双燃料共轨系统及仅柴油运行该系统的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103912421 A (43)申请公布日 2014.07.09 C N 1 0 3 9 1 2 4 2 1 A (21)申请号 201410000992.8 (22)申请日 2014.01.02 13/732,673 2013.01.02 US F02M 41/00(2006.01) F02D 19/06(2006.01) (71)申请人卡特彼勒公司 地址美国伊利诺伊州 (72)发明人 CA布朗 JW斯特芬 DR科尔德伦 A R斯托克奈尔 金会山 房殿奇 (74)专利代理机构北京市中咨律师事务所 11247 代理人殷玲 吴鹏 (54) 发明名称 双燃料共轨系统及仅柴。

2、油运行该系统的方法 (57) 摘要 本发明涉及一种能以常规模式运行的双燃料 共轨系统，在常规模式中相对大量的气体燃料通 过使相对小的喷射量的液体柴油燃料压缩点火而 点燃。双燃料系统能以单燃料应急模式运行，在该 模式中液体柴油燃料以更高的压力喷射。在以应 急模式运行期间，由泄漏的液体燃料导致的燃料 系统的气体燃料侧的压力过高可以通过从气体喷 嘴出口组常规地喷射泄漏的液体燃料，而不是气 体燃料来避免。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 (10)申请公布号。

3、 CN 103912421 A CN 103912421 A 1/2页 2 1.一种运行双燃料发动机的方法，包括以下步骤： 以常规模式运行双燃料共轨系统； 以应急模式运行双燃料共轨系统； 当以应急模式运行时，与以常规模式运行时相比，向双燃料系统的气体燃料部分泄漏 更多液体燃料； 当以常规模式运行双燃料共轨系统时，从第一喷嘴出口组喷射液体燃料和从第二喷嘴 出口组喷射气体燃料至发动机气缸内； 当以应急模式运行双燃料共轨系统时，从第一喷嘴出口组喷射液体燃料和从第二喷嘴 出口组喷射液体燃料而不是气体燃料至发动机气缸内。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤： 当以应急模式运行双燃料系。

4、统时，将液体燃料共轨压力与气体燃料共轨压力的比率维 持在高水平； 当以常规模式运行双燃料系统时，将液体燃料共轨压力与气体燃料共轨压力的比率维 持在低水平；和 阻断液体燃料向气体燃料共轨内的移动。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括在应急模式中而不是常规模式中使 气体燃料供给及压力控制装置与气体燃料共轨隔离； 响应于气体燃料共轨压力控制液体燃料从第二喷嘴出口喷射的时机和持续时间中的 至少一者。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括控制液体燃料从第二喷嘴出口喷射 的时机和持续时间中的至少一者，而不考虑气体燃料共轨压力。 5.一种双燃料共轨系统，包括： 气体燃料共轨； 液体燃料。

5、共轨； 多个燃料喷射器，各个所述燃料喷射器流体连接至所述气体燃料共轨 和所述液体燃 料共轨中的每一者； 流体连接至所述液体燃料共轨的液体燃料供给及压力控制装置； 流体连接至所述气体燃料共轨的气体燃料供给及压力控制装置； 电子控制器，该电子控制器与所述多个燃料喷射器、所述液体燃料供给及压力控制装 置、和所述气体燃料供给及压力控制装置进行控制通信，该电子控制器包括设置成用于传 送液体喷射控制信号以从第一喷嘴出口组喷射液体燃料和传送气体喷射控制信号以从第 二出口组喷射液体燃料的应急算法，还包括设置成用于传送液体喷射控制信号以从第一喷 嘴出口组喷射液体燃料和传送气体喷射控制信号以从第二出口组喷射气体燃。

6、料的常规算 法。 6.根据权利要求5所述的双燃料共轨系统，其特征在于，所述应急算法设置成用于将 液体共轨压力与气体共轨压力之间的比率维持在高水平； 其中所述常规算法设置成用于将液体燃料共轨压力与气体燃料共轨压力的比率维持 在低水平； 所述系统还包括可操作地设置成用于阻断液体燃料从所述多个燃料喷射器中的每一 权 利 要 求 书CN 103912421 A 2/2页 3 者向气体燃料共轨移动的单向阀。 7.根据权利要求6所述的双燃料共轨系统，其特征在于，包括可操作地设置于所述气 体燃料供给及压力控制装置和所述气体燃料共轨之间的电子控制的隔离阀。 8.根据权利要求7所述的双燃料共轨系统，其特征在于，。

