燃料喷射器的制造方法
【专利说明】燃料喷射器发明领域
[0001]本发明涉及适于控制两种不同燃料输送到内燃机的燃料喷射器。具体但不排它地，本发明涉及适于喷射气体燃料和液体燃料的燃料喷射器。
[0002]发明背景
[0003]用于重载和工业应用的内燃机通常以柴油为燃料。然而，使用天然气作为柴油替代燃料具有增加的意义。天然气相对充足且相对廉价，且主要是可以提供与柴油相似水平的功率，同时产生较低的颗粒和氮氧化物(NOx)排放。
[0004]天然气可用于取代柴油以为压燃发动机提供燃料，其中燃料燃烧是作为气缸中空气-燃料混合物压缩结果发生的。然而，因为天然气具有比柴油更高的自动点火温度，所以需要在引入天然气到燃烧室之前以引燃喷射启动燃烧。
[0005]在一种类型的天然气-驱动发动机中，已知为高压直接喷射(HPDI)发动机，天然气和柴油都直接喷射到燃烧室中。由于发动机气缸盖中空间限制，每个气缸都使用一个燃料喷射器喷射两种燃料是理想的。这要求燃料喷射器特别适于在喷射器内保持两种燃料分开，并在适当时间独立输送各燃料。
[0006]一种这类“双燃料”喷射器在国际专利申请公开第WO 00/15956号中描述。在该例子中，提供了具有同心双喷嘴结构的燃料喷射器。内阀针和外阀针在其下端与各阀门底座啮合从而控制燃料分别流经内组出口和外组出口。外阀针控制天然气的喷射通过外组出口，而内阀针控制柴油喷射通过内组出口。外阀针是管状以容纳内阀针，而内组出口在外阀针尖端形成。
[0007]内阀针和外阀针由两个电磁控制阀独立控制，其经配置控制用于内阀针和外阀针的各控制腔室内控制流体(通常柴油燃料)的压力。控制腔室接收各阀针的上端，因此改变每个控制腔室内控制流体的压力可改变相应阀针上向下(关闭)力。气体或柴油燃料压力作用于各阀针朝下的推力面从而发生作用于阀针的向上(打开)力。当控制腔室中控制流体的压力相对高时，向下力大于向上力，且各阀针保持在阀门底座中，且当控制流体压力相对低时，向上力克服向下力，且各阀针打开从而允许燃料喷射通过各组出口。
[0008]每个控制腔室在相对高压力连接到控制流体源。每个控制阀门可操作连接各控制腔室到用于控制流体的低压排放口。以该方式，每个控制阀的打开引起相应控制腔室内控制流体压力的减小，导致相应阀针的打开。
[0009]喷射器安装在发动机气缸盖镗孔中。喷射器主体延伸通过镗孔，因此喷射器尖端伸入到各燃烧室中。气缸盖镗孔的最大直径，且因此喷射器主体的直径受限于气缸盖中有限的可用空间。用于致动控制阀门的电磁致动器通常太大而不能容纳在喷射器的主体中。而是致动器和控制阀门通常以并排配置安装在燃料喷射器的顶部，因此它们伸到气缸盖上面。
[0010]因此，该类喷射器具有相对庞大的顶端，其占据气缸盖上部区域中的空间。减小喷射器占据的气缸盖上方的空间量是理想的，以便为燃料轨和其它发动机组件腾出空间。本发明是针对该背景做出的。发明概要
[0011]第一方面，本发明在于用于内燃机的燃料喷射器，其包括被设置成控制第一燃料和第二燃料喷射的第一阀针和第二阀针，分别与第一阀针和第二阀针关联的第一控制腔室和第二控制腔室，包括第一控制阀门构件并设置成改变第一控制腔室内控制流体压力以便引起第一阀针打开和关闭运动的第一控制阀门，包括第二控制阀门构件并设置成改变第二控制腔室内控制流体压力以便引起第二阀针打开和关闭运动的第二控制阀门。第一控制阀门构件和第二控制阀门构件经设置用于沿公共控制阀门轴线性运动。
[0012]通过设置第一和第二控制阀门以便第一控制阀门构件和第二控制阀门构件沿公共控制阀门轴对齐，控制阀门可以比以前已知的能够喷射两种不同燃料的喷射器更空间有效的配置安装。
[0013]优选地，第一燃料是气体燃料，第二燃料是液体燃料。例如，第一燃料可以是天然气，第二燃料可以是柴油。控制流体可以是第一燃料或第二燃料。优选地，控制流体是柴油。
