用于双燃料喷射器的柴油泄漏控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于双燃料喷射器的柴油泄漏控制系统。一种用于控制柴油在低天然气压力状态下向双燃料喷射器的天然气侧的泄漏的系统包括一泄漏控制阀，该泄漏控制阀在天然气管路压力非常低的状态——包括启动状态和跛行模式状态——下阻塞柴油管路。
【专利说明】用于双燃料喷射器的柴油泄漏控制系统
【技术领域】
[0001]本发明一般地涉及双燃料发动机，并更具体地涉及用于控制柴油向双燃料喷射器的天然气侧的泄漏的系统。
【背景技术】
[0002]在柴油内燃机中，气体在进气冲程中被引入每个燃烧室(气缸)，然后在压缩冲程中被压缩。该压缩使气体温度升高以便当柴油在压缩冲程顶部被引入气缸时，柴油在称为压燃的过程中气化并点燃。被点燃的柴油经历快速膨胀，在做功冲程中向下驱动活塞。在排气冲程中废气被排出并且再次开始四冲程狄塞尔循环。
[0003]柴油发动机拥有高可靠性，主要是由于其不存在汽油发动机所必需的电控点火系统，并且一般地比汽油发动机具有更好的燃料经济性。然而，近年来由于天然气具有较低的成本和显著地较低的排放，天然气已成为内燃机的理想燃料源。大型柴油发动机能够被转换以使用天然气作为燃料运行，而用柴油作为引燃(点火)燃料。这些“双燃料”发动机需要车载的天然气和柴油(双燃料)供给系统。
[0004]天然气可以以液化天然气或LNG的状态储存在随车携带的加压可控温度箱内。天然气由双燃料喷射器导入燃烧室内，在该燃烧室内天然气被由同一个双燃料喷射器分开喷射的柴油点燃。
[0005]除用作引燃燃料之外，柴油可以用于润滑双燃料喷射器的天然气侧，特别是天然气上引导件和针阀座。这需要柴油管路和喷射器的天然气侧的流体连通。为了最大程度地降低天然气从喷射器迁移至柴油管路，在双燃料喷射器的天然气侧和柴油管路之间保持一压差。在发动机运转过程中液压密封用于保持该压差，柴油侧的压力超出天然气侧的压力大约5兆帕(MPa)。
[0006]在发动机启动和跛行(应急，limp-home)模式状态下，天然气管路压力可能降至远低于其正常工作压力，甚至为零。低的天然气管路压力可能导致不能接受的高流量的柴油流入喷射器的天然气侧并流回天然气管路。
[0007]本发明针对上述的一个或多个问题。
【发明内容】
[0008]一方面，本发明提供了用于控制柴油在低天然气压力状态下向双燃料喷射器的天然气侧的泄漏的系统。该系统包括具有天然气管路压力的天然气管路、具有柴油管路压力的柴油管路、以及在双燃料喷射器的上游与天然气管路和柴油管路两者流体连通的泄漏控制阀。该泄漏控制阀可以在打开位置和关闭位置之间移动，在该打开位置柴油能够进入双燃料喷射器，在该关闭位置柴油被阻止进入双燃料喷射器。该泄漏控制阀响应于天然气管路压力，以便当天然气管路压力等于预定水平或降至预定水平以下时该泄漏控制阀关闭，从而阻止柴油流入双燃料喷射器的天然气侧。
[0009]另一方面，本发明提供了用于控制柴油从柴油管路向双燃料喷射器的天然气侧的流动的泄漏控制阀。该泄漏控制阀在双燃料喷射器的上游与具有天然气管路压力的天然气管路和柴油管路流体连通。该泄漏控制阀包括阀体、阀部件以及弹簧，该阀部件配置在阀体内且可以在打开位置和关闭位置之间往复移动，在该打开位置柴油能够进入双燃料喷射器，在该关闭位置柴油被阻止进入双燃料喷射器，该弹簧配置在阀体内且使泄漏控制阀偏置在关闭位置。每当天然气管路压力等于预定水平或降至预定水平以下时，该泄漏控制阀移至关闭位置。
[0010]又一方面，本发明提供了一种阻止柴油泄漏进入双燃料喷射器的天然气侧的方法。柴油以柴油管路压力从柴油管路经过泄漏控制阀被移动到双燃料喷射器的天然气侧。天然气以天然气管路压力从天然气管路经过泄漏控制阀被移动到双燃料喷射器的天然气侦U。天然气管路压力被监测。当天然气管路压力等于预定水平或降至预定水平以下时，柴油被阻止流向双燃料喷射器的天然气侧。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是用于双燃料发动机的天然气和柴油供给系统的示意图。
[0012]图2是示出了沿着天然气供给系统的不同阶段的天然气的典型温度和压力的相图。
[0013]图3是双燃料喷射器的剖视图。
[0014]图4是示出了在关闭位置的柴油泄漏控制系统的示意图。
[0015]图5是示出了在打开位置的柴油泄漏控制系统的示意图。
【具体实施方式】
[0016]本发明提供了用于阻止过量的柴油泄漏进入双燃料喷射系统的天然气侧的系统。该系统采用了响应于来自天然气管路的压力而打开和关闭的阀，当天然气管路的压力降至预定水平以下时该阀关闭柴油管路。
[0017]图1是用于双燃料发动机中的天然气和柴油供给系统10的示意图。图示的系统10包括总体表示为12的天然气供给系统、总体表示为14的柴油供给系统和与相应数量的双燃料喷射器18流体连通的多个同轴套筒组件16。天然气供给系统12和柴油供给系统14分别通过天然气轨20和柴油轨22 (如图1所示)分别向双燃料喷射器18供给天然气(NG)和柴油。
[0018]天然气供给系统12包括用于容纳低温状态下的液化天然气(LNG)供给的低温燃料箱24、由电子控制模块28操作的低温NG泵26、过滤器30、热交换器或蒸发器32、蓄能器34、用于调整NG到达双燃料喷射器18之前的气体压力的压力控制模块36，以及用于通过套筒管46分配NG至双燃料喷射器18的压缩天然气(CNG)轨20。
[0019]柴油供给系统14包括柴油箱40、燃料过滤器42、燃料泵44和用于通过套筒管48分配柴油至双燃料喷射器18的柴油轨22。图示的实施例示出了柴油和天然气通过同轴套筒组件16和同轴管50被供给至每个双燃料喷射器18。然而，应当理解，柴油和天然气套筒管46、48不需要是同轴的，并且天然气和柴油可以从不同位置一比如分别从双燃料喷射器18的侧面和顶部一进入双燃料喷射器18。
[0020]如图1所示并且如共有的美国专利申请N0.12/875384 (美国专利
【发明者】M·F·索马斯, H·金 申请人:卡特彼勒公司