7、包括与所述电子控制器通信 的气体轨压传感器；并且 其中所述应急模式设置成用于响应于气体燃料共轨压力控制液体燃料从所述第二喷 嘴出口喷射的时机和持续时间中的至少一者。 9.根据权利要求5所述的双燃料共轨系统，其特征在于，包括可操作地设置成用于阻 挡液体燃料从所述多个燃料喷射器中的每一者向气体燃料共轨移动的单向阀。 10.根据权利要求4所述的双燃料共轨系统，其特征在于，包括可通流体地设置于所述 多个燃料喷射器中的每一者与气体燃料共轨和液体燃料 共轨中的每一者之间的同轴管轴 组件。 权 利 要 求 书CN 103912421 A 1/8页 4 双燃料共轨系统及仅柴油运行该系统的方法 技术领域 000。

8、1 本发明一般地涉及双燃料共轨系统，更具体地涉及包括处理泄漏到系统的气体燃 料侧内的液体燃料的策略的仅柴油运行方法。 背景技术 0002 已知一种相对较新型的发动机力图利用两种不同的燃料以获得与压燃点火相关 联的效率并结合与燃烧天然气燃料相关联的优势。特别是，一种类型的双燃料发动机采用 在每个发动机气缸中将少量预喷射的液体柴油燃料压缩点火，进而点燃更大量的天然气燃 料。在这种类型的发动机的一个策略中，两种燃料被从与每个发动机气缸相关联的单个燃 料喷射器直接喷射。例如，美国专利7,627,416教导了一种双燃料共轨系统，其中液体柴油 和天然气燃料两者都从与每个发动机气缸相关联的单个燃料喷射器喷射。

9、。该参考文献认识 到，有可能存在的情况是，当由于天然气燃料供给用尽或系统中的天然气部分可能有故障 时，该发动机将需要仅用液体柴油燃料运行。然而，该参考文献既没有认识到与以仅柴油燃 料供给模式运行发动机相关联的某些挑战的某些问题，也没有教导解决方案。 0003 本发明旨在解决上面提出的一个或多个问题。 发明内容 0004 一种运行双燃料发动机的方法包括以常规模式和应急模式运行双燃料系统。当以 应急模式运行时，与以常规模式运行时相比，更多的液体燃料泄漏到双燃料系统的气体燃 料部分内。当以常规模式运行双燃料系统时，液体燃料从第一喷嘴出口组喷射到发动机气 缸内且气体燃料从第二喷嘴出口组喷射到发动机气缸。

10、内。当以应急模式运行双燃料系统 时，液体燃料从第一喷嘴出口组喷射到发动机气缸内但气体燃料不从第二喷嘴出口组喷射 到发动机气缸内。 0005 另一方面，一种双燃料共轨系统包括气体燃料共轨和液体燃料共轨。多个燃料喷 射器中的每个流体连接到气体燃料共轨和液体燃料共轨的每个。液体燃料供给及压力控制 系统/装置流体连接到所述液体燃料共轨。气体燃料供给及压力控制系统/装置流体连接 到所述气体燃料共轨。电子控制器与多个燃料喷射器、液体燃料供给及压力控制系统和气 体燃料供给及压力控制系统进行控制通信。电子控制器包括设置成传送液体喷射控制信号 以从第一喷嘴出口组喷射液体燃料和传送气体喷射控制信号以从第二喷嘴出口。

11、组喷射液 体燃料的应急算法/应急运行算法。电子控制器还包括设置成传送液体喷射控制信号以从 第一喷嘴出口组喷射液体燃料和传送气体喷射控制信号以从第二喷嘴出口组喷射气体燃 料的常规算法/常规运行算法。 附图说明 0006 图1是根据本发明的双燃料发动机的示意图； 0007 图2是用于图1发动机的发动机和双燃料共轨系统的一部分的透视图； 说 明 书CN 103912421 A 2/8页 5 0008 图3是图2中所示的发动机壳体的一部分的剖视透视图，用于揭示一个燃料喷射 器和发动机气缸的结构； 0009 图4是根据本发明的另一方面的穿过同轴管轴（quill）组件的剖视侧视图； 0010 图5是根据本。

