KR101921490B1 - A fuel valve and method for injecting a liquid fuel into a combustion chamber of large compression-igniting turbocharged two-stroke internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

대형 저속 2 행정 터보차징 압축 점화 내연기관의 연소실 내로 액체 연료를 분사하기 위한 연료 밸브(50)는, 후단부 및 전단부를 갖는 세장형 밸브 하우징(52), 베이스(46)로부터 폐쇄된 팁(59)까지 연장되는 세장형 노즐 몸체를 포함하는 노즐(54), 베이스(46)로부터 폐쇄된 팁(59)까지 연장되는 메인 보어(55)와 메인 보어(55)에 연결된 복수의 노즐 구멍(56), 세장형 밸브 하우징(52)의 전단부에 배치되고 베이스(51)는 상기 전단부에 연결되는 노즐(54), 가압한 액체 연료의 공급원에 연결하기 위한 세장형 밸브 하우징(52) 내의 연료 입구 포트(53), 밸브 니들(61)과 니들 보어(64) 사이의 틈새로 세장형 밸브 하우징(52) 내의 종방향 보어(77)에 슬라이딩 가능하게 수용되고 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들(61), 폐쇄 위치와 개방 위치를 갖는 밸브 니들(61), 폐쇄 위치에서 시트(69) 상에 놓이고 개방 위치에서 시트(69)로부터 상승하는 밸브 니들(61) 및 폐쇄 위치 쪽으로 편향되는 밸브 니들(61), 밸브 하우징(52) 내의 연료 챔버(58)와 세장형 밸브 하우징(52) 전단부의 출구 포트(68) 사이의 세장형 밸브 하우징(52) 내에 배치되는 시트(69), 노즐(54) 내의 메인 보어(55)에 직접 연결되는 출구 포트(68), 연료 입구 포트(53)에 연결되는 연료 챔버(58), 니들 보어(64)의 일 단부에서 연료 챔버(58)로 개방되는 틈새, 가압한 윤활유의 공급원(57)에 연결하기 위한 윤활유 입구 포트(78), 윤활유 입구 포트(70)를 니들 보어(64)의 길이를 따라 제1 위치(P1)에서 틈새에 연결하는 윤활유 공급 도관(76), 가압한 점화액의 공급원(65)에 연결하기 위한 점화액 입구 포트(67) 및 점화액 입구 포트(67)로부터 연료 챔버(58) 또는 제1 위치(P1)보다 연료 챔버(58)에 더 가까운 니들 보어(64)의 길이를 따라 제2 위치(P2)의 틈새까지 연장되는 점화액 도관(66)을 포함한다.A fuel valve 50 for injecting liquid fuel into the combustion chamber of a large low speed two stroke turbocharged compression ignition internal combustion engine comprises a elongated valve housing 52 having a rear end and a front end, A main bore 55 extending from the base 46 to the tip 59 closed and a plurality of nozzle holes 56 connected to the main bore 55. The main bore 55, And a base 51 disposed at the front end of the elongated valve housing 52 and having a nozzle 54 connected to the front end and a fuel inlet 54 in a elongated valve housing 52 for connection to a source of pressurized liquid fuel, A valve needle 61 slidably received in the longitudinal bore 77 in the elongated valve housing 52 and axially displaceable in a gap between the valve needle 61 and the needle bore 64, A valve needle 61 having a closed position and an open position, A valve needle 61 placed on the flange 69 and rising from the seat 69 in an open position and a valve needle 61 deflected toward the closed position, a fuel chamber 58 in the valve housing 52, A seat 69 disposed in the elongated valve housing 52 between the outlet ports 68 at the front end of the housing 52, an outlet port 68 directly connected to the main bore 55 in the nozzle 54, A fuel chamber 58 connected to the port 53, a clearance opening to the fuel chamber 58 at one end of the needle bore 64, a lubricant inlet port 78 for connection to a source 57 of pressurized lubricant, A lubricant supply conduit 76 for connecting the lubricant inlet port 70 to the gap at the first position Pl along the length of the needle bore 64 and an ignition fluid for connecting to the source of pressurized ignition fluid 65 Is closer to the fuel chamber 58 than the fuel chamber 58 or first position Pl from the inlet port 67 and the ignition liquid inlet port 67. [ It includes ignition fluid conduit (66) extending along the length of the needle bore (64) to the gap between the second position (P2).

Description

대형 압축 점화 터보차징 2 행정 내연기관의 연소실에 액체 연료를 분사하기 위한 연료 밸브 및 방법{A FUEL VALVE AND METHOD FOR INJECTING A LIQUID FUEL INTO A COMBUSTION CHAMBER OF LARGE COMPRESSION-IGNITING TURBOCHARGED TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE}FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a fuel valve for injecting liquid fuel into a combustion chamber of a large compression ignition turbocharged two-stroke internal combustion engine, and a fuel valve and method for injecting liquid fuel into a combustion chamber of a large compression ignition turbocharged two-

본 개시는 액체 연료로 작동하는 연료 공급 시스템, 특히 액체 연료를 점화하기 어렵거나 신뢰할 수 없는 대형 2 행정 터보차징 압축 점화 내연기관의 연소실 내로 연료를 분사하는 연료 밸브 및 액체 연료, 특히 대형 2 행정 압축 점화 내연기관의 연소실 내로 점화하기 어렵거나 신뢰할 수 없는 액체 연료를 분사하는 방법에 관한 것이다.This disclosure relates to a fuel supply system that operates with a liquid fuel, particularly a fuel valve and a liquid fuel that inject fuel into the combustion chamber of a large two-stroke turbocharged compression ignition internal combustion engine that is difficult or unreliable to ignite liquid fuel, To a method of injecting a liquid fuel which is difficult or unreliable to ignite into the combustion chamber of an ignition internal combustion engine.

크로스헤드 유형의 대형 저속 터보차징 2 행정 압축 점화 엔진은 일반적으로 대형 선박의 추진 시스템이나 발전소의 원동기로 사용된다. 이 엔진들은 중유로 작동하는 경우가 매우 흔하다.A large low speed turbocharged two stroke compression ignition engine of the crosshead type is commonly used as a propulsion system for a large ship or as a prime mover of a power plant. These engines are very common when operating with heavy oil.

최근에 대형 터보차징 2 행정 압축 점화 엔진에 가스, 메탄올, 석탄 슬러리, 물-오일 혼합물, 석유 코크스 및 기타 연료 등 대체 유형의 연료를 사용하라는 요구가 있다.Recently, there has been a demand to use alternative types of fuels such as gas, methanol, coal slurry, water-oil mixture, petroleum coke and other fuels for large turbocharged two stroke compression ignition engines.

물-오일 혼합물과 같은 몇 가지 대체 연료는 비용과 배출량(배기가스)을 줄일 가능성이 있다.Some alternative fuels, such as water-oil mixtures, are likely to reduce costs and emissions (emissions).

그러나 대형 저속 단류(uniflow) 터보차징 2 행정 내연기관에서 물 혼합물 사용과 관련하여 몇 가지 문제가 있다.However, there are some problems with the use of water mixtures in large, low-speed, uniflow turbocharged two-stroke internal combustion engines.

이러한 문제들 중 하나는 연소실로 분사 시 압축 점화를 위한 이들 연료의 준비 상태와 예측 가능성이며, 압축 점화 엔진에서 제어를 위해서는 준비 상태와 예측 가능성 모두 필수적이다. 따라서, 기존의 대형 저속 단류 터보차징 2 행정 내연기관은 연료의 확실하고 시기가 적절한 점화를 위해 연료 점화가 어렵거나 확실하지 않은 분사와 동시에 오일이나 기타 점화액의 파일럿 분사를 사용한다. 점화에 제기되는 이 문제는 예컨대 연료 오일-물 혼합물 등 몇 가지 유형의 연료에도 존재한다.One of these problems is the readiness and predictability of these fuels for compression ignition on injection into the combustion chamber, and both preparation and predictability are essential for control in a compression ignition engine. Therefore, the existing large-scale low-speed single-flow turbocharged two-stroke internal combustion engine uses pilot injection of oil or other ignition fluid at the same time as injection with difficult or uncertain fuel ignition for reliable and timely ignition of fuel. This problem raised in ignition is also present in some types of fuels, such as fuel oil-water mixtures.

대형 저속 단류 터보차징 2 행정 내연기관은 일반적으로 해양에서 운항하는 대형 화물선의 추진을 위해 사용되며, 그에 따라 신뢰성이 무엇보다 중요하다. 이들 엔진을 대체 연료로 작동하는 것은 비교적 최근에야 개발되어 기체 연료 작동의 신뢰성이 아직은 기존 연료 수준에 도달하지 못한 상태이다. 따라서, 기존의 대형 저속 2 행정 디젤 엔진은 기체 연료 등과 같은 대체 연료로 작동하는 연료 시스템과 연료유로 작동하는 연료 시스템을 모두 갖추고 연료유로만 최대 출력으로 작동할 수 있는 이중 연료 엔진이다.Large, low speed, single-flow turbocharged two-stroke internal combustion engines are generally used for propulsion of large cargo ships operating in the ocean, and therefore reliability is paramount. Operating these engines as alternative fuels has only recently been developed and the reliability of gaseous fuels has not yet reached the level of conventional fuels. Accordingly, the conventional large-sized low-speed two-stroke diesel engine is a dual fuel engine capable of operating only the fuel flow channel at the maximum output, with both a fuel system operating with an alternative fuel such as gas fuel and a fuel system operating with the fuel flow channel.

이들 엔진 연소실은 직경이 크기 때문에 일반적으로 실린더마다 세 개의 연료 분사 밸브가 제공되며, 중앙 배기 밸브 주위 약 120°의 각도로 분리되어 있다. 따라서, 이중 연료 시스템은 실린더마다 대체 연료 밸브 3개 및 종래의 연료유 밸브 3개가 있어 실린더의 탑 커버는 비교적 혼잡한 장소이다.Because these engine combustion chambers are large in diameter, generally three fuel injection valves per cylinder are provided and are separated at an angle of about 120 ° around the central exhaust valve. Thus, the dual fuel system has three alternative fuel valves and three conventional fuel oil valves per cylinder, and the top cover of the cylinder is a relatively crowded place.

