CN107587965A - 用于大型柴油机的燃料喷嘴的喷嘴头和制造喷嘴头的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于大型柴油机的燃料喷嘴的喷嘴头和制造喷嘴头的方法。提出了一种用于大型柴油机的燃料喷嘴的喷嘴头，大型柴油机特别是纵向扫气式二冲程大型柴油机，喷嘴头包括：纵向通道(2)，燃料能够被供给到纵向通道，并且纵向通道在轴向(A)上从上端(21)延伸到下端(22)；以及至少一个喷嘴通道(4)，至少一个喷嘴通道从纵向通道(2)延伸到喷嘴开口(3)，燃料能够通过喷嘴开口被引入到大型柴油机的燃烧室内，每个喷嘴通道(4)具有比纵向通道(2)的流动横截面小的流动横截面，纵向通道(2)的下端(22)相对于轴向(A)和相对于正常操作位置布置在每个喷嘴开口(3)上方。此外，提出了一种用于制造这种喷嘴头(1)的方法。

Description

用于大型柴油机的燃料喷嘴的喷嘴头和制造喷嘴头的方法

技术领域

本发明涉及一种用于大型柴油机的燃料喷嘴的喷嘴头，所述大型柴油机特别是纵向扫气式二冲程大型柴油机，该喷嘴头具有：纵向通道，燃料能够被供给到该纵向通道，并且该纵向通道在轴向上从上端延伸到下端；以及至少一个喷嘴通道，该至少一个喷嘴通道从所述纵向通道延伸到喷嘴开口，燃料能够通过该喷嘴开口被引入到所述大型柴油机的燃烧室内，其中，每个喷嘴通道具有比所述纵向通道的流动横截面小的流动横截面，并且本发明涉及一种制造这种喷嘴头的方法。

背景技术

诸如纵向扫气式二冲程大型柴油机之类的大型柴油机经常用作用于轮船的动力单元，或者也在固定操作中使用，例如用于驱动用于发电的大型发电机。这里，通常，发动机在相当长的时间段内恒定操作，这对操作安全性和可靠性提出了较高要求。由于该原因，对于操作员来说，核心标准是维修之间间隔较长、磨损程度较低以及操作材料使用较经济。

若干年来越来越重要的关键一点是排气排放物的品质，特别是排气排放物中的氮氧化物浓度。特别是对于二冲程大型柴油机来说，这带来的结果是，不仅由于污染物而带来严重污染的经典重油的燃烧而且柴油或其他燃料的燃烧也变得越来越有问题，这是因为符合排放限值变得越来越困难，技术上更为复杂，因而更昂贵或者最终导致它们的遵守甚至在经济上不再合乎情理。

因此，在实践上对所谓的“双燃料发动机”的需要由来已久。这些发动机是能够利用两种不同燃料操作的发动机。在气体模式中，使用诸如像LNG(液化天然气)的天然气之类的燃气或采取液化石油气形式的燃气或适合于驱动内燃发动机的其他燃气进行燃烧，而在液体模式中，可以在同一发动机中燃烧诸如柴油或重油之类的合适的液体燃料。

在该申请的范围内，术语“大型柴油机”还包含这种大型发动机，除了特征在于燃料压燃的柴油操作之外，该大型发动机还能够以特征在于燃料外部点燃的奥托操作或者以这些两种操作的混合模式来操作。此外，术语“大型柴油机”特别还包括上述双燃料发动机以及使用燃料的压燃用于另一种燃料的外部点燃的这种大型发动机。

在液体模式中，燃料通常直接引入到气缸的燃烧室内，并且根据压燃原理在此进行燃烧。在气体模式中，公知的是根据奥托原理将气态的燃气与扫气混合以便在气缸的燃烧室中产生可燃混合气。在该低压或高压过程中，通常通过在正确时刻将少量液体燃料引入气缸的燃烧室内或预燃室内(该燃料于是致使空气-燃气混合气点燃)而在气缸中点燃该混合气。在操作期间，双燃料发动机能够从气体模式切换到液体模式，反之亦然。

