CN104364509B - 管连接器和燃料喷射*** - Google Patents

Abstract

一种管连接器(24)，其包括：可连接到第一双壁管的第一接头(25)，第一接头(25)包括可连接到第一双壁管的内部流动空间的第一部分(45)和可以连接到第一双壁管的外部流动空间的第二部分(46)；可连接到第二双壁管的内部流动空间的第二接头(26)；第三接头(27)；以及被布置成与第一接头的第二部分(46)流动连接的泄漏通道(31)。管连接器配备有闭合件(34)，其具有：第一位置，其中从泄漏通道(31)到泄漏出口(32)的流体流动被阻止；以及第二位置，其中从泄漏通道(31)到泄漏出口(32)的流体流动被允许，其中闭合件(34)被布置成当泄漏通道(31)中的流体压力上升到预定极限值之上时从第一位置向第二位置移动。管连接器(24)还配备有堵塞部件(28)，用于阻止来自第二双壁管的外部流动空间的流体流动通过管连接器(24)。

Description

管连接器和燃料喷射***

技术领域

本发明涉及用于使第一双壁管、第二管和第三管互连的管连接器。本发明还涉及燃料喷射***。

背景技术

公知将柴油机燃料管布置在另一管内部以便将可能的泄漏保持在外管内部。万一有泄漏，可以沿着外管的内部将泄漏的燃料从发动机附近带走。为了检测到泄漏，在这种方案中采用了例如多种塞子。因此可以通过拔去塞子来检测到泄漏。其它使用的方法有利用可脱离的软管，通过拆开这样的软管，也可检测到泄漏。然而，这样的已有方法很不精细，因为通过这样的方法定位泄漏很慢而且也很麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的用于连接双壁管的管连接器。本发明的进一目的在于提供具有改善的燃料泄漏检测***的燃料喷射***。

这些目的通过公开的第一方面和第六方面来实现。

根据本发明的管连接器包括：连接器本体；能连接到第一双壁管的第一接头，第一接头包括能连接到所述第一双壁管的内部流动空间的第一部分和能连接到所述第一双壁管的外部流动空间的第二部分；能连接到所述第二双壁管的内部流动空间的第二接头；第三接头，该第三接头包括第一部分和第二部分，该第三接头的第一部分能连接到所述第三管；以及流体通道，该流体通道被布置在所述连接器本体内用于使所述第一接头的第一部分、所述第二接头及所述第三接头的第一部分互连。该管连接器包括：泄漏通道，该泄漏通道被布置成与所述第一接头的第二部分流体连接；泄漏出口，该泄漏出口用于排放来自所述泄漏通道的流体；排放通道，该排放通道从所述第三接头的第二部分延伸到所述泄漏出口并且在它们之间提供连续的流体连接；以及闭合件，该闭合件具有第一位置和第二位置，在该第一位置，从所述泄漏通道到所述泄漏出口的流体流动被阻止；在该第二位置，从所述泄漏通道到所述泄漏出口的流体流动被允许。该闭合件被布置成当所述泄漏通道中的流体压力上升到预定极限值之上时从该第一位置向该第二位置移动。该管连接器还包括：堵塞部件，该堵塞部件用于阻止来自所述第二双壁管的外部流动空间的流体流动通过所述管连接器，以及分支点，该分支点用于将所述流体通道分成三个分支通道，其中第一分支通道从该分支点延伸到该第一接头，第二分支通道从该分支点延伸到该第二接头以及第三分支通道从该分支点延伸到该第三接头。所述第三分支通道配备有节流阀，流体被布置成通过该节流阀流向第三接头。

第三通道中的节流阀减弱了由高压泵引起的压力脉动，其中高压泵被连接到管连接器以将流体供给管连接器。节流阀因此有助于避免供应流体到管连接器的***和进一步输送流体的***之间的干涉。

附图说明

下面将通过举例的方式结合相应附图详细地描述本发明，其中：

图1为根据本发明一个实施例的管连接器的剖视图，以及

图2示意性地示出了根据本发明一个实施例的燃料喷射***。

具体实施方式

图1所示为用于将第一双壁管、第二双壁管和第三管相互流体连通地连接在一起的管连接器24。双壁管包括用于例如燃料的流体的内部流动空间和用于从内部流动空间泄漏的流体的外部流动空间。管连接器24被安排成使第一双壁管的内部流动空间、第二双壁管的内部流动空间和第三管互连。

