技术领域
[0001] 本
发明涉及
内燃机中的燃料喷射。具体地，本发明涉及用于内燃机中的燃料喷射的燃料喷射组件。
[0002] 本文使用的术语“气体燃料”是指诸如压缩
天然气（CNG）和氢气（H2）的压缩气体燃料以及诸如
液化石油气（LPG）和
液化天然气（LNG）的液化气体燃料。
背景技术
[0003] 背景技术的如下讨论仅旨在便于理解本发明。该讨论并不是确认或承认所引用的任何材料现在是或过去是本
申请优选权日时的公知常识的部分。
[0004] 在需要多个燃料喷射器的多缸
发动机中，通常使用燃料轨道组件以将燃料供给到燃料喷射器。典型地，燃料轨道组件包括刚性燃料轨道，其包括适于连接到燃料供给处的
歧管和与燃料轨道刚性连接的多个燃料喷射器。利用该布置，燃料轨道提供了用于燃料喷射器的
支架并且将燃料供给到喷射器。
[0005] 对于间接或歧管喷射应用，燃料喷射器在进气
阀之前的一些点处传送燃料，典型地传送到入口歧管中。利用该传送布置，燃料喷射器典型地与入口歧管中的喷射端口连通。
[0006] 存在将燃料喷射器布置在燃料轨道组件中的需求，以使喷射端口之间的间隔和定向匹配。如果燃料喷射器在燃料轨道组件中的
定位不够精确，则在燃料喷射器上的至少一些延伸部和该延伸部需要布置在其中的喷射端口之间会存在不对准。任意这样的不对准均可导致燃料喷射器组件在发动机上的安装和密封困难。
[0007] 本发明具体地可应用于诸如LPG的气体燃料的液相喷射（LPI），并且具体地可应用于用于多缸发动机的LPI系统。
[0008] 对于LPI过程，需要将液化气体燃料以液相传送到燃料喷射器。维持液化气体燃料的液相的要求需要将燃料保持为受压。
[0009] 在传送过程中，在喷射器的出口处存在
相变，这会导致快速冷却，且由此在喷射器
喷嘴的末端上形成
冰。在喷射器喷嘴上形成冰是不利的，因为其会引起喷嘴性能的劣化。
[0010] 已经提出了各种策略来解决喷射器喷嘴的结冰问题。
[0011] 对于间接喷射应用，一种已知策略涉及将燃料喷射器构造为喷射器主体和喷嘴部分，其中喷嘴部分提供了从喷嘴主体开始到喷嘴末端结束的延伸部。该延伸部适于被接收在通常为
进气歧管喷射器孔的喷射插槽中。该延伸部限定传送路径，该传送路径从喷射器主体内的接收室延伸，并且气体燃料能够沿着该传送路径被输送到喷嘴末端用于传送到喷射插槽中。
[0012] 该延伸部包括限定在喷嘴末端处终止的燃料传送路径的内部管和围绕该内部管的壳体，所述壳体具有在喷嘴部分的末端处的端面。
[0013] 该延伸部提供了喷嘴的末端，并且适于提供绝热以阻止液化气体燃料到出口的传送期间的
热损失。另外，延伸部适于从发动机收集热，由此有助于降低液化气体燃料到出口的传送期间的热损失。此外，这样收集的热可有助于降低喷嘴出口处的结冰。
[0014] 典型地，对于LPI间接喷射应用，使用侧向进给喷射燃料喷射器。
[0015] 已经开发了本发明，以解决该背景技术以及与之相关的问题和困难。
发明内容
[0016] 根据本发明的第一方面，提供了一种燃料喷射组件，其包括：燃料喷射器，该燃料喷射器具有喷射出口；支座，燃料喷射器适于被
支撑在该支座中；和末端，该末端具有端部，从燃料喷射器的出口流出的燃料从该端部排出，所述末端适于布置在喷射端口中，所述末端具有柔性构造以容纳在支座和喷射端口之间的一些不对准。
[0017] 该支座可支撑单个燃料喷射器或以间隔关系设置的多个燃料喷射器。
[0018] 在支座以间隔关系支撑多个燃料喷射器的情况中，其可以构造为燃料轨道。
[0019] 末端的柔性构造可以通过任意合适的方式提供。末端可以由柔韧材料形成，或者其可以具有活动连接构造（articular construction），或者既由柔韧材料形成又具有活动连接构造。
[0020] 活动连接构造可包括在末端和
燃料组件的与末端相连的部分之间的接头。替代地或另外地，活动连接构造可包括末端内的接头，以允许其活动连接。
