燃料喷射系统的制作方法

本发明涉及将液体燃料与空气混合以供内燃机用的双流体喷射系统使用。更具体地说，本发明涉及用于在内燃机用的双流体喷射系统中混合液体燃料与空气的设备和方法。本发明还涉及内燃机用的双流体喷射系统。

本发明特别地但不一定仅仅是设计用于无人驾驶飞行器(uav)和雪地机动车上使用的小型往复式活塞二冲程发动机，它当然也可以用在任何其它合适的内燃机上。

背景技术：

以下对背景技术的讨论仅旨在有助于理解本发明。该讨论并非确认或承认所提及的任何材料在本申请的优先权日时是或曾是公知常识的一部分。

该讨论是在无人驾驶飞行器(uav)和雪地机动车上使用的小型往复式活塞二冲程发动机的背景下提供的，但是如本领域技术人员将理解的，本发明可以应用于其它内燃机。

用于uav和雪地机动车的发动机可能需要在恶劣条件下操作；例如，uav发动机可能需要在高海拔条件下操作，并且雪地机动车发动机可能需要在零下环境条件下操作。

用于uav和雪地机动车的发动机还具有某些包装约束；例如，对于适合用于uav的发动机，很可能存在与空间和重量限制相关联的包装约束。

通过双流体直接喷射系统为这种发动机提供燃料可以实现各种操作和经济优点。然而，双流体直接喷射系统通常要求串联操作的燃料喷射器和输送喷射器。通常，燃料喷射器和输送喷射器在串联布置中轴向对准，其中燃料喷射器通常“搭载(piggybacked)”到输送喷射器上。虽然这种布置适用于许多应用，但是对于用于uav和雪地机动车的发动机(其中车辆很可能经历恶劣的操作条件并且用于这些车辆的发动机必须满足某些包装约束)来说，该布置可能面临特别的挑战。当燃料喷射系统布置在发动机上时，这种包装约束可能例如包括对发动机的前部区域或高度的规定限制。

为了解决这种挑战，本发明的申请人提出了对wo2013/181718中公开的燃料喷射系统的改进，该发明的内容通过引用并入本文。所提出的改进的一个方面牵涉到如下一种布置，其中燃料喷射器相对于输送喷射器横向地定位，以提供双流体喷射组件，从而降低组件的总高度并使燃料喷射器更靠近发动机定位。如在wo2013/181718中所讨论的，组件的总高度的降低被认为在包装方面是有益的，并且使燃料喷射器更靠近发动机定位被认为在燃料加热方面是有益的，这可以促进诸如煤油和喷气燃料(jetfuel)等的所谓的重质燃料(heavyfuel)的使用。

wo2013/181718中提出的布置要求在燃料喷射器与输送喷射器之间的流动路径中的弯头或拐角，其中由燃料喷射器输送的液体燃料被立即夹带在沿着流动路径流动到输送喷射器的空气中。更具体地说，燃料喷射器将液体燃料输送到流动路径的位于弯曲部或弯头上游的一部分中。利用该布置，液体燃料在离开燃料喷射器时立即与空气混合，然后燃料被夹带在空气中围绕弯曲部或弯头运送。

液体燃料被夹带在空气中沿着流动路径传送的要求通常需要高空气需求量(airdemand)，以令人满意地围绕拐角或弯头运送和清扫燃料。然而，对于某些发动机和应用而言，该必要的高空气需求量可能不一定可获得，如与uav和雪地机动车相关的那些发动机和应用，其中包装约束可能会限制对充分空气流量的获得。液体燃料被夹带在空气中沿着流动路径传送的要求也可能存在围绕“壁润湿”和“燃料挂起”的问题，这可能潜在地导致燃料输送问题和最终影响发动机性能的问题。

针对这种背景开发了本发明。然而，应该理解的是，本发明不必限于特征是燃料喷射器相对于输送喷射器横向地定位的双流体喷射系统。特别地，本发明设想了一种特征是燃料喷射器相对于输送喷射器采用其它布置(包括例如轴向布置)定位的双流体喷射系统。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供一种用于将液体燃料与空气混合以供内燃机用双流体喷射系统使用的设备，设备包括：入口，其用于接收计量量的液体燃料；流动路径，其从入口延伸，以将在入口处接收的液体燃料运送至混合区，液体燃料在混合区处被允许进入到一定体积的空气中以产生空气燃料混合物，流动路径具有与入口连通的入口端以及与混合区连通的出口端，流动路径构造为传送在入口端处接收的液体燃料并在出口端处将液体燃料排放到混合区中，流动路径构造为使得在出口端处排放的液体燃料的体积对应于在入口处接收的计量量的液体燃料的体积。

混合区可以与流体输送装置连通，从而流体输送装置能够操作以将空气燃料混合物直接输送到燃烧空间中。

混合区可以整个或部分地由流体输送装置限定，或者它可以与流体输送装置分开。通常，混合区被包含在流体输送装置中并由此整个由流体输送装置限定。

用于在混合区处或混合区内与燃料混合的空气可以包括从空气供应源接收的加压空气。

优选地，除了入口端和出口端之外，流动路径是密封的。

优选地，流动路径在输送循环之间保持基本上充满液体燃料。换句话说，液体燃料被保留或保持存在于流动路径内(至少在发动机起动时的初始装填之后)。利用该布置，在出口端处流出的液体燃料的体积基本上等于在入口端处接收到流动路径中的液体燃料的体积，其中在入口端处接收的液体燃料的体积用于驱动沿着流动路径的液体流动并且使对应量的液体燃料在流动路径的出口端处流出。以这种方式，利用液压动力将液体燃料运送到混合区，以与空气混合以产生空气燃料混合物。

优选地，流动路径的尺寸或者流动路径的邻近出口端的至少一部分的尺寸形成为使得液体燃料借助于毛细管作用被保留在流动路径中。利用该布置，流动路径或者其邻近出口端的至少一部分用于在计量事件(在该事件中液体燃料被输送到混合区中)之后保留液体燃料，使得流动路径在发动机的操作期间基本上保持充满液体燃料，以便准备好供下次计量事件使用。