如果大型柴油机以诸如重油或柴油之类的液体燃料操作，则通常使用包括喷嘴本体和喷嘴头的燃料喷嘴实现燃料到气缸的燃烧室内的引入。喷嘴头还被称为雾化器。结果，在喷嘴头中设置将燃料喷射到燃烧室内的多个喷嘴开口。为了开始或终止喷射过程，在燃料喷嘴中设置了可动喷嘴阀针，该可动喷嘴阀针与阀座相互作用，从而打开或关闭通向喷嘴开口的通路。

喷嘴头通常是经受高的热、机械和化学应力的磨损零件。机械应力尤其基于能够达到多于千巴的高喷射压力。热应力由燃烧室内的高温以及燃烧温度和供应的新鲜扫气的温度之间的巨大温度变化所致，而化学应力主要由于高温腐蚀或热腐蚀引起。

由于这些原因，特别是因为热应力，阀座通常布置在距离喷嘴开口一定距离处，以避免燃烧热过多流入。在喷嘴头中阀座下游设置被设计为盲孔的纵向孔，从该纵向孔分支并通向喷嘴开口。

阀座和喷嘴开口之间的空间距离意味着一个问题。在燃料喷射终止期间，喷嘴阀针被挤压到阀座内，使得盲孔内的位于阀座下游(即位于阀座和喷嘴孔之间)的燃料与供给压力切断。这部分燃料会导致喷嘴头产生不期望的沉积物，并且在喷射终止之后，它们通过喷嘴开口以恶劣雾化方式进入燃烧室内或在其所在之处掉入燃烧室内，然而，仅仅燃烧掉少许或什么都没有燃烧掉。这导致燃料消耗增加，导致排气中出现附加污染物排放(特别是氮氧化物No_x)，并且还导致未燃烧燃料沉积在燃烧室以及传导排气的部件的所有零件处。

为了解决这些问题已经提出了不同的建议。例如，公知的是在喷嘴阀针处、阀座的下游设置锁定元件，一旦喷嘴阀针被挤压到阀座内，该锁定元件就防止燃料流过喷嘴开口。尽管已经证明这种构造有效，然而就技术设备而言它们代价较高因此比较昂贵。

发明内容

因此，基于该现有技术，本发明的目的是提出一种用于大型柴油机的燃料喷嘴的尽可能最简单的喷嘴头，该喷嘴头有助于至少显著地减少由喷射终止之后保留在阀座下游的燃料引起的上述问题。此外，本发明的目的是提出一种用于制造这种喷嘴头的方法。

解决这些问题的技术方案的特征在于相应类型的独立权利要求的特征。

根据本发明，提出了一种用于大型柴油机的燃料喷嘴的喷嘴头，该大型柴油机特别是纵向扫气式二冲程大型柴油机，该喷嘴头具有：纵向通道，燃料能够被供给到该纵向通道，并且该纵向通道在轴向上从上端延伸到下端；以及至少一个喷嘴通道，该至少一个喷嘴通道从所述纵向通道延伸到喷嘴开口，燃料能够通过该喷嘴开口被引入到所述大型柴油机的燃烧室内，其中，每个喷嘴通道具有比所述纵向通道的流动横截面小的流动横截面，并且其中，所述纵向通道的所述下端相对于所述轴向和相对于正常操作位置布置在每个喷嘴开口上方。

由于喷嘴头的这种设计(其中纵向通道没有基本在喷嘴头在轴向上的整个长度上延伸，而是在每个喷嘴开口上方就已经终止)，所以阀座和喷嘴开口之间的容积与已知喷嘴头相比能够显著减小。连同至少一个喷嘴通道的较小流动横截面，这导致在喷射过程终止之后(即在喷嘴阀针再次密封地与阀座相互作用时)在喷嘴头中留在阀座下游的燃料量基本更小。结果，在喷射过程终止之后，在喷嘴头中只有相当少量的燃料留在阀座下游，从而由该燃料引起的负面作用(特别是污染物排放、燃料消耗和有害沉积物)能够显著减少。由于不必针对技术设备采取代价高的措施，因此这种喷嘴头的设计也特别简单。