管连接器24包括3个接头25、26、27。第一接头25能够连接到第一双壁管。第一接头25包括可以连接到第一双壁管的内部流动空间56的第一部分45和可以连接到第一双壁管的外部流动空间57的第二部分46。第二接头26可以连接到第二双壁管的内部流动空间。第三接头27包括第一部分43和第二部分44。第一部分43可以连接到第三管。第三管可以是双壁管，其包括用于流体的内部流动空间和用于可能的泄漏流体的外部流动空间。在这种情况下，第三接头27的第一部分43可以连接到第三管的内部流动空间，第三接头27的第二部分44可以连接到第三管的外部流动空间。

管连接器24包括连接器本体28，在其中布置有使第一接头25的第一部分45、第二接头26以及第三接头的第一部分43相互流体连接的流体通道29。泄漏通道31被布置在连接器本体28内与第一接头25的第二部分46流动连接。管连接器24包括泄漏出口32用于将来自泄漏通道31的流体排出。管连接器24包括排放通道36，其从第三接头27的第二部分44延伸到泄漏出口32并且提供它们之间的连续流动连接。排放通道36被布置在连接器本体28内。管连接器24包括用于阻止来自第二双壁管的外部流动空间的流体流动穿过管连接器24的阻塞部件。布置阻塞部件从而持续地防止来自第二双壁管的外部流动空间的流体流动穿过管连接器24。连接器本体28可以充当这样的阻塞部件。可与第二接头26连接的第二双壁管的外部流动空间与泄漏出口32及泄漏通道31流体隔开。

第一接头25的中心轴线58布置成与第二接头26的中心轴线59成20°至120°的角度。通过这样的角度范围，提供了到达被连接到管连接器24的各管的更好通路。而且管连接器24的强度增大。第一接头25的中心轴线58和第二接头26的中心轴线59能被布置为相互成一个锐角，特别是40°至60°的角。

第三接头27的中心轴线69相对于第一接头的中心轴线58和第二接头的中心轴线59成120°至170°的角。

流体通道29包括分支点60，分支点60将流体通道29分成三个分支通道61、62、63。第一分支通道61从分支点60延伸到第一接头25。第二分支通道62从分支点60延伸到第二接头26以及第三分支通道63从分支点60延伸到第三接头27。

第三分支通道63配备有节流阀64，燃料布置成通过节流阀64流向第三接头27。节流阀64是具有比第三分支通道63小的直径的节流孔64。节流孔64的有效截面流通面积是第三分支通道63的有效截面流通面积的40-60％。由于具有这个范围，能获得足够的压降并且能避免涡穴。

管连接器24配备有用于接收压力传感器66的接收部件65，压力传感器66被布置成测量在节流孔64和第三接头27之间第三分支通路63中的流体压力。接收部件65配备有压力传感器66。管连接器29还配备有用于接收另外的压力传感器68的另外的接收部件67，另外的压力传感器68被布置成测量第一分支通道61或第二分支通道62中的流体压力。另外的接收部件67配备有另外的压力传感器68。例如，连接器主体28内的开口能够充当接收部件65和另外的接收部件67。

管连接器24配备有用于检测流体例如燃料流入泄漏通道31的泄漏检测器33。泄漏检测器33包括伸入泄漏通道31的闭合件例如销34。销34具有第一位置和第二位置，在第一位置，阻止从泄漏通道31向泄漏出口32的流体流动，在第二位置，允许从泄漏通道31向泄漏出口32的流体流动。闭合件34被布置成当泄漏通道31内的压力上升到预定极限值之上时从第一位置向第二位置移动。在第一位置，销34堵塞泄漏通道31并且因此阻止燃料从泄漏通道31向泄漏出口32流动。在第二位置，销34未封住泄漏通道31使得在泄漏通道31和泄漏出口32之间存在流动连接。

销34配备有保持件，用于当泄漏通道31内的压力低时将销34保持在第一位置。保持件包括橡胶或其它合适材料制成的环35并且环35被布置成环绕销34的外表面。环35紧靠泄漏通道31的内表面。使销34开始从第一位置朝着第二位置移动的压力可以通过合理设计环35来设置。在第二位置，销34从连接器主体28伸出。因此，销34的第二位置能够从连接器24的外部检测到。由于泄漏通道31仅与一个接头处于流体连接，伸出的销34表明哪个双壁供给管发生了泄漏。

图2示意性示出了大型往复式发动机例如大型柴油机的燃料喷射***1。发动机的汽缸可以布置成直列或V型结构。在此涉及的大型往复式发动机是那些能被用做船的例如主发动机和辅助发动机或用于生成热和/或电的发电厂的主发动机和辅助发动机。发动机可以是通过重燃油运行的。燃料喷射***1包括用于将燃料喷入发动机各汽缸的多个燃料喷射器6。而且，燃料喷射***包括燃料源，例如燃料箱2，燃料从燃料箱2通过低压泵3沿着燃料管路4被泵入高压泵5。高压泵5将燃料压力提升到一个水平，在该水平下，在各喷射器6中能获得足够的喷射压力。如果多个汽缸被布置成V型结构，燃料喷射***1可以包括用于两排汽缸列的公用高压泵或为每排汽缸列配备单独的高压泵。高压泵5配备有用于测量燃料温度的温度传感器47。