以这种方式，存在着从流动路径的出口端流出到混合区内的液体燃料的受控输送，该流出的液体燃料包括与入口处接收的计量量的液体燃料相当的体积。在出口端处流出的实际燃料量不是在入口处接收的燃料量，而是实际燃料的保留在流动路径内的至少一部分，该至少一部分被补充到可能是入口处接收的液体燃料的一部分所必需的程度。

利用该布置，在压力下引入到流动路径的入口端处的液体燃料用于驱动沿着流动路径已经存在于流动路径中的液体燃料，并且使对应计量量的液体燃料在流动路径的出口端流出，以与空气混合以产生空气流动混合物。

流动路径可以在入口端与出口端之间具有恒定的横截面流动面积，或者它可以具有变化的横截面流动面积。在后一种情况下，横截面流动面积可能有改变，例如有多段流动面积增大和减小。横截面流动面积的改变可通过流动路径中存在的一个或多个孔隙而形成。

流动路径可以包括相互连通的多个路径段。路径段可以具有任何一个或多个适当形式，包括例如流动通道、廊道、管道以及空隙。

在流动路径包括通道的情况下，通道可以是连续的，或者它可以包括多个通道段，该多个通道段一起提供所述通道。

在一个布置中，流动路径可以在不牵涉到方向改变的意义上是直的；例如，流动路径可以包括轴向通道。利用该布置，流动路径的入口端和出口端可以轴向对准。

在另一布置中，流动路径可以牵涉到方向改变。利用该布置，流动路径的入口端和出口端可以相对于彼此偏移。流动路径的特征可以在于提供方向改变的转弯段。转弯段可以包括弯曲部或弯头。也可以有超过一个的转弯段。举例来说，流动路径可以包括直段与转弯段的组合。转弯段(一个或多个)可以是带角度的(包括直角转弯)或弯曲的，或者是带角度与弯曲的组合。转弯段可以包括连续曲线。仅包括转弯段(而没有别的)的流动路径也是可以想到的；例如，流动路径可以在入口端与出口端之间沿着其整个长度是弧形的。换句话说，流动路径可以仅包括曲形的转弯段。

用于接收计量量的液体燃料的入口可以包括适于接收液体燃料计量装置的入口部分。液体燃料计量装置可以例如包括燃料喷射器。

设备可以进一步包括用于与流体输送装置连通的出口。出口可以包括适于接收流体输送装置的出口部分。流体输送装置可以例如包括输送喷射器。

利用该布置，设备可以在液体燃料计量装置与流体输送装置之间构成有接口。

利用该接口布置，液体燃料不会像利用现有技术布置的情况中那样在离开燃料喷射器时立即与空气混合。而是，在液体燃料离开燃料喷射器与该液体与空气混合以提供空气燃料混合物之间存在延迟，该延迟由于离开燃料喷射器的液体燃料在与空气混合之前被沿着流动路径运送而产生。

流动路径的存在提供了在流动中包含方向改变的机会。这是因为流动路径提供了液压通道，该液压通道在进入通道的液体燃料的体积与从通道排放的液体的体积相同的意义上是密封的。通过利用该类型的液压通道来输送液体燃料，可以使计量的液体燃料在经由出口端输送到混合区之前转过任何角度。如前面提到的，流动路径的特征可以在于提供方向改变的一个或多个转弯段。举例来说，流动路径可以包括直段与转弯段的组合，该直段与转弯段合作以提供计量的液体燃料在经由出口端输送到混合区之前所转过的整个角度。

用于双流体输送的已知布置的特征是串联操作的燃料喷射器和输送喷射器。通常，燃料喷射器和输送喷射器以串联的布置轴向对准，其中燃料喷射器通常“搭载”到输送喷射器上。

本发明提供的在液体燃料计量装置与流体输送装置之间的接口可以有利于这种串联操作布置。

在流动通道是直的情况下，燃料喷射器和输送喷射器将以串联布置轴向对准。

在流动通道牵涉到方向改变的情况下，燃料喷射器和输送喷射器将以串联布置而成角度地偏移；也就是，燃料喷射器相对于输送喷射器横向地布置。在转弯包括直角转弯的情况下，燃料喷射器可以垂直于输送喷射器。

设备可以进一步包括用于将液体燃料计量装置相对于入口部分能释放地进行保持的保持件。保持件可以包括弹簧，弹簧能够操作以将液体燃料计量装置偏置成与入口部分接合。将液体燃料计量装置相对于入口部分进行保持确保了：在经过流动路径的液体燃料的计量和输送期间，液体燃料计量装置的出口与流动通道的出口端之间的体积维持恒定。这确保了液体燃料计量事件的可靠性和可重复性，从而确保设备操作的一致性。

通常，液体燃料计量装置包括适于被接收在入口部分中的喷嘴部分。

利用这种布置，入口部分可以构造为承窝部分，该承窝部分适于接收由液体燃料计量装置的喷嘴部分限定的配对的插口部分。

入口部分可以构造为：当液体燃料计量装置的喷嘴部分被接收并保留在入口部分中时，提供限定在流动路径的入口端与液体燃料计量装置的喷嘴部分之间的空间。

液体燃料计量装置能够操作以将液体燃料输送到空间中，液体燃料可以经由入口端从空间流到流动路径中。空间能够接受由液体燃料计量装置输送的呈多种形式的液体燃料；例如，铅笔型或线性燃料羽流、从多孔输送布置流出的多流燃料羽流、喷雾或锥形燃料羽流。

入口部分可以构造为容纳不同类型的液体燃料计量装置，该装置具有用于输送多种燃料羽流的不同流体输送构造；例如诸如铅笔型或线性燃料羽流、多流燃料羽流、喷雾或锥形燃料羽流等的燃料羽流，如上面提到的。

