本發(fā)明大體上涉及氣體供應(yīng)噴嘴組件，并且更具體地涉及噴嘴組件中包括用于雙燃料發(fā)動機(jī)的止回閥。

背景技術(shù)：

隨著天然氣的不斷增長，發(fā)動機(jī)工業(yè)中具有改造現(xiàn)有柴油機(jī)或創(chuàng)建具有燃燒天然氣和蒸餾的柴油燃料二者的能力的新型雙燃料發(fā)動機(jī)的趨勢。當(dāng)以雙燃料模式操作時，通過將氣態(tài)燃料移動通過計量閥和氣體供應(yīng)噴嘴并使其進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸中向發(fā)動機(jī)汽缸供應(yīng)氣態(tài)燃料充量。接著可以通過將直接噴射至噴射汽缸中的柴油燃料進(jìn)行壓縮點(diǎn)燃來點(diǎn)燃?xì)鈶B(tài)充量。當(dāng)以單燃料模式操作時，發(fā)動機(jī)僅利用柴油燃料而操作。尤其當(dāng)發(fā)動機(jī)以柴油燃料模式操作時，可能存在氣體和污染物從發(fā)動機(jī)汽缸朝氣體計量閥返回的回流風(fēng)險。這些問題在有時候在機(jī)車工業(yè)中利用的類型的雙燃料二沖程發(fā)動機(jī)的情況中進(jìn)一步加劇。

本發(fā)明涉及上文闡述的一個或多個問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一方面，內(nèi)燃機(jī)包括限定至少一個汽缸的殼體?；钊ㄎ怀稍谄字型鶑?fù)運(yùn)動。氣態(tài)燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括流體地定位在氣態(tài)燃料源與氣體供應(yīng)噴嘴組件之間的計量閥，所述氣體供應(yīng)噴嘴組件包括通入汽缸中的出口。液體燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括利用定位在汽缸中的噴射尖端流體地連接至燃料噴射器的液體燃料源。氣體供應(yīng)噴嘴組件包括附接在附接至計量閥的主體與流體地連接至汽缸的末端噴嘴之間的止回閥。止回閥可在允許氣態(tài)燃料流至汽缸中的打開位置與防止流體從汽缸流至主體中的關(guān)閉位置之間移動。

另一方面，用于利用端口將氣態(tài)燃料噴射至發(fā)動機(jī)的汽缸中的噴嘴組件包括具有漏斗形狀的主體，其具有用于附接至氣體計量閥的大面積入口以及小端部。主體具有彎曲角度大于零的中線。末端噴嘴限定延伸在入口與排放端之間的氣體通道。止回閥夾緊在主體的小端部與末端噴嘴的入口端之間，并且偏置為關(guān)閉以阻止從末端噴嘴流至主體中，但是響應(yīng)于壓力差而打開以允許從主體流至末端噴嘴中。

另一方面，操作發(fā)動機(jī)的方法包括通過打開計量閥和止回閥向汽缸供應(yīng)氣態(tài)燃料。通過關(guān)閉計量閥結(jié)束氣態(tài)燃料的供應(yīng)。通過關(guān)閉止回閥防止流體從汽缸反向流動至噴嘴組件的主體中。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)的示意圖；

圖2是用于圖1的發(fā)動機(jī)的氣體供應(yīng)噴嘴組件的分解視圖；

圖3是用于圖2的發(fā)動機(jī)的氣體供應(yīng)噴嘴組件的截面?zhèn)纫晥D；

圖4是圖3的氣體供應(yīng)噴嘴組件中的止回閥的透視截面圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的替代性不對稱止回閥的側(cè)視圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的止回閥的交叉狹縫版本的側(cè)視圖；

圖7是圖6的止回閥的透視截面圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的處于打開位置中的又另一個替代性止回閥的截面?zhèn)纫晥D；

圖9是圖8的且處于其關(guān)閉位置中的止回閥的截面?zhèn)纫晥D；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的蝶形止回閥的側(cè)視圖；以及

圖11是根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的分離盤式止回閥的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

