CN108779740A - 用于内燃机的双燃料燃料喷射系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于内燃机的双燃料燃料喷射系统具有液体燃料喷射支路和气体燃料喷射支路，在所述气体燃料喷射支路中存在气体喷射器装置，所述气体喷射器装置能够经由控制流体操控。液体燃料形成气体喷射器装置的控制流体。

Description

用于内燃机的双燃料燃料喷射系统
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于内燃机的双燃料燃料喷射系统。
背景技术
在DE 10 2010 061 183 A1中描述一种具有双燃料燃料喷射系统的内燃机。内燃机的运行借助液体或气体燃料进行，所述液体或气体燃料的喷射经由双燃料燃料喷射系统的燃料喷射器进行，其中为了在液体燃料运行中喷射液体燃料而设有较大的喷射器并且为了在气体运行中液体燃料的先导喷射而设有较小的喷射器。经由相应不同大小设计的泵将液体燃料运送至不同大小的喷射器。
也从DE 10 2014 105 439 A1中已知用于内燃机的双燃料燃料喷射系统。喷射经由液体燃料喷射器和燃气喷射器进行，其中能够经由切换阀控制燃料到相应的喷射器的流入。
发明内容
本发明所基于的目的是：实现一种结构上简单构成的双燃料燃料喷射系统。
所述目的根据本发明借助权利要求1的特征实现。从属权利要求说明适当的改进形式。
根据本发明的双燃料燃料喷射系统使用在内燃机中或用于内燃机并且作为液体燃料例如使用柴油燃料或重油或生物油，并且作为气体燃料使用燃气，例如天然气或生物气。液体燃料和气体燃料分别经由一个对应的喷射支路运送给内燃机，在所述喷射支路中分别设置有用于喷射液体或气体燃料的喷射器装置。气体燃料喷射支路中的气体喷射器装置能够经由控制流体操控，所述控制流体在打开和关闭位置之间调节所述气体喷射器装置。根据本发明，液体燃料形成所述气体喷射器装置的控制流体。
该处理方式具有的优点是：不需要具有用于操控气体喷射装置的附加液压流体的动作回路。相反，将液体燃料的部分流分出并且用作用于操控气体喷射器装置的控制流体即可。不需要用于操控气体喷射器装置的附加液压流体，使得也能够取消相应的储备容器和管线。
在根据本发明的实施方案中，共同的罐足以用于容纳液体燃料，所述液体燃料在液体燃料运行中被引导至对应的液体燃料喷射器并且在气体运行中控制气体喷射器装置。
有利地，在气体运行中执行采用液体燃料的先导喷射，以点燃气体混合物。
根据一个有利的实施方案，双燃料燃料喷射系统包括高压泵，经由所述高压泵在气体运行中将液体燃料运送至气体喷射器装置。高压泵可以是泵装置的一部分，所述泵装置包括多个并联和/或串联的泵，经由所述泵既产生对于液体燃料运行中的喷射所需的液体燃料中的压力，也产生对于操控气体喷射器装置所需的压力，并且必要时产生对于在气体运行中的先导喷射所需的压力。
泵装置例如具有两个并联的高压泵，所述高压泵中的第一高压泵用于将液体燃料运送至气体喷射器装置以用于所述气体喷射器装置的控制，并且第二高压泵仅用于将液体燃料运送至液体燃料喷射器。必要时，第一高压泵能够附加地在液体燃料运行中向液体燃料喷射器运送，从而与第二高压泵一起向所述喷射器运送液体燃料。所述实施方案具有的优点是：与必须为液体燃料运行提供高的液体燃料压力的唯一的泵相比，两个高压泵能够设计得更小。
根据另一有利的实施方案，通过设置两个泵，所述泵能够在其泵功率方面设计成不同大小。在此，尤其将用于操控气体喷射器装置的高压泵设计得大于仅用于将液体燃料运送至液体燃料喷射器的另一高压泵。例如会适当的是：较大的高压泵产生总泵功率的至少75％，必要时至少90％，并且第二高压泵相应地仅产生总泵功率的最大25％或最大10％。
在另一实施方案中，用于操控气体喷射器装置的高压泵设计得小于仅用于将液体燃料运送至液体燃料喷射器的另一高压泵。
会适当的是：尤其在具有两个并联的高压泵的实施方案中，将预供泵连接在一个或多个高压泵上游。此外也可行的是：仅设有一个高压泵，所述高压泵设计得足够大，以便尤其在气体燃料运行中产生高压。
对于多个高压泵、尤其两个并联的高压泵的情况而言，所述泵能够设置在共同的泵壳体中，其中必要时单独地调节泵的输出端，例如分别经由一个抽吸节流调节装置调节。用于多个泵的共同的泵壳体的优点在于更小的结构空间需求。