12、发明的一方面的燃料喷射器的剖视正视图；和 0011 图6是示出运行图1的发动机的方法的逻辑流程图。 具体实施方式 0012 首先参见图1-3，双燃料发动机10包括安装至发动机壳体11的双燃料共轨系统 20，所述发动机壳体11限定有多个发动机气缸12。双燃料共轨系统20包括定位成用于直 接喷射到所述多个发动机气缸12的每个中的刚好一个燃料喷射器25。气体燃料共轨21和 液体燃料共轨22流体连接至每个燃料喷射器25。双燃料共轨系统20还包括气体供给及压 力控制装置16和液体供给及压力控制装置17。每个燃料喷射器25、气体压力供给及控制 装置16和液体供给及压力控制装置17以已知方式与电子发动机控制。

13、器15进行控制通信 并被其控制。气体供给及压力控制装置16可包括一个加压的低温液化天然气罐40，其具 有流体连接至可变输出的低温泵41的出口。装置16还可包括热交换器42、累积器44、气 体过滤器43和燃料调节模块45，该模块用于控制气体燃料向气体燃料共轨21的供给和压 力。液体供给及压力控制装置17可包括柴油燃料箱50、燃料过滤器51和电子控制的高压 燃料泵52，其向液体燃料共轨22供给液体燃料并控制其压力。 0013 再参见图4，双燃料共轨系统20可包括与每个燃料喷射器25的共同的锥形座27 密封接触的具有内管轴32和外管轴33的同轴管轴组件30。同轴管轴组件30的块体31可 与气体燃料线。

14、路段18和液体燃料线路段19链式连接在一起以分别限定气体燃料共轨21 和液体燃料共轨22。链式连接的最后一个同轴管轴组件30可在图2中示出的配接件位置 具有一组插头。同轴管轴组件30流体定位于多个燃料喷射器25的每个和气体燃料共轨21 与液体燃料共轨22的每个之间。 0014 每个同轴管轴组件30可包括与块体31在载荷调节位置56接触的具有枢转表面 75的载荷调节夹钳34，所述载荷调节位置56由内管轴32的轴线29相交形成。载荷调节 夹钳34可限定分别接收第一紧固件81和第二紧固件80的紧固件插槽77和紧固件孔76。 载荷调节夹钳34响应于对所述第一和第二固定件81、80的调节在载荷调节位置5。

15、6上枢 转。紧固件80和81被分别接收于块体31的紧固件孔54和紧固件插槽55中。 0015 每个同轴管轴组件30的每个块体31限定有气体燃料共轨21的垂直于内管轴32 的轴线29取向的部段。气体燃料通路60在一端通向气体燃料共轨21内并且在另一端通 向燃料喷射器25的第一燃料入口101内。气体燃料通路60的一个部段位于内管轴32与 外管轴33之间。每个块体31还限定有液体燃料共轨22的一个部段。液体燃料通路61在 一端通向液体燃料共轨22内并在其对向端通向燃料喷射器25的第二燃料入口102内。 0016 为了捕获发动机10在被制造完成后的第一次运行过程中经常释放至燃料流内的 金属碎屑，同轴管。

16、轴组件30可包括气体燃料流线式过滤器36和液体燃料流线式过滤器37。 在所示实施例中，液体燃料流线式过滤器37可设置于内管轴32内。气体燃料流线式过滤 器36被示出为设置于外管轴33内。本领域技术人员将理解，流线式过滤器36和37可设 置于其他位置，或省略，而不脱离本发明的范围。 说 明 书CN 103912421 A 3/8页 6 0017 再参见图5，根据本发明的燃料喷射器25包括限定有第一喷嘴出口组103、第二喷 嘴出口组104和排放出口105的喷射器体部100。喷射器体部100还限定有第一燃料入口 101和第二燃料入口102，其在图4的穿过燃料喷射器25的共用锥形座27剖开的剖视图中 。

17、可见。喷射器体部100内设置有第一控制腔室106和第二控制腔室107。第一单向阀元件 110具有暴露于第一控制腔室106中的流体压力的关闭液压表面112。第一单向阀元件110 可在所示关闭位置和打开位置之间移动，其在所述关闭位置与第一座108接触以使第一燃 料入口101与第一喷嘴出口组103流体阻断，并在所述打开位置与第一座108不接触以使 第一燃料入口101与第一喷嘴出口组103经由图5的剖视图中不可见的通路流体连通。第 二单向阀元件120具有暴露于第二控制腔室107的流体压力的关闭液压表面121。第二单 向阀元件120可在所示闭合位置和打开位置之间移动，其在所述闭合位置与第二阀座113 接。