根据本发明，提出一种用于制造根据本发明的喷嘴头的方法，其中，该喷嘴头通过增材加工法制造。

增材加工法或也被称为生成制造的增材制造应理解为是指施加材料的加工法。在增材制造过程中，通常，例如通过在基体上构建而对诸如液体或粉末之类的无形状材料或者诸如条状或丝线状材料之类的天然形状材料进行物理和/或化学处理而生成期望结构。本身公知用于金属材料的增材加工法的示例例如为耐磨堆焊过程，特别是惰性气体过程，诸如钨极惰性气体保护焊(WIG)或激光熔敷或等离子方法或选择性激光消融(SLM)或激光烧结。

与从工件或坯料去除材料的减材加工或制造方法相比，增材加工法至少在实践上不受任何几何形状限制，从而能够制造任何结构体，特别是那些具有内部空穴的结构体。减材制造例如包括所有类型的机加工生产，这种机加工生产一般通常被理解为是指特征在于从工件或坯料将多余材料以碎屑形式去除以实现期望几何形状的生产。机加工生产例如包括铣削、车削、钻孔、平刨、锉削、磨削、珩磨或研磨，这仅仅提及几个示例。

由于根据本发明通过增材加工法制造喷嘴头，其具体几何形状设计几乎不受任何限制。

根据一个实施方式，整个所述喷嘴头通过增材加工法制造，即整个所述喷嘴头生成地构建。

根据一个优选实施方式，通过增材加工法制造嵌件，所有喷嘴通道都布置在该嵌件中，并且将该嵌件插入到喷嘴头的纵向孔内，该纵向孔在轴向上延伸并且包括纵向通道。

关于该实施方式，优选的是，所述嵌件被设计成所述嵌件以其整个外边界表面抵靠限定所述纵向孔的壁，即所述嵌件相对于径向方向完全填充所述纵向孔。优选地，所述嵌件具有圆柱形形状并且外径基本对应于所述纵向孔的内径，从而使得可以将该嵌件插入所述纵向孔并以其外边界表面抵靠相对于所述径向方向限定所述纵向孔的所述壁。

每个喷嘴通道被设计为完全位于所述嵌件的内部中的内部通道，即每个喷嘴通道完全由该嵌件包围，从而只有该嵌件本身限定每个喷嘴通道，通过该措施，避免了诸如限定所述纵向通道的壁之类的其他部件构成所述喷嘴通道的边界。

该实施方式具有的优点在于，不仅可以以几乎任何几何形状来制造喷嘴通道，而且包括喷嘴通道的嵌件也可以插入在本身已知的传统喷嘴头的纵向孔或盲孔内，从而实现根据本发明的喷嘴头。因而，该实施方式特别允许将已经存在的传统喷嘴头转换成根据本发明的喷嘴头。为此，可能必须将传统喷嘴头中的纵向孔或盲孔扩大，从而使得能够将包括喷嘴通道的增材制造的嵌件插入该纵向孔内。

该嵌件优选地被制造成在该嵌件的整个圆周上该嵌件依靠在所述纵向孔的内部上，从而燃料能够基本通过所述喷嘴通道或多个喷嘴通通道从所述纵向通道进入燃烧室。

如已经提到的，增材加工法特别具有的优点在于，能够以任何几何形状来制造喷嘴通道或多个喷嘴通道。因此，可以以任何自由形式来制造每个喷嘴通道，并因此针对相应应用对喷嘴通道进行优化。这有助于至少降低气蚀并使燃料实现不受干扰的最佳流动。还可以至少显著减少喷嘴头中的沉积物。

使用所述嵌件的设计的进一步优点是：可以使用与喷嘴头的其余部分不同的材料来制造该嵌件。由于该嵌件本身不暴露于燃烧室内的极端挑战环境条件，因此该嵌件可以由考虑到诸如成本优化和燃料良好通过之类的方面而选择的材料，而且对于喷嘴头的其余部分，选择本身已经证明并且对于燃烧室内的条件来说特别有利的其他材料。

对于技术设备，如果所述喷嘴头包括多个喷嘴通道，则优选的是每个喷嘴通道从所述纵向通道延伸到通道开口，燃料能够通过该通道开口被引入到大型柴油机的燃烧室内。由于该措施，可以确保燃料在气缸的燃烧室中非常有利的分布。