首先參考圖1，內(nèi)燃機(jī)10包括限定至少一個汽缸12的殼體11?；钊?3定位成在汽缸12中介于下止點(diǎn)位置與上止點(diǎn)位置之間往復(fù)運(yùn)動。氣態(tài)燃料供應(yīng)系統(tǒng)20包括流體地定位在氣態(tài)燃料源22與氣體供應(yīng)噴嘴組件23之間的計量閥21，所述氣體供應(yīng)噴嘴組件23包括通入汽缸12中的出口24。液體燃料供應(yīng)系統(tǒng)50包括利用定位在汽缸12中的噴射尖端53流體地連接至燃料噴射器52的液體燃料源51。氣體供應(yīng)噴嘴組件23包括附接在附接至計量閥21的主體31與流體地連接至汽缸12的末端噴嘴32之間的止回閥30。止回閥可在允許氣態(tài)燃料流至汽缸12中的打開位置與防止流體從汽缸12流至主體31中的關(guān)閉位置之間移動。燃料噴射器52和計量閥21二者均可以由電子控制器15以常規(guī)方式控制以使得它們正常操作。

現(xiàn)在另外參考圖2和圖3，更詳細(xì)地示出了用于圖1的發(fā)動機(jī)10的氣體供應(yīng)噴嘴組件23。具體地，主體31可以包括漏斗形狀，該主體具有用于附接至氣體計量閥21的大面積入口38以及小端部39。主體31具有彎曲角度70大于零的中線26。末端噴嘴32限定延伸在入口端42與排放端43之間的氣體通道41。止回閥30夾緊在主體31的小端部39與末端噴嘴32的入口端42之間。止回閥30偏置成關(guān)閉以阻止從末端噴嘴32流至主體31中。止回閥30響應(yīng)于壓力差而打開以諸如在向汽缸12供應(yīng)氣態(tài)燃料時允許從主體31流至末端噴嘴32中。雖然不是必須的，但是主體31的區(qū)段44可以接納在末端噴嘴32中，使得止回閥30完全定位在末端噴嘴32內(nèi)側(cè)，如圖3中最佳地所示。主體31可以終止于環(huán)形支座60且末端噴嘴32可以限定環(huán)形肩部61。止回閥30可以利用多個螺栓62夾緊在環(huán)形支座60與環(huán)形肩部61之間。氣體供應(yīng)噴嘴組件23可以包括夾緊而接觸止回閥30以及主體31(未示出)和末端噴嘴32中的一者的壓縮調(diào)整墊圈45。

另外參考圖4，圖2和圖3的氣體供應(yīng)噴嘴組件23中所說明的止回閥30可以采用具有擋板46的可變形主體40的形式，該擋板在關(guān)閉位置中接觸彼此和過濾器支座34且形成為在打開位置中脫離與過濾器支座34的接觸。過濾器支座34可以是具有支撐關(guān)閉位置中的可變形主體40使得汽缸12中產(chǎn)生的高壓力不會使可變形主體40以非所需方式翻轉(zhuǎn)的形狀的相對較剛性金屬絲網(wǎng)構(gòu)造。具體地，止回閥30可以準(zhǔn)確地包括形成所謂的“鴨嘴”配置的兩個擋板46。在所示實(shí)施例中，該兩個擋板46在關(guān)閉位置中在中線26處接觸彼此，如圖3中最佳地所示。

本發(fā)明還預(yù)期包括可變形主體40的其它止回閥30。例如，圖5示出了其中可變形主體40仍然準(zhǔn)確地包括兩個擋板46的替代性實(shí)施例，但是該配置是不對稱的使得該兩個擋板在偏離穿過氣體供應(yīng)噴嘴組件23的中線26的狹縫處匯合。圖6和圖7示出了其中可變形主體40包括以交叉狹縫配置靠近的正好四個擋板47的止回閥30的又另一個實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，圖6和圖7中所示的實(shí)施例可具有居中于氣體供應(yīng)噴嘴組件的中線26上的交叉狹縫，但是交叉狹縫配置的止回閥30的不對稱配置將也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，可變形主體40應(yīng)當(dāng)由可承受存在于發(fā)動機(jī)汽缸12附近的熱量和化學(xué)物質(zhì)的惡劣環(huán)境的材料制成。包括可變形主體40的止回閥30可以購自派克漢尼汾(Parker Hannifin)。除過濾器支座定位在可變形主體40上游之外，圖8和圖9的止回閥30類似于圖2至4的實(shí)施例，其中圖2至4的實(shí)施例具有相反配置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，可變形主體40將有可能由朝打開位置彈性地變形但是偏置至其關(guān)閉位置的非金屬材料制成，從而可以表示可變形主體40的未變形形狀。圖10示出了將落在本發(fā)明的范圍內(nèi)的另一個示例性止回閥30。具體地，在此版本中，止回閥30包括由彈簧偏置鉸鏈37連接至閥構(gòu)件36的閥體(主體23)。圖11示出了包括均連接至彈簧偏置鉸鏈37的第一閥構(gòu)件48和第二閥構(gòu)件48的所謂的分離盤式止回閥30。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，各種其它閥構(gòu)造也可落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