18、触以使第二燃料入口102与第二喷嘴出口组104流体阻断，在所述打开位置与第二阀座 113不接触以使第二燃料入口102与第二喷嘴出口组104经由图5的剖视图中不可见的通 路流体连通。这样，第一燃料（例如天然气）穿过第一喷嘴出口组的喷射由第一单向阀元件 110的移动辅助，而第二燃料（例如液体柴油）穿过第二喷嘴出口组104的喷射由第二单向 阀元件120的运动辅助。本领域技术人员将会理解，可期望第一和第二喷嘴出口组103、104 每个都包括布置成以本领域公知的方式围绕各自的中心线的六个喷嘴出口。然而，喷嘴出 口组103和104的每个可包括少至一个喷嘴出口或以任何布置的任何数量的喷嘴出口，而 不脱离本发。

19、明。 0018 第一控制阀元件130设置于喷射器体部100中并可沿第一位置与第二位置之间的 共同的中心线125移动，所述第一位置与平面座151接触，第一控制腔室106与排放出口 105在该处被流体阻断，第一控制腔室106与排放出口105在所述第二位置经由控制通路 133流体连接。当第一控制腔室106流体连接至排放出口105时，第一控制腔室106中的 压力下降，解除施加于关闭液压表面112上的压力以允许第一单向阀元件110抬起以辅助 第一燃料（例如天然气）穿过第一喷嘴出口组103喷射。第二控制阀元件135设置于喷射器 体部100中并可沿第一位置与第二位置之间的共同的中心线125移动，在所述第一位。

20、置与 平面座156接触，第二控制腔室107与排放出口105在该处被流体阻断，第二控制腔室107 与排放出口105在所述第二位置流体连接。当第二控制腔室107流体连接至排放出口105 时，作用于关闭液压表面121的流体压力被释放以允许第二单向阀元件120抬起至打开位 置以辅助第二燃料（例如液体柴油）穿过第二喷嘴出口组104喷射。 0019 在所示实施例中，第二控制阀元件135与共同的中心线125相交，但第一控制阀元 件130限定有穿过其的孔131并且该孔131与共同的中心线125同心。在所示的燃料喷射 器25中，相应的控制阀元件130、135可通过第一和第二电致动器111、122被分别移动到各 。

21、自的第一和第二位置之一。控制阀元件130、135可通过弹簧146、147偏置到它们各自的第 一位置和第二位置之一。特别是，第一衔铁141可附接至与第一控制阀元件130接触的推 动件145。第一衔铁141、推动件145和第一控制阀元件130可由偏置弹簧146偏置到与平 面座151接触的所示位置。控制阀元件130可通过自对准特征136的动作绕垂直于共用中 心线125的轴线轻微地旋转，其允许每次控制阀元件130接触平面座151时凸形表面137 在凹形支承表面138上移动。这样，第一衔铁141能被看作是可操作地联接以移动第一控 制阀元件130，第二衔铁142被可操作地联接成通过多个推动件143移动第二。

22、控制阀元件 说 明 书CN 103912421 A 4/8页 7 135。共同的定子144将第一衔铁141从第二衔铁142隔开。 0020 第一控制阀元件130与平面座151分别在第一位置接触和在第二位置脱开。同样 地，第二控制阀元件135与平面座156分别在第一位置接触和在第二位置脱开。座151和 156的任一个或两个可以是锥形座。第一控制阀元件130可被联接成与第一衔铁141一起 响应于安装在共用定子144中的下线圈断电而移动。当安装在共用定子144中的下线圈通 电时，衔铁141和推动件145向上提升，允许在控制通路133中的高压推动第一控制阀元件 130与平座151脱开接触以使控制腔室1。

23、06流体连接至排放出口105。第一控制腔室106和 第二控制腔室107总是可经由图5的剖视图中不可见的通路流体连通至第二燃料入口102。 这样，源自第二燃料入口102的液体柴油可被用作控制流体进而控制第一单向阀元件110 的操作以辅助气体燃料喷射动作并且控制第二元件120以辅助液体燃料喷射动作。 0021 一种总是流体连接至第二燃料入口102的环形的液压锁紧密封件132对于抑制燃 料气体从气体喷嘴腔室115向上进入控制腔室106的迁移是有用的。气体喷嘴腔室115总 是经由在图5中不可见的通路流体连接到第一燃料入口101。具体参见图4和5，本发明教 导了一种策略以抑制液体燃料在一定条件下从各自的。