根据又一适当的实施方案，将能够在不同的切换位置之间调节的切换装置与如下高压泵相关联：经由所述高压泵能够选择性地将液体燃料运送至液体燃料喷射器或运送至气体喷射器装置。根据切换装置的切换位置，将液体燃料运送至液体燃料喷射器或运送至气体喷射器装置。
切换装置能够或者集成到高压泵中，或者与高压泵分开地构成并且设置在高压泵之外。在集成到高压泵中的切换装置的情况下，高压泵例如具有两个输出端，所述输出端能够分别打开和关闭，并且所述输出端实现将液体燃料选择性地运送至液体燃料喷射器或运送至气体喷射器装置。
根据又一适当的实施方案，将形成切换装置的切换阀连接在如下高压泵的下游：经由所述高压泵能够选择性地将液体燃料运送至液体燃料喷射器或运送至气体喷射器装置，以便根据运行类型将液体燃料或者对于液体燃料运行而仅运送至液体燃料喷射器，或者在气体运行中运送液体燃料不仅用于控制气体喷射器装置而且为了先导喷射而运送至燃料喷射器。在该实施方案中，切换装置与高压泵分开地构成。
根据另一适当的实施方案，气体喷射器装置经由泄漏返回管线与液体燃料罐连接。同样地，液体燃料喷射器能够经由泄漏返回管线与液体燃料罐连接。有利地，管线部段从气体喷射器装置和液体喷射器通入共同的泄漏返回管线中。
一个或多个高压泵必要时能够经由电动马达驱动，由此能够最小化能量需求并且泵的精确控制是可行的。
根据另一有利的实施方案，用于保护气体喷射器装置免于过高压力、尤其在气体和液体燃料运行之间的切换过程期间的过高压力的超压阀处于控制流体管线中，所述控制流体管线从泵装置引导至气体喷射器装置。超压阀能够经由连接管线与液体燃料罐或泄露管线连接。
附图说明
其他的优点和适当的实施方案将从其他的权利要求、附图描述和附图中得出。附图示出：
图1以示意图示出具有双燃料燃料喷射系统的内燃机，按照液体燃料运行示出，
图2示出具有双燃料燃料喷射系统的内燃机，按照气体运行示出。
在附图中，相同的构件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1和2中示出内燃机1，所述内燃机配设有用于用液体燃料和燃气替选运行的双燃料燃料喷射系统2。双燃料燃料喷射系统2包括液体燃料喷射支路3以及气体燃料喷射支路4，经由所述液体燃料喷射支路将液体燃料输送至内燃机1，所述气体燃料喷射支路用于将燃料输送至内燃机1。在液体燃料喷射支路3中存在燃料喷射器5，所述燃料喷射器经由液体燃料管线6与液体燃料罐8连接，在所述液体燃料管线中设置有泵装置7。经由泵装置7将液体燃料从罐8在高压下输送至液体燃料喷射器5，以喷射到内燃机1的气缸中。
气体燃料喷射支路4包括用于从气体储库输送气体的气体管线9和用于将燃气受控地喷射到内燃机气缸中的气体喷射器装置10。气体喷射器装置10包括控制阀11以及分别对应于一个控制阀11的气体喷射器12，所述气体喷射器具有气针，经由所述气针将燃气引导到内燃机的气缸中。经由控制阀11，在打开和关闭位置之间调节对应的气体喷射器12。
气体喷射器装置10的控制阀11由控制流体控制，其中控制流体为出自罐8中的液体燃料。控制阀11经由管线13与泵装置7和液体燃料罐8连接。经由在气体运行中借助于充当控制流体的液体燃料对控制阀11的控制，进行燃气到内燃机1中的受控喷射。
泵装置7包括一个预供泵14和两个并联的高压泵15和16，所述高压泵与预供泵14串联并且设置在所述预供泵的下游。此外，第一高压泵15下游的切换阀14属于泵装置7。第一高压泵15能够借助于切换阀17切换到与液体燃料管线6的流体连接中(图1，液体燃料运行)或切换到与用于操控控制阀11的管线13的流体连接中(图2，气体运行)。第二高压泵16处于液体燃料管线6中，经由所述液体燃料管线既在液体燃料运行中又在气体运行中将液体燃料运送至燃料喷射器5。
气体喷射器装置10的控制阀11和液体燃料喷射器5均与泄漏返回管线18连接，经由所述泄漏返回管线将液体燃料的泄漏流体引导返回至罐8。
在图1中示出的液体燃料运行中，切换阀17的切换方式使得由第一高压泵15输送的液体燃料从罐8中仅运送到液体燃料喷射支路3的液体燃料管线6中并且进一步运送至液体燃料喷射器5。气体燃料喷射支路4不运行。
