[发明专利]用于降低气体燃料内燃机中的压力脉动的装置

说明书

一种改进的机体，在燃料供应系统中限定受限的流体流通道以用于向内燃机递送气体燃料。所述机体形成为安置在气体燃料供应管道和气体燃料流通道之间并流体地连接所述气体燃料供应管道和所述气体燃料流通道，所述气体燃料流通道在所述受限的流体流通道与燃料喷射器的喷嘴室之间限定预定容积，所述气体燃料从所述喷嘴室喷射到所述内燃机中。所述受限的流体流通道在所述气体燃料供应管道和所述喷嘴室之间具有最小的有效流通面积。所述受限的流体流通道位于距所述燃料喷射器内的喷射阀密封件预定距离处。所述预定距离根据所述气体燃料中的声速和所述燃料喷射器的打开时间计算。

技术领域

本公开内容涉及一种装置，所述装置是用于气体燃料内燃机的燃料供应系统的一部分，并且包括机体，该机体限定受限的流体流通道以降低燃料喷射器喷嘴处的压力脉动。

背景技术

液体燃料(诸如柴油)以及最近的气体燃料已被用于燃料汽车发动机多年。所述气体燃料包括天然气、丙烷、氢气、甲烷、丁烷、乙烷或其混合物等。发动机燃料喷射系统通常包括多个燃料喷射器，所述多个燃料喷射器流体地连接至燃料供应管道。通常，在直接喷射系统的情况下，每个燃料喷射器位于发动机的气缸盖中形成的孔中，并且燃料供应管道(通常称为燃料轨道)可以位于气缸盖中形成的孔中或者可以是通过气缸盖中设置的孔与每个喷射器流体地连接的外部管。每个喷射器作为燃料阀操作，其打开和关闭，以分别用于将燃料喷射到每个发动机气缸的燃烧室中和用于停止燃料流进入燃烧室。燃料喷射器的这种打开和关闭在喷射器燃料入口处产生压力脉动，由于喷射事件之间的较短间隔，该压力脉动在喷射器关闭期间不能被抑制。这种压力脉动可能在喷射器喷嘴处产生燃料压力增加或压降，这在喷射事件期间影响喷射到燃烧室中的燃料量。这种压力脉动也可能从一个喷射器传递回燃料轨道并且通过该轨道传递到发动机的下一个燃料喷射器。此外，如果燃料轨道中的压力波动，则轨道中的压力脉动可以传递到燃料喷射器的入口并进一步传递到喷射器喷嘴。

过去，上述问题已经通过将衬套结合在向柴油发动机的喷射器供应燃料的燃料轨道中来解决，例如美国专利号7,516,734中所描述的，这种衬套提供了限制从燃料轨道到喷射器的燃料流的孔口，由此抑制了将燃料轨道连接至燃料喷射器的燃料通道中的压力脉动。现有技术中已经公开了若干其他类似的方案，以解决供应到内燃机的喷射器的传统液体燃料(诸如柴油燃料或汽油)中的压力脉动的问题。由于气体燃料的物理成分(其倾向于延长压力振荡)，所以在气体燃料中，由喷射器的打开和关闭造成的压力脉动表现为与液体燃料不同。

在其他变型中，至少一个抑制元件设置在燃料喷射器的开口中，来自燃料轨道的燃料流过燃料喷射器的开口，诸如美国专利7,059,548中所描述的。

在现有技术中提出的设计方案没有考虑如下问题：确定脉动抑制孔口相对于喷射器喷嘴的位置，用于控制燃料轨道和燃料喷射器之间的压力脉动的抑制以及用于在燃料喷射到燃烧室中之前控制喷嘴室内的燃料压力。对于通过双燃料喷射阀将气体燃料和液体燃料直接喷射进燃烧室中的双燃料发动机来说，这个问题变得更加重要，该双燃料喷射阀包括具有用于单独且独立地喷射液体燃料和气体燃料的同心针的双针组件，例如在申请人的美国专利7,124,959中所描述的。在这种燃料喷射器中，在喷射器的机体内在液体燃料压力和气体燃料压力之间必须保持预定的偏差(bias)，其中液体燃料压力高于气体燃料压力，以防止气体燃料泄漏到液体燃料中。气体燃料由于其物理状态可以更容易泄漏通过燃料喷射器内的密封装置，并且可能泄漏到液体燃料中，或者如果其从气体燃料通道泄漏到燃料喷射器内的液压流体控制室中，可能损害阀致动器的液压功能。

因此，需要一种解决方案来对抑制燃料喷射器喷嘴处的压力脉动更好地进行控制，同时控制燃料轨道和燃料喷射器喷嘴之间的压降，以防止泄漏并且在其被喷射到燃烧室中之前控制喷射器喷嘴处的燃料压力。

发明内容