CN104755742A - 燃料喷射装置 - Google Patents

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Abstract

用于将液体燃料喷射至活塞发动机的气缸(11)中的燃料喷射装置包括：第一燃料喷射阀(1)；第二燃料喷射阀(2)；以及压力介质源(3)，用于将燃料供应至燃料喷射阀(1，2)。选择器阀(4)用于选择使用燃料喷射阀(1，2)中的哪一个燃料喷射阀。第一燃料管(6)将第一燃料喷射阀(1)连接至选择器阀(4)，并且第二燃料管(7)将第二燃料喷射阀(2)连接至选择器阀(4)。所述燃料喷射装置包括用于调节位于所述选择器阀(4)与所述第二燃料喷射阀(2)之间的第二燃料管(7)中的压力的装置(8)。

Description

燃料喷射装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于将液体燃料喷射到活塞式发动机的气缸的燃料喷射装置。
背景技术
在大型内燃机中，诸如在船舶发动机或电厂发动机中，发动机的每个气缸可以设有一个以上的燃料喷射器。例如，双燃料发动机可以设有基于液体燃料进行操作的一个喷射器以及设有当发动机基于气体燃料操作时用于喷射少量液体引燃燃料的另一喷射器。同样仅使用液体燃料的发动机可以设有用于不同负载的不同的喷射器。尤其与双燃料发动机有关的问题在于，通过一个燃料喷射器所喷射的燃料量是非常小的。因此，这些发动机通常设有：传统的燃料喷射泵，用于当发动机基于液体燃料操作时将高压下的燃料供应至燃料喷射器；并且设有共轨系统，用于当发动机基于气体燃料操作时将液体燃料供应至引燃燃料喷射器。这种系统能够实现非常小的喷射量，并且使其甚至能够满足非常严格的排放法规。然而，两个单独的燃料喷射系统增加了发动机的复杂性。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于将液体燃料喷射到活塞式发动机的气缸中的改进的燃料喷射装置。根据本发明的装置的特征在权利要求1的特征部分给出。
根据本发明的燃料喷射装置包括：第一燃料喷射阀；第二燃料喷射阀；压力介质源，用于将燃料供应至第一燃料喷射阀和第二燃料喷射阀；选择器阀，用于有选择地允许从压力介质源向第一燃料喷射阀流动或是从压力介质源向第二燃料喷射阀流动；燃料供应管，用于将压力介质源连接至选择器阀；第一燃料管，用于将第一燃料喷射阀连接至选择器阀；以及第二燃料管，用于将第二燃料喷射阀连接至选择器阀。该燃料喷射装置进一步包括用于调节位于选择器阀与第二燃料喷射阀之间的第二燃料管中的压力的装置。
在根据本发明的燃料喷射装置中，相同的压缩燃料源可以用于将燃料供应至不同的燃料喷射器，所述燃料喷射器用于以不同的压力喷射不同量的燃料。因此可以省去用于不同燃料喷射阀的单独的燃料供应装置的需求，这有助于使得燃料喷射系统更简单并且更便宜。
压力介质源可以是高压燃料喷射泵。第二燃料喷射阀例如可以是引燃燃料阀，该引燃燃料阀构造成用于比第一燃料喷射阀喷射更少量的燃料。
根据本发明的实施方式，该燃料喷射装置包括用于控制第二燃料喷射阀的打开和/或关闭正时的装置。这些装置例如可以是控制阀。这使得能够精确控制第二燃料喷射阀的正时以及通过第二燃料喷射阀所喷射的燃料的量。
根据本发明的实施方式，该燃料喷射装置包括从第二燃料管分支出来的溢流管以及设置在该溢流管中用于调节第二燃料管中的压力的节流阀。作为节流阀的替代，可以使用减压阀来调节第二燃料管中的压力。
附图说明
参照附图，在下文中更详细地描述本发明的实施方式，其中
图1示出了根据本发明的一种实施方式的燃料喷射装置的示意图。
具体实施方式
根据本发明的燃料喷射装置尤其适用于大型内燃机，例如船舶的主发动机或辅助发动机、近海应用的发动机或在用于发电的电厂处使用的发动机。本发明在双燃料发动机中是尤其有利的，该双燃料发动机可以基于液体和气体燃料两者进行操作并且其中当发动机以气体模式操作时使用少量的液体引燃燃料。然而，本发明还可以在其它发动机中使用，在该其他发动机中，每个气缸使用两个或多个燃料喷射器。