기존 이중 연료 엔진에서, 연료유 밸브는 기체 연료로 작동하는 동안 파일럿 오일 분사를 제공하기 위해 사용되고 있다. 이 연료유 밸브는 연료유로 최대 부하에서 엔진을 작동하는 데 필요한 양의 연료유를 전달할 수 있도록 치수가 정해진다. 그러나 파일럿 분사로 분사되는 오일의 양은 원하는 배출 가스 감축을 얻기 위해 가능한 한 작아야 한다. 최대 부하 시 작동에 필요한 많은 양을 전달할 수 있는 풀 사이즈 연료 분사 시스템을 이용한 소량의 분사량은 상당한 기술적 문제를 야기하며 실제로 달성하기가 매우 어렵기 때문에 파일럿 오일 용량은 기존의 엔진에서, 특히 중간 부하와 낮은 부하에서, 연료 분사 이벤트당 바람직한 양보다 더 많은 양이 분사되고 있다. 적은 파일럿 양을 처리할 수 있는 추가 소형 분사 시스템의 대안을 찾는 것은 상당히 복잡하고 비용이 상승한다. 또한, 추가 소형 파일럿 오일 분사 밸브는 실린더의 탑 커버를 훨씬 더 혼잡하게 한다.In conventional dual fuel engines, fuel oil valves are being used to provide pilot oil injection while operating as gaseous fuel. This fuel oil valve is dimensioned to deliver the amount of fuel oil necessary to operate the engine at maximum load on the fuel flow path. However, the amount of oil injected into the pilot injection should be as small as possible to achieve the desired emission reduction. The small amount of injection using a full-size fuel injection system capable of delivering large quantities for operation at full load results in considerable technical difficulties and is very difficult to achieve in practice, so the pilot oil capacity is limited in conventional engines, At low loads, more than the desired amount per fuel injection event is being injected. Finding an alternative to an additional small injection system that can handle small pilot volumes is complex and costly. In addition, the additional small pilot oil injection valve makes the top cover of the cylinder much more congested.

EP3070321은 대형 2 행정 터보차징 자기 점화 내연기관의 연소실 내로 저인화점 액체 연료를 분사하기 위한 연료 밸브를 개시한다. 연료 밸브는 노즐 구멍이 있는 노즐을 구비한 세장형 밸브 하우징, 가압한 액체 연료의 공급원에 연결하기 위한 세장형(elongated) 연료 밸브 하우징 내의 연료 입구 포트, 세장형 밸브 하우징 내의 작동액 포트, 세장형 밸브 하우징의 종방향 보어 내에 슬라이딩 가능하게 수용된 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들, 밸브 니들이 밸브 시트 상에 놓인 폐쇄 위치 및 밸브 니들이 밸브 시트로부터 상승한 개방 위치를 갖는 밸브 니들, 폐쇄 위치 쪽으로 편향된 밸브 니들, 밸브 니들을 둘러싸고 밸브 시트로 개방되는 연료 챔버, 펌브 피스톤의 일 측면 상의 제1 보어에 펌프 챔버를 구비한 제1 보어에 수용된 펌프 피스톤, 작동 피스톤의 일 측면 상의 제2 보어에 작동 챔버를 구비한 제2 보어에 수용된 작동 피스톤, 작동 피스톤에 연결되어 함께 일제히 움직이는 펌프 피스톤, 작동액 포트에 연결되는 작동 챔버(85), 연료 챔버에 연결되는 출구와 연료 입구 포트에 연결되는 입구를 갖는 펌프 챔버, 밀봉액 입구 포트, 제1 보어 내의 펌프 피스톤을 밀봉하기 위해 밀봉액 입구 포트를 제1 보어에 연결하는 도관을 포함한다.EP 3070321 discloses a fuel valve for injecting a low flash point liquid fuel into a combustion chamber of a large two stroke turbocharged self-ignition internal combustion engine. The fuel valve comprises a elongated valve housing having a nozzle with a nozzle hole, a fuel inlet port in the elongated fuel valve housing for connection to a source of pressurized liquid fuel, a working fluid port in the elongated valve housing, An axially displaceable valve needle slidably received in the longitudinal bore of the valve housing, a valve needle having a valve needle in the closed position lying on the valve seat and an open position in which the valve needle is lifted from the valve seat, a valve needle biased toward the closed position, A pump chamber surrounding the needle and opening to the valve seat, a pump piston contained in a first bore having a pump chamber on a first bore on one side of the pump piston, a pump piston having a working chamber on a second bore on one side of the working piston 2 Operational piston housed in the bore, connected to the operating piston and moved together An operating chamber 85 connected to the working fluid port, a pump chamber having an inlet connected to the fuel chamber and an inlet connected to the fuel inlet port, a sealing fluid inlet port, a sealing member for sealing the pump piston in the first bore, And a conduit connecting the liquid inlet port to the first bore.

일반적으로 몇 가지 이유로 별도의 점화액 파일럿 분사로 작동하는 것은 바람직하지 않다. MCR 부하의 3% 미만에서 안정적인 인젝터 작동을 얻는 것은 어렵다는 것이 입증되고 있다. 두 번째로 실린더 밖의 외부 점화에는 적어도 최소한의 연료량이 필요하고, 파일럿 분사의 장기간 기능은 더는 검증되지 않고 있다. 연료 펌프가 마모되면 파일럿 분사 기능이 저하될 수 있다. 또한, 빠른 파일럿 분사 특성은 연료 시스템의 마모를 증가시킬 수 있는 것으로 예상된다.It is generally not desirable to operate as a separate ignition pilot injection for several reasons. It has proven difficult to achieve stable injector operation at less than 3% of the MCR load. Second, external ignition outside the cylinder requires at least a minimum amount of fuel, and the long-term function of the pilot injection is not further validated. If the fuel pump wears down, the pilot injection function may deteriorate. It is also expected that rapid pilot injection characteristics can increase wear of the fuel system.

이들 연료 중 일부는 인화점이 낮아서 안전 문제가 발생한다. 알려진 연료 밸브의 구성에는 니들의 설계로 인해 밸브 니들의 샤프트와 샤프트가 안내되는 보어 사이에 항상 누출이 존재한다. 따라서 샤프트와 보어 사이의 틈새에는 밀봉과 윤활이라는 두 가지 목적을 위해 가압된 밀봉액인 '밀봉유'가 공급된다. 누출을 최소한으로 유지하려면 허용 오차가 매우 작은 상태에서 틈새를 가능한 한 작게 유지하고 샤프트와 보어 사이에는 윤활이 필요하다.Some of these fuels have safety problems due to their low flash point. In the construction of the known fuel valve, there is always leakage between the shaft of the valve needle and the bore through which the shaft is guided due to the design of the needle. Therefore, the gap between shaft and bore is supplied with pressurized sealing fluid 'sealing oil' for both sealing and lubrication purposes. To minimize leakage, keep clearance as small as possible with very small tolerances and lubrication between shaft and bore.

밀봉유와 연료가 섞여 있을 경우 분리하는 것은 어렵고, 그에 따라 시스템에 오류를 초래한다. 윤활유 시스템에서 연료가 감지되면 엔진을 정지시키는 결과를 초래할 수 있으며, 근본 원인을 해결하는 것이 곤란한 경우가 종종 있다.It is difficult to separate the sealant oil and the fuel if they are mixed, thereby causing a system malfunction. If fuel is detected in the lubricating oil system, it can result in the engine stopping, and often it is difficult to solve the root cause.

다른 안전 관련 문제에는 엔진이 저인화점 연료로 작동하지 않는 경우, 예컨대 엔진이 작동하지 않거나 다른 유형의 연료로 작동하는 이중 연료 엔진에 대해 저인화점 연료가 연료 밸브와 연료 밸브에 이어지는 튜빙에 잔류하는 것을 허용하지 말라는 선급 협회의 요구가 있다. 따라서, 연료 밸브 및 연료 밸브로 이어지는 튜빙 또는 배관을 정화하기 위한 준비가 이루어져야 한다.Other safety-related problems include that the low-flash point fuel remains in the tubing following the fuel valve and the fuel valve, for example, for a dual fuel engine in which the engine does not operate at low flash point fuel, There is a request from the classification society not to allow. Therefore, preparations must be made to purify the tubing or piping leading to the fuel valve and the fuel valve.

이러한 저인화점 연료의 또 다른 문제점은 상대적으로 윤활 특성이 낮아서 윤활액을 사용하지 않고 이동하는 부품 사이에 아주 작은 틈새를 사용하는 것을 막는다는 것이다. Another problem with these low flash point fuels is that the relatively low lubrication properties prevent the use of very small gaps between moving parts without the use of lubricants.

위와 같은 배경에서, 본 출원의 목적은 위에서 지적한 문제들을 극복하거나 적어도 감소시키는 대형 터보차징 압축 점화 2 행정 내연기관용 연료 밸브를 제공하는 것이다.In view of the above, it is an object of the present invention to provide a fuel valve for a large turbocharged compression ignition two-stroke internal combustion engine that overcomes or at least reduces the above-mentioned problems.

본 목적은 제1 양태에 따라 대형 저속 2 행정 터보차징 압축 점화 내연기관의 연소실로 액체 연료를 분사하는 연료 밸브를 제공하여 달성되며, 상기 연료 밸브는 후단부 및 전단부를 구비한 세장형 밸브 하우징, 베이스로부터 폐쇄된 팁까지 연장되는 세장형 노즐 바디를 포함하는 노즐, 베이스로부터 폐쇄된 팁까지 연장되는 메인 보어와 메인 보어에 연결된 복수의 노즐 구멍, 세장형 밸브 하우징의 전단부에 배치되고 베이스는 전단부에 연결되는 노즐, 가압한 액체 연료의 공급원에 연결하기 위한 세장형 밸브 하우징 내의 연료 입구 포트, 밸브 니들과 니들 보어 사이의 틈새를 가진 세장형 밸브 하우징 내의 종방향 니들 보어에 슬라이딩 가능하게 수용된 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들, 폐쇄 위치와 개방 위치를 갖는 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들, 폐쇄 위치에서 밸브 시트 상에 놓이고 개방 위치에서 밸브 시트로부터 상승하며 폐쇄 위치 쪽으로 편향되는 밸브 니들, 밸브 하우징 내 연료 챔버와 세장형 밸브 하우징의 전단부의 출구 포트 사이의 세장형 밸브 하우징 내에 배치되는 시트, 노즐의 메인 보어에 직접 연결하는 출구 포트, 연료 입구 포트에 연결되는 연료 챔버, 니들 보어의 일 단부에서 연료 챔버로 개방되는 틈새, 가압한 밀봉유의 공급원에 연결하기 위한 윤활유 입구 포트, 윤활유 입구 포트를 니들 보어의 길이를 따라 제1 위치에서 틈새에 연결하는 윤활유 공급 도관, 가압한 점화액의 공급원에 연결하기 위한 점화액 입구 포트 및 점화액 입구 포트로부터 챔버 또는 제1 위치보다 연료 챔버에 더 가까운 니들 보어의 길이를 따라 제2 위치의 틈새까지 연장되는 점화액 도관을 포함한다.This object is achieved by providing a fuel valve for injecting liquid fuel into a combustion chamber of a large low-speed two-stroke turbocharged compression ignition internal combustion engine according to the first aspect, the fuel valve comprising a elongate valve housing having a rear end and a front end, A plurality of nozzle holes extending from the base to a closed tip and a plurality of nozzle holes connected to the main bore, the base being disposed at a front end of the elongate valve housing, the base having a front end A fuel inlet port in a elongated valve housing for connecting to a source of pressurized liquid fuel, a shaft slidably received in a longitudinal needle bore in a elongated valve housing having a clearance between the valve needle and the needle bore, An axially displaceable valve having a closed position and an open position, A needle disposed in a elongated valve housing between the fuel chamber in the valve housing and the outlet port at the front end of the elongated valve housing; a valve needle positioned on the valve seat in the closed position and rising from the valve seat in the open position and deflected toward the closed position; An outlet port directly connecting to the main bore of the nozzle, a fuel chamber connected to the fuel inlet port, a gap opening to the fuel chamber at one end of the needle bore, a lubricant inlet port for connecting to a source of pressurized sealing oil, A lubricant supply conduit connecting the inlet port to the gap in a first position along the length of the needle bore, an ignition fluid inlet port for connecting to a source of pressurized ignition fluid, and an ignition fluid inlet port to the chamber Ignition fluid conduit extending to the gap in the second position along the length of the closer needle bore It should.

