位置之间运动；第二止回阀构件，其具有暴露于所述第二控制室中的流体压力的关闭液压表面，并能够在与第二座接触以流体阻断所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的关闭位置和与所述第二座不接触以流体连接所述第二燃料入口与所述第二喷嘴出口组的打开位置之间运动；第一控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所述第一控制室与所述排放出口流体阻断的第一位置和所述第一控制室与所述排放出口流体连接的第二位置之间运动；第二控制阀构件，其定位在所述喷射器主体中并能够沿着公共中心线在所述第二控制室与所述排放出口流体阻断的第一位置和所述第二控制室与所述排放出口流体连接的第二位置之间运动，所述方法包括步骤：

通过将第一控制阀构件沿着公共中心线从第一位置运动到第二位置从第一喷嘴出口组喷射第一燃料；以及

通过将第二控制阀构件沿着公共中心线从第一位置运动到第二位置从第二喷嘴出口组喷射第二燃料。

17.根据权利要求16的方法，其中，所述第一燃料是天然气，所述第二燃料是液体柴油燃料。

18.根据权利要求17的方法，包括步骤：

从气体燃料共轨供应天然气到燃料喷射器的第一燃料入口；以及

从液体燃料共轨供应液体柴油燃料到燃料喷射器的第二燃料入口。

19.根据权利要求18的方法，包括步骤：

通过将第一控制阀构件运动成与平座接触结束天然气喷射事件；以及

通过将第二控制阀构件运动成与锥形座接触结束液体柴油喷射事件。

20.根据权利要求19的方法，其中，结束天然气喷射事件的步骤包括经流体并联的第一F和Z孔口将第一控制室流体连接到液体燃料共轨；并且

结束液体柴油喷射事件的步骤包括经流体并联的第二F和Z孔口将第二控制室流体连接到液体燃料共轨。