[发明专利]用于双燃料共轨燃料系统的套筒组件

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种双燃料共轨系统，并且更特别地涉及一种用于这种系统的套筒组件。

背景技术

柴油发动机用于各种各样的工业应用中。共轨燃料系统通常用来将燃料输送到发动机，并且在压缩式发动机的领域中是普遍已知的。这种系统使用例如蒸馏柴油燃料或重燃料油的燃料，燃料在压缩状态下放置在发动机的燃烧室内时点燃。典型的共轨燃料系统包括经由套筒管为发动机的燃料喷射器提供供给的一个共同的燃料轨。由于所涉及的高压，一些相关区域需要双壁容纳策略来截留泄漏的燃料。例如，Shamine等人的共同所有的美国专利申请公开文献No.2005/0166899公开了一种用于将共轨流体地连接到燃料喷射器的高压管线连接策略。

使用压燃式发动机的许多工业应用会由于使用作为发动机燃料的例如天然气的气态燃料而在环境和经济上受益。天然气通常是容易得到的，并且更具有经济性。另外，气态燃料的燃烧可减小包括NOx、未燃烧碳氢化合物等不希望的排放物的产生，由此缓解了对于后处理系统的要求。另外，燃烧气态燃料的发动机通常具有较少的维修问题。

虽然气态燃料的使用可以提供以上优点，但气态燃料通常需要比柴油燃料更高的温度来实现自动点燃。因此，一些气态燃料发动机包括火花塞。其他发动机可使用少量的蒸馏柴油燃料作为引燃燃料，该引燃燃料被压燃，继而点燃作为主燃料的更大量气态燃料。使用压缩燃料和气态燃料两者的燃料系统已知为“双燃料”系统。

双燃料系统通常需要进入发动机的燃料室的独立燃料路径。加拿大专利2,635,410例如教导了依赖于单个套筒的双燃料连接器，该连接器包括两个不同的内部通道，以有助于流体连接到燃料喷射器的两个不同的燃料入口。这种类型的双燃料连接器具有缺陷，因为至少该参考文献没有教导用于防止燃料泄漏的有效策略。替代地，同轴套筒组件可用来将两种燃料输送到燃料喷射器，其中第一燃料路径通过内套筒限定，并且第二燃料路径通过形成在内套筒和外套筒之间的环形空间限定。

使用同轴套筒组件的挑战在于防止在两种燃料路径内的泄漏。轴向密封载荷会施加到每个套筒，由此通过邻接的部件密封套筒的端部。由于主燃料和引燃燃料的相对量、压力和特性，每个套筒所需的密封载荷会是不同的。另外，发动机可具有改变燃料的希望操作压力的不同操作模式，因此给定套筒的所需密封载荷会根据发动机的操作模式变化。因此，希望提供一种套筒组件，该套筒组件充分密封套筒，同时解决双燃料发动机中不同燃料压力和操作模式的问题。

发明内容

根据本发明的一些方面，提供一种用于具有第一燃料轨和第二燃料轨的双燃料共轨燃料系统的套筒组件。所述套筒组件包括第一套筒管，其具有第一套筒管入口端和第一套筒管出口端，并限定第一套筒管内壁。第二套筒管嵌套在所述第一套筒管内，所述第二套筒管具有第二套筒管入口端和第二套筒管出口端，并限定第二套筒管内壁和第二套筒管外壁。外导管形成在所述第一套筒管内壁和所述第二套筒管外壁之间，所述外导管与所述第一燃料轨流体连通。内导管通过所述第二套筒管内壁限定并与所述第二燃料轨流体连通。第一压缩组件包括第一活塞，其可操作地联接到所述第一套筒管入口端并与所述第一燃料轨流体连通，以便对所述第一套筒管入口端施加第一活塞轴向力；以及第一弹簧，其可操作地联接到所述第一活塞，并被构造成对所述第一套筒管入口端施加第一弹簧轴向力。第二压缩组件包括第二活塞，其可操作地联接到所述第二套筒管入口端并与所述第二燃料轨流体连通，以便对所述第二套筒管入口端施加第二活塞轴向力；以及第二弹簧，其可操作地联接到所述第二活塞，并被构造成对所述第二套筒管入口端施加第二弹簧轴向力。