점화하기에 어려운 액체 연료를 분사하는 연료 분사 밸브의 노즐로 점화액을 공급하는 이점은 별도의 파일럿 밸브를 경유하는 외부 파일럿 분사 없이 엔진을 작동할 수 있다는 점이다. 대신에 점화는 점화하기에 어려운 연료를 분사하는 연료 밸브의 노즐 내부에서 발생한다. 점화액은 연소실로부터 초기 화염이 보호되는 노즐의 챔버 내부에서 점화되어 분사 이벤트 중에 뒤따라 또는 동시에 액체 연료를 점화할 확률이 더 높아진다. 이는 점화액 소비를 현저히 감소시킨다. 테스트 결과 MCR 부하의 1%보다 훨씬 낮은 수준이 가능한 것으로 나타났다.The advantage of supplying the ignition fluid to the nozzles of the fuel injection valve which injects liquid fuel which is difficult to ignite is that the engine can be operated without external pilot injection via a separate pilot valve. Instead, ignition occurs inside the nozzle of the fuel valve which injects fuel which is difficult to ignite. The ignition liquid is ignited from inside the chamber of the nozzle where the initial flame is protected from the combustion chamber and is more likely to ignite the liquid fuel following or at the same time during the injection event. This significantly reduces the consumption of ignition fluid. Test results show that levels far below 1% of the MCR load are possible.

예컨대 윤활유 시스템과는 분리된 독립적인 점화액을 공급함으로써, 점화액의 분사량이 더 정확하고 확실하게 제어될 수 있고 점화액의 유형을 쉽게 변경할 수 있다. 점화액 양의 완전한 제어는 밀봉유 시스템의 작용을 손상하지 않으면서 상류 틈새와 공급 압력을 변화시킴으로써 얻어진다. 점화액은 더는 시스템 오일로 제한되지 않는다. 예컨대 디젤유 또는 DME(디메틸 에테르)와 같이 더 쉽게 점화되는 액체를 사용할 수 있다.By supplying an independent ignition liquid separated from the lubricating oil system, for example, the injection quantity of the ignition liquid can be controlled more accurately and reliably, and the type of ignition liquid can be easily changed. Complete control of the amount of ignition fluid is obtained by varying the upstream gap and the supply pressure without compromising the function of the sealing fluid system. The ignition liquid is no longer limited to the system oil. For example, diesel oil or a liquid that is more easily ignited, such as DME (dimethyl ether), can be used.

제1 양태의 가능한 제1 구현예에 따르면, 점화액 도관은 점화 입구 포트로부터 시트에 인접한 위치의 연료 챔버로 연장된다.According to a first possible embodiment of the first aspect, the ignition liquid conduit extends from the ignition inlet port to the fuel chamber at a location adjacent the seat.

제1양태의 가능한 제2 구현예에 따르면, 점화액 도관은 점화 입구 포트로부터 시트로 연장된다.According to a second possible embodiment of the first aspect, the ignition liquid conduit extends from the ignition inlet port to the seat.

제1 양태의 가능한 제3 구현예에 따르면, 시트에 대한 점화액 도관은 밸브 니들이 시트 상에 놓이면 밸브 니들에 의해 폐쇄된다.According to a possible third embodiment of the first aspect, the ignition liquid conduit for the seat is closed by a valve needle if the valve needle is placed on the seat.

제1 양태의 가능한 제4 구현예에 따르면, 메인 보어는 베이스로 개방된다.According to a possible fourth embodiment of the first aspect, the main bore is open to the base.

제1 양태의 가능한 제5 구현예에 따르면, 점화액 공급원의 압력은 액체 연료 공급원의 압력보다 더 높다.According to a possible fifth embodiment of the first aspect, the pressure of the ignition source is higher than the pressure of the liquid fuel source.

제1 양태의 가능한 제6 구현예에 따르면, 연료 밸브는 가압한 작동유의 공급원에 연결하기 위한 세장형 밸브 하우징 내의 작동액 포트, 펌프 피스톤의 일 측면 상의 제1 보어 내 펌프 챔버와 함께 밸브 하우징 내의 제1 보어에 수용되는 펌프 피스톤, 작동 피스톤의 일 측면 상의 제2 보어 내 작동 챔버와 함께 밸브 하우징 내의 제2 보어에 수용되는 작동 피스톤을 포함하며, 펌프 피스톤은 작동 피스톤과 연결되어 일제히 함께 움직이며, 작동 챔버는 작동액 포트에 유체로 연결되며, 펌프 챔버는 연료 챔버로 연결되는 출구와 펌프 챔버로부터 연료 입구 포트로 유동을 방지하는 세장형 밸브 하우징 내 역류방지 밸브를 경유한 연료 입구 포트에 연결되는 입구를 갖는 것을 특징으로 한다.According to a possible sixth embodiment of the first aspect, the fuel valve comprises a hydraulic fluid port in a elongated valve housing for connecting to a source of pressurized hydraulic fluid, a pump chamber in the valve housing with a pump chamber in a first bore on one side of the pump piston, A pump piston received in the first bore, and a working piston received in a second bore in the valve housing together with the second bore operating chamber on one side of the working piston, wherein the pump piston is moved together with the working piston , The working chamber is fluidly connected to the working fluid port and the pump chamber is connected to the fuel inlet port via an outlet connected to the fuel chamber and a check valve in the elongated valve housing preventing flow from the pump chamber to the fuel inlet port And has an inlet that is open to the outside.

제1 양태의 가능한 제7 구현예에 따르면, 연료 챔버는 밸브 니들과 밸브 시트에 대한 개구를 둘러싸고, 밸브 시트는 연료 챔버와 출구 포트 사이에 배치된다. According to a possible seventh embodiment of the first aspect, the fuel chamber surrounds the valve needle and the opening for the valve seat, and the valve seat is disposed between the fuel chamber and the outlet port.

제1 양태의 가능한 제8 구현예에 따르면, 밸브 니들은 연료 챔버 내의 압력이 소정의 임계 값을 초과할 때 편향에 대해 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동하도록 구성된다.According to a possible eighth embodiment of the first aspect, the valve needle is configured to move from the closed position to the open position for deflection when the pressure in the fuel chamber exceeds a predetermined threshold.

제1 양태의 가능한 제9 구현예에 따르면, 연료 밸브는 연료 분사 밸브, 특히 연료 밸브의 전단부에 가장 가까운 부분을 냉각하기 위한 냉각액 입구 포트, 냉각액 출구 포트 및 냉각액 유로를 더 포함한다.According to a ninth possible embodiment of the first aspect, the fuel valve further comprises a fuel injection valve, in particular a coolant inlet port for cooling the portion closest to the front end of the fuel valve, a coolant outlet port and a coolant channel.

제1 양태의 가능한 제10 구현예에 따르면, 세장형 밸브 하우징은 후면부에 연결된 전면부를 포함하고, 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들은 전면부에 배치되고, 제1 보어, 제2 보어 및 매칭 종방향 보어는 후면부에 형성된다.According to a possible tenth embodiment of the first aspect, the elongated valve housing includes a front portion connected to the rear portion, the axially displaceable valve needle disposed on the front portion, the first bore, the second bore, and the matching longitudinal direction The bore is formed in the rear portion.

제1 양태의 가능한 제11 구현예에 따르면, 연료 밸브는 제1 보어 내에 펌프 피스톤을 밀봉하기 위해 밀봉액 입구 포트를 제1 보어에 연결하는 도관을 더 포함한다.According to a possible eleventh embodiment of the first aspect, the fuel valve further comprises a conduit connecting the sealing fluid inlet port to the first bore for sealing the pump piston in the first bore.

제2 양태에 따르면, 그 가능한 구현예의 제1 양태에 따른 연료 밸브를 포함하는 대형 저속 2 행정 터보차징 압축 점화 내연기관이 제공된다.According to a second aspect, there is provided a large low-speed two-stroke turbo-charged compression ignition internal combustion engine comprising a fuel valve according to the first aspect of its possible embodiment.

제2 양태의 가능한 제1 구현예에 따르면, 엔진은 제어된 압력(Pf)을 갖는 가압한 연료 공급원, 제어된 압력(Ps)을 갖는 가압한 윤활유 공급원 및 제어된 압력 (Pif)을 갖는 가압한 점화액 공급원을 더 포함한다.According to a first possible embodiment of the second aspect, the engine comprises a pressurized fuel supply source having a controlled pressure (Pf), a pressurized lubricant supply source with a controlled pressure (Ps) And an ignition liquid supply source.

제2 양태의 가능한 제2 구현예에 따르면, Ps는 Pf보다 높고 Pif는 Pf보다 높다.According to a second possible embodiment of the second aspect, Ps is higher than Pf and Pif is higher than Pf.

제2 양태의 가능한 제3 구현예에 따르면, 엔진은 노즐 내부의 메인 보어에 연료 유입 시에 연료를 점화하도록 구성된다.According to a possible third embodiment of the second aspect, the engine is configured to ignite the fuel at the time of fuel entry into the main bore inside the nozzle.