24、燃料喷射器25向气体燃料共轨21转 移。当双燃料共轨系统20以常规模式运行时，液体燃料共轨22可维持在中高压（例如，可以 是40MPa），以及气体燃料共轨21可维持在中低压（例如，可以是35MPa）。这个轻微的压力 差是为了抑制气体燃料泄漏到燃料喷射器25的液体燃料部分内并且进而泄漏到整个双燃 料共轨燃料系统20内。加入液压锁紧密封件132是另一个特征以抑制气体燃料迁移到双 燃料共轨系统20的液体燃料侧内。但是，可预期的是，在常规运行模式期间一定量的液体 燃料可泄漏至系统的气体燃料侧，但这种少量的泄漏可被鼓励以便于运动部件的适当的润 滑。例如，少量的液体柴油燃料可以在常规运行模式中从液压锁密封。

25、132向下泄漏至气体 喷嘴腔室115内。可期望该少量的液体柴油随每次气体喷射动作从喷嘴出口组103喷出。 该少量泄漏的液体柴油可以用于在常规运行模式中帮助润滑第一单向阀元件110和座108 的导向运动。 0022 双燃料共轨燃料系统还可具有单燃料运行模式，其中只有液体柴油燃料用于为发 动机10提供动力。这种运行模式可以被称作应急模式/应急运行模式，因为仅当气体燃料 系统中出现故障时优选该模式。根据本发明，故障可包括一个或多个气体供给压力控制装 置16的失效、双燃料共轨燃料系统20中其它部分失效或可简单地是缺少足够的气体燃料 以继续在常规模式下运行。当以应急模式运行时，电子控制器15可使液体燃料。

26、共轨22维持 在高压（例如，可以是80MPa），而在气体燃料共轨21中的压力可允许衰减，并且可缓慢地降 至低至大气压力。在应急模式中，发动机10作为传统的柴油发动机运行，其中液体柴油燃 料穿过喷嘴出口组104在一定时机喷射足够的量以压缩点燃。另一方面，在常规运行模式 中，可期望相对较少量的预喷射液体柴油穿过喷嘴出口组104喷射以压缩点燃，进而点燃 穿过喷嘴出口组103喷射的更大量的气体燃料以向常规运行的发动机10提供动力。由于 在应急模式运行期间液体燃料和气体燃料之间存在更高的压力差，可以预期泄漏到双燃料 共轨系统20的气体侧的液体燃料比在两种燃料之间有较小的压力差的常规运行模式期间 泄漏的液。

27、体燃料更多。因为很少或几乎没有气体燃料在应急模式运行期间被利用，并且因 为液体燃料向气体燃料侧内的泄漏率更大，本发明教导了引入一个单向阀66或67以防止 在气体喷嘴腔室115中累积泄漏的液体柴油最终到达和进入气体共轨21。具体参见图4， 说 明 书CN 103912421 A 5/8页 8 在一具体实施例中，单向阀66可位于从第一燃料入口101延伸至个体燃料喷射器体部100 内的气体喷嘴腔室115的通路中。另一方面，图4还示出了替代的位置，其中，单向阀67可 定位于气体燃料通路60中，例如块体31内。本领域技术人员将理解，在应急模式运行期间 单向阀66或67阻断泄漏的液体燃料向气体燃料共轨21。

28、的转移，但是在常规运行模式中是 开放的并允许气体燃料向气体喷嘴腔室115自由流动。 0023 再参见图1，虽然不是必要的，双燃料共轨系统20还可包括电子控制的隔离阀46， 其可操作地设置于气体燃料供给及压力控制装置16与气体燃料共轨21之间。隔离阀46可 向关闭位置机械地偏置，但可响应于来自电子控制装置15的控制信号移动至打开位置。当 双燃料共轨燃料系统20在以常规模式运行时，电子控制器15可使隔离阀46维持于打开位 置。然而，在该系统转换/过渡到应急运行模式的动作中，电子控制器15可关闭隔离阀46 以将气体供给及压力控制装置16与可进入双燃料共轨系统20的气体侧内的任何泄漏的液 体柴油燃料流。

29、体地隔离。 0024 本发明认识到的是，在以应急模式运行期间，泄漏的液体柴油燃料可倾向于升高 双燃料共轨系统20的气体燃料侧中的压力。例如，双燃料共轨系统20的气体燃料侧可设 计成用于接纳常规运行压力（例如可以是35MPa），但是在应急运行模式运行期间不能可靠 地容纳与液体燃料共轨22相关联的更高的流体燃料压力（例如可以是80MPa）。为了避免 双燃料共轨系统20的气体燃料侧在应急模式运行期间变得压力过高，本发明教导了将气 体喷嘴腔室115中累积的泄漏液体燃料阶段性的少量喷射出至发动机气缸12内。当以应 急模式运行时，由于引入了单向阀66、67，单向阀66或67的下游的压力可基本上高于气体 燃。