设备可以进一步包括限定入口部分、出口部分以及流动路径的主体。主体可以具有单件式结构，如铸造或机加工的元件，或者它可以包括几个部件的组件。在主体包括几个部件的组件的情况下，流动路径可以由单个部件限定或由几个部件组合限定。

根据本发明的第二方面，提供一种双流体喷射系统，其包括根据本发明的第一方面的设备。

根据本发明的第三方面，提供一种双流体喷射系统，其包括液体燃料计量装置、流体输送装置以及根据本发明的第一方面的设备，设备提供液体燃料计量装置与流体输送装置之间的接口。

利用该双流体喷射系统，流体输送装置布置成保留空气燃料混合物并将空气燃料混合物输送到燃烧空间中。

优选地，双流体喷射系统构造用于直接喷射到燃烧空间中。

混合区可以在双流体喷射系统内的任何合适的位置处。混合区可以整个或部分地由流体输送装置限定，或者它可以与流体输送装置分开。通常，混合区被包含在流体输送装置内，从而整个地由流体输送装置限定。利用这种布置，液体燃料可以在流体输送装置的界限内与加压空气混合以产生空气燃料混合物。换句话说，混合区可以在流体输送装置的界限内，其中流动路径具有延伸到流体输送装置内的接口部分。

接口部分可以进一步包括延伸部分，延伸部分适于进一步延伸到流体输送装置内。延伸部分可以构造为细长的延伸管。在流体输送装置包括具有能够操作为打开和关闭以控制从输送装置输送空气燃料混合物的输送阀(如提升阀)的输送喷射器的情况下，延伸管可以适于被接收在输送阀的中空杆中并沿着中空杆延伸。利用该布置，延伸管的长度可以选择为与液体燃料被引入到加压空气中的期望位置一致。以这种方式，可以相对于输送阀打开和关闭以控制空气燃料混合物的输送的位置选择混合区的位置。

双流体喷射系统可以进一步包括燃料轨道，其中液体燃料计量装置与流体输送装置之间的接口可以与燃料轨道为一体。

根据本发明的第四方面，提供一种为内燃机提供燃料的方法，方法的特征是使用根据本发明的第一方面的设备。

根据本发明的第五方面，提供一种为内燃机提供燃料的方法，方法的特征是使用根据本发明的第三方面的双流体喷射系统。

根据本发明的第六方面，提供一种为内燃机提供燃料的方法，方法包括：提供具有入口端和出口端的流动路径，流动路径的尺寸形成为通过毛细管作用将液体燃料保留在流动路径中；将计量量的液体燃料在入口端处输送至流动路径，在入口端处接收的液体燃料的体积用于驱动沿着流动路径的液体流动并使对应体积的液体燃料在流动路径的出口端处流出。

方法可以进一步包括赋予沿着流动路径的流动以方向改变的步骤。这可以牵涉到在流动路径中提供转弯段；例如，流动路径中可以形成有转弯段。

根据本发明的第七方面，提供一种为内燃机提供燃料的方法，方法包括：将计量量的液体燃料围绕转弯段运送至流动路径的出口端；将计量量的液体燃料在出口端处排放，以与加压空气混合以产生空气燃料混合物；以及将空气燃料混合物输送到燃烧空间中。

优选地，将计量量的液体燃料围绕转弯段运送至流动路径的出口端的步骤包括：在压力下将燃料引入流动路径的入口端，以围绕转弯段沿着流动路径流动至出口端，在压力下引入到流动路径的入口端处的燃料发自能够操作以排放出计量量的液体燃料的液体燃料计量装置，排放出的计量量的液体燃料驱动沿着流动路径的液体流动并使对应计量量的液体燃料在流动路径的出口端处流出以与空气混合以产生空气流动混合物。

附图说明

在以下对本发明的若干非限制性实施例的描述中更全面地描述了本发明的进一步特征。包括该描述仅仅是为了举例说明本发明。不应将其理解为对如上所述的本发明的广泛概述、公开或描述的限制。将参考附图进行描述，其中：

图1是特征是包括液体燃料计量装置、流体输送装置以及接口设备的组件的第一实施例的分解透视图，接口设备用于将从液体燃料计量装置接收的液体燃料输送到混合区以与空气混合，以提供用于由流体输送装置喷射的空气燃料混合物；

图2是处于组装状态的第一实施例的剖视图；

图3是图2的局部放大视图，特别示出了接口设备与流体输送装置之间的接合；

图4是图2的局部放大视图，特别示出了液体燃料计量装置的输送端段与接口设备之间的接合；

图5是图2的局部放大视图，特别示出了液体燃料计量装置的进入端段与接口设备之间的接合；

图6是流体输送装置的分解透视图；

图7是流体输送装置的平面图；

图8是沿着图7中的线8-8截取的组件的剖视图；

图9是特征是包括液体燃料计量装置、流体输送装置以及接口设备的组件的第二实施例的剖视图；以及

图10是如图9所示的第二实施例中的流体输送装置的分解透视图。

在附图中，在所有视图中用相似的附图标记来指代相似的结构。所示的附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本发明的原理上。

附图描绘了本发明的若干实施例。实施例说明了某些构造；然而，应该理解的是，如对于本领域技术人员来说是显而易见的，本发明可以采用许多构造的形式，同时仍然体现本发明。这些构造被认为是在本发明的范围内。

具体实施方式

附图中示出的实施例均涉及内燃机用的双流体喷射系统10。双流体喷射系统10已经被特别地但不仅仅是设计用于如下发动机：其为自然吸气的、可能需要在寒冷条件下操作、被空气冷却、需要使用重质燃料(包括诸如煤油、jp-5和jp-8等的喷气燃料)进行操作并且对于某些部件的包装来说存在空间约束。因此，双流体喷射系统10特别适用于可能需要在高海拔条件下操作的无人驾驶飞行器(uav)发动机，以及可能需要在零下环境条件下操作的雪地机动车发动机。然而，如本领域技术人员将理解的，双流体喷射系统10也可适用于其它应用并且用于其它燃料(包括例如汽油和柴油燃料)。

