[发明专利]液压致动气态燃料喷射器

说明书

一种需要液压流体和气态燃料之间的相对较小的压力偏差从而能够开启并使气态燃料的液压流体污染减少的液压致动气态燃料喷射器。改进的液压致动气态燃料喷射器包括与气态燃料入口流体连通的喷射阀，并且包括在燃料喷射器主体内在闭合位置和开启位置之间可往复运动的阀构件。存在与液压流体入口流体连通的提升室，使得提升室中的液压流体压力导致施加到阀构件的开启力。控制室与液压流体入口流体连通，使得控制室中的液压流体压力导致施加到阀构件上的闭合力。控制阀可操作以降低控制室中的液压流体压力，使得开启力大于闭合力，并且阀构件移动到该开启位置处。

技术领域

本申请涉及一种用于内燃机的液压致动气态燃料喷射器。

背景技术

使用诸如天然气的气态燃料作燃料的柴油发动机能够以与使用柴油燃料作燃料的情况下相当的功率和效率运行，但排放和成本更低。气态燃料稍后在压缩冲程中(“循环后期”)被引入，并形成以扩散燃烧模式燃烧的分层进气。当使用柴油发动机中所采用的常规压缩比时，压缩冲程结束时燃烧室内的温度和压力不适于自动点燃气态燃料。通常采用引燃燃料作为针对气态燃料的点火机构。相对少量的引燃燃料被喷射到温度和压力适于引燃燃料的点火的燃烧室中，并且引燃燃料的燃烧充当针对气态燃料的高能点火源。将气态燃料和引燃燃料二者在循环后期引入气缸盖内空间有限的发动机中是一种挑战。在一些应用中，气缸盖中没有足够的空间用于安装单独的气态燃料喷射器和引燃燃料喷射器。这一问题通常通过用于将气态燃料喷射器和引燃燃料喷射器集成到一个喷射器外壳中的两种不同技术来解决。

一种技术是将引燃针同心地定位在气针内，比如在于2002年1月8日授予Touchette等人的美国专利No.6,336,598中所公开的同心针式双燃料喷射阀中，下文称为'598专利。气针通过控制室(与弹簧结合)中的柴油燃料作用在气针上的压力而保持在闭合位置。如本文所使用的，“气体”可与本公开内容中的“气态燃料”互换使用。当命令燃料喷射器喷射气态燃料时，螺线管被致动以降低控制室中的柴油压力，从而允许在气体喷射阀附近的空间中的气态燃料的压力抵抗降低的控制室压力而使针开启。气针和喷射器壳体之间的匹配配合件在控制室和气体喷射阀之间延伸，以减少控制室和空间之间的流体流动。沿匹配配合件使用柴油燃料液体密封件，其中液体密封压力保持在柴油轨道压力，该柴油轨道压力高于气体轨道压力以防止气态燃料在气体喷射阀开启时流体地传递到控制室中。然而，为了减少液体密封中的沿着匹配配合件流体地传递到气体喷射阀处的气态燃料中的柴油燃料的量，在柴油轨道压力和气体轨道压力之间保持压力偏差，其中，将柴油轨道压力保持在气体轨道压力的预定压力范围内。由于必须在所有的发动机运行条件下都保持柴油轨道压力和气体轨道压力之间的压力偏差，所以一些工作模式是不可能的。在当命令燃料喷射器喷射气态燃料时控制室压力未降低到排放压力的那些实施例中，可能出现当压力偏差过大时，喷射阀处的气态燃料压力不足以克服防止气针移动的控制室压力，使得不喷射任何气态燃料。

用于集成气态燃料喷射器和引燃燃料喷射器的另一种技术将邻近于气针的引燃针集成在共同的喷射器壳体中，比如在于2014年9月23日授予Mayank Mittal的美国专利No.8,839,763中所公开的并排式双燃料喷射阀中。在这种技术中，气针以与'598专利中的气针类似的方式移动到开启位置。

现有技术的状态缺乏用于液压致动气态燃料喷射器中的喷射阀的阀构件的技术。本申请的装置和方法提供一种改进的用于内燃机的液压致动气态燃料喷射器。

发明内容