30、料共轨21中的残存压力。此外，与不同的燃料喷射器相关联的来自单向阀66、67的下游 的压力可由于不同的泄漏流率而不同。这样，本发明教导了可能的需要某些试验以确定能 期望的泄漏流率和关于平均泄漏流率的期望的方差以便确定潜在的最坏情况，直至单向阀 66、67的下游压力发生累积。然后该信息能用于开发一开环/开路（open loop）策略以在 发动机气缸条件合适时通过打开第一单向阀元件110以从气体喷嘴出口组103喷射液体燃 料从而释放单向阀66、67的下游的压力。例如，本发明还可寻求避免一种喷射策略，该策略 避免可能的气缸气体被吸收至个体燃料喷射器的气体喷嘴腔室115内。这样，在以应急模 式运行期间。

31、用于释放气体喷嘴腔室115中的液体燃料压力的开环喷射动作的频率和时机 可选择成避免气体被吸收和避免压力过高，甚至在一个或多个燃料喷射器25中的泄漏流 率的最坏情况下。例如，一个策略可简单地在一简短喷射动作中朝向每个发动机循环中的 每个吸入冲程的开始利用喷射泄漏至气体喷嘴腔室115内的液体柴油燃料从而确保喷射 量太小以导致各个发动机气缸的过早点燃，但是在甚至最坏的泄漏情况下喷射的频率可足 够以避免压力的累积和潜在的压力过高。此外，这种策略还可确保气缸气体不被吸入一个 或多个燃料喷射器25内，因为气缸压力很低和与一个或多个燃料喷射器25相关联的泄漏 流率也可以是相对较低的，这导致在各个单向阀76、。

32、77的下游的不同的燃料喷射器25的压 力之间存在显著差异。 0025 另一替代的策略是略去了单向阀76、77和依赖于从压力传感器24传递给电子控 制装置15的压力信息以可控地监测压力并通过检测气体燃料共轨21潜在的压力升高来 喷射累积的液体柴油燃料，如压力传感器24传递的（图1）。换句话说，当隔离阀46在以应 急模式运行期间被关闭时，可期望的是当从相应的燃料喷射器向气体燃料共轨21转移累 说 明 书CN 103912421 A 6/8页 9 积的液体时泄漏的液体柴油燃料进入相应的气体喷嘴腔室115以缓慢地增加气体燃料共 轨21中的压力。当气体燃料共轨21中的压力达到某个阈值（例如，可能是35M。

33、Pa）时，不同 燃料喷射器25可在适当的实际和持续时间被致动以利用累积的压力从各个气体喷嘴腔室 115向发动机气缸12内推动或喷射累积的泄漏液体柴油。因为喷射压力是已知的，并且由 于发动机气缸是可预期的，为使泄漏的液体柴油从气体喷嘴出口组喷射的喷射动作的时机 和持续时间可被选择成用于避免这两个气缸气体被吸入到相应的燃料喷射器，以及喷射不 会显著增加个别气缸的热量释放以破坏与以应急模式运行期间发生的燃料供给量相关联 的控制逻辑的量。 0026 本发明再次认识到，与不同的燃料喷射器25相关联的液体柴油泄漏率可能大为 不同，其结果是相对高的不确定性，使得燃料喷射器25对泄漏和压力累积是贡献最大的。 。

34、这样，本发明的一个实施例可包括单向阀66、67和隔离阀46两者。此外，本发明认识到，可 能压力传感器24本身存在故障使得用于喷射泄漏的液体柴油的控制策略相对不可靠。这 样，本发明的一个实施例将包括用于喷射累积于每个止回阀76、77的下游的液体柴油燃料 的开环策略，还可包含或可不包含这样一个控制策略，其响应于气体燃料共轨21中的压力 以受控的方式引起穿过气体喷嘴出口组103的喷射动作。 0027 根据本发明的电子控制器15可包括设置成用于传送液体喷射控制信号以从液体 喷嘴出口组104喷射液体燃料并且传送气体喷射控制信号以从气体喷嘴出口组103喷射液 体燃料的应急算法。此外，可期望的是，电子控制器。