根据优选设计，所述喷嘴头具有在轴向上延伸的纵向孔，其中，所述纵向孔包括纵向通道，并且其中，在该纵向孔中设置有嵌件，所述喷嘴通道都布置在该嵌件中。如已经结合根据本发明的方法所说明的，该设计具有若干优点。包括所述至少一个喷嘴通道的所述嵌件被插入到所述喷嘴头的纵向孔内，使得相对于正常操作位置，所述喷嘴头的纵向孔的上部形成了由具有所述至少一个喷嘴通道的所述嵌件在下游跟随的纵向通道，燃料可以通过该至少一个喷嘴通道从所述纵向通道进入燃烧室。

由于以上提到的原因，因此如果用与所述喷嘴头的其他部分不同的材料制造所述嵌件，则是优选的。在所述喷嘴头的壁中设置一个或多个孔，这些孔形成了喷嘴开口，燃料可以通过该喷嘴开口从各个喷嘴通道进入燃烧室。

关于燃料在燃烧室中的最佳可能分布，如果每个喷嘴通道被设计成所述燃料能够从各个喷嘴开口以相对于所述轴向倾斜的喷射角逃逸出，其中，每个喷射角小于90°，并且优选小于80°，则这是优选的。喷射角应理解为是指由所述喷嘴开口的表面法线与所述轴向包夹的两个角中的较小的角。

为了确保最佳燃料喷射，如果设置具有不同喷射角的至少两个喷嘴通道，则是优选的。

进一步优选的措施是，每个喷嘴通道被设计成该喷嘴通道在所述轴向上通向所述纵向通道。该措施有助于使得在从所述纵向通道传送到每个喷嘴通道的过程中燃料的流动阻力最小化，这是因为在所述纵向通道附近每个喷嘴通道都在与该纵向通道相同的方向上延伸。结果，不必在燃料从所述纵向通道传送到所述喷嘴通道期间将燃料转向。由于该措施，特别能够避免由腐蚀引起的降解效应。

根据应用，如果至少一个喷嘴通道在与所述喷嘴开口相邻的区域中被设计成变宽或渐缩，则也会是有利的。由于该措施，能够优化燃料的流动行为。

如果将每个喷嘴通道设计成没有边缘和角部，则是特别有利的，由此至少显著减少通常越来越多地出现在尖锐边缘和角部上并导致更高程度磨损的沉积物、腐蚀和气蚀。

进一步优选的设计是，所述至少一个喷嘴通道被设计成弧形或曲线形状。由于弧形或曲线设计，能够有利地并且特别地没有损失地将燃料流动从轴向转移到期望的喷射方向。

如果设置具有弯曲区域的至少两个喷嘴通道，其中，所述至少两个喷嘴通道在该弯曲区域中的曲率不同，则也是有利的。由于该设计，特别可以实现燃料的不同喷射角，其中至少能够显著地降低气蚀和由腐蚀引起的磨损迹象。

本发明还提出了一种大型柴油机，该大型柴油机特别是纵向扫气式二冲程大型柴油机，该发动机具有燃料喷嘴，该燃料喷嘴包括根据本发明设计的或根据本发明的方法制造的喷嘴头。

从所附权利要求得到本发明的进一步有利措施和设计。

附图说明

在下文中，将基于实施方式和附图说明本发明。在附图中：

图1示出现有技术大型柴油机的燃料喷嘴的纵剖视图；

图2示出图1的燃料喷嘴的喷嘴头的示意性纵剖视图；以及

图3是根据本发明的喷嘴头的实施方式的示意性纵剖视图。

具体实施方式

在本发明的范围内，诸如“下”、“上”、“在……下方”、“在……上方”之类的相对位置定义在每种情况下都要理解为正常操作位置。

为了更好地理解本发明，首先将在图1的基础上说明大型柴油机的燃料喷嘴的结构，如其在现有技术中是已知的。为了更好地将现有技术从本发明区分开来，使用具有撇号的附图标记用于现有技术中已知的装置。

图1示出现有技术的大型柴油机的燃料喷嘴的纵向剖视图，该燃料喷嘴总体上由附图标记10’表示。具体而言，该燃料喷嘴为纵向扫气式二冲程大型柴油机的燃料喷嘴10’，该燃料喷嘴允许将液体燃料(特别是重油或柴油)引入到大型柴油机的气缸的燃烧室20’内。