双流体喷射系统10包括液体燃料计量装置11、流体输送装置13以及设备15，该设备15用于将从液体燃料计量装置11接收的液体燃料输送到用于与从加压供应源接收的空气混合的位置来提供空气燃料混合物，以通过流体输送装置13喷射到内燃机的燃烧空间(燃烧室)中。在所示的布置中，双流体喷射系统10构造为将空气燃料混合物直接喷射到发动机的燃烧空间中。

在实施例中，液体燃料计量装置11包括燃料喷射器12，并且流体输送装置13包括输送喷射器14。

燃料喷射器12和输送喷射器14串联操作，并且设备15提供燃料喷射器12与输送喷射器14之间的接口20，以有利于这种串联操作布置。

接口20建立了流动路径21，计量量的液体燃料可以被沿着该流动路径21运送并输送到混合区23中，以与一定体积的空气混合以产生空气燃料混合物。

在所描述和示出的实施例中，流动路径21通过转弯段25而牵涉到方向改变，如稍后将更详细描述的。这是有利的，因为这有利于用于双流体喷射系统10的包装布置，其中燃料喷射器12和输送喷射器14可以串联操作而不是定向地轴向对准。更具体地说，在所描述和示出的实施例中，方向改变牵涉到直角转弯，从而有利于燃料喷射器12和输送喷射器14以直角构造进行组装。用于双流体喷射系统10的使燃料喷射器12和输送喷射器14可以串联操作而不是定向地轴向对准的其它包装布置是可设想的。换句话说，方向改变可以采用适当的形式，而不一定是直角转弯。此外，流动路径不必一定牵涉到方向改变；例如，在一些其它实施例中，流动路径可以是直的(并且未牵涉到任何方向改变)。

输送喷射器14包括用于接收加压空气的空腔27。

在一种布置中，空腔27提供混合区23，由此沿着流动路径21运送的计量量的液体燃料被直接输送到空腔27中，以与空腔27中的一定体积的空气混合以产生空气燃料混合物。在后面参考图1至图8描述的第一实施例中具有这种布置的特征。

在另一种布置中，混合区23与空腔27分开。在这种布置中，流动路径21可以包括延伸穿过空腔27以建立超出空腔27的混合区23的延伸部分。利用该布置，混合区23的位置可以由延伸部分的长度确定。这使得混合区23能够相对靠近输送喷射器14的输送端定位，从而减小了空气燃料混合物在输送到内燃机的燃烧空间(燃烧室)之前必须在输送喷射器内流动的距离。在下面参考图9和图10描述的第二实施例中具有这种布置的特征。

现在参见图1至图8所示的第一实施例，燃料喷射器12在所示的布置中是已知类型的，并且包括进入端段31以及限定喷嘴部分33的输送端段32。

喷嘴部分33包括端面34、布置在端面34处或附近的输送口布置35、从端面34向内布置的周向密封座36、在周向密封座36的相对侧上的周槽37以及被接收在周槽37中的密封o形环38。喷嘴部分33的后一部分特征可以从考虑图4最佳地看出。

喷嘴部分33可以构造为输送多种燃料羽流(plume)中的任何一种；例如，铅笔形(pencil)或线性燃料羽流、从多孔输送布置流出的多流燃料羽流、喷雾或锥形燃料羽流。

如可以从考虑图5最佳地看出的，进入端段31包括端面39、从外端面39向内布置的周槽40以及被接收在周槽40中的密封o形环41。

在所示的布置中，输送喷射器14包括进入端段42以及限定喷嘴部分44的输送端段43。

可以从考虑图6和图8最佳地看出，输送喷射器14具有二部件结构，其意义在于它包括适于可释放地连接在一起的两个主要组成部件。两个主要组成部件包括：限定主体45a的第一部件，该部件包括输送端段43；以及限定进入端段42的第二部件45b。该二部件结构的目的将在后面描述清楚。

如图2所示，输送喷射器14进一步包括输送阀46，该输送阀46位于主体45a中并且与喷嘴部分44相关联。输送阀46可以以已知的方式操作以打开和关闭喷嘴部分44中的阀口47，以控制空气燃料混合物的从输送阀46出来以及进入燃烧空间中的输送。在所示的布置中，输送阀46为提升阀的形式，且包括阀杆(未示出)和阀头53，阀头53与形成在喷嘴部分44中的阀座55合作以限定阀口47。阀杆是空心的；更具体地说，阀杆内置有轴向通道52。

在各种附图中仅用于说明目的示意性地描绘了输送阀46及其相关联的特征，包括阀杆、阀头53、阀座55以及阀口47。应该理解的是，输送阀46可以采用任何其它适当的形式，如本领域技术人员将理解的。

燃料喷射器12与输送喷射器14之间的接口20可以与形成发动机用燃料系统的一部分的燃料轨道为一体。

接口20包括外壳组件61以及接口部分62。接口部分62用于提供输送喷射器14的限定了进入端段42的第二部件45b，如稍后将更详细说明的。

接口部分62用作帽63，帽63适于配合到主体45a上以完成输送喷射器14的二部件结构。

外壳组件61包括外壳体64和外壳帽65。外壳体64和外壳帽65适于通过紧固件67可拆卸地连接在一起，以提供外壳组件61。外壳组件61适于容纳燃料调节器组件和相关部件。

外壳体64包括主体部分，该主体部分具有包含入口部分75的入口73以及包含出口部分79的出口77。

入口部分75适于接收燃料喷射器12的喷嘴部分33，如稍后将更详细描述的。以这种方式，入口73可以接收由燃料喷射器12输送的液体燃料。

出口部分79适于接收输送喷射器14。更具体地说，出口部分79适于接收提供输送喷射器14的进入端段42的接口部分62。换句话说，出口部分79适于接收输送喷射器14的进入端段42。