제3 양태에 따르면, 대형 2 행정 저속 터보차징 압축 점화 내연기관을 작동하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 엔진의 연료 밸브에 제1 고압에서 가압한 액체 연료를 공급하는 단계, 후단부와 전단부를 갖는 세장형 밸브 하우징을 구비한 연료 밸브, 노즐의 내부를 엔진 실린더 내의 연소실에 연결하는 복수의 노즐 구멍을 갖는 노즐을 구비한 연료 밸브, 베이스와 세장형 노즐 바디를 포함하는 노즐, 베이스를 세장형 밸브 하우징의 전단부에 연결하는 노즐, 팁 가까이에 배열된 노즐 구멍과 함께 폐쇄된 팁을 갖는 노즐, 제2 고압에서 연료 밸브에 점화액을 공급하는 단계, 제1 고압보다 더 높은 제2 고압, 노즐 위의 시트와 협동하고 변위 가능한 밸브 니들로 액체 연료의 분사를 제어하는 단계, 연료 챔버가 시트 위에 배치되는 단계, 연료 챔버를 액체 연료로 가압하는 단계, 점화액의 연속적인 유동을 연료 챔버로 전달하는 단계와 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들이 시트 상에 놓이는 기간 동안 점화액이 시트 위에 축적되도록 하는 단계 및 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들을 시트로부터 상승시켜 액체 연료 분사 이벤트를 시작하는 단계, 그에 따라 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들이 상승할 때 축적된 점화액이 액체 연료 바로 앞의 중공 분사 노즐로 들어가게 하거나 정밀하게 점화액의 정밀한 분사량을 시트에 전달하는 단계 및 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들을 시트로부터 상승시켜 액체 연료 분사 이벤트를 시작하는 단계, 그에 따라 축적된 점화액이 액체 연료와 동시에 중공 분사 노즐로 들어가게 하는 단계를 포함한다.According to a third aspect, there is provided a method of operating a large two stroke low speed turbocharged compression ignition internal combustion engine, the method comprising: supplying a pressurized liquid fuel at a first high pressure to a fuel valve of the engine; A fuel valve having a nozzle having a plurality of nozzle holes for connecting the inside of the nozzle to a combustion chamber in the engine cylinder, a nozzle including a base and a long nozzle body, A nozzle connected to a front end of the valve housing, a nozzle having a nozzle closed with a nozzle hole arranged near the tip, supplying an ignition liquid to the fuel valve at a second high pressure, a second high pressure higher than the first high pressure, Controlling the injection of the liquid fuel into the valve needle cooperating with and displaceable with the seat on the nozzle, placing the fuel chamber on the seat, Transferring the continuous flow of ignition fluid to the fuel chamber, causing the ignition liquid to accumulate on the seat during the period that the axially displaceable valve needle lies on the seat, and transferring the axially displaceable valve needle to the seat So that the accumulated ignition liquid is allowed to flow into the hollow injection nozzle immediately in front of the liquid fuel or precisely the precise injection amount of the ignition liquid is applied to the sheet And displacing the axially displaceable valve needle from the seat to initiate a liquid fuel injection event thereby causing the accumulated ignition fluid to enter the hollow fuel injection nozzle simultaneously with the liquid fuel.

제3 양태의 가능한 제1 구현예에 따르면, 액체 연료는 점화액의 도움으로 노즐 내부에서 점화한다. According to a first possible embodiment of the third aspect, the liquid fuel ignites in the nozzle with the aid of an ignition liquid.

제3 양태의 가능한 제2 구현예에 따르면, 노즐은 엔진 사이클 전체에서 300°C 이상으로 유지된다.According to a second possible embodiment of the third aspect, the nozzle is maintained at a temperature above 300 [deg.] C throughout the engine cycle.

본 개시에 따른 가스 연료 밸브와 엔진의 추가 목적, 기능, 이점 및 특성은 상세한 설명으로 명백해질 것이다.Additional objects, features, advantages and characteristics of the gaseous fuel valve and engine according to the present disclosure will become apparent from the detailed description.

본 설명에 관한 다음의 상세한 부분에서, 본 발명은 다음 도면에 도시된 실시예를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 일례의 실시예에 따른 대형 2 행정 디젤 엔진의 정면도이고,
도 2는 도 1 대형 2 행정 엔진의 측면도이고,
도 3은 도 1에 따른 대형 2 행정 엔진의 도식적인 표현이고,
도 4는 도 1 엔진 연료 시스템의 일례의 실시예의 도식적인 표현이고,
도 5는 도 1 엔진의 실린더 상부 연료 시스템의 일례의 실시예의 도식적인 표현의 단면도이고,
도 6은 도 1 내지 도 3의 일례의 실시예에 따른 엔진을 사용하기 위한 연료 밸브의 입면도이고.
도 7은 도 6에 도시된 연료 분사 밸브의 단면도이고,
도 7a는 도 7 확대상세도의 제1 실시예를 도시하며,
도 7b는 도 7 확대상세도의 제2 실시예를 도시하며,
도 7c는 도 7 확대상세도의 제3 실시예를 도시하며,
도 7d는 도 7 확대상세도의 제4 실시예를 도시하며,
도 8은 도 6에 도시된 저인화점 연료 분사 밸브의 다른 단면도이고,
도 9는 도 6에 도시된 저인화점 연료 분사 밸브의 또 다른 단면도이며,
도 9a는 도 9의 확대상세도를 도시하고,
도 10은 도 6에 도시된 저인화점 연료 분사 밸브의 또 다른 단면도이고,
도 11은 도 6에 도시된 저인화점 연료 분사 밸브의 또 다른 단면도이다.
In the following detailed description of the present disclosure, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the following figures.
1 is a front view of a large two-stroke diesel engine according to an exemplary embodiment,
2 is a side view of the large two-stroke engine of Fig. 1,
Figure 3 is a schematic representation of a large two-stroke engine according to Figure 1,
Figure 4 is a graphical representation of an example embodiment of the engine fuel system of Figure 1,
Figure 5 is a cross-sectional view of a schematic representation of an example embodiment of a cylinder top fuel system of the Figure 1 engine,
FIG. 6 is an elevation view of a fuel valve for using an engine according to an exemplary embodiment of FIGS. 1 to 3. FIG.
FIG. 7 is a sectional view of the fuel injection valve shown in FIG. 6,
Figure 7a shows a first embodiment of the enlarged detail view of Figure 7,
Figure 7b shows a second embodiment of the enlarged detail view of Figure 7,
Fig. 7C shows a third embodiment of the enlarged detail view of Fig. 7,
FIG. 7D shows a fourth embodiment of the enlarged detail view of FIG. 7,
8 is another cross-sectional view of the low flash point fuel injection valve shown in FIG. 6,
FIG. 9 is another cross-sectional view of the low flash point fuel injection valve shown in FIG. 6,
FIG. 9A shows an enlarged detail view of FIG. 9,
10 is another cross-sectional view of the low flash point fuel injection valve shown in FIG. 6,
11 is another cross-sectional view of the low flash point fuel injection valve shown in FIG.

이하의 상세한 설명에서, 압축 점화 내연기관은 일례의 실시예들의 대형 2 행정 저속 터보차징 내연(디젤) 기관을 참조하여 설명될 것이다. 도 1, 도 2 및 도 3은 크랭크샤프트(42)와 크로스헤드(43)가 구비된 대형 저속 터보차징 2 행정 디젤 엔진을 도시한다. 도 3은 흡기 및 배기 시스템을 갖춘 대형 저속 터보차징 2 행정 디젤 엔진의 도식적인 표현을 도시한다. 이 일례의 실시예에서, 엔진에는 열을 지은 4개의 실린더(1)가 있다. 대형 저속 터보차징 2 행정 디젤 엔진은 통상적으로 엔진 프레임(13)에 의해 지지되며, 열을 지은 4개 내지 14개의 실린더를 갖는다. 이 엔진은 예컨대 해양을 운항하는 선박의 주 엔진 또는 발전소의 발전기 작동을 위한 고정식 엔진으로 사용될 수 있다. 엔진의 총 출력은, 예를 들면, 1,000 내지 110,000kW 범위일 수 있다.In the following detailed description, a compression ignition internal combustion engine will be described with reference to a large two stroke, low speed turbocharging internal combustion (diesel) engine of exemplary embodiments. Figures 1, 2 and 3 illustrate a large low speed turbocharged two stroke diesel engine with a crankshaft 42 and a crosshead 43. Figure 3 shows a schematic representation of a large low speed turbocharged two stroke diesel engine with intake and exhaust systems. In this exemplary embodiment, the engine has four cylinders 1 that have been heated. A large low speed turbocharged two stroke diesel engine is typically supported by an engine frame 13 and has four to fourteen cylinders for heat. This engine can be used, for example, as a main engine of a ship operating on the ocean or as a stationary engine for generator operation of a power plant. The total output of the engine may range, for example, from 1,000 to 110,000 kW.

엔진은, 이 일례의 실시예에서, 실린더(1) 하부 영역에 소기 포트(19) 및 실린더(1) 상단에 중앙 배기밸브(4)가 구비된 2 행정 단류식 디젤(압축 점화) 엔진이다. 소기는 소기 수용부(2)로부터 개별 실린더(1)의 소기 포트로 통과한다. 실린더(1) 내의 피스톤(41)은 소기를 압축하고, 실린더 커버(아래에서 추가로 자세히 설명) 내의 연료 분사 밸브(아래에서 추가로 자세히 설명)로부터 연료가 분사되어, 연소가 진행되고 배기가스가 생성된다. 배기밸브(4)가 개방되면 배기가스는 실린더(1)와 결합된 배기덕트를 통해 배기가스 수용부(3)로 유동하고, 계속해서 제1 배기도관(18)을 통해 터보차저(5)의 터빈(6)으로 유동한 후, 배기가스는 제2 배기도관(7)을 통해 이코노마이저(28)를 경유하여 출구(29)와 대기 중으로 배출된다. 샤프트를 통해, 터빈(6)은 공기 입구(10)를 경유하여 신선한 공기가 공급되는 압축기(9)를 구동한다. 압축기(9)는 소기 수용부(2)에 이르는 소기 도관(11)에 가압한 소기를 전달한다.Stroke diesel (compression ignition) engine having a scavenge port 19 in the lower region of the cylinder 1 and a central exhaust valve 4 at the upper end of the cylinder 1 in this example embodiment. The scavenge passes from the scavenging accommodating portion 2 to the scavenging port of the individual cylinder 1. The piston 41 in the cylinder 1 compresses the air and the fuel is injected from a fuel injection valve (described in further detail below) in the cylinder cover (described in further detail below) . When the exhaust valve 4 is opened, the exhaust gas flows to the exhaust gas receiving portion 3 through the exhaust duct coupled with the cylinder 1, and then flows through the first exhaust conduit 18 to the turbocharger 5 After flowing to the turbine 6, the exhaust gas is discharged via the second exhaust conduit 7 via the economizer 28 to the outlet 29 and into the atmosphere. Through the shaft, the turbine (6) drives the compressor (9) supplied with fresh air via the air inlet (10). The compressor (9) transfers the compressed air to the scavenge conduit (11) leading to the scavenge receiving portion (2).