燃料喷射***1包括双壁供给管7，用于从高压泵5朝着各燃料喷射器6输送燃料。双壁供给管7的一端连接到高压泵5。双壁供给管7包括用于朝着各喷射器6输送燃料的内部流动空间56和用于可能的泄漏燃料的外部流动空间57(如图1所示)。通过内部流动空间56，燃料从高压泵5朝着各喷射器6输送。外部流动空间用做可能的泄漏燃料的收集通道。每个喷射器6利用单独的供应管8连接到双壁供给管7。供应管8的第一端连接到喷射器6。供应管8的第二端利用图1所示的管连接器24连接到双壁供给管7。供给管7可以配备有压力传感器55，其被布置成测量内部流动空间56内的燃料压力。压力传感器55可以被安装在高压泵5和位于高压泵5下游的第一管连接器24之间。

管连接器24的第一接头25和第二接头26被连接到双壁供给管7。第一接头25的第一部分45和第二接头26被连接到双壁供给管7的内部流动空间56。第一接头25的第二部分46被连接到双壁供给管7的外部流动空间57。第三接头27的第一部分43被连接到供应管8。被连接第二接头26的双壁供给管7的外部流动空间与泄漏通道31和连接到第一接头25的供给管7的外部流动空间流体隔开。因此，管连接器24件将双壁供给管7的外部流动空间分成多个彼此流体分开的隔室30。被连接到第二接头26的供给管7的外部流动空间与泄漏通道31及泄漏出口32流体隔开。

双壁供给管7配备有循环阀23用于将供给管7连接到燃料箱2。循环阀23使得燃料能够在喷射***1内循环，例如在启动发动机之前加热发动机。进一步地，双壁供给管7配备有安全阀40，其保护燃料喷射***1使其不遭受超压。安全阀40保持供给管7内的压力低于预定的最大值。安全阀40还可充当降压阀，利用它能够对燃料喷射***1进行减压。安全阀40的出口侧配备有从安全阀40排放的燃料流动通过的排放容器48和节流阀49。节流阀49被放置在容器48的下游。排放容器48和节流阀49减弱了燃料压力脉动。而且，安全阀40的出口侧配备有用于测量燃料温度的温度传感器54以便展现来自安全阀40的燃料泄漏。循环阀23和安全阀40通过回流管路41连接到燃料箱2。循环阀23和安全阀40可以集成到单个阀模块50中。此外，阀模块50包括排放容器48和节流阀49。阀模块50还可以包括燃料温度传感器54。循环阀23和安全阀40在最末的管连接器24的下游位置连接到双壁供给管7。高压容积部51可以连接到双壁供给管7的内部流动空间。高压容积部51的目的在于减弱内部流动空间内的燃料压力脉动。高压容积部51能够在最末的管连接器24的下游位置连接到双壁供给管7。阀模块50可以配备有压力传感器52，其被布置成测量双壁供给管7的内部流动空间内的燃料压力。压力传感器55和燃料压力传感器52的压力测量值用于内部流动空间内的燃料压力控制。可以基于传感器52、55测得的较高压力来控制内部流动空间内的燃料压力。

燃料喷射***1没有配备燃料借以供给到供应管8中的蓄压器(共轨)。传统的共轨燃料喷射***包括蓄压器，来自高压泵的燃料被供入蓄压器并且燃料进一步从蓄压器通过供应管供入一个或多个喷射器。图1所示的喷射***没有包括这样的蓄压器，也就是一个或多个供应管8连接到其上的蓄压器。在燃料喷射领域公知，蓄压器必须存储大量的增压燃料也就是燃料被积聚在蓄压器内。取决于蓄压器的形状，蓄压器的横截流通面积通常比连接到那里的燃料排放管的大得多。在附图所示的实施例中，供给管7的横截面流通面积(内部流动空间)与连接到其上的供应管8的横截面流通面积一样大或稍微大一点。