特别参见图4，入口73的入口部分75包括承窝结构81，承窝结构81可以密封地接收燃料喷射器12的喷嘴部分33。承窝结构81包括侧壁83以及内端壁85。侧壁83具有台阶构造，以提供周向肩部87，当喷嘴部分33完全被接收在承窝结构中时，燃料喷射器12的周向密封座36可以抵着该周向肩部87定位。该布置使得当喷嘴部分33完全被接收在承窝结构中时，燃料喷射器12的喷嘴部分33的端面34与承窝结构81的内端壁85间隔开，从而限定出空间89，并且密封o形环38接合在侧壁83上。

现在特别参见图3，出口77的出口部分79包括从外肩部92向内延伸的承窝结构91。外肩部92用于限制输送喷射器14可以被接收在出口部分79中的程度。

承窝结构91包括内段93和外段95，其中外段95的直径大于内段93的直径。在内段93和外段95之间限定了台阶97。内段93在一端具有内壁98，并且另一端在台阶97附近通至外段95。外段95的与台阶97相反的端部提供由外肩部92界定的开口99。

特别参见图3、图6和图8，接口部分62包括环形体101，环形体101具有第一端段103、第二端段105以及位于第一端段103和第二端段105之间的中间凸缘107。第一端段103终止于第一端面104，并且第二端段105终止于第二端面106。

环形体101还内置有在两个端面104、106之间延伸的中心通道109。中心通道109通至端面106，从而限定流动路径21的出口端21b。利用该布置，沿着中心通道109的液体燃料流通过出口端21b排放到输送喷射器14内的空腔27中。排放到空腔27中的液体燃料与空腔内的空气混合以产生空气燃料混合物，如稍后将更详细描述的。以这种方式，在空腔27内有效地建立了混合区23。环形体101还内置有在中间凸缘107与端面106之间延伸的至少一个另外的轴向通道110。在所示的布置中，有两个这样另外的轴向通道110，每个轴向通道110位于中心通道109的相反两侧上。每个另外的轴向通道110具有入口端110a，入口端110a在环形体101的与第一端段103对应的一侧上邻近中间凸缘107通向环形体101的外部。每个另外的轴向通道110具有在第二端段105的端面106上开口的出口端110b。另外的轴向通道110的目的是将压力下的空气输送到空腔27中，如稍后将更详细描述的。

环形体101的第一端段103提供接头(nipple)123，接头123适于被接收在限定出口部分79的插座结构91的内段93中。接头123终止于第一端面104。此外，接头123具有从第一端面104向内布置的周槽125以及被接收在周槽125中的密封o形环127。当接头123完全被接收在承窝结构91的内段93中时，密封o形环127接合在内段93的圆形侧壁上，如图3中最佳地看出的。此外，该布置使得当接头123完全被接收在承窝结构中时，接头123的第一端面104与承窝结构91的内壁98间隔开，从而限定空间129。

环形体101的中间凸缘107适于被接收在限定出口部分79的承窝结构91的外段95中。

当由接口部分62提供的帽63配合到主体45a上以完成输送喷射器14的二部件结构时，中间凸缘107与主体45a的相邻部分合作以限定接收密封o形环133的周槽131。当接头123完全被接收在承窝结构91的内段93中时，环形体101的中间凸缘107被接收在承窝结构91的外段95中，并且密封o形环133接合在外段95的圆形侧壁上。

此外，帽63的尺寸和形状形成为使得当输送喷射器14被接收在承窝结构91的内段93中时，中间凸缘107与承窝结构91内的台阶97间隔开，从而在中间凸缘107与台阶97之间限定出空间135。空间135适于与加压空气(未示出)的供应源连通，其中空气从供应源流过空间135并且流到混合区中，如稍后将更详细描述的。环形体101中的两个另外的轴向通道110经由入口端110a通向空间135。

此外，由接口部分62提供的帽63适于与主体45a合作以限定输送喷射器14内的空腔27。

如前面描述的，环形体101中的两个另外的轴向通道110经由出口端110b通向空腔27。利用该布置，从空气供应源输送到空间135中的加压空气可以流动经过环形体101中的另外的轴向通道110并进入输送喷射器14内的空腔27中。在输送喷射器14内设有已知类型的空气路径143，用于使空气从空腔27流动至喷嘴部分44以及相关联的输送阀46。在输送阀46打开时，空气燃料混合物借助由加压空气供应源引起的流体流动沿着中空阀杆(未示出)被运送，经过中空阀杆，并且经过阀口47进入发动机的燃烧空间。

如前面提到的，输送喷射器14可以被接收在出口部分79中的程度由外肩部92限制，从而确保形成空间129和135。

外壳体64的主体部分71内置有通道145，通道145从入口部分75中的空间89延伸至与出口部分79相邻的空隙149。空隙149穿过内壁98通向出口部分79的承窝结构91。

通道145包括第一通道段147，第一通道段147构造为将液体燃料引导到通道中。第一通道段147可以构造为与从燃料喷射器12流出的燃料羽流相匹配或以其它方式一致，从而将液体燃料引导到通道145中。在所示的布置中，第一通道段147是锥形结构的。

该布置提供了入口部分75中的空间89与接口部分62的环形体101内的中心通道109之间并最终到达混合区23的流体流动连通。

相应地，该布置建立了从入口73延伸至混合区23的流动路径21。流动路径21组合地包括以下部分：从入口部分75中的空间89延伸至空隙149的通道145；在内壁98与接头123之间限定出的空间129；以及在环形体101内的中心通道109。

流动路径21因此提供了入口部分75中的空间89与接口部分62的环形体101内的通向空腔27以提供混合区23的中心通道109之间的流体流动连通。

流动路径21具有入口端21a和出口端21b。入口端21a对应于通道145通向入口部分75中的空间89的位置。出口端21b对应于环形体101中的中心通道109在端面106上开口的位置。

除了入口端21a和出口端21b之外，流动路径21是密封的。以这种方式，流动路径21提供液压通道，该液压通道在进入通道的液体燃料的体积与从通道排放的液体的体积相同的意义上是密封的。