도관(11) 내 소기는 소기의 냉각을 위해 인터쿨러(12)를 통과한다. 일례의 실시예에서, 소기는 압축기를 약 200℃에서 나가고 인터쿨러에 의해 36 내지 80℃ 온도로 냉각된다.The scavenge in the conduit 11 passes through the intercooler 12 for desired cooling. In one exemplary embodiment, the scavenging air exits the compressor at about 200 ° C and is cooled by the intercooler to a temperature of 36 to 80 ° C.

터보차저(5)의 압축기(9)가 소기 수용부(2)에 충분한 압력을 전달하지 않으면, 즉 엔진의 낮은 또는 부분 부하 조건에서, 냉각된 소기는 소기 유동을 가압하는 전기 모터(17)에 의해 구동되는 보조 송풍기(16)를 경유하여 통과한다. 더 높은 엔진 부하에서, 터보차저 압축기(9)는 충분히 압축된 소기를 전달한 다음, 보조 송풍기(16)는 역류방지 밸브(15)를 경유하여 바이패스 된다. If the compressor 9 of the turbocharger 5 does not deliver sufficient pressure to the scavenging receiver 2, that is, under low or partial load conditions of the engine, the scavenged scavenging air flows into the electric motor 17 And passes through the auxiliary blower 16 driven by the blower. At a higher engine load, the turbocharger compressor 9 delivers a sufficiently compressed scavenger then the auxiliary blower 16 is bypassed via the check valve 15.

도 4는 액체 연료의 공급원(60)(예컨대, 오일-물 등의 연료 또는 메탄올 등의 저인화점 연료), 냉각액의 공급원(57), 점화액의 공급원(65), 제어 밸브(96)를 경유하는 작동액(오일)의 공급원(97), 퍼지 제어 밸브(98) 및 작동액 제어 밸브(98)와 연결된 액체 연료 밸브(50)의 도식적인 표현이다. Fig. 4 is a schematic view showing a state in which a supply source 60 (for example, a fuel such as oil-water or a low-flash point fuel such as methanol), a supply source 57 for a cooling liquid, a supply source 65 for an ignition liquid, A purge control valve 98, and a liquid fuel valve 50 connected to the working fluid control valve 98. The fluid fuel valve 50 is connected to a supply source 97 of the working fluid (oil)

도관(62)은 가압한 액체 연료(62)의 공급원으로부터 액체 연료 밸브(50)의 하우징 내 유입 포트에 이른다. 도관(62)은 실린더 커버(48)와 같은 고체 블록 재료 내부의 동심 튜브 또는 튜브에 의해 형성되는 이중 벽 도관일 수 있다. 저인화점 연료로부터 연료 밸브(50)를 퍼지할 수 있도록 하기 위해 연료 밸브(50)를 액체 연료(60) 공급원으로부터 분리할 수 있도록 윈도우 밸브(61)가 도관(62)에 제공될 수 있다. 윈도우 밸브(61)는 바람직하게는 전자적으로 작동되고 전자제어장치에 의해 제어된다. 전자 제어 밸브(96)는 분사 이벤트를 제어하고, 퍼지 제어 밸브(98)는 역류방지 밸브가 폐쇄되는 것을 방지하여 퍼지를 제어한다.The conduit 62 leads from the source of the pressurized liquid fuel 62 to the inlet port in the housing of the liquid fuel valve 50. The conduit 62 may be a double wall conduit formed by a concentric tube or tube within the solid block material, such as the cylinder cover 48. A window valve 61 may be provided in the conduit 62 to allow the fuel valve 50 to be disconnected from the source of liquid fuel 60 so that the fuel valve 50 can be purged from the low flash point fuel. The window valve 61 is preferably electronically actuated and controlled by an electronic control device. The electronic control valve 96 controls the injection event, and the purge control valve 98 prevents the check valve from being closed to control purge.

도 5는 일례의 실시예에 따른 복수의 실린더(1) 중 하나의 상단을 도시한다. 실린더(1)의 탑 커버(48)는 연료 밸브(50)의 노즐로부터 실린더(1) 내 피스톤(41) 위의 연소실로 액체 연료를 분사하는 복수(일반적으로 2개나 3개)의 연료 밸브(50)를 구비한다. 이 일례의 실시예에서 엔진에는 실린더마다 3개의 액체 연료 밸브(50)가 있지만, 연소실의 크기에 따라 실린더마다 1개 또는 2개의 연료 밸브(50)로 충분할 수 있다. 배기 밸브(4)는 탑 커버의 중앙에 배치되고, 액체 연료 밸브(50)는 실린더 벽에 더 가깝게 배치된다. 5 shows the top of one of the plurality of cylinders 1 according to an exemplary embodiment. The top cover 48 of the cylinder 1 is provided with a plurality (generally two or three) of fuel valves (not shown) for injecting liquid fuel from the nozzles of the fuel valve 50 into the combustion chamber on the piston 41 in the cylinder 1. [ 50). In this exemplary embodiment, there are three liquid fuel valves 50 per cylinder in the engine, but one or two fuel valves 50 per cylinder may be sufficient depending on the size of the combustion chamber. The exhaust valve 4 is disposed at the center of the top cover, and the liquid fuel valve 50 is disposed closer to the cylinder wall.

실시예(도시되지 않음)에서, 2개 또는 3개의 추가적인 연료 오일 밸브가 연료유로 엔진을 작동하기 위해 탑 커버(48)에 제공될 수 있다. 연료 오일 밸브는 잘 알려진 방식으로 고압 연료 오일의 공급원에 연결된다. In the embodiment (not shown), two or three additional fuel oil valves may be provided in the top cover 48 for operating the fuel flow passage engine. The fuel oil valve is connected to a source of high pressure fuel oil in a well known manner.

노즐에 가장 가깝고 연소실에 가장 가까운 연료 밸브(50)의 전면부는 시스템 오일(윤활유)이 사용될 수 있는 냉각 오일과 같은 냉각액을 사용하여 냉각된다. 여기서, 연료 밸브(50)의 본체에는 냉각액 입구 포트와 냉각액 출구 포트가 제공되고, 연료 밸브(50) 본체의 전면부를 통해 입구 포트와 출구 포트 사이에 유로(도시되지 않음)가 제공된다. 냉각액 입구 포트는 도관을 경유하여 시스템 오일과 같은 가압한 냉각액 공급원(63)에 연결되고, 냉각액 출구 포트는 도관을 경유하여 냉각액 저장소에 연결된다. The front portion of the fuel valve 50 closest to the nozzle and closest to the combustion chamber is cooled using a cooling liquid such as cooling oil in which the system oil (lubricating oil) can be used. Here, the body of the fuel valve 50 is provided with a coolant inlet port and a coolant outlet port, and a flow passage (not shown) is provided between the inlet port and the outlet port through the front portion of the fuel valve 50 main body. The coolant inlet port is connected to a pressurized coolant source 63 such as system oil via a conduit and the coolant outlet port is connected to the coolant reservoir via a conduit.

또한, 연료 밸브(50)의 본체에는 연료 밸브(50) 개폐를 제어하는 작동액 포트가 제공된다. 제어 포트는 도관을 경유하여 가압한 작동액의 공급원(97)에 연결된다. 전자 제어 밸브(96), 바람직하게는 비례 밸브는 연료 밸브(50)의 개폐를 제어하기 위해, 즉 분사 이벤트를 제어하기 위해 가압한 작동액 공급원(97)과 작동액 포트 사이의 도관에 배치된다.Further, the body of the fuel valve 50 is provided with a working fluid port for controlling the opening and closing of the fuel valve 50. [ The control port is connected to a source of pressurized working fluid 97 via a conduit. An electronic control valve 96, preferably a proportional valve, is disposed in the conduit between the working fluid port and the working fluid supply source 97, which is pressurized to control the opening and closing of the fuel valve 50, i. .

연료 밸브(50)의 본체에는 가압한 점화액 공급원(65)로부터 점화액을 압력(Pif)으로 수용하기 위한 점화액 입구 포트도 제공된다.The main body of the fuel valve 50 is also provided with an ignition liquid inlet port for receiving the ignition liquid from the pressurized ignition liquid supply source 65 with the pressure Pif.

엔진에는 엔진의 작동을 제어하는 전자제어장치(도시되지 않음)가 제공된다. 신호 라인은 전자제어장치를 제어 밸브(96, 98)와 윈도우 밸브(61)에 연결한다. The engine is provided with an electronic control device (not shown) for controlling the operation of the engine. The signal line connects the electronic control device to the control valve (96, 98) and the window valve (61).

전자제어장치는 액체 연료 밸브(50)의 분사 이벤트 시기를 정확하게 설정하고 연료 밸브(50)로 액체 연료의 분사량(분사 이벤트당 분사된 체적)을 제어하도록 구성된다. 실시예에서 전자제어장치는 연료 밸브(50)가 이러한 곡선에 적응할 수 있기 때문에 분사 곡선의 형태(속도 형태)를 제어하도록 구성된다. The electronic control device is configured to set the injection event timing of the liquid fuel valve 50 accurately and control the injection amount of the liquid fuel (the injected volume per injection event) with the fuel valve 50. [ In the embodiment, the electronic control unit is configured to control the shape of the injection curve (speed type) because the fuel valve 50 can adapt to this curve.

저인화점 연료를 사용하는 구성에서, 전자제어장치는 연료 분사 이벤트의 시작 전에 공급 도관(62)이 가압한 저인화점 액체 연료로 채워지도록 하기 위해 윈도우 밸브(61)를 개폐한다. 윈도우 밸브(61)는 연료 밸브(50)가 저인화점 연료로부터 퍼지될 필요가 있을 때 전자제어장치에 의해 폐쇄된다. In a configuration using low flash point fuel, the electronic control device opens and closes the window valve 61 to allow the supply conduit 62 to be filled with the low flash point liquid fuel prior to the start of the fuel injection event. The window valve 61 is closed by the electronic control device when the fuel valve 50 needs to be purged from the low flash point fuel.

도 6은 세장형 밸브 하우징(52), 세장형 밸브 하우징(52)의 전단부에 부착된 노즐(54), 윤활액 입구 포트(70) 및 퍼지를 제어하기 위한 제어 포트(36)가 구비된 연료 밸브의 사시도이다. 노즐(54)에는 노즐(54) 위에 방사상으로 그리고 축방향으로 분포된 복수의 노즐 구멍(56)이 제공된다.Figure 6 shows a fuel delivery system comprising a elongated valve housing 52, a nozzle 54 attached to the front end of elongated valve housing 52, a lubricant inlet port 70 and a fuel Fig. The nozzle 54 is provided with a plurality of nozzle holes 56 radially and axially distributed above the nozzle 54.