除了第一高压泵15之外，也经由第二高压泵16将液体燃料运送到管线6中并且运送至喷射器5。两个高压泵15和16关于其泵功率设计成不同大小。第一高压泵15具有比第二高压泵16更大的泵功率。经由两个高压泵15和16的同时运行尤其能够设定例如2200bar的液体燃料的最大压力。相反，经由第二高压泵16的单独运行仅能够设定液体燃料的更小的压力，例如最大1500bar的压力。
必要时，在根据图1的液体燃料运行中仅第一高压泵15运行即可。
双燃料燃料喷射系统的气体运行在图2中示出。在气体运行中，切换阀17的切换方式使得将由第一高压泵15运送的燃料引导到至气体喷射器装置10的管线13中，并且在那里切换控制阀11，使得气体从气体管线9经由控制阀11引导至气体喷射器12，经由所述气体喷射器进行到内燃机1气缸中的喷射。
同时，经由第二高压泵16将燃料引导到液体燃料管线6中并且进一步引导至液体燃料喷射器5，以便执行用于点燃气体混合物的先导喷射。液体燃料由第二高压泵16运送时所处的压力低于根据图1的液体燃料运行中的液体燃料的压力。
在气体运行中在操控控制阀11时和在液体燃料运行中在喷射器5处出现的泄漏量经由泄漏返回管线18引导返回至燃料罐8。

Claims (14)

1.一种用于内燃机的双燃料燃料喷射系统，所述双燃料燃料喷射系统具有液体燃料喷射支路(3)和气体燃料喷射支路(4)，并且具有所述气体燃料喷射支路(4)中的气体喷射器装置(10)，所述气体喷射器装置能够经由控制流体操控，
其特征在于，所述液体燃料形成所述气体喷射器装置(10)的所述控制流体。
2.根据权利要求1所述的双燃料燃料喷射系统，其特征在于，所述双燃料燃料喷射系统(2)包括用于在气体运行中将所述液体燃料运送至所述气体喷射器装置(10)的高压泵(15)。
3.根据权利要求1或2所述的双燃料燃料喷射系统，其特征在于，所述双燃料燃料喷射系统(2)包括用于将所述液体燃料运送至所述液体燃料喷射支路(3)中的液体燃料喷射器(5)的高压泵(15，16)。
4.根据权利要求2和3所述的双燃料燃料喷射系统，其特征在于，设置有具有切换装置(17)的高压泵(15)，所述切换装置用于将所述液体燃料选择性地运送至所述液体燃料喷射器(5)或所述气体喷射器装置(10)。
5.根据权利要求4所述的双燃料燃料喷射系统，其特征在于，所述切换装置(17)构成为设置在共同的高压泵(15)下游的切换阀(17)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的双燃料燃料喷射系统，其特征在于，设置有至少两个高压泵(15，16)，所述高压泵中的第一高压泵(15)能够用于将所述液体燃料运送至所述气体喷射器装置(10)，并且第二高压泵(16)能够仅用于将所述液体燃料运送至液体燃料喷射器(5)。
7.根据权利要求6所述的双燃料燃料喷射系统，其特征在于，预供泵(14)连接在所述高压泵(15，16)的上游。
8.根据权利要求6或7所述的双燃料燃料喷射系统，其特征在于，所述高压泵(15，16)并联。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的双燃料燃料喷射系统，其特征在于，经由所述第一高压泵(15)能够选择性地将液体燃料运送至所述液体燃料喷射器(5)或所述气体喷射器装置(10)。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的双燃料燃料喷射系统，其特征在于，所述高压泵(15，16)具有不同大小的泵功率。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的双燃料燃料喷射系统，其特征在于，所述气体喷射器装置(10)经由泄漏返回管线(18)与液体燃料罐连接。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的双燃料燃料喷射系统，其特征在于，所述液体燃料喷射器(5)经由泄漏返回管线(18)与所述液体燃料罐连接。
13.一种内燃机，其具有根据权利要求1至12中任一项所述的双燃料燃料喷射系统(2)。
14.一种用于运行根据权利要求1至12中任一项所述的双燃料燃料喷射系统(2)的方法，其中在气体运行中将液体燃料作为控制流体运送至气体喷射器装置(10)，并且附加地将液体燃料运送至所述液体燃料喷射器(5)。
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