本发明涉及一种用于在气体燃料喷射系统中使用的燃料喷射器。特别地，本发明涉及一种用于气体燃料(诸如氢气)的燃料喷射器，用于将燃料输送到内燃机。
背景技术：
1、对于气体喷射器(特别是氢气)来说，需要具有高流动面积，以使气体燃料流入到燃烧空间中，并且气体流速非常高。阀针被用于控制从喷射器流出的并进入到燃烧空间中的流量，因此对于阀针来说，需要较大的座直径。当气体压力较低时，较大的座直径需要较高的弹簧负载来保持其闭合，以抵抗发动机气缸压力。因此，当气体压力较高时，控制阀针的致动器必须克服座上的高弹簧力和高气体力。喷射器打开时的高气体速度也意味着喷嘴打开时的力不会迅速下降。因此，致动器需要提供非常高的力以使喷嘴离开其座体，并且在整个冲程中提供很大的力。这对燃料喷射器的设计提出了挑战。
2、附加地，当使用氢气或其他气体作为燃料时，随着燃料箱排空，气体的可用压力会降低。对于能够在较宽范围的喷射压力下实现全发动机功率的高压喷射器来说，需要在最低压力下实现所需的最大流速。因此，在高喷射压力下，通过喷嘴的燃料流速远高于所需流速。这可能会导致高压下小喷射量的可控性较差。如果需要小的引燃喷射，或者如果发动机从高负载降至怠速(气体将处于高压状态，无法快速向下调节到较低的压力)，则这将是一个问题。
3、正是在这种背景下，设计了本发明。
技术实现思路
1、根据本发明，提供了一种用于将气体燃料输送到内燃机的燃料喷射器，该燃料喷射器包括：喷嘴主体，其设置有喷嘴孔；第一阀针，其被接纳在所述喷嘴孔内，并且能够与第一阀座接合，从而控制以第一喷射速率通过喷射喷嘴的至少一个出口的气体燃料输送；第一致动器装置，其用于控制所述第一阀针的运动；第二阀针，其能够与第二阀座接合，从而控制以第二喷射速率通过所述喷射喷嘴的至少一个出口的气体燃料输送；以及第二致动器，其用于控制所述第二阀针的运动。所述第二阀座由所述第一阀针限定，当所述第二阀针从所述第二阀座被提起并且所述第一阀针从所述第一阀座被提起时，所述第一阀针限定了用于气体燃料流的内部流动路径。
2、本发明的一个益处在于，喷射速率和/或喷射量可以根据是否操作阀针中的一者或二者而变化。本发明提供了在所述喷射速率和喷射压力方面的灵活性的优点，这对不同的发动机燃烧模式或操作条件具有益处。
3、在本发明的实施方式中，所述第一阀座可以具有比所述第二阀座的座直径大的座直径。
4、本发明的另一个优点在于，当需要大流量(座直径)时，打开阀针以喷射高压气体燃料所需的提升力相对减小。这是由于与用于所述第一阀针的所述阀座直径相比，用于所述第二阀针的所述阀座直径减小了。此外，当所述第一阀针和所述第二阀针都将被致动时，一旦所述第二阀针已经被打开，并且由于通过所述第一阀针的流动，燃料压力开始在所述第一阀针下方积聚，则对于随后打开所述第一阀针来说，所需的力就更小。此外，当需要小而精确的喷射量时，则仅需打开所述第二阀针，使得所述流速得以降低，并且喷射精度得以提高。
5、在本发明的实施方式中，所述第二阀座可以由所述第一阀针的上端表面来限定。
6、在本发明的实施方式中，所述内部流动路径可以限定限制部，以限制燃料通过其中的流速。
7、在本发明的实施方式中，所述燃料喷射器可以包括用于所述第一阀针的第一联接构件，所述第一联接构件联接到所述第一致动器的电枢，使得所述第一致动器装置的致动导致了所述第一联接构件和所述第一阀针的运动。所述第一联接构件可以是第一拉管，所述第一阀针的一部分被接纳该第一拉管内。所述第一拉管可以限定用于气体燃料的内部流动路径。
8、所述第一拉管可以设置有至少一个开口，从而在所述第二阀针从所述第二阀座被提起时，允许气体燃料流入到所述内部流动路径中。
9、在本发明的另一个实施方式中，所述第二阀针可以设置有第二联接构件，该第二联接构件联接到所述第二致动器的电枢，使得所述第二致动器装置的致动导致了所述第二联接构件和所述第二阀针的运动。所述第二联接构件可以采取第二拉管的形式，所述第二阀针的一部分被接纳在该第二拉管内。
10、所述第二拉管可以限定用于气体燃料的内部流动路径，并且可以设置有至少一个开口，以允许所述内部流动路径内的燃料流出所述第二拉管。
11、在实施方式中，所述第一阀针和所述第二阀针中的至少一者可以具有相关联的提升构件，该相关联的提升构件可以通过所述第一致动器装置和所述第二致动器装置中的相关联的一者来操作。与所述第一阀针或所述第二阀针相关联的所述联接构件可以联接到相关联的提升构件，使得相关联的提升构件的运动导致所述相关联的联接构件的运动，从而将所述第一阀针和所述第二阀针中的相关联的一者提升离开所述相应的阀座。
12、举例来说，所述第二联接构件包括接合表面或与该接合表面相关联，当所述第二阀针座靠所述第二阀座时，所述接合表面与所述第二阀针头的所述相关联的提升构件间隔开间隔距离。例如，所述接合表面可以是弹簧板的被承载在所述第二联接构件的上端处的表面。当所述第二联接构件被致动以使所述接合表面与所述第二阀针的所述相关联的提升构件接合时，该接合距离可以闭合，从而使所述第二阀针移动远离所述第二阀座。
13、在另一个示例中，所述喷射器可以包括弹簧板，该弹簧板联接到所述第二联接构件并且限定接合表面，其中，当所述第二阀针座靠第二阀座时，所述接合表面与所述第二阀针的所述相关联的提升构件间隔开间隔距离，当所述第二联接构件被致动以使所述接合表面与所述第二阀针的所述相关联的提升构件接合时，所述接合距离闭合，从而使所述第二阀针移动远离所述第二阀座。