도 7, 8, 9, 10 및 11은 액체 연료를 압축 점화 내연기관의 연소실(41) 내로 분사하기 위한 연료 밸브(50)의 단면도를 도시한다. 연료 밸브(50)는 최후단부가 있는 세장형 밸브 하우징(52) 및 그 전단부에 부착된 노즐(54)을 구비한다. 노즐(54)은 밸브 하우징(52)의 전단부에 베이스(46)와 함께 부착된 별개의 몸체이다. 밸브 하우징(52)의 최후단부에는 (퍼지) 제어 포트(36), 작동액 포트(78), 점화액 포트(67) 및 가스 누출 검출 포트(도시되지 않음)를 포함하는 복수의 포트가 제공되며, 가스 검출 도관(34)에 연결된다. 최후단부는 연료 밸브(50)가 실린더 커버(48)에 장착될 때 실린더 커버(48)로부터 돌출하는 헤드를 형성하도록 확대된다. 본 실시예에서, 연료 밸브(50)는 중앙 배기 밸브(4)의 주위, 즉 실린더 라이너의 벽에 상대적으로 가깝게 배치된다. 노즐뿐만 아니라 세장형 밸브 하우징(52)과 연료 분사 밸브(50)의 다른 구성 요소는 실시예에서 예컨대 공구강과 스테인리스강 등과 같은 강철로 제조된다.Figures 7, 8, 9, 10 and 11 show cross-sectional views of the fuel valve 50 for injecting liquid fuel into the combustion chamber 41 of a compression ignition internal combustion engine. The fuel valve 50 has a elongated valve housing 52 with a rear end and a nozzle 54 attached to the front end thereof. The nozzle 54 is a separate body attached with the base 46 at the front end of the valve housing 52. A plurality of ports are provided at the rear end of the valve housing 52 including a (purge) control port 36, a working fluid port 78, an ignition fluid port 67 and a gas leak detection port (not shown) , And to the gas detection conduit 34. The rear end is enlarged to form a head projecting from the cylinder cover 48 when the fuel valve 50 is mounted on the cylinder cover 48. [ In the present embodiment, the fuel valve 50 is disposed relatively close to the periphery of the central exhaust valve 4, that is, the wall of the cylinder liner. Other components of the elongated valve housing 52 and the fuel injection valve 50 as well as the nozzle are made of steel such as, for example, tool steel and stainless steel in the embodiment.

노즐(54)에는 노즐(54)의 메인 보어(55)에 연결된 노즐 구멍(56)이 제공되고, 노즐 구멍(56)은 방사형으로, 바람직하게는 실질적으로 노즐(54) 위에 분포한다. 노즐 구멍(56)은 폐쇄된 팁(59)에 축방향으로 가깝고, 노즐 구멍(56)의 방사상 분포는 본 실시예에서 약 50°의 비교적 좁은 범위에 걸쳐 있다. 노즐 구멍(56)의 방사상 방향은 노즐 구멍(56)이 실린더 라이너의 벽으로부터 멀어지는 방향으로 향하게 된다. 또한, 노즐 구멍(56)은 소기 포트의 경사진 구성에 의해 연소실 내의 소기의 소용돌이 방향과 대략 동일한 방향으로 향하게 된다(이 소용돌이는 단류형 대형 2 행정 터보차징 내연기관의 특징이다).The nozzle 54 is provided with a nozzle hole 56 connected to the main bore 55 of the nozzle 54 and the nozzle hole 56 is distributed radially and preferably substantially over the nozzle 54. The nozzle hole 56 is axially close to the closed tip 59 and the radial distribution of the nozzle hole 56 spans a relatively narrow range of about 50 degrees in the present embodiment. The radial direction of the nozzle hole 56 is directed in the direction in which the nozzle hole 56 is away from the wall of the cylinder liner. Further, the nozzle hole 56 is oriented in the same direction as the desired swirl direction in the combustion chamber by the inclined configuration of the scavenge port (this swirl is characteristic of the swirl type large two-stroke turbocharged internal combustion engine).

노즐(54)의 팁(59)은 닫혀 있다. 즉, 팁(59)에는 아래로 향한 노즐 구멍(46)이 없다. 노즐(54)은 베이스(46)가 밸브 하우징(52)의 전단부에 연결되고 노즐(54)의 메인 보어가 밸브 하우징(52)의 전단부의 출구 개구(68)를 향해 개방된다. 밸브 시트(69)는 출구 개구(68)를 형성하는 축방향 보어와 연료 챔버(58) 사이의 전이부에 배치된다.The tip 59 of the nozzle 54 is closed. That is, the tip 59 does not have the nozzle hole 46 directed downward. The nozzle 54 is connected to the front end of the valve housing 52 with the base 46 and the main bore of the nozzle 54 opens toward the outlet opening 68 at the front end of the valve housing 52. The valve seat 69 is disposed at the transition between the axial bore forming the outlet opening 68 and the fuel chamber 58.

축방향으로 변위 가능한 밸브 니들(61)은 세장형 밸브 하우징(52) 내의 종방향 보어(64)의 좁은 틈새로 슬라이딩 가능하게 수용되고, 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들(61)과 종방향 보어 사이의 윤활이 중요하다. 여기에서, 가압한 윤활액은 도관(채널)(47)을 경유하여 밸브 니들(61)의 종방향 보어(64) 사이의 틈새로 전달된다. 채널(47)은 밸브 니들(61)과 축방향 보어 사이의 틈새를 윤활유 입구 포트(70)에 연결하고, 차례로 가압되어 압력 Ps인 윤활유(57)의 공급원에 연결될 수 있다. 윤활유는 저인화점 연료로 작동할 때 밸브 니들(61)과 축방향 보어 사이의 틈새로 연료의 누출을 방지한다. 또한, 윤활유는 밸브 니들(61)과 축방향 보어(64) 사이에 윤활을 제공한다. 실시예에서, 윤활유 공급원(57)의 압력은 펌프 피스톤(80)과 제1 보어(81) 사이 틈새의 총 유동이 펌프 챔버(82)를 향한 방향인 한, 적어도 액체 연료의 공급 압력보다 높지만, 분사 이벤트 동안 펌프 챔버(82)의 최대 압력보다 훨씬 낮을 수 있다.The axially displaceable valve needle 61 is slidably received in the narrow clearance of the longitudinal bore 64 in the elongated valve housing 52 and is axially displaceable between the valve needle 61 and the longitudinal bore 64. [ Lubrication is important. Here, the pressurized lubricant is transferred to the gap between the longitudinal bores 64 of the valve needle 61 via the conduit (channel) 47. The channel 47 connects a clearance between the valve needle 61 and the axial bore to the lubricant inlet port 70 and may in turn be connected to a source of lubricating oil 57, which is pressurized and at a pressure Ps. The lubricating oil prevents leakage of fuel to the gap between the valve needle (61) and the axial bore when operating with low flash point fuel. The lubricating oil also provides lubrication between the valve needle 61 and the axial bore 64. The pressure of the lubricant supply 57 is higher than the supply pressure of at least the liquid fuel as long as the total flow of the clearance between the pump piston 80 and the first bore 81 is toward the pump chamber 82, May be much lower than the maximum pressure of the pump chamber 82 during the injection event.

밸브 니들(61)은 폐쇄 위치와 개방 위치를 갖는다. 밸브 니들(61)에는 밸브 시트(69)와 정합하는 형상인 원추부가 제공된다. 폐쇄 위치에서, 밸브 니들(61)의 원추부는 밸브 시트(69) 상에 놓인다. 원추부는 개방 위치에서 밸브 시트(69)로부터 상승하고, 밸브 니들(61)은 선인장(pretensioned) 헬리컬 스프링(38)에 의해 폐쇄 위치를 향해 탄성적으로 편향된다. 선인장 헬리컬 스프링(38)은 밸브 니들(61)에 작용하여 밸브 니들(61)을 원추부가 시트(69) 상에 놓이는 폐쇄 위치 쪽으로 편향시킨다.The valve needle 61 has a closed position and an open position. The valve needle (61) is provided with a conical portion in a shape matching the valve seat (69). In the closed position, the conical portion of the valve needle 61 rests on the valve seat 69. The conical portion is lifted from the valve seat 69 in the open position and the valve needle 61 is resiliently deflected toward the closed position by the pretensioned helical spring 38. [ The cactus helical spring 38 acts on the valve needle 61 to deflect the valve needle 61 toward the closed position where the conical portion rests on the seat 69.

헬리컬 스프링(68)은 세장형 밸브 하우징(52) 내의 스프링 챔버(96)에 수용되는 헬리컬 와이어 스프링이다. 냉각 오일은 스프링 챔버(88)를 통해 유동한다. 헬리컬 스프링(38)의 일 단부는 스프링 챔버(88)의 단부와 결합하고 헬리컬 스프링(38)의 타 단부는 밸브 니들(61) 상의 확장부 또는 플랜지와 결합함으로써 밸브 니들을 밸브 시트(69)를 향해 탄성적으로 가압한다.The helical spring 68 is a helical wire spring received in the spring chamber 96 in the elongated valve housing 52. The cooling oil flows through the spring chamber 88. One end of the helical spring 38 engages with the end of the spring chamber 88 and the other end of the helical spring 38 engages with the extension or flange on the valve needle 61 to urge the valve needle into the valve seat 69 And pressurized to be elastic.

세장형 밸브 하우징(52)은 연료 공급 도관(62)을 경유하여 가압한 액체 연료(60)의 공급원에 연결하기 위한 연료 입구 포트(53)를 구비한다. 연료 입구 포트(53)는 도관(51)과 역류방지 밸브(89)를 경유하여 밸브 하우징(52) 내의 펌프 챔버(82)에 연결된다. 역류방지 밸브(74)(흡입 밸브)는 밸브 하우징(52) 내부에 제공된다. 역류방지 밸브(74)는 액체 연료가 도관(51)을 통해 펌프 챔버(82)로 유동할 수 있지만 반대 방향으로는 유동하지 않도록 한다.The elongated valve housing 52 has a fuel inlet port 53 for connecting to a source of pressurized liquid fuel 60 via a fuel supply conduit 62. The fuel inlet port 53 is connected to the pump chamber 82 in the valve housing 52 via the conduit 51 and the check valve 89. A check valve 74 (intake valve) is provided inside the valve housing 52. The check valve 74 prevents the liquid fuel from flowing into the pump chamber 82 through the conduit 51 but not in the opposite direction.