選擇用于根據(jù)本發(fā)明的止回閥30的適當(dāng)材料和結(jié)構(gòu)時的某些考慮是該閥繼續(xù)具有防止引入空氣泄漏至主體31中的能力，空氣泄漏可能產(chǎn)生可非所需地引爆的可燃燒混合物。優(yōu)選地，止回閥30偏置為關(guān)閉，但是可在最小壓力差和極小壓力降代價下可快速打開。電活性彈性體可以是用于構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的可變形主體40的不錯選擇。優(yōu)選地，通過打開位置中的止回閥30的流動面積大于通過末端噴嘴32的流動面積使得止回閥30不會在氣體供應(yīng)噴嘴組件23中產(chǎn)生流量限制。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明大體上涉及用于將氣態(tài)燃料噴射至內(nèi)燃機(jī)中的氣體供應(yīng)噴嘴組件，該內(nèi)燃機(jī)包括還具有燃燒諸如柴油的液體燃料的能力的雙燃料發(fā)動機(jī)。本發(fā)明在具有主要燃燒通過將柴油燃料進(jìn)行壓縮點(diǎn)燃的天然氣或以純柴油燃料模式操作的能力的二沖程或四沖程雙燃料發(fā)動機(jī)中找到了具體應(yīng)用，在純柴油燃料模式中，氣體供應(yīng)噴嘴組件中的止回閥保護(hù)氣體計量閥21。

再次參考圖1，操作內(nèi)燃機(jī)10的方法包括通過打開計量閥21和止回閥30向汽缸12供應(yīng)氣態(tài)燃料。通過關(guān)閉計量閥21結(jié)束氣態(tài)燃料的供應(yīng)。通過關(guān)閉止回閥30防止流體從汽缸12反向流動至氣體供應(yīng)噴嘴組件23的主體31中。在二沖程發(fā)動機(jī)10的情況中，每當(dāng)活塞從上止點(diǎn)往復(fù)運(yùn)動至下止點(diǎn)進(jìn)而返回至上止點(diǎn)時執(zhí)行向汽缸12供應(yīng)氣態(tài)燃料的步驟?？梢酝ㄟ^將以常規(guī)方式從燃料噴射器52噴射至汽缸12中的柴油燃料進(jìn)行壓縮點(diǎn)燃來點(diǎn)燃汽缸12中的氣態(tài)燃料。發(fā)動機(jī)10還可以純柴油模式操作，在純柴油模式中，止回閥30和計量閥21保持關(guān)閉。

本發(fā)明的氣體供應(yīng)噴嘴組件23設(shè)計成使得其是兩件式組件以允許適當(dāng)?shù)匕惭b和安放止回閥30、過濾器支座34和壓縮調(diào)整墊圈45，這可以利用螺栓62來調(diào)整以對理想地壓縮止回閥30。末端噴嘴32的功能是將來自氣體計量閥21的流量引導(dǎo)通過止回閥30并且進(jìn)入汽缸12中。為此，其還減小流動面積以匹配止回閥30的流動面積。氣體接著流過螺合至主體31上的末端噴嘴32。末端噴嘴32甚至進(jìn)一步減小氣體的流動面積以使其配合至汽缸12的空氣端口來將氣體輸送至汽缸12中。兩件式設(shè)計(主體31和末端噴嘴32)還可以允許在需要更換止回閥30時可容易地維修該止回閥。此結(jié)構(gòu)還允許不同形狀的末端噴嘴32螺合至主體31以將更好的氣流提供至汽缸12中。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述描述僅僅用于說明目的，且并不是以任何方式限制本發(fā)明的范圍。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，可根據(jù)對附圖、本發(fā)明和以下權(quán)利要求書的研究而明白本發(fā)明的其它方面。