[0021] 在一个布置中，燃料喷射器或者每个燃料喷射器可包括主体部分和喷嘴部分，其中喷嘴部分构造为延伸部以限定末端。利用这样的布置，喷嘴部分限定的末端可通过柔性接头联接到主体部分。
[0022] 喷嘴部分可包括限定燃料流路的内部管和围绕内部管的壳体。壳体可构造为围绕内部管的外部管。利用该布置，内部管和外部管提供管组件。
[0023] 管组件可以借助柔性接头联接到喷射器主体。
[0024] 在另一布置中，末端可以与燃料轨道一体形成，或与之相连。
[0025] 在管组件借助柔性接头联接到喷射器主体的布置中，柔性接头可包括外部管的构造为套圈的内端部分，该内端部分用于与喷射器主体部分上的毂盘接合，并且还用于与燃料喷射器适于被接收在其中的喷射端口接合。
[0026] 优选地，套圈具有限定空腔以接收毂盘的周向
侧壁和用于布置在由喷射端口限定的周向平台上的周向肩部，套圈适于与毂盘和周向平台相互作用以便于管组件的
角向摆动运动。
[0027] 优选地，柔性接头还包括位于套圈的周向侧壁与毂盘之间的第一
密封件。这提供了防止燃料和燃料
蒸汽外泄的密封。
[0028] 优选地，套圈限定内部空腔，并且内部管延伸穿过该空腔，用于与毂盘
流体连通以从中接收燃料，并且第二密封件在空腔内在内部管的相邻端部周围，该第二密封件适于与内部管的相邻端部、套圈和毂盘密封接合。
[0029] 除密封成防止燃料和燃料蒸汽
泄漏之外，第二密封件用以阻止内部管的布置为靠着毂盘的相邻端部和围绕的外部管之间的
接触。这是有利的，因为外部管通常由金属材料制成，并且与这样的材料接触会引起不希望的热传递。
[0030] 第二密封件可具有任意适当的构造。在一个布置中，第二密封件可以构造成限定多个专用密封表面。在另一布置中，第二密封件可以构造为O形环。在另一布置中，第二密封件可构造为X形环。在又一布置中，第二密封件可包括多个密封元件，该多个密封元件适于配合以提供充当第二密封件的密封组件。密封元件可具有任意适当的构造，诸如O形环。
[0031] 根据本发明的第二方面，提供了一种用于根据本发明第一方面的燃料喷射组件的燃料喷射器。
[0032] 根据本发明的第三方面，提供了一种燃料喷射器，其具有喷射出口和末端，该末端具有排出从燃料喷射器的出口流出的燃料的端部，所述末端适于布置在喷射端口中，所述末端具有柔性构造，以容纳在支撑燃料喷射器的支座和末端适于密封地布置到其中的喷射端口之间的一些不对准。
[0033] 根据本发明的第四方面，提供了一种燃料喷射器，其包括主体部分和喷嘴部分，喷嘴部分构造为限定末端，该末端具有从中排出燃料的端部，末端适于布置在喷射端口中，末端具有柔性构造，以容纳在支撑燃料喷射器的支座和末端适于密封地布置到其中的喷射端口之间的一些不对准。
[0034] 末端的柔性构造可以通过任意适当的方式提供。末端可以由柔韧材料制成，或者其可以具有活动连接构造，或者既由柔韧材料制成又具有活动连接构造。
[0035] 活动连接构造可包括在末端和燃料组件的与末端相连的部分之间的接头。替代地或另外地，活动连接构造可包括末端内的接头，以允许其活动连接。
[0036] 喷嘴部分限定的末端可以通过柔性接头联接到主体部分。优选地，燃料喷射器构造为侧向进给喷射器。
[0037] 根据本发明的第五方面，提供了一种用于气体燃料到多缸内燃机中的液相喷射（LPI）的系统，该系统包括根据本发明的第一方面的燃料喷射组件。
[0038] 优选地，该系统构造为用于LPG的传送，以对发动机供给燃料。
附图说明
[0039] 参考下面对于如附图中所示的若干具体实施方式的说明，将更好地理解本发明，其中：
[0040] 图1是根据第一实施方式的喷射系统的示意图；
[0041] 图2是根据第一实施方式的喷射系统的另一示意图；
[0042] 图3是根据第二实施方式的喷射系统的示意图；
[0043] 图4是根据第三实施方式的喷射系统的示意图；
[0044] 图5是根据第四实施方式的喷射系统的示意图；