35、15包括设置成用于传送液体喷射控制 信号以从液体喷嘴出口组104喷射液体燃料且传送气体喷射控制信号以从气体喷嘴出口 组103喷射气体燃料的常规算法。还可期望的是应急算法设置成用于将液体共轨压力与气 体共轨压力之间的比率维持在较高水平。此外，常规算法设置成用于将液体共轨压力与气 体共轨压力之间的比率维持在较低水平。应急算法可设置成或不设置成响应于从压力传感 器24传递至电子控制器15的气体共轨压力而控制从气体喷嘴出口组103喷射液体燃料的 时机和持续时间中的至少一个。 0028 在所示实施例中，第一单向阀元件110和第二单向阀元件120沿平行于共用的中 心线125但与其间隔开的每个各自的线移动。。

36、但是，本领域技术人员将理解，该结构可以是 不同的。例如，双同心单向阀元件与共同的中心线125同心也将落入本发明的范围内。 0029 工业实用性 0030 本发明广泛地适用于利用两个流体地分开的共轨向与每个发动机气缸相关联的 单燃料喷射器输送燃料的任何发动机。在不脱离本发明的情况下，各个共轨的内容物可以 在压力、化学特性和相位关系中的至少一个上有所不同。在所示的示例中，各个共轨可通过 分别在不同的压力下容纳加压天然气和液体柴油燃料而在所有三个方面都不同。本发明也 适用于双燃料共轨系统，其具有使用两种燃料以常规模式运行的能力，以及在发动机仅由 单个燃料供给的以应急模式运行的能力。例如，应急模式可对。

37、应于由于无气体燃料可用而 使用液体柴油燃料。本发明特别适用于防止当由于液体燃料从液体燃料侧向气体燃料侧泄 漏而以应急模式运行时双燃料共轨系统的气体燃料侧的压力过高。 0031 再参见全部图1-5，运行双燃料发动机10的方法首先通过将双燃料共轨系统20组 装至发动机壳体11。气体燃料从气体燃料共轨21通过同轴管轴组件30相应地供给至多个 燃料喷射器25的每个。同样地，液体燃料从液体燃料共轨21通过同轴管轴组件30相应地 说 明 书CN 103912421 A 7/8页 10 供给至多个燃料喷射器25的每个。当以常规模式运行时，气体燃料响应于从电子发动机控 制器15传递至燃料喷射器25的气体燃料喷。

38、射信号从每个燃料喷射器25喷入发动机气缸 12。来自燃料喷射器25的液体燃料响应于来自电子发动机控制器15的液体燃料喷射信号 直接从相同的燃料喷射器25喷射到发动机气缸12内。运行双燃料发动机10的方法包括 优选地大部分时间以常规模式运行双燃料系统20。优选地在少量时间内，双燃料共轨系统 20将以应急模式运行，这可能是由于气体燃料供应被耗尽或也许在气体燃料系统的某些故 障引起切换至单燃料模式。在任何动作中，应急模式与常规模式相比，可期望更多液体燃料 泄漏至双燃料共轨系统20的气体燃料部分内。当以常规模式运行时，液体燃料从液体喷嘴 出口组104喷射到发动机气缸12内并且气体燃料从气体喷嘴出口组1。

39、03喷射到发动机气 缸12内。当以应急模式运行双燃料共轨系统20时，液体燃料从液体喷嘴出口组104喷射 进入发动机气缸12内，液体燃料而不是气体燃料从气体喷嘴出口组103喷射进入发动机气 缸12内。当以应急模式运行时，电子控制器15将采取行动以使液体共轨压力与气体共轨 压力的比率维持在较高水平，但在以常规模式运行双燃料共轨系统10时，维持该比率在较 低水平。当以应急模式运行时，止回阀76、77将有效地阻挡泄漏的液体燃料到达气体燃料 共轨21。如果配备有隔离阀46，运行方法可包括将气体燃料供给及压力控制装置16与气 体燃料共轨21在应急模式中隔离，而不是在常规模式中隔离。根据优选，泄漏的液体燃料。