图1示出了根据本发明的实施方式的燃料喷射装置的示意图。该燃料喷射装置包括第一燃料喷射阀1和第二燃料喷射阀2，它们被布置用于将燃料喷射至活塞式发动机的气缸11中。第二燃料喷射阀2被构造成比第一燃料喷射阀1喷射更少量的燃料。在附图的实施方式中，第二燃料喷射阀2是引燃燃料阀，其在双燃料发动机中用于将少量液体燃料喷射到气缸11中。点燃液体燃料使得气缸11中的气体-空气混合物开始燃烧。第二燃料喷射阀2还可以在除双燃料发动机之外的其他的发动机中用于喷射处于低负载的燃料。发动机的每个气缸11设有类似的燃料喷射装置。在附图的实施方式中，燃料喷射阀1、2属于燃料喷射单元12的一部分，该燃料喷射单元用于将燃料直接喷射到气缸11的燃烧室中。然而，燃料喷射阀1、2不需要被布置在同一个燃料喷射单元中，而是它们还可以是独立的，并且燃料喷射阀1、2中的一个或两个还可以用于将燃料喷射至预燃室中。两个燃料喷射阀1、2都是传统类型的燃料喷射阀。每个燃料喷射阀1、2包括布置在燃料喷射阀1、2的端部的喷嘴1a、2a，以及布置在燃料喷射阀1、2的主体内的燃料通道1d、2d。燃料在通过喷嘴1a、2a被喷射到气缸11中之前被存储在燃料通道1d、2d中。每个燃料喷射阀1、2还设有用于打开和关闭燃料通道1d、2d与喷嘴1a、2a之间的流动连通的阀针1b、2b。阀针1b、2b通过弹簧1c、2c被保持在关闭位置。代替附图中所示的结构，燃料喷射阀1、2的许多其它结构也是可能的。例如，阀针1b、2b可以共轴并且燃料喷射阀1、2两者可以使用公共的喷嘴部分，该公共的喷嘴部分具有用于每个燃料喷射阀1、2的单独的喷嘴孔。
燃料喷射阀1、2两者都连接到压力介质源3，该压力介质源在附图的实施方式中是高压燃料喷射泵。燃料不需要直接从燃料喷射泵3供应至燃料喷射阀1、2，而是可以由泵3加压并且在被供应至燃料喷射阀1、2之前存储在腔中。泵3是传统的燃料喷射泵，其可以被调节以选择适当的燃料喷射正时和处于不同的负载的喷射量。燃料喷射装置设有用于将燃料从燃料喷射泵3传递至燃料喷射阀1、2的燃料供应管5。每次仅使用燃料喷射阀1、2中的一个燃料喷射阀，并且因此燃料喷射装置设有选择器阀4，用于允许从燃料喷射泵3流动至第一燃料喷射阀1或者流动至第二燃料喷射阀2。选择器阀4是三通阀，其设有一个进口端口4a以及第一出口端口4b和第二出口端口4c。第一燃料管6将选择器阀4的第一出口端口4b连接到第一燃料喷射阀1，并且第二燃料管7将第二出口端口4c连接到第二燃料喷射阀2。选择器阀4的进口端口4a连接到燃料供应管5。附图的实施方式中，选择器阀4是电磁阀。
当发动机基于液体燃料操作时，选择器阀4位于允许从燃料喷射泵3向第一燃料喷射阀1流动并且禁止向第二燃料喷射阀2流动的位置中。燃料喷射的正时和喷射的燃料量以传统的方式通过燃料喷射泵3进行调节。当第一燃料喷射阀1的燃料通道1d中的压力足够高时，阀针1b推向弹簧1c，并且第一燃料喷射阀1打开。燃料因此通过第一燃料喷射阀1的喷嘴1a喷射至气缸11的燃烧室中。当燃料通道1d中的压力充分下降并且燃料喷射因此终止时，弹簧1c将第一燃料喷射阀1的阀针1b推动至闭合位置。
当发动机以气体模式工作时，选择器阀4切换到一位置，在该位置中允许从燃料喷射泵3向第二燃料喷射阀2流动并且禁止从燃料喷射泵3向第一燃料喷射阀1流动。在气体模式中，仅使用少量的液体燃料。因此不需要由燃料喷射泵3供应的总量。因此，燃料喷射装置设有用于控制第二燃料喷射阀2的打开的装置9。在附图的实施方式中，燃料喷射装置设有控制阀9，其用于致动第二燃料喷射阀2。借助控制阀9，甚至在燃料通道2d中的压力高至足以使阀针2b向弹簧2c移动时也可以防止第二燃料喷射阀2的打开。因此第二燃料喷射阀2的打开和关闭时刻由控制阀9来确定，这使得能够得到精确的正时。控制阀9是电操作的。同样可以使用其它类型的致动器来控制第二燃料喷射阀2的打开和/或关闭正时。该燃料喷射装置进一步设有溢流管10，通过该溢流管，过量的燃料可以返回至容器12中。溢流管10连接到第二燃料管7，即，在选择器阀4与第二燃料喷射阀2之间。第二燃料喷射阀2中所需的喷射压力比燃料喷射泵3的最大压力要低。因此，溢流管10设有用于调节第二燃料管7中的压力的装置8。在附图的实施方式中，该装置是可调节的节流阀8。作为节流阀8的替代，溢流管10可以设有减压阀。借助压力调节装置，第二燃料喷射阀2的喷射压力可以与燃料喷射泵3的压力无关地被调节至适当的水平。
在根据本发明的燃料喷射装置中，在双燃料发动机中不需要单独的燃料喷射系统来喷射引燃燃料，这使得燃料喷射系统更简单并且更便宜。
本领域技术人员将理解本发明并不限于如上所述的实施方式，而是可以在所附权利要求的范围内改变。例如，可能发动机的全部气缸均不设有自己的燃料喷射泵，而是由一个泵来向发动机的一些气缸供应燃料。