流动路径21用于传送在入口端21a处接收的液体燃料并且在出口端21b处将液体燃料排放到混合区23中。流动路径21构造为使得在出口端21b处流出的液体燃料的体积对应于在入口端21a处接收的计量量的液体燃料的体积。更具体地说，流动路径21构造为在输送循环之间(也就是，在每次将液体燃料输送到混合区23之后)基本上保持充满液体燃料。换句话说，液体燃料被保留并保持存在于流动路径21内(至少在发动机起动时的初始装填之后)。利用该布置，在出口端21b处流出的液体燃料的体积基本上等于在入口端21a处被接收在流动路径中的液体燃料的体积，其中在入口端21a处接收的液体燃料的体积用于驱动沿着流动路径21的液体流动并且使对应体积的液体燃料在流动路径的出口端21b处流出。以这种方式，利用液压动力将液体燃料运送到混合区23，以与空气混合从而产生空气燃料混合物。

为此目的，流动路径21或者其邻近出口端21b的至少一部分的尺寸形成为使得液体燃料借助于毛细管作用保留在流动路径内。利用该布置，流动路径21或者其邻近出口端21b的至少一部分用于在输送事件(在该事件中液体燃料被输送到混合区23中)之后保留一定量的液体燃料，使得流动路径21在发动机的操作期间基本上保持充满液体燃料，以便准备好供下次输送事件使用。

以这种方式，存在着从流动路径21的出口端21b流出到混合区23内的液体燃料的受控输送，流出的液体燃料包括与入口端21a处接收的计量量的液体燃料相当的体积。在出口端21b处流出的实际燃料量不是在入口73处从燃料喷射器12接收的燃料量，而是实际燃料的保留在流动路径21内的至少一部分，该至少一部分被补充至可能是入口73处接收的液体燃料的一部分所必需的程度。

利用该布置，在压力下被引入到流动路径21的入口端21a处的液体燃料用于沿着流动路径驱动已经存在于流动路径中的液体燃料，并且使对应计量量的液体燃料在流动路径的出口端21b流出，以与混合区23处的空气混合以产生空气流动混合物。

应当理解的是，并非全部流动路径21的尺寸都需要形成为使得液体燃料借助于毛细管作用被保留在流动路径内。而是，可能需要将流动路径21的邻近出口端21b的仅一部分的尺寸形成为使得液体燃料借助于毛细管作用被保留在流动路径内。这是因为，借助于通过毛细管作用被保留在上述部分处的液体燃料所提供的堵塞效应，在任何情况下所述部分上游的任何液体燃料都将被保留。

在该实施例中，仅流动路径21的邻近出口端21b的部分21c的尺寸形成为使得液体燃料借助于毛细管作用被保留在流动路径内。在所示的布置中，部分21c对应于环形体101内的中心通道109。利用该布置，流动路径21的部分21c保留可被认为是液体燃料柱的液体燃料。

通常，保留在流动路径21中的燃料体积将为约30mm³至100mm³数量级。在针对该实施例所示的布置中，保留在流动路径21中的燃料体积约为60mm³。

在该实施例中，流动路径21的部分21c的尺寸形成为具有小于约1.0mm的内径，以便借助于毛细管作用实现所要求的液体保留。相信内径在约0.6mm至0.9mm的范围内可能是有利的，直径为0.8mm至0.85mm是特别合适的。在该实施例中，实际内径为0.826mm±0.025mm。提供这些尺寸和范围仅用于说明的目的，并不一定旨在限制性的，因为实际尺寸可根据燃料喷射系统10的预期应用以及打算使用的特定燃料而变化。例如，对于要输送更粘稠的流体或者燃料喷射器可能存在较高的流量要求的应用，可以选择较大直径。

广义地说，相信对于小型发动机，流动路径21的部分21c的出口端处的内径通常小于1.0mm，而对于较大的发动机，流动路径21的部分21c的出口端处的内径通常小于1.2mm，其中所谓小型发动机被认为是每缸容量小于100cc的发动机，而所谓较大的发动机是每缸容量高达约650cc的发动机。

虽然如上所述流动路径21的尺寸形成为实现用于保留液体燃料的期望的毛细管作用，但是还期望流动路径21的尺寸适当地形成为避免可能有害地影响从燃料喷射器12输送液体燃料的背压或使该背压最小化。在这方面重要的是避免可能改变从燃料喷射器12输送液体燃料的条件，因为这会有害地影响液体燃料计量的可靠性和可预测性。换句话说，毛细管作用不用于流量控制。而是，毛细管作用用于将规定体积的液体燃料输送至混合区23以与空气混合。

可能需要装填双流体喷射系统10来起动内燃机。相应地，可以选择流动路径21的体积，以减少装填系统所需的初始发动机循环次数；也就是，可以使流动路径21的体积最小化，以减少装填所需的初始发动机循环次数。

从入口73延伸至混合区23的流动路径21的特征是它不需要是轴向的。实际上，在该实施例中，流动路径21牵涉到方向改变。在所示的布置中，方向改变包括转弯段25，如图3中最佳地看出的。转弯段25包括从入口部分75中的空间89延伸的通道145的空隙149与环形体101内的中心通道109的交叉部。在所示的布置中，转弯段25牵涉到直角转弯。当然，其它布置也是可能的。举例来说，流动路径21可以被限定在所形成(例如通过铸造)的主体内，以设置提供流动路径的连续的液压通道，其中连续的液压通道一体化到主体中。在这样的布置中，转弯段可以是弯曲的并且一体化到主体中。

在流动路径21中提供方向改变有利于燃料喷射器12和输送喷射器14相对于彼此成角度地偏移的布置(如在本实施例中的情况，这可以在图2中最佳地看出)。这与传统布置形成对比，传统布置的特征是燃料喷射器和输送喷射器轴向地对准并且串联操作，其中燃料喷射器“搭载”到输送喷射器上。

如上面提及的，燃料喷射器12由外壳组件61支撑。特别地，由燃料喷射器12的输送端段32限定的喷嘴部分33被接收在外壳组件61的外壳体64的入口部分75中，如图4中最佳地看出的。燃料喷射器12的进入端段31被接收在外壳组件61的外壳帽65中所包含的外壳部分171中，如图5中最佳地看出的。