在图1中更详细显示了燃料喷射器6的基本结构。各燃料喷射器6安装在发动机的汽缸盖9上。汽缸盖9包括将供应管8布置在其中的孔20。燃料喷射器6包括喷射器本体10，在其中布置有燃料腔12和阀针11。阀针11控制从燃料腔12到发动机汽缸13的燃料喷射。取决于阀针11的位置，从燃料腔12到汽缸13内的燃料喷射被允许或阻止。喷射器6包括用于燃料的蓄压器14。蓄压器14可以是喷射器6的一体部分。蓄压器14可以被布置在喷射器本体10内。蓄压器14的容积为满(100％)发动机负荷下的一个喷射事件期间喷射器6喷射的燃料量(体积)的至少40倍，特别地为50至70倍。

蓄压器14与燃料腔12经由连接通道15流动连接。在连接通道15内布置有流动保险16。在喷射器6故障的情况下，例如当阀针11没能适当关闭时，流动保险16阻止燃料从喷射器蓄压器14流向燃料腔12。

喷射器6包括通过供应管8将燃料供入其中的控制腔17。控制腔17的进口配备有节流阀18，通过节流阀18能够限制流入控制腔17的燃料。控制腔17内的燃料压力作用在阀针11上。由控制腔17内的燃料压力引起的力促使阀针11朝着关闭位置移动。能够通过调整控制腔17内的燃料压力来控制阀针11的运动并因此控制进入汽缸13的燃料喷射。用于排放来自控制腔17的燃料的回流管路19被连接到喷射器6。回流管路19被布置在汽缸盖9的第二孔53内或连接到第二孔53。控制阀21被布置在回流管路19中用于控制来自控制腔17的燃料排放。控制阀21可以是电磁阀。喷射器6还配备有促使阀针11朝着关闭位置运动的弹簧22。

为了开始燃料喷射，控制阀21打开。燃料从控制腔17流入回流管路19并且控制腔17内的燃料压力减小。燃料流过第二孔53和回流管路21进入燃料箱2。当控制腔17内的压力足够低时，由控制腔17内的燃料压力引起的力克服弹簧22的力朝打开位置促动阀针11。结果，阀针11被从其座提起并且燃料从燃料腔12被喷入汽缸13。当控制阀21被关闭时，控制腔17内的燃料压力升高。于是，阀针11回到其关闭位置紧靠座从而从燃料腔12到汽缸13内的燃料喷射停止。

供应管8被布置在汽缸盖9中的孔20内。管连接器24被连接到汽缸盖9使得孔20开口包围第三接头27以及排放通道开口。管连接器24包括安装支架42，管连接器24通过安装支架42被附接到汽缸盖9。供应管8的外表面和孔20的内表面之间的间隙充当用于从喷射器6泄漏的燃料的排放通道。孔20与泄漏出口32通过排放通道36流体连接。因此，从喷射器6泄漏的燃料能够通过泄漏出口32排出。

图1所示为正常情况，其中没有泄漏，销34在连接器主体28内位于第一位置。如果泄漏的燃料流向泄漏通道31，泄漏通道31内的压力开始上升。当泄漏通道31内的压力上升到预定水平之上时，销34开始从连接器主体28向外移动直到到达第二位置。在第二位置，燃料从泄漏通道31流向泄漏出口32。因为泄漏通道31仅与一个隔室30流动连接，伸出的销34还表明哪个供应管段发生了泄漏。来自连接到第二接头26的双壁供给管的外部流动空间57的燃料被阻止流过管连接器24。因此，来自每个隔室30的外部流动空间57的燃料可以仅通过一个管连接器24排放。

排放管路37被连接到泄漏出口32。来自管连接器24的排放管路37被连接到共用收集管路38。来自排放管路37的泄漏燃料流被引入收集管路38。收集管路38配备有泄漏检测装置39。泄漏检测装置39被连接到收集管路38的一个位置，来自排放管路37的所有燃料都通过该位置。因为在各喷射器6的正常工作状态下会有少量燃料从各喷射器6泄漏，有利的是仅检测到大的泄漏燃料流。因此，泄漏检测装置39被布置成仅检测具有预定值之上的流速的燃料流。当超过预定流速时，泄漏检测装置39被布置成触发警报或以其它方式表明存在来自喷射器6或双壁供给管7的泄漏。如果泄漏检测装置指示有泄漏并且所有销34都在位置上，则燃料从喷射器6和/或供应管8泄漏。相应地，如果至少一个销34位于第二位置，则燃料从双壁供给管7泄漏。销34还表明哪个供给管段发生泄漏。

管连接器24中的节流阀64减弱了由高压泵5引起的燃料压力脉动。压力传感器66和另一压力传感器68监测管连接器24中在节流阀64两侧的燃料压力。压力传感器66和另一压力传感器68的压力值能被用来控制喷射***1。

Claims (10)