已知的燃料喷嘴10’包括喷嘴本体11’，喷嘴本体11’具有连接至喷嘴本体11’的喷嘴头1’。该连接通过保持套筒12’实现，保持套筒12’在其图示的下端处朝燃料喷嘴10’的纵向轴线渐缩。轴向A’由燃料喷嘴10’的纵向轴线确定，该纵向轴线同时也是喷嘴头1’的纵向轴线。保持套筒12’通过联管螺母13’以及弹性元件14’(诸如卡合环)紧固在喷嘴本体11’处。喷嘴头1’将其自身支撑在保持套筒12’的渐缩部分上。

为了更好的理解，图2示出了来自于图1的燃料喷嘴10’的喷嘴头1’的示意性纵向剖视图。

喷嘴头1’包括纵向孔5’以及位于其下端的区域中的至少一个喷嘴开口3’(通常为若干个，例如五个喷嘴开口3’)，该至少一个喷嘴开口3’连接至纵向孔5’，从而燃料能够通过喷嘴开口3’逃逸到燃烧室20’内。

在喷嘴本体11’内设置了压力室14’，用于燃料的供给管15’通到压力室14’中。高压燃料能够通过该供给管15’从存储库(通常是共轨系统的储液器)供给到燃料喷嘴10’。压力室14’在轴向A’上由阀座16’限制。而且，基本在轴向A’上延伸并且与阀座16’相互作用的喷嘴阀针17’布置在喷嘴本体11’内。在图1所示的锁定位置，喷嘴阀针17’的下尖端被挤压到阀座16’内，从而将从压力室14’到纵向孔5’的下游通路关闭。喷嘴阀针17’通过未在附图中示出的压缩弹簧而被弹簧加载，并且被预加载而抵靠阀座16’。如图所示，在喷嘴阀针17’的打开位置，喷嘴阀针17’从阀座16’向上抬起，从而在喷嘴阀针17’的下端和阀座16’之间具有一打开通路，通过该通路，燃料能够从压力室14’进入纵向孔5’内。

阀座16’下游的纵向孔5’的容积通常被称为盲孔或盲孔容积。

在这里描述的示例中，纵向孔5’被设计为在轴向A’上延伸并具有长度L’的基本圆柱形孔(参见图2)。纵向孔5’的直径D’限定流动横截面，该流动横截面应该被理解为是指对于纵向孔5’中的燃料的流动来说可用的横截面面积。

喷嘴阀针17’被布置在喷嘴本体11’的在轴向A’上延伸的孔18’内。出于节省空间原因，该孔在图1中仅部分地表示出。孔18’具有内径B’，该内径B’略微大于喷嘴阀针17’的外径，从而喷嘴阀针17’在孔18’中被安全精确地引导。

如在图2的示意图中具体所示，每个喷嘴开口3’经由喷嘴通道53’连接至喷嘴头1’的纵向孔5’，从而加压燃料从纵向孔5’通过喷嘴通道53’和喷嘴开口3’喷射到燃烧室20’内。每个喷嘴通道53’的流动横截面比由纵向孔的直径D’确定的纵向孔5’的流动横截面明显更小，具体至多是五分之一。每个喷嘴通道53’通常相对于轴向A’倾斜或歪斜地延伸，从而燃料能够以相对于轴向A’倾斜的喷射角α’从相应的喷嘴开口3’逃逸出。该喷射角α’应该理解为是指由喷嘴开口3’的表面法线和轴向所夹的两个角中的较小的角。当然，对于不同的喷嘴开口3’来说，各自的喷射角α’可以彼此不同。

图3以示意性纵向剖视图示出了根据本发明的喷嘴头的一个实施方式，该喷嘴头整体由表示附图标记1。如在图1的基础上说明的，该喷嘴头1旨在以相同方式用于大型柴油机(特别是纵向扫气式二冲程大型柴油机)的燃料喷嘴，并且与如上描述类似地与燃料喷嘴的喷嘴本体相互作用。