펌프 피스톤(80)은 펌프 피스톤(80)의 일 측면 상의 제1 보어(81) 내에 펌프 챔버(82)를 구비한 세장형 밸브 하우징(52)의 제1 보어(81)에 슬라이딩 가능하게 밀봉식으로 배치된다. 작동 피스톤(83)은 작동 피스톤(83)의 일 측면 상의 제2 보어(84) 내의 작동 챔버(85)를 구비한 밸브 하우징(52)의 제2 보어(84)에 슬라이딩 가능하게 밀봉식으로 배치된다. 펌프 피스톤(80)은 작동 피스톤(83)에 연결되어 함께 일제히 움직인다. 즉, 펌프 피스톤(80)과 작동 피스톤(83)은 각각의 보어(81, 84)와 일제히 슬라이딩할 수 있다. 본 실시예에서 펌프 피스톤(80)과 작동 피스톤(83)은 단일 몸체로 형성된다. 그러나 펌프 피스톤(80)과 작동 피스톤(83)은 상호 연결된 별도의 몸체일 수 있음을 알아야 한다. The pump piston 80 is slidably mounted in the first bore 81 of the elongated valve housing 52 with the pump chamber 82 within the first bore 81 on one side of the pump piston 80, . The operating piston 83 is slidably and sealingly disposed on the second bore 84 of the valve housing 52 with the operating chamber 85 in the second bore 84 on one side of the operating piston 83 do. The pump piston (80) is connected to the operating piston (83) and moves together. In other words, the pump piston 80 and the operation piston 83 can slide simultaneously with the respective bores 81 and 84. In this embodiment, the pump piston 80 and the operation piston 83 are formed as a single body. It should be noted, however, that the pump piston 80 and the actuating piston 83 can be separate bodies interconnected.

작동 챔버(85)는 작동액 포트(78)에 유체로 연결된다. 전자 제어 밸브(96)는 작동액 포트(78)로 그리고 그로부터 유동하여 작동 챔버(85)로 그리고 그로부터 가압한 작동액의 유동을 제어한다. The operation chamber 85 is fluidly connected to the operation liquid port 78. The electronic control valve 96 controls the flow of the working fluid to and from the working fluid port 78 and into and out of the working chamber 85.

분사 이벤트 시작 시, 전자제어장치는 전자 제어 밸브(96)에 명령하여 작동액이 작동 챔버(85)로 들어가도록 한다. 작동 챔버(85) 내에서 가압된 작동액은 작동 피스톤(83)에 작용함으로써, 펌프 피스톤(80)을 펌프 챔버(82) 내로 가압하는 힘을 생성한다. 이에 따라, 펌프 챔버(82) 내 액체 연료의 압력이 상승한다. 실시예에서, 작동 피스톤(83)의 직경은 펌프 피스톤(80)의 직경보다 크며, 따라서 펌프 챔버(82) 내의 압력은 그에 상응하여 작동 챔버(85) 내의 압력보다 높고, 작동 피스톤(83)과 펌프 피스톤(80)의 결합은 압력 부스터로 작용한다. At the start of the injection event, the electronic control device commands the electronic control valve 96 to allow the working fluid to enter the operating chamber 85. The working fluid pressurized in the working chamber 85 acts on the working piston 83 to generate a force for pushing the pump piston 80 into the pump chamber 82. As a result, the pressure of the liquid fuel in the pump chamber 82 rises. The diameter of the working piston 83 is greater than the diameter of the pump piston 80 so that the pressure in the pump chamber 82 is correspondingly higher than the pressure in the operating chamber 85, The engagement of the pump piston (80) acts as a pressure booster.

하나 이상의 채널(도관)(57)은 펌프 챔버(82)를 연료 챔버(58)에 유체로 연결하고, 그렇게 함으로써 연료 챔버(58)의 바닥에 위치한 밸브 시트(69)에 유체로 연결된다. 밸브 시트(69)는 밸브 니들(61)을 둘러싸는 연료 챔버(58)에 면한다. 밸브 니들(61)은 양력을 얻기 위해 노즐(54)로부터 멀리 이동하고 양력을 감소시키기 위해 노즐 (54) 쪽으로 이동하도록 구성된다. 밸브 니들(61)은 개방 위치에서 시트(69)로부터 상승함으로써 펌프 챔버(82)로부터 연료 챔버(58)로 유동을 허용하고, 밸브 시트(69)를 지나서 출구 포트(68)를 거쳐 노즐 내의 메인 보어(55)에 이른다. 저인화점 액체는 노즐 구멍(56)을 통해 메인 보어(55)를 떠난다.One or more channels (conduits) 57 fluidly connect the pump chamber 82 to the fuel chamber 58 and thereby to the valve seat 69 located at the bottom of the fuel chamber 58. The valve seat 69 faces the fuel chamber 58 surrounding the valve needle 61. The valve needle 61 is configured to move away from the nozzle 54 to gain lift and toward the nozzle 54 to reduce lift. The valve needle 61 is allowed to flow from the pump chamber 82 to the fuel chamber 58 by ascending from the seat 69 in the open position and to pass through the valve seat 69 through the outlet port 68, The bore 55 is reached. The low flash point liquid leaves the main bore 55 through the nozzle hole 56.

밸브 니들(61)은 펌프 챔버(82) 내 액체 연료의 압력이 헬리컬 스프링(38)의 힘을 초과할 때 상승한다. 따라서, 밸브 니들(61)은 펌프 챔버(82)(및 연료 챔버(55)) 내의 연료의 압력이 소정의 임계 값을 초과할 때 헬리컬 스프링(38)의 바이어스에 대항하여 개방되도록 구성된다. 연료 내의 압력은 펌프 챔버(82) 내의 저인화점 액체 연료에 작용하는 펌프 피스톤(80)에 의해 야기된다.The valve needle 61 rises when the pressure of the liquid fuel in the pump chamber 82 exceeds the force of the helical spring 38. The valve needle 61 is configured to open against the bias of the helical spring 38 when the pressure of the fuel within the pump chamber 82 (and the fuel chamber 55) exceeds a predetermined threshold. The pressure in the fuel is caused by the pump piston (80) acting on the low flash point liquid fuel in the pump chamber (82).

밸브 니들(61)은 노즐(54)을 향해 이동하기 위해 편향되고 원추부는 밸브 시트(69)로 이동하도록 구성된다. 이는 펌프 피스톤(80)이 더는 펌프 챔버(82) 내의 연료에 작용하지 않고 밸브 니들(61) 상의 헬리컬 스프링(38)의 폐쇄력이 밸브 니들 상의 저인화점 연료의 개방력보다 커지면 액체 연료 내의 압력이 감소하는 경우에 발생한다. The valve needle 61 is biased to move toward the nozzle 54 and the conical portion is configured to move to the valve seat 69. This means that if the pump piston 80 no longer acts on the fuel in the pump chamber 82 and the closing force of the helical spring 38 on the valve needle 61 is greater than the opening force of the low flash point fuel on the valve needle, Is decreased.

전자제어장치가 분사 이벤트를 종료하면, 전자제어장치는 전자 제어 밸브(96)가 작동 챔버(85)를 탱크에 연결하도록 명령한다. 펌프 챔버(82)는 가압한 액체 연료(60)의 공급원에 연결되고, 역류방지 밸브(89)를 경유하여 유동하는 저인화점 액체 연료의 공급 압력은, 펌프 챔버(82)가 액체 연료로 완전히 채워져 연료 밸브(50)가 다음 분사 이벤트를 위해 준비된 상태의 도 7에 도시된 위치에 도달할 때까지, 작동 피스톤(83)이 작동 챔버(85) 내로 작동 피스톤(83)을 가압한다. 도 8은 펌프 챔버(80)의 주요 부분에서 액체 연료가 고갈된 분사 이벤트 종료 무렵의 펌프 피스톤(80)과 작동 피스톤(83)의 위치를 도시한다.When the electronic control device ends the injection event, the electronic control device commands the electronic control valve 96 to connect the operation chamber 85 to the tank. The pump chamber 82 is connected to a source of pressurized liquid fuel 60 and the supply pressure of the low flash point liquid fuel flowing via the check valve 89 is such that the pump chamber 82 is completely filled with liquid fuel The operating piston 83 presses the operating piston 83 into the operating chamber 85 until the fuel valve 50 reaches the position shown in Fig. 7 in a state ready for the next injection event. 8 shows the positions of the pump piston 80 and the operation piston 83 at the end of the injection event in which the liquid fuel is depleted in the main portion of the pump chamber 80. Fig.

액체 연료의 분사 이벤트는 작동 타이밍의 길이와 펌프 피스톤(82)의 행정 길이(유속 형성)를 통해 전자제어장치(ECU)에 의해 제어된다. 하나의 분사 이벤트에서 분사되는 연료의 양은 펌프 피스톤(80)의 행정 길이에 의해 결정된다. 따라서, 전자제어장치의 신호에 따라 작동액 압력은 작동 챔버(85)에서 상승한다. The injection event of the liquid fuel is controlled by the electronic control unit (ECU) through the length of the operation timing and the stroke length (flow rate formation) of the pump piston 82. The amount of fuel injected at one injection event is determined by the stroke length of the pump piston 80. [ Therefore, the operating fluid pressure rises in the operation chamber 85 in accordance with the signal of the electronic control unit.

분사 이벤트가 끝날 때, 전자제어장치(96)는 작동 챔버(85)로부터 압력을 제거하고 펌프 챔버(82) 내의 가압한 액체 연료의 힘은 작동 피스톤(83)이 제2 보어(85)의 끝에 닿을 때까지 제2 보어(85) 내로 밀어 돌아가도록 한다. The electronic control unit 96 removes the pressure from the operating chamber 85 and the force of the pressurized liquid fuel in the pump chamber 82 causes the working piston 83 to move to the end of the second bore 85 And push it back into the second bore 85 until it touches it.

실시예(도시되지 않음)에서, 연료 밸브(50)는 직경이 다른 플런저 2개의 압력 부스터 형태를 포함하며, 플런저의 대직경부 밸브(96)는 제어 밸브에 연결된 포트를 구비한 챔버를 대향하고 플런저의 더 큰 직경부는 도관(채널)(51과 47)에 연결된 포트를 구비한 챔버를 대향하여, 연료 분사 이벤트 중에 윤활유 압력을 상승시켜 높은 윤활 압력을 제공하는 것이 가장 필요할 때 윤활 압력이 정확히 높게 유지되도록 한다. In the embodiment (not shown), the fuel valve 50 includes two pressure booster types of different diameter plungers, the large diameter valve 96 of the plunger faces the chamber with the port connected to the control valve, (Channels) 51 and 47 to maintain the lubrication pressure exactly higher when it is most needed to raise the lubricant pressure during a fuel injection event to provide a higher lubrication pressure, .