1.一种管连接器(24)，该管连接器使第一双壁管的内部流动空间、第二双壁管的内部流动空间及第三管互连，该管连接器(24)包括：

连接器本体(28)，

能连接到所述第一双壁管的第一接头(25)，第一接头(25)包括能连接到所述第一双壁管的内部流动空间的第一部分(45)和能连接到所述第一双壁管的外部流动空间的第二部分(46)，

能连接到所述第二双壁管的内部流动空间的第二接头(26)，

第三接头(27)，该第三接头包括第一部分(43)和第二部分(44)，该第三接头的第一部分(43)能连接到所述第三管，

流体通道(29)，该流体通道被布置在所述连接器本体(28)内用于使所述第一接头的第一部分(45)、所述第二接头(26)和所述第三接头(27)的第一部分(43)互连，

泄漏通道(31)，该泄漏通道被布置成与所述第一接头(25)的第二部分(46)流动连接，

泄漏出口(32)，该泄漏出口用于排放来自所述泄漏通道(31)的流体，

排放通道(36)，该排放通道从所述第三接头(27)的第二部分(44)延伸到所述泄漏出口(32)并且在它们之间提供连续的流动连接，

闭合件(34)，该闭合件具有第一位置和第二位置，在该第一位置，从所述泄漏通道(31)到所述泄漏出口(32)的流体流动被阻止，在该第二位置，从所述泄漏通道(31)到所述泄漏出口(32)的流体流动被允许，该闭合件(34)被布置成当所述泄漏通道(31)中的流体压力上升到预定极限值之上时从该第一位置向该第二位置移动，

堵塞部件，该堵塞部件用于阻止来自所述第二双壁管的外部流动空间的流体流动通过所述管连接器(24)，以及

分支点(60)，该分支点用于将所述流体通道(29)分成三个分支通道(61，62，63)，其中第一分支通道(61)从该分支点(60)延伸到该第一接头(25)，第二分支通道(62)从该分支点(60)延伸到该第二接头(26)以及第三分支通道(63)从该分支点(60)延伸到该第三接头(27)，

其特征在于：所述第三分支通道(63)配备有节流阀(64)，流体被布置成通过该节流阀流向所述第三接头(27)。

2.权利要求1所述的管连接器(24)，其特征在于，所述节流阀(64)为节流孔(64)，其有效截面流通面积是所述第三分支通道(63)的有效截面流通面积的40-60％。

3.权利要求1或2所述的管连接器(24)，其特征在于，所述管连接器(24)配备有用于接收压力传感器(66)的接收部件(65)，所述压力传感器被布置成测量所述节流阀(64)与所述第三接头(27)之间所述第三分支通道(63)内的流体压力。

4.权利要求1所述的管连接器(24)，其特征在于，所述管连接器(24)配备有用于接收另一压力传感器(68)的另一接收部件(67)，所述另一压力传感器(68)被布置成测量所述第一分支通道(61)或所述第二分支通道(62)内的流体压力。

5.权利要求1所述的管连接器(24)，其特征在于，所述第一接头(25)的中心轴线(58)被布置成相对于所述第二接头(26)的中心轴线(59)成20°至120°的角度。

6.一种用于往复式发动机的燃料喷射***(1)，该燃料喷射***包括：

喷射器(6)，所述喷射器用于将增压燃料喷入发动机的汽缸(13)中，

高压泵(5)，该高压泵用于对将要被喷射的燃料加压，

双壁供给管(7)，该双壁供给管包括用于将燃料从所述高压泵(5)朝着所述喷射器(6)供应的内部流动空间(56)和用于可能的泄漏燃料的外部流动空间(57)，以及

供应管(8)，该供应管用于将燃料从所述双壁供给管(7)供应到所述喷射器(6)，

其特征在于：所述双壁供给管(7)通过根据权利要求1至5中任一项所述的管连接器(24)连接到所述供应管(8)，并且所述管连接器(24)的第一接头(25)和第二接头(26)被连接到所述双壁供给管(7)并且所述第三接头(27)被连接到所述供应管(8)。

7.权利要求6所述的燃料喷射***(1)，其特征在于，排放管路(37)被连接到所述泄漏出口(32)，并且收集管路(38)被布置成与所述排放管路(37)流动连接。

8.权利要求7所述的燃料喷射***，其特征在于，所述收集管路(38)配备有泄漏监测装置(39)。

9.权利要求6所述的燃料喷射***，其特征在于，每个喷射器(6)都配备有蓄压器(14)以在喷射之前存储燃料。

10.权利要求9所述的燃料喷射***，其特征在于，所述蓄压器(14)的容积为满发动机负荷下的一个喷射事件期间所述喷射器(6)喷射的燃料量的至少40倍。