[0045] 图6是根据第五实施方式的喷射系统的示意图；
[0046] 图7提供了图6中所示的布置的进一步的细节；
[0047] 图8是根据第六实施方式的喷射系统的示意图；以及
[0048] 图9是根据第七实施方式的喷射系统的示意图。
具体实施方式
[0049] 图1和图2中所示的第一实施方式涉及用于多缸内燃机的诸如LPG的气体燃料的液相喷射（LPI）的系统10。
[0050] LPI系统10包括燃料喷射组件，所述燃料喷射组件包括燃料轨道组件15，所述燃料轨道组件15具有：燃料轨道17，其适于连接到受压的液化气体燃料的供给处；和与燃料轨道相连的多个燃料喷射器19。在图1和图2中仅示出一个燃料喷射器19。
[0051] 在图示的布置中，LPI系统10构造为用于燃料到发动机的
燃烧室的间接喷射。利用该传送布置，燃料喷射器19与相应的进气歧管喷射孔或插槽限定的喷射端口21连通。以这种方式，对于各个燃烧室，燃料喷射器19每个均与进气阀之前的一些点连通，典型地经由入口歧管的通过相应的入口阀与多缸发动机中的每个燃烧室连通的相应入口流道23实现连通。在图1中仅示出了一个喷射端口21和入口流道23。
[0052] 燃料轨道17包括歧管25和构造成接收并支撑燃料喷射器19的多个插槽27（图1中仅示出了其中一个）。利用该布置，燃料轨道17适于接收大量来自源（诸如加压罐或其它容器）的液相的液化气体燃料，并且将液化气体燃料分配到燃料喷射器19用于经由喷射端口21传送到相应的入口流道23中。
[0053] 每个燃料喷射器19构造为侧向进给喷射器，并且包括主体部分31和喷嘴部分33。喷嘴部分33构造为延伸部35，以限定末端37。喷嘴部分33限定位于末端37端部处的出口39，液化气体燃料从该出口39被直接传送到相应的入口流道23中。在传送过程中，在出口39处存在相变，这会导致快速冷却并且由此导致在喷射器末端37上形成冰。喷射器末端37上的冰形成是不利的，因为其会导致燃料喷射器19的性能的劣化。
[0054] 喷嘴部分33包括管组件41，管组件41具有：限定在出口39处终止的燃料流路45的内部管43；和围绕内部管43并限定喷嘴部分33的端部34的外部管47。
[0055] 管组件41适于提供内部绝热，以阻止液化气体燃料沿着燃料流路45到出口39的传送期间的热传递。另外，管组件41适于从周围的发动机环境收集热，由此造成喷射器末端37和液化气体燃料沿着燃料流路45到出口39的通道之间的热梯度。这样收集的热还可有助于降低喷射器末端37上的冰形成。
[0056] 具体地，内部管43由
绝热材料形成，以抑制对沿着燃料流路45至出口39的液化气体燃料的热传递。在该实施方式中，内部管43包括Teflon管，但是当然也可使用任意其它合适的绝热材料。另外，外部管47由导热材料形成，用于热收集。典型地，外部管47由金属形成，但是当然也可使用任意其它适当的导热材料。
[0057] 在图示的布置中，外部管47包括筒状主体48，所述筒状主体48具有轴向通道49，内部管43适于被接收在该轴向通道49中。轴向通道49包括第一通道部49a和第二通道部49b，其中第二通道部49b敞开至端部34上。第一通道部49a具有稍大于第二通道部49b的直径，由此在其间的接合处限定环状凸缘49c。
[0058] 内部管43包括管状主体44和筒状外壁46，所述管状主体44具有限定了燃料流路45的中央孔。外壁46包括第一壁部46a和第二壁部46b，其中第二壁部46b邻接限定出口
39的端部。第一壁部46a具有比第二壁部46b略大的直径，由此在其间的接合处限定环状肩部46c。
[0059] 利用该布置，内部管43适于被接收在外部管47内，其中内部管的肩部46c抵靠外部管内的凸缘49c，如图中所示。内部管43的第二壁部46b限定了布置在第二通道部49b中的末端。
[0060] 内部管43在外部管47内的布置由内部管的支承在外部管47内的环状凸缘49c上的环状肩部46c确定。