Claims (8)

1.一种用于将液体燃料喷射至活塞发动机的气缸(11)中的燃料喷射装置，所述燃料喷射装置包括：第一燃料喷射阀(1)；第二燃料喷射阀(2)；压力介质源(3)，该压力介质源用于将燃料供应至所述第一燃料喷射阀(1)和所述第二燃料喷射阀(2)；选择器阀(4)，该选择器阀用于有选择地允许从所述压力介质源(3)向所述第一燃料喷射阀(1)或所述第二燃料喷射阀(2)流动；燃料供应管(5)，该燃料供应管用于将所述压力介质源(3)连接至所述选择器阀(4)；第一燃料管(6)，该第一燃料管用于将所述第一燃料喷射阀(1)连接至所述选择器阀(4)；以及第二燃料管(7)，该第二燃料管用于将所述第二燃料喷射阀(2)连接至所述选择器阀(4)，其特征在于，所述燃料喷射装置包括用于调节位于所述选择器阀(4)与所述第二燃料喷射阀(2)之间的所述第二燃料管(7)中的压力的装置(8)。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述压力介质源(3)是高压燃料喷射泵。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述第二燃料喷射阀(2)被构造成比所述第一燃料喷射阀(1)喷射更少量的燃料。
4.根据权利要求3所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述第二燃料喷射阀(2)是引燃燃料阀。
5.根据上述权利要求中任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述燃料喷射装置包括用于控制所述第二燃料喷射阀(2)的打开和/或关闭正时的装置(9)。
6.根据权利要求5所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述燃料喷射装置包括用于控制所述第二燃料喷射阀(2)的打开和/或关闭正时的控制阀(9)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述燃料喷射装置包括从所述第二燃料管(7)分支出来的溢流管(10)以及布置在所述溢流管(10)中用于调节所述第二燃料管(7)中的压力的节流阀(8)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料喷射装置，其特征在于，所述燃料喷射装置包括从所述第二燃料管(7)分支出来的溢流管(10)以及布置在所述溢流管(10)中用于调节所述第二燃料管(7)中的压力的减压阀。
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