由外壳组件61的外壳帽65限定的外壳部分171内置有呈弹簧173形式的保持件，该保持件作用在外壳部分的相邻肩部175与燃料喷射器12的进入端段31的端面39之间，如图5中最佳地看出的。弹簧173能够操作为弹性地推动燃料喷射器12的喷嘴部分33进入外壳体64的入口部分75，其中喷嘴部分33借助于燃料喷射器12的抵着入口部分75内的周向肩部87定位的周向密封座36坐落在入口部分75内。作用在燃料喷射器12上的弹簧173与坐落在入口部分75内的燃料喷射器12本身之间的合作用于防止燃料喷射器12相对于外壳组件61的轴向移动。该布置是有利的，因为当燃料喷射器12被致动输送计量量的液体燃料时最期望防止燃料喷射器12的轴向移动。防止燃料喷射器12相对于外壳组件61的轴向移动确保：在计量和输送经过流动路径21的液体燃料期间，燃料喷射器12的喷嘴部分33与流动通道21的出口端21b之间的体积保持恒定。限制燃料喷射器12在被致动时的轴向移动有利于燃料计量事件的可靠性和可重复性，从而确保了燃料喷射系统10的操作的一致性。这种一致性也有助于增强就发动机速度瞬变而言的响应以及在喷射事件期间维持恒定空气燃料分布的能力。

在该实施例中，弹簧173包括波形弹簧。然而，其它类型的弹簧也是可以想到的，包括例如螺旋弹簧或弹性体弹簧元件。

本实施例中出现了限制燃料喷射器12在被致动以输送计量量的液体燃料时的轴向移动的机会，这是因为存在入口部分75中的在喷嘴部分前方的空间89以及从空间延伸的通道145。该布置允许空间89相对小，因为此时不与空气混合，并且该空间仅提供过渡体积，该过渡体积接收从燃料喷射器12流出的液体燃料而不会产生有害的背压并将流出的液体燃料引导到流动路径21中。相比之下，对于从燃料喷射器流出的液体燃料立即与空气混合的现有技术的布置，需要在燃料喷射器前方存在用于容纳流出的燃料的大得多的体积以及为了夹带液体燃料并产生空气燃料混合物所需的相关联的空气流动。特别地，现有技术的布置需要避免在液体燃料计量事件期间对来自燃料喷射器的流动的任何限制，因此需要较大的体积。现有技术的布置中燃料喷射器安装在适当位置以建立必要的较大体积的方式意味着：当燃料喷射器被致动以输送计量量的液体燃料时，不存在同样的限制燃料喷射器的轴向移动的机会。

利用燃料喷射系统10的该实施例，液体燃料在离开燃料喷射器12时不立即与空气混合；而是，在燃料喷射器12的远侧在与燃料喷射器间隔开的混合区23处发生混合。如下面概括的，该布置可以提供各种益处。

一个益处是燃料喷射器12与远侧的混合区23之间的流动路径21可以包含一个或多个方向改变(如涉及牵涉到一个方向改变的本实施例的情况)。这有利于燃料喷射器12与输送喷射器14之间的偏移，该偏移有助于各种包装机会。

另一个益处是燃料喷射系统10提供了从燃料喷射器12到输送喷射器14的液压路径。也就是，沿着流动路径21流动的液体燃料由液体流入驱动(即，借助于液体流入由液压动力推进)，而不是被夹带在空气流动中。在流动路径21中存在方向改变的情况下，这可能尤其显著。在需要沿着夹带在空气中的流动路径输送液体燃料的情况下，可能存在高的空气需求量以运送和清扫经过诸如在转弯段周围等(例如拐角或弯曲部)方向改变的燃料。这种必要的高空气需求量可能不一定适用于某些发动机和应用，诸如与uav相关的发动机和应用。在本布置中通过在转弯段周围使用液压动力运送液体燃料来避免该问题。

再一个益处是燃料喷射系统10使得液体燃料和空气的输送能够完全分离，直到燃料沉积到输送喷射器的混合区23中为止。也就是，液体燃料可以在不与空气接触的情况下被输送到混合区23，从而避免了与某些现有技术的布置相关联的问题，包括在加压空气中夹带的液体燃料的运送中产生的“壁润湿”和“燃料挂起”。

在本实施例的执行喷射事件的操作中，燃料喷射器12的致动将计量量的液体燃料输送到设备15中，并且更具体地输送到燃料喷射器的喷嘴部分33前方的在入口部分75内的空间89中。由于更早的装填动作或紧接在前的喷射事件的结果，流动路径21在此阶段充满保留的液体燃料。相应地，在燃料喷射器12致动时在压力下输送的液体燃料经过入口端21a进入流动路径21并驱动液体沿着流动路径流动，从而使对应量的液体燃料在流动路径的出口端21b处流出，然后进入混合区23。以这种方式，利用液压动力将液体燃料运送到混合区23以与空气混合以产生空气燃料混合物。空气可在混合区23从空气供应源获得，该空气从空气供应源输送到空间135中并经过环形体101中的另外的轴向通道110流入输送喷射器14内的空腔27，沿着输送喷射器14内的空气路径143流动到喷嘴部分44以及相关联的输送阀46。在输送阀46打开时由输送喷射器14输送空气燃料混合物，从而以与申请人的现有技术的双流体喷射系统类似的方式，并且如本领域技术人员所理解的，由加压空气供应源引起的流体流动将空气燃料混合物运送到燃烧空间中。

利用该布置，液体燃料借助液压动力被输送到混合区23，而不事先与空气接触或被夹带在空气中。如上面讨论的，与某些现有技术的布置相比，这提供了各种益处，特别是包括能够在燃料喷射器12与输送喷射器14之间提供偏移布置。