喷嘴头1包括纵向通道2，该纵向通道2在轴向A上从上端21延伸到下端22并且具有长度L1。纵向通道2优选呈圆柱形设计，并且具有直径D。类似地，如在图1的基础上所示的，轴向A由喷嘴头1的纵向轴线确定，如果将喷嘴头1安装在燃料喷嘴中，则喷嘴头1的纵向轴线与燃料喷嘴的纵向轴线相同。以与现有技术中相同的方式，待被引入到大型柴油机的气缸的燃烧室内的燃料能够被供给到纵向通道2。

此外，喷嘴头1具有至少一个喷嘴通道4，该至少一个喷嘴通道4从纵向通道2延伸到喷嘴开口3，燃料能够通过该喷嘴开口3引入到气缸的燃烧室内。喷嘴头1通常包括若干个分开的喷嘴开口3，每个喷嘴开口3通过喷嘴通道4连接至纵向通道2。在图3的示意图中，示出了两个喷嘴开口3，这两个喷嘴开口3都经由喷嘴通道4流体连接至纵向通道2。

在这方面，每个喷嘴通道4具有比纵向通道2的流动横截面显著更小(例如，至多是五分之一)的流动横截面。该流动横截面理解为分别是指垂直于燃料的主流动方向的表面。

根据本发明，纵向通道2的下端22相对于图3中所示的轴向和相对于正常操作位置布置在每个喷嘴开口3的上方。由于该措施，在喷嘴头中用于燃料的容积能够显著减小，从而在喷射终止之后只有明显更少量的燃料留在喷嘴头1中。

喷嘴头1通过增材加工法制造。这些加工或制造方法还被称为生成方法或生成制造。增材加工法或增材制造应被理解为是指施加材料以构建对应本体的加工方法。在增材制造过程中，通常，对诸如液体或粉末之类的无形状材料或者诸如条状或丝线状材料之类的天然形状材料进行物理和/或化学处理以例如通过在基体上构建而生成期望结构。本身公知用于金属材料的增材加工法的示例例如为耐磨堆焊过程，特别是惰性气体过程，诸如钨极惰性气体保护焊(WIG)或激光熔敷或等离子方法或选择性激光消融(SLM)或激光烧结。

增材或生成制造特别具有的优点是其不受任何几何形状限制，从而能够制造任何形式的特别是具有内部空穴的本体。关于喷嘴通道4或多个喷嘴通道4，这具有相当大的优点，即，每个喷嘴通道4能够已几乎任何几何形状制造。这允许针对各种方面来优化喷嘴通道4的相应几何形状，例如为了至少显著减少空穴、尽可能减少由腐蚀引起的降解、避免喷嘴通道4中的沉积物、优化燃料的流动行为或实现燃料在燃烧室内的最佳雾化或分配。

在图3中所示的优选实施方式中，提供嵌件6，该嵌件6被布置在喷嘴头1的纵向孔5中，该纵向孔5在长度L上沿着轴向A延伸，该长度L大于纵向通道2在轴向A上的长度L1。该嵌件6包含所有喷嘴通道4并且在长度L2上完全填充在纵向孔5的所示出的下端。这尤其意味着，嵌件6完全依靠在纵向孔5的内壁上。

每个喷嘴通道4都被设计为完全位于嵌件6的内部中的内部通道。因而，每个喷嘴通道4由嵌件6沿着喷嘴通道4的整个圆周在侧向上限定。这必须具体理解为：喷嘴通道4或多个喷嘴通道4分别不是布置在嵌件6的表面(该表面相对于径向方向限定嵌件6)，而是布置在嵌件6的内部内。只有喷嘴通道4的孔口(位于通向喷嘴开口3的一端以及位于通向纵向通道2的另一端)位于嵌件6的表面上。