14、同样地，所述第一阀针可以设置有与上述第二阀针相同的提升机构。
15、在另一个示例中，可以为所述第一阀针设置相关联的提升构件，该提升构件通过所述第一致动器装置来操作。所述第一联接构件可以联接到所述第一阀针的所述相关联的提升构件，使得所述相关联的提升构件的运动导致所述第一联接构件的运动，从而将所述第一阀针提升离开所述第一阀座。
1.一种用于将气体燃料输送到内燃机的燃料喷射器(10)，所述燃料喷射器(10)包括：
2.根据权利要求1所述的燃料喷射器(10)，其中，所述第一阀座(122)具有的座直径比所述第二阀座(124)的座直径大。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射器(10)，其中，所述第二阀座(124)由所述第一阀针(22)的上端表面限定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料喷射器(10)，其中，所述内部流动路径限定了限制部，以限制通过其中的燃料流速。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料喷射器(10)，所述燃料喷射器包括用于所述第一阀针(22)的第一联接构件(26)，所述第一联接构件(26)联接到所述第一致动器(14)的电枢(30)，使得所述第一致动器装置(14)的致动导致所述第一联接构件(26)和所述第一阀针(22)的运动。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射器(10)，其中，所述第一联接构件(26)是第一拉管，所述第一阀针(22)的一部分被接纳在所述第一拉管内。
7.根据权利要求6所述的燃料喷射器(10)，其中，所述第一拉管(26)限定了用于气体燃料的内部流动路径(27)。
8.根据权利要求7所述的燃料喷射器(10)，其中，所述第一拉管(26)设置有至少一个开口(26a、26b、26c)，从而在所述第二阀针(24)从所述第二阀座(124)被提升时，允许气体燃料流入到所述内部流动路径(27)中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的燃料喷射器(10)，其中，所述第二阀针(24)设置有第二联接构件(28)，所述第二联接构件联接到所述第二致动器(12)的电枢(32)，使得所述第二致动器装置(12)的致动导致所述第二联接构件(28)和所述第二阀针(24)的运动。
10.根据权利要求9所述的燃料喷射器，其中，所述第二联接构件采用第二拉管(28)的形式，所述第二阀针(24)的一部分(24a)被接纳在所述第二拉管内。
11.根据权利要求10所述的燃料喷射器(10)，其中，所述第二拉管(28)限定了用于气体燃料的内部流动路径。
12.根据权利要求11所述的燃料喷射器，其中，所述第二拉管(28)设置有至少一个开口(28b)，以允许所述内部流动路径内的燃料流出所述第二拉管(28)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的燃料喷射器，其中，所述第一阀针(22)和所述第二阀针(24)中的至少一者具有相关联的提升构件(70、78)，所述相关联的提升构件能通过所述第一致动器装置(12)和所述第二致动器装置(14)中的相关联的一者来操作，其中，与所述第一阀针(22)和所述第二阀针(24)相关联的所述联接构件(26、28)被联接到所述相关联的提升构件(70、78)，使得所述相关联的提升构件(70、78)的运动导致所述相关联的联接构件(26、28)的运动，从而将所述第一阀针(22)和所述第二阀针(24)中的所述相关联的一者提升离开相应的阀座(122、124)。
14.根据权利要求13所述的燃料喷射器，其中，所述第二联接构件(28)包括接合表面(72a)，当所述第二阀针(24)座靠所述第二阀座(124)时，所述接合表面(72a)与所述第二阀针(24)的所述相关联的提升构件(70)间隔开间隔距离(g)，当所述第二联接构件(28)被致动以使所述接合表面(72)与所述第二阀针(24)的所述相关联的提升构件(70)接合时，所述接合距离(g)闭合，从而使所述第二阀针(24)移动远离所述第二阀座(124)。
15.根据权利要求13所述的燃料喷射器，所述燃料喷射器还包括弹簧板(72a)，所述弹簧板联接到所述第二联接构件(28)并且限定接合表面(72a)，其中，当所述第二阀针(24)座靠所述第二阀座(124)时，所述接合表面(72a)与所述第二阀针(24)的所述相关联的提升构件(70)间隔开间隔距离g，当所述第二联接构件(28)被致动以使所述接合表面(72a)与所述第二阀针(24)的所述相关联的提升构件(70)接合时，所述接合距离(g)闭合，从而使所述第二阀针(24)移动远离所述第二阀座(124)。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的燃料喷射器(10)，所述燃料喷射器还包括用于所述第一阀针(22)的相关联的提升构件(78)，所述相关联的提升构件由所述第一致动器装置(14)致动，其中，所述第一联接构件(26)联接到所述第一阀针(22)的所述相关联的提升构件(78)，使得所述相关联的提升构件(78)的运动导致所述第一联接构件(26)的运动，从而将所述第一阀针(22)提升离开所述第一阀座(122)。