[0061] 外部管47被密封接收在喷射端口21中，各个燃料喷射器19通
过喷射端口21传送燃料，该布置使得外部管47的自由端部47a能够布置为紧邻喷射端口21的内部端部21a（如图1中所示），以接收来自具体包括进气歧管的发动机环境的热。自由端部47a构造成优化在喷射端口21内的定位，用于热传递。
[0062] 外部管47和喷射端口21之间的密封通过在本实施方式中构造为O形环密封件的密封件51实现。
[0063] 管组件41借助柔性接头53联接到喷射器主体部分31。柔性接头53允许管组件41和主体部分31之间的活动连接运动。该布置用以容纳任何可能在安装在燃料轨道17上的燃料喷射器19和喷射端口21之间发生的不对准。典型地，任意这样的不对准的程度很可能在能够由各个管组件41的可达到活动连接运动容纳的范围内。
[0064] 在该实施方式中，该活动连接运动包括管组件41相对于主体部分31绕柔性接头53的受限的角向摆动运动。
[0065] 在图示的布置中，柔性接头53包括外部管47的被构造为套圈57的内端部分55，所述内端部分55用于与喷射器主体部分31上的毂盘59接合并且还用于与燃料喷射器19被接收在其中的燃料轨道17的插槽27接合。
[0066] 套圈57具有限定空腔62的周向侧壁61和周向肩部63，毂盘59接收在空腔62中，周向肩部63用于布置在由燃料轨道17的插槽27限定的周向平台65上。
[0067] 套圈57还限定在内部管43的相邻端部周围设置的内部空腔67。内部空腔67具有空腔侧壁68和空腔内壁69。
[0068] 内部管43延伸穿过空腔67并且布置为靠着喷射器主体部分31上的毂盘59，用于布置在毂盘中的凹部70中并且与之流体连通。内部管43限定的流体流路45经由凹部70接收液化气体燃料。
[0069] 套圈57与毂盘59和周向平台65相互作用，以便于管组件41的角向摆动运动。
[0070] 柔性接头53还包括在套圈57的周向侧壁61和毂盘59之间的密封件71。密封件71提供阻止液化气体燃料和燃料蒸汽外泄的主密封。在图示的布置中，密封件71构造为O形环。
[0071] 柔性接头53依然还包括在空腔67内在内部管43的暴露端部43a周围的密封件73。密封件73适于与内部管43的暴露端部43a、套圈57中的空腔侧壁68和空腔内壁69以及毂盘59密封接合。除提供防止液化气体燃料和燃料蒸汽泄漏的辅助密封之外，密封件
73用以阻止内部管43的布置为靠着毂盘59的内端部和围绕的金属外部管45之间的接触，以限制燃料暴露于金属。这有助于使在该点处来自液化气体燃料的热传递最小化，因为外部管45的金属将会更为导热并且因此与燃料的接触将导致附加的热损失。
[0072] 在图示的布置中，密封件73构造成呈现各种专用的密封面，用于与内部管43的暴露端部43a、空腔侧壁68和空腔内壁69密封接合。典型地，密封件73在本实施方式中将被定制设计用于该目的。
[0073] 密封件71、73适于容纳管组件41的角向摆动运动，同时保持它们的密封整体性。
[0074] 外部管47和喷射端口21之间的密封件51还适于容纳管组件41的角向摆动运动，同时保持其密封整体性。
[0075] 基于前述内容，明显的是该实施方式提供了用于容纳在典型地刚性安装在燃料轨道17上的燃料喷射器19和喷射端口21之间的不对准的相对简单但仍高度有效的布置，其中任意的不对准典型地由各个管组件41的角向摆动运动容纳。
[0076] 现在参考图3，示出了根据第二实施方式的LPI系统100。根据第二实施方式的LPI系统类似于根据第一实施方式的LPI系统10，并且类似的部件以相同的标号标示。
[0077] 在该第二实施方式中，毂盘59的周向侧壁61布置为紧密地靠着毂盘59并且整合了限定空间105的周向外部空腔103，主密封件71被容纳在空间105中用于与燃料轨道17的相邻部分的密封接合。
[0078] 另外，密封件73构造为O形环。