包括喷嘴通道4的嵌件6通过增材加工法制造。

为了制造喷嘴1，优选的是使用本身已知的喷嘴头，如例如在图2所表示出的那样。在喷嘴头1的限制纵向孔5的壁7中，设置了至少一个孔，该至少一个孔形成了喷嘴开口3。图3示出了两个这种喷嘴开口3。这些喷嘴开口3优选与本身已知的喷嘴头1’的喷嘴开口(该喷嘴开口在图2中示出)相同。然后将嵌件6引入到纵向孔5内或本身已知的喷嘴头1’的纵向孔5’内，直到其依靠纵向孔5或5’的下端。因而，纵向孔5或5’的下部区域优选在整个长度L2上用嵌件6完全填充，纵向孔5或5’的上部形成具有长度L1的纵向通道2。L1和L2彼此互补以形成纵向孔5的长度L。

为了制造喷嘴头1，如果使用本身已知的喷嘴头1，根据应用，可能有利的是通过钻孔或其他适当的加工方法扩大纵向孔5’的原始直径D’(图2)以建立具有直径D的纵向孔5，然后将嵌件6插入该纵向孔5孔内。

不言而喻，嵌件6被制造为：所有喷嘴通道4的排放开口都被布置成使得在将嵌件6定位在纵向孔5中之后，喷嘴通道4的排放开口每个都与喷嘴头1的壁7中的喷嘴开口3中的一个喷嘴开口3相互对准。

在本身已知的喷嘴头1’的基础上生产喷嘴头1的措施具有若干优点。可以从本身已知的喷嘴头获取喷嘴头1的外部设计(该外部设计应该理解为具体是指喷嘴开口3的布置和设计)。此外，喷嘴头1能够被容易地插入到现有的燃料喷嘴中，而无需进行任何结构改变或修改。还可以(可能在已经增加纵向孔5’的直径D’之后)通过将增材制造的嵌件6插入到现有喷嘴头1’的纵向孔5’内而将已经存在的喷嘴头转化或改装成喷嘴头1。

使用嵌件6的设计的另一个优点是，可以使用与喷嘴头1的其余部分(例如，喷嘴头的壁7)不同的材料来制造嵌件6。这允许使用对于燃烧室内的极端挑战条件(如巨大的热应力)来说被证明特别合适的材料来生产喷嘴头1(除了嵌件6之外)。用于制造大型柴油机的喷嘴头1的本身已知的这种工件的示例为钢或镍基或钴基合金，例如硬合金6。这些材料对于特别是喷嘴开口3中的腐蚀、磨损和气蚀来说特别合适。

为了制造嵌件6，则可以选择另一种材料，优选是金属材料，这是由于嵌件6本身并不暴露于燃烧室内的极端条件，而是由喷嘴头1的壁7保护。结果，关于选择用于通过增材制造来构建喷嘴头1的嵌件6的合适材料，现在具有明显更大的灵活性。用于嵌件6的材料例如可以通过考虑诸如成本优化和最佳燃料传导等方面来选择。

根据本发明的喷嘴头1的设计的具体优点在于，能够以任何方式来设计纵向通道2和喷嘴开口3(即各个喷嘴通道4)之间的相应流动连接，这意味着这不会具体受到任何几何形状限制。因而，每个喷嘴通道4能够针对燃料的最佳流动行为或针对燃料的最佳传导进行设计。因而，还能够特别地针对气蚀、磨损和燃料引入到燃烧室内的有效性来优化每个喷嘴通道4。

在下文中，将以非排他性列举说明用于设计相应喷嘴通道4的一些措施和变型。

每个喷嘴通道4优选以如下方式设计，即：燃料能够从各个喷嘴开口3以相对于轴向A倾斜的喷射角α逃逸出。喷射角α应理解为是指由喷嘴开口3的表面法线和轴向包夹的两个角中的较小的角。当然，对于不同的喷嘴开口3，各个喷射角α可以彼此不同。优选的是，每个喷射角α小于90°并且优选小于80°。特别优选的值范围为70°到75°。

还有利的是(但不是必须的)，每个喷嘴通道4(如图3所示)被设计为每个喷嘴通道4在轴向上通向纵向通道2。这可以实现燃料从纵向通道2到各个喷嘴通道4的特别良好的通路。

还会有利的是，特别是在相邻于喷嘴开口3的区域中将喷嘴通道4设计成变宽或渐缩。由于该措施，能够改善燃料在燃烧室内的雾化。

如还在图3中示出的，如果每个喷射通道4被设计成没有边缘和角部，则是特别优选的。由于边缘和角部特别暴露于不期望的气蚀和腐蚀的风险，优选避免这种边缘和角部。因此，如果如图3所示将喷嘴通道4设计成弧形或曲线形状从而使得燃料能够从轴向A尽可能优化地重新改向到期望的喷射方向，则是有利的。