40、 从气体喷嘴出口组103喷射的时机和持续时间可响应于所述气体燃料共轨21中的压力对 时机和持续时间中的至少一个进行控制，例如通过从传感器24通信至电子控制器15的压 力进行控制。另一方面，如果泄漏的液体燃料以开环方式被清除或喷射，从气体喷嘴出口组 103喷射泄漏的液体燃料的时机和持续时间可不考虑所述气体燃料共轨21中的压力而对 时机和持续时间中的至少一个进行控制。 0032 现在具体参见图6，其示出根据本发明的燃料控制算法160的一个示例。该逻辑开 始于椭圆163并进行到方框164，其中电子控制器15将确定是否双燃料共轨系统20应以 常规模式或应急模式运行。如果根据常规算法161运行时，问询1。

41、65会使逻辑前进到方框 166，其中隔离阀46将被打开。在方框167中，电子控制器15将使液体轨压维持于中高水 平，例如40MPa。在方框168中，电子控制器15将使气体轨压维持在中低水平，例如35MPa。 取决于如发动机转速和载荷和其它考虑等因素，电子控制器15将在方框169中确定液体喷 射控制信号。在方框170中，电子控制器将确定气体喷射控制信号。例如，典型的常规运行 模式可包括在个体气缸12的中心的顶端或周围喷射少量预喷射的液体柴油燃料。这个少 量的液体柴油燃料将立即压缩点燃，然后电子控制器将命令气体燃料喷射动作以供给更大 量的气体燃料到个体气缸12。预喷射的少量液体柴油燃料的压缩点燃将。

42、有助于点燃大得多 的气体燃料量。在问询171中，逻辑可以问询是否已经发生气体系统故障。例如，根据本发 明的气体系统的故障可以简单地意味着气体燃料供给已耗尽。其它气体燃料系统的故障包 括但不限于一个或多个气体供给及压力控制设备16失效或本领域已知的某些其它故障。 如果没有发生气体系统故障，逻辑将返回方框167并根据常规算法161继续以正常模式运 行。另一方面，如果检测到气体系统故障，逻辑可循环回到方框164以再次确定是否继续以 常规模式运行或转换到以应急模式运行。 0033 如果问询165确定系统将以应急模式运行，逻辑将前进至方框172以开始执行应 急算法162。在方框172中，隔离阀46将被关。

43、闭。接着，电子控制器15将使液体轨压维持 说 明 书CN 103912421 A 10 8/8页 11 在较高水平，例如在80MPa的数量级。在方框174中，电子控制器15将确定液体喷射控制信 号以根据特定时间的发动机转速和载荷需求为发动机10提供必要的液体柴油燃料。例如， 当以应急模式运行时，可预期比那些在以常规模式运行期间可发生的喷射大得多的液体燃 料喷射。在方框175中，液体从共轨燃料系统20的气体侧的开环清除策略可通过向个体燃 料喷射器25命令气体燃料喷射控制信号而不考虑气体燃料的共轨21中的压力来实现。例 如，当气缸压力适合在常规基础上从个体燃料喷射器25喷射少量的泄漏的液体柴油燃料。

44、 以防止液体柴油在个体燃料喷射器25的气体喷嘴腔室115中的任何大量累积时，少量喷射 可在常规基础上发生。在方框176中，电子控制器可从传感器24感测或确定气体轨压。如 果气体轨压超过一定阈值时，如可能为35MPa时，问询177可确定燃料系统20的气体侧变 得压力过高，如果是这样，在方框178中泄漏的液体燃料从燃料系统的气体侧的受控清除 可通过传送气体喷射控制信号到个体燃料喷射器25，通过从气体喷嘴出口组103喷射泄漏 的液体燃料而不是气体燃料来实现。如果问询177返回否定的信息说明气体轨似乎没有压 力过高，逻辑可前进至问询179以确定是否有气体轨压传感器24的故障或失效。如果是的 话，逻辑可。

45、前进到椭圆180以结束。另一方面，如果问询返回一个否定的结果，该逻辑可以 循环回到方框173并继续根据应急算法162以应急模式运行。 0034 应理解的是，上面的描述仅用于说明的目的，并且不旨在以任何方式限制本发明 的范围。因此，本领域技术人员将理解，本发明的其它方面能从研究附图、发明内容和所附 权利要求中获得。 说 明 书CN 103912421 A 11 1/6页 12 图1 说 明 书 附 图CN 103912421 A 12 2/6页 13 图2 说 明 书 附 图CN 103912421 A 13 3/6页 14 图3 说 明 书 附 图CN 103912421 A 14 4/6页 15 图4 说 明 书 附 图CN 103912421 A 15 5/6页 16 图5 说 明 书 附 图CN 103912421 A 16 6/6页 17 图6 说 明 书 附 图CN 103912421 A 17 。