[0079] 现在参考图4，示出了根据第三实施方式的LPI系统105。根据第三实施方式的LPI系统类似于根据第一实施方式的LPI系统10，并且类似的部件以相同的标号标示。
[0080] 在该第三实施方式中，密封件73构造为O形环，用于与内部管43的暴露端部43a、套圈57内的空腔侧壁68和空腔内壁69以及毂盘59密封接合。
[0081] 现在参考图5，示出了根据第四实施方式的LPI系统110。根据第四实施方式的LPI系统类似于根据第一实施方式的LPI系统10，并且类似的部件以相同的标号标示。
[0082] 在该第四实施方式中，密封件73构造为X形环。
[0083] 现在参考图6和图7，示出了根据第五实施方式的LPI系统120。根据第五实施方式的LPI系统类似于根据第一实施方式的LPI系统10，并且类似的部件以相同的标号标示。
[0084] 在该第五实施方式中，密封件73包括一系列单独的密封元件121。在所示的布置中，密封元件121包括围绕内部管43的暴露部分43a彼此相邻地布置的O形环。利用该布置，主密封件能够容纳具有比第一实施方式增大的壁厚且由此具有更大的外径的内部管43。内部管43的增大的壁厚提供增强的绝热特性。
[0085] 在先前描述的实施方式中，在安装于燃料轨道17上的燃料喷射器19和喷射端口21之间容纳不对准的灵活性由管组件41的活动连接构造提供。当然，用于容纳该不对准的其它布置也是可以的。举例来说，管组件41能够构造成便于
变形以容纳该不对准。这可以通过形成由适当的柔韧材料制成的管组件41实现。在该方面，设想外部管47将由坚固而又弹性伸缩的材料制成。内部管43也将需要是柔性的，但是它们在如先前所述由Teflon管形成的任意情况中很可能具有该特性。
[0086] 另外，在先前所述的实施方式中，每个管组件41的外部管47被整合在燃料喷射器19中。外部管47可被包括为燃料轨道17的一部分。
[0087] 一个这样的布置是作为图8所示的第六实施方式的主题的LPI系统130。根据第六实施方式的LPI系统130在一些方面类似于先前的实施方式，并且类似的部件在适当的情况下以相同的标号标示。
[0088] 在该实施方式中，外部管47独立于内部管43设置并且适于连接到各个喷射器插槽27。随着喷射器19安装在喷射器插槽27中，内部管43插入到外部管47中。
[0089] 在所示的布置中，外部管47通过带
螺纹的连接部131附接至喷射器插槽27。
[0090] 外部管47构造成便于变形，以容纳在燃料轨道17和喷射端口21之间的不对准。这可以通过形成由适当的柔韧材料制成的外部管47实现。在该方面，设想外部管47将由坚固而又弹性伸缩的材料制成，用于根据需要变形以容纳燃料轨道17和喷射端口21之间的不对准。
[0091] 现在参考图9，示出了根据第七实施方式的LPI系统140。根据第七实施方式的LPI系统类似于根据第六实施方式的LPI系统130，并且类似的部件以相同的标号标示。在该第七实施方式中，外部管47与喷射器插槽27一体形成，而不是通过分离连接部来附接。具体地，外部管47可以被模制为燃料轨道17的一部分。
[0092] 如根据先前对于不同实施方式的讨论所理解的，已经发现，对于需要将具有多个刚性附接喷射器的刚性燃料轨道安装或连接到进气歧管中的多个固定端口的任意多缸发动机应用，本发明特别适用。诸如在先前实施方式中参考管组件41已经描述的，这主要通过设置能够柔性安装的连接延伸部来实现。
[0093] 虽然本发明特别适用于目前使用侧向进给燃料喷射器通常需要刚性连接到刚性燃料轨道的多缸LPI燃料系统应用，但应理解，本发明的应用并不仅限于这样的LPI燃料系统，并且具有对其它非气体燃料的多缸发动机应用的平等适用性。
[0094] 应理解，本发明的范围并不局限于所述的各个实施方式的范围。
[0095] 在整个
说明书和
权利要求书中，除非上下文另有要求，词语“包括”或诸如其单数形式或正在进行时的变形将被理解为暗示包括所陈述的整体或整体的组，但不排除任何其它整体或整体的组。