在这方面，如果设置均具有弯曲区域的至少两个喷嘴通道4，其中两个喷嘴通道4的曲率在该弯曲区域中不同，则这是特别有利的。这在图3中由两个具有附图标记r1和r2的箭头表示。

根据本发明的另一个实施方式，整个喷嘴头都是通过增材加工方法制造的。在该实施方式中，没有设置任何嵌件6，但是喷嘴头1整体通过增材或生成制造来构建。在其他方面，之前的说明在同样含义上也适合于没有嵌件6的设计。

Claims (15)

1.一种用于大型柴油机的燃料喷嘴的喷嘴头，该大型柴油机特别是纵向扫气式二冲程大型柴油机，该喷嘴头包括：

纵向通道(2)，燃料能够被供给到该纵向通道，并且该纵向通道在轴向(A)上从上端(21)延伸到下端(22)；以及

至少一个喷嘴通道(4)，该至少一个喷嘴通道从所述纵向通道(2)延伸到喷嘴开口(3)，燃料能够通过该喷嘴开口被引入到所述大型柴油机的燃烧室内，其中，每个喷嘴通道(4)具有比所述纵向通道(2)的流动横截面小的流动横截面，

其特征在于，所述纵向通道(2)的所述下端(22)相对于所述轴向(A)和相对于正常操作位置布置在每个喷嘴开口(3)上方。

2.根据权利要求1所述的喷嘴头，该喷嘴头具有多个喷嘴通道(4)，每个喷嘴通道(4)分别从所述纵向通道(2)延伸到喷嘴开口(3)，燃料能够通过所述喷嘴开口被引入到所述大型柴油机的所述燃烧室内。

3.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头，该喷嘴头具有在所述轴向上延伸的纵向孔(5)，其中，所述纵向孔(5)包括所述纵向通道(2)，并且其中，在所述纵向孔(5)中设置有嵌件(6)，所有喷嘴通道(4)都布置在该嵌件(6)中。

4.根据权利要求3所述的喷嘴头，其中，所述嵌件(6)由与所述喷嘴头(1)的其余部分所用的材料不同的材料制造。

5.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头，其中，每个喷嘴通道(4)被设计成燃料能够从各个喷嘴开口(3)以相对于所述轴向(A)倾斜的喷射角(α)逃逸出，其中，每个喷射角(α)小于90°，并且优选小于80°。

6.根据权利要求5所述的喷嘴头，其中，设置具有不同喷射角(α)的至少两个喷嘴通道(4)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头，其中，每个喷嘴通道(4)被设计成该喷嘴通道(4)在所述轴向(A)上通向所述纵向通道(2)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头，其中，至少一个喷嘴通道(4)在与所述喷嘴开口(3)相邻的区域中被设计成变宽或渐缩。

9.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头，其中，每个喷嘴通道(4)被设计成没有边缘和角部。

10.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头，其中，所述至少一个喷嘴通道(4)被设计成弧形或曲线形状。

11.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头，其中，设置具有弯曲区域的至少两个喷嘴通道(4)，其中，所述至少两个喷嘴通道(4)在该弯曲区域中的曲率(r1、r2)不同。

12.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴头的方法，其特征在于，所述喷嘴头(1)通过增材加工法制造。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，整个所述喷嘴头(1)都是通过所述增材加工法制造的。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，通过所述增材加工法制造嵌件(6)，所有喷嘴通道(4)都布置在该嵌件(6)中，并且其中，将所述嵌件(6)插入到所述喷嘴头(1)的纵向孔(5)内，该纵向孔(5)在所述轴向(A)上延伸并且包括所述纵向通道(2)。

15.一种大型柴油机，所述大型柴油机特别是纵向扫气式二冲程大型柴油机，该大型柴油机具有燃料喷嘴，该燃料喷嘴包括根据权利要求1至11中任一项设计的或根据权利要求12至14中任一项制造的喷嘴头(1)。