此外，该布置允许使用任何类型的燃料喷射器12作为燃料喷射系统的一部分。这是由于在外壳组件61中保留燃料喷射器12的方式。举例来说，该布置可以容纳特征是铅笔型或线性燃料羽流、从多孔输送布置流出的多流燃料羽流、喷雾或锥形燃料羽流的燃料喷射器。这是有利的，因为这可以大大简化燃料喷射器的选择。

现在参见图9和图10，示出了根据第二实施例的设备15，其在许多方面与根据第一实施例的先前描述的设备类似，因此类似的附图标记用于标识类似的部件。

在该第二实施例中，接口部分62进一步包括延伸部分111，延伸部分111构造为具有轴向通道115的细长延伸管113。延伸部分111安装在环形体101上并从第二端面106与中心通道109对准地轴向突出，使得轴向通道115提供中心通道109的不间断延伸，如图9中最佳地看出的。换句话说，中心通道109和轴向通道115合作以提供接口部分62内的连续通道121。延伸部分111的目的稍后将说明。

在该实施例中，安装在环形体101上并形成接口部分62的一部分的细长延伸管113延伸穿过空腔27并进入输送阀46的中空阀杆(未示出)内的轴向通道52中。利用该布置，延伸管113的末端113a在输送喷射器14内的布置位置确定了混合区23的位置，并且还建立了混合区23。

因此，流动路径21提供了入口部分75中的空间89与接口部分62的环形体101内的中心通道109之间的流体流动连通。在该实施例中，这种连通也借助穿过延伸管113中的轴向通道115的延伸部分111延伸至混合区23。

相应地，该布置建立了从入口73延伸至混合区23的流动路径21。流动路径21组合地包括以下部分：从入口部分75中的空间89延伸至空隙149的通道145；在内壁98与接头123之间限定出的空间129；以及环形体101内的中心通道109；以及延伸管113中的轴向通道115。

流动路径21具有入口端21a和出口端21b。入口端21a对应于通道145通向入口部分75中的空间89的位置。出口端21b对应于延伸管113的末端113a，在该末端处延伸管中的轴向通道115通至混合区23。

混合区23位于输送喷射器14内的空气路径143内，在空气路径内的延伸管113的末端所在的位置处。

在该实施例中，仅流动路径21的邻近出口端21b的部分21c的尺寸形成为使得液体燃料借助于毛细管作用被保留在流动路径内。在所示的布置中，该部分21c对应于接口部分62内的连续通道121，包括环形体101内的中心通道109以及延伸管113内的轴向通道115。利用该布置，流动路径21的部分21c保留可被认为是液体燃料柱的液体燃料。

在针对该实施例所示的布置中，保留在流动路径21中的燃料体积约为75mm³。

除了环形体101内的中心通道109以及延伸管113内的轴向通道115两者的尺寸均形成为使得液体燃料借助于毛细管作用被保留在流动路径内之外，如该实施例中的情况，可以是仅延伸管113内的轴向通道115的尺寸需要借助于毛细管作用将液体燃料保留在流动路径21内。这是因为，延伸管113上游的任何液体燃料将借助于通过毛细管作用保留在延伸管113内的液体燃料所提供的堵塞效应而被保留。

利用该实施例，可以选择性地改变混合区23的位置；例如，通过选择延伸管113的长度以符合混合区23的期望的位置。这使得混合区23能够相对靠近输送阀46的阀口47定位(如本实施例中的情况)，从而减小了空气燃料混合物流到输送口必须跨越的距离。这在减少流动的空气燃料混合物所暴露的湿润表面的程度以及相关联的“燃料悬挂”的潜在性方面可以是有益的。

所描述和说明的两个实施例的特征是，毛细管作用用于将液体燃料输送到期望的位置以与空气混合。如上所述，以这种方式，液体燃料可以在没有事先与空气接触的情况下被输送到混合位置，从而避免了与某些现有技术的布置相关联的问题，包括由于液体燃料被夹带在加压空气中运送而产生的“壁润湿”和“燃料挂起”。

所描述和说明的两个实施例的另一个特征是，毛细管作用有助于沿着任何构造(包括牵涉到方向改变的构造，如通过具有一个或多个转弯段)的流动路径运送计量量的液体燃料。这是有利的，因为这有利于包装布置，其中燃料喷射器和输送喷射器可串联操作而不必定向地轴向对准。特别地，燃料喷射器和输送喷射器可以例如以直角构造组装，如图中所示的布置的情况。

值得注意的是，在所描述和示出的实施例中，毛细管作用不用于流量控制。而是，毛细管作用用于将规定体积的液体燃料输送到所期望的位置以与空气混合。

在所描述和示出的两个实施例中，流动路径21的特征是方向改变。然而，流动路径不必一定这样做。在另一实施例中，流动路径可以是直的；例如，流动路径可包括轴向通道。利用该布置，流动路径的入口端和出口端将轴向对准。

应当理解的是，本发明的范围不限于所描述的两个实施例的范围。诸如对于本领域技术人员来说显而易见等的修改和变化被认为落入本发明的范围内。

本公开被提供为以使得能够实现的方式说明制造和使用根据本发明的各种实施例的最佳模式。本公开被进一步提供为增强对本发明原理及其优点的理解和认识，而不是以任何方式限制本发明。虽然已经描述和说明了本发明的优选实施例，但显然本发明不限于此。在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，受益于本公开的本领域技术人员将想到许多修改、改变、变化、替换以及等效。

对诸如“内”、“外”、“上”、“下”、“顶”和“底”等位置描述的引用是在附图中描绘的实施例的上下文中进行的，并且不应该被视为将本发明限制为对该术语的字面解释，而是应该如本域技术人员所理解的那样。

另外，在本发明的上下文中使用术语“系统”、“装置”和“设备”时，它们应该被理解为包括对任何一组可彼此邻近、分离、一体化或离散设置的功能上相关或相互作用、相互联系、相互依赖或相关联的组成部件或元件的引用。

在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括”或诸如“包括”或“包括了”等的变体将被理解为暗示包括所述整数或一组整数但不排除任何其它整数或一组整数。