[0014]第一控制阀门和第二控制阀门中至少一种可容纳在喷射器的基本圆柱状主体部分内。在一个实施例中，第一控制阀门和第二控制阀门都容纳在喷射器主体部分中。在使用中，喷射器的主体部分优选地设置成装配在发动机气缸盖镗孔内。以该方式，一个或两个控制阀门可装在容纳于气缸盖镗孔内的喷射器部件内，减小气缸盖上方喷射器要求的空间。
[0015]优选地，控制阀门构件基本液压平衡。以该方式，移动控制阀门构件要求的力相对小，因此控制阀门可由相对小的致动器操作，因而减小控制阀门的尺寸。
[0016]在一个实施例中，第一阀针包括用于接收第二阀针的镗孔，且第一阀针和第二阀针沿公共阀针轴可移动。控制阀门轴可与阀针轴偏移并与其平行。
[0017]控制阀门可以是电磁阀致动的。分别地，燃料喷射器可包括控制阀门组件，该阀门组件包括公共芯构件、用于致动第一控制阀门的第一电磁阀线圈、以及用于致动第二控制阀门的第二电磁阀线圈。通过提供在两个控制阀门之间共享的公共芯构件，由控制阀门占据的空间可进一步减小。
[0018]在一个实施例中，第一控制阀门构件和第二控制阀门构件每个都可在填充位置和排放位置之间移动，其中填充位置中，各控制阀门构件嵌坐在阀门底座上以防止各控制腔室和用于控制流体的低压排放口之间的连通，排放位置中，各控制阀门构件从阀门底座提升以允许各控制腔室和低压排放口之间的连通。
[0019]第一阀门构件可在第一方向上从其填充位置移动到其排放位置，且第二阀门构件可在与第一方向相反的第二方向上从其填充位置移动到其排放位置。
[0020]在一个实施例中，第一控制阀门构件具有比第二控制阀门构件的直径大的直径。相应地，第一控制腔室的体积比第二控制腔室的体积大。
[0021]第一控制阀门可设置成管理从控制流体源到第一控制腔室的流体流动，以便当第一控制阀门构件在其填充位置时，从控制流体源到第一控制腔室的流体流动被允许，且当第一控制阀门构件在其排放位置时，从控制流体源到第一控制腔室的流体流动被阻止。
[0022]可替换地或额外地，第二控制阀门可设置成管理从控制流体源到第二控制腔室的流体流动，以便当第二控制阀门构件在其填充位置时，从控制流体源到第二控制腔室的流体流动被允许，且当第二控制阀门构件在其排放位置时，从控制流体源到第二控制腔室的流体流动被阻止。
[0023]附图简述
[0024]下面仅以示例方式，参考附图描述本发明，其中相似标识号用于相似特征，且其中:
[0025]图1是根据本发明的燃料喷射器的侧视图；
[0026]图2是图1中燃料喷射器部分截面的侧视图；
[0027]图3是图1中燃料喷射器部件的截面图；
[0028]图4是图1中燃料喷射器部件的透视图；
[0029]图5是根据本发明的另一燃料喷射器的示意图；以及
[0030]图6(a) ,6(b)和6 (C)是根据本发明三个变体的燃料喷射器部件的示意图。
【具体实施方式】
[0031]参考图1和2，根据本发明的燃料喷射器10形式上一般是细长的。燃料喷射器10包括已知为喷嘴支架的喷射器主体12和喷嘴主体14。喷射器主体12和喷嘴主体14以端对端构造通过锁紧螺母16保持在一起，锁紧螺母与喷射器盖部件17以螺纹啮合。
[0032]喷嘴主体14的尖端区域18包括外组出口 20和内出口 22。如下面更详细地解释，第一燃料通过外组出口 20的喷射是由第一或外阀针(图1和2中未示出)控制的，且第二燃料通过内出口 22的喷射由第二或内阀针(图1和2中未示出)控制。
[0033]如图2中最清楚地示出，喷射器主体12通常是圆柱状的。喷射器主体12包括控制阀门组件24，其在图3和4中更详细且分开示出。
[0034]控制阀门组件24包括通常由26表示的第一控制阀门，和通常由28表示的第二控制阀门。第一和第二控制阀门26、28都是电磁致动的，且共享公共电磁阀芯构