연료 밸브(50)는 가압한 윤활유 공급원에 연결하기 위한 윤활유 입구 포트(70)를 구비하고, 제1 보어(81) 내 펌프 피스톤(80)을 밀봉하고 윤활하기 위해 윤활유 입구 포트(70)로부터 제1 보어(81)까지 연장되는 도관(30)을 구비한다. 실시예에서, 윤활유 공급원(57)의 압력은 분사 이벤트 동안 최소한 펌프 챔버(82) 내 최대 압력에 근접할 만큼 높다.The fuel valve 50 is provided with a lubricant inlet port 70 for connecting to a pressurized lubricant supply source and a lubricant inlet port 70 for sealing and lubricating the pump piston 80 in the first bore 81, And a conduit 30 extending to one bore 81. In an embodiment, the pressure of the lubricant supply 57 is high enough to at least approximate the maximum pressure in the pump chamber 82 during the injection event.

실시예에서, 연료 밸브(50)는 연료 밸브(50)를 퍼지하기 위해 펌프 챔버(82)로부터 연료 입구 포트(53) 쪽으로의 유동을 선택적으로 허용하는 수단을 구비한다. 펌프 챔버(82)로부터 연료 입구 포트(53) 쪽으로 유동을 선택적으로 허용하는 수단은 역류방지 밸브(74)(흡입 밸브)의 비복귀 기능을 선택적으로 비활성화시키는 수단을 포함한다.In an embodiment, the fuel valve 50 includes means for selectively permitting flow from the pump chamber 82 toward the fuel inlet port 53 to purge the fuel valve 50. The means for selectively permitting flow from the pump chamber 82 toward the fuel inlet port 53 includes means for selectively deactivating the non-return function of the non-return valve 74 (intake valve).

밸브 니들(61)은 연료 챔버(58) 내의 압력이 소정의 임계 값을 초과할 때 헬리컬 스프링(38)의 바이어스에 대항하여 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동하도록 구성된다.The valve needle 61 is configured to move from the closed position to the open position against the bias of the helical spring 38 when the pressure in the fuel chamber 58 exceeds a predetermined threshold.

실시예에서 세장형 밸브 하우징(52)은 냉각액 입구 포트(45), 냉각액 출구 포트(32) 및 연료 분사 밸브(50), 특히 전단부, 예컨대 노즐과 연소실의 열에 가장 가까운 연료 밸브(50) 부분을 냉각하기 위한 냉각액 유로(44)를 구비한다. 실시예에서 냉각액은 엔진의 시스템 윤활유이다. 실시예에서, 냉각액 유로는 헬리컬 스프링(38)이 수용되는 스프링 챔버(88)를 포함한다.The elongated valve housing 52 in the embodiment includes a coolant inlet port 45, a coolant outlet port 32 and a fuel injection valve 50, in particular a fuel valve 50 portion closest to the row of nozzles and the combustion chamber, And a cooling liquid flow path 44 for cooling the cooling liquid flow path 44. In an embodiment, the coolant is a system lubricant for the engine. In an embodiment, the cooling fluid flow path includes a spring chamber 88 in which a helical spring 38 is received.

실시예에서 세장형 밸브 하우징(52)은 후면부(35)에 연결된 전면부(33)를 포함한다. 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들(61)은 전면부(33)에 배치되고, 제1 보어(81), 제2 보어(84) 및 매칭 종방향 보어는 후면부(35)에 형성된다.The elongated valve housing 52 in the embodiment includes a front portion 33 connected to the rear portion 35. An axially displaceable valve needle 61 is disposed in the front portion 33 and a first bore 81, a second bore 84 and a matching longitudinal bore are formed in the rear portion 35.

연료 밸브(50)는 종방향 니들 보어(64) 내 밸브 니들(61)을 밀봉하기 위해 밀봉 및 윤활액 입구 포트(70)로부터 종방향 니들 보어(64)의 길이를 따라 위치 P1의 종방향 니들 보어(64)까지 연장되는 도관(47)을 구비한다. 밀봉유는 위치 P1으로부터 틈새를 통해 위쪽의 헬리컬 스프링을 둘러싼 챔버와 아래쪽의 연료 챔버(58) 모두로 유동한다. 작동 챔버(74)로 유동하는 점화액 부분은 냉각 오일과 혼합된다. 이것은 냉각 오일에 실질적인 영향을 미치지 않는다.Fuel valve 50 is adapted to seal valve needle 61 in longitudinal needle bore 64 from the sealing and lubricant inlet port 70 along the length of longitudinal needle bore 64, (64). The seal fluid flows through the gap from the position P1 into both the chamber surrounding the upper helical spring and the fuel chamber 58 below. The portion of the ignition fluid that flows into the operating chamber 74 is mixed with the cooling oil. This has no substantial effect on the cooling oil.

본 실시예에서, 연료 챔버(58)로 유동하는 점화액 부분은 점화액 입구 포트(67)로부터 P1 위치보다 밸브 하우징(52)을 통해 연료 챔버(58)에 더 가까운 P2 위치의 틈새로 연장되는 점화액 도관(45)에 의해 틈새로 공급되는 점화액의 압력을 충족한다. 점화액 입구 포트(67)는 가압한 점화액 공급원(65)에 연결된다. 밀봉유의 압력이 점화액의 압력보다 높기 때문에, 밀봉유는 점화액이 밀봉유 시스템으로 역류하여 누출되는 것을 방지한다.The ignition liquid portion flowing into the fuel chamber 58 extends from the ignition liquid inlet port 67 through the valve housing 52 to a clearance at the P2 position closer to the fuel chamber 58 than the P1 position The pressure of the ignition liquid supplied to the gap by the ignition liquid conduit 45 is satisfied. The ignition liquid inlet port (67) is connected to the pressurized ignition liquid supply source (65). Because the pressure of the sealing oil is higher than the pressure of the ignition liquid, the sealing oil prevents the ignition fluid from leaking back into the sealing oil system.

점화액 도관(66)을 경유하여 틈새에 전달된 점화액은 틈새의 축방향 연장부를 따라 연료 챔버(58)로 이동하여 연료 챔버(58)의 바닥, 즉 시트(69) 바로 위에 축적되는 반면, 축방향으로 이동 가능한 밸브 니들(61)은 도 7a에 도시된 바와 같이 시트(69) 상에 놓인다. The ignition liquid transferred to the gap via the ignition liquid conduit 66 travels along the axial extension of the gap to the fuel chamber 58 and accumulates directly on the bottom of the fuel chamber 58, The valve needle 61 movable in the axial direction is placed on the seat 69 as shown in Fig. 7A.

틈새의 치수는 축방향으로 이동 가능한 밸브 부재(61)가 시트(69) 상에 놓이는 엔진 사이클 동안 연료 챔버(58)의 바닥에 적당한 양의 점화액이 수집되도록 정밀하게 제어되고 선택된다. 적당한 양의 점화액은 확실하고 안정적인 점화를 생성하기에 충분한 양으로서, 예컨대 엔진 크기와 부하에 따라, 예컨대 0.1mg 내지 200mg의 범위일 수 있다. 틈새의 치수는 점도와 같은 점화액의 특성과 관련하여 선택되어, 점화액 공급원의 압력이 액체 연료 공급원의 압력보다 큰 여유 압력일 때 적절한 규모의 점화액의 일정한 흐름이 달성된다.The dimension of the clearance is precisely controlled and selected such that an appropriate amount of ignition fluid is collected at the bottom of the fuel chamber 58 during an engine cycle in which an axially movable valve member 61 rests on the seat 69. A suitable amount of ignition fluid may be in an amount sufficient to produce a reliable and stable ignition, for example, from 0.1 mg to 200 mg, depending on the engine size and load, for example. The dimensions of the crevices are chosen in relation to the characteristics of the ignition fluid, such as viscosity, so that a constant flow of ignition fluid of the appropriate scale is achieved when the pressure of the ignition source is greater than the pressure of the liquid fuel source.

전자제어장치(ECU)의 신호에 따라 액체 연료 압력은 연료 챔버(58)에서 상승하고 밸브 니들(61)은 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동 시에 시트(69)로부터 상승한다. 연료 챔버(58)(도 7a) 바닥에 축적된 점화액이 먼저 노즐(54) 내의 메인 보어(55)로 들어가고, 이어서 액체 연료가 들어간다. 즉, 액체 연료가 점화액을 전방에서 메인 보어(55) 내로 밀어낸다. 따라서, 연소실(58)에 축적된 점화액은 액체 연료 바로 앞 노즐(54)의 메인 보어(55)로 들어간다. 연료 밸브(50)가 개방되기 직전에, 메인 보어(55)는 연소실 내의 소기 압축으로 인하여 압축된 열풍과 잔류 미연소 연료의 혼합물로 채워진다(노즐 구멍(56)은 연소실로부터 메인 보어(55)로의 공기 유동을 허용한다). 따라서, 연료 밸브(50)의 개방 직후 메인 보어(55) 내부에는 고온의 압축 공기, 점화액 및 액체 연료가 존재한다. 이에 따라 노즐(54) 내부에서 이미 액체 연료 점화로 이어진다.Depending on the signal of the electronic control unit ECU, the liquid fuel pressure rises in the fuel chamber 58 and the valve needle 61 ascends from the seat 69 when moving from the closed position to the open position. The ignition liquid accumulated in the bottom of the fuel chamber 58 (Fig. 7A) first enters the main bore 55 in the nozzle 54, and then enters the liquid fuel. That is, the liquid fuel pushes the ignition liquid from the front into the main bore 55. Therefore, the ignition liquid accumulated in the combustion chamber 58 enters the main bore 55 of the nozzle 54 immediately before the liquid fuel. Just before the fuel valve 50 is opened, the main bore 55 is filled with a mixture of hot air and residual unburned fuel, which is compressed due to scavenging in the combustion chamber (the nozzle hole 56 extends from the combustion chamber to the main bore 55) Allowing air flow). Therefore, immediately after opening of the fuel valve 50, high-temperature compressed air, ignition liquid, and liquid fuel are present in the main bore 55. Thereby leading to the liquid fuel ignition already inside the nozzle 54.

분사 이벤트가 끝날 때, 전자제어장치는 작동 챔버(74)로부터 압력을 제거하여 헬리컬 스프링(66)의 힘으로 밸브 니들(61)을 시트(69)로 복귀하게 한다. At the end of the injection event, the electronic control unit removes the pressure from the operating chamber 74, causing the valve needle 61 to return to the seat 69 by the force of the helical spring 66.

전술한 제1 실시예와 본질적으로 동일한 제2 실시예에 따르면, 점화액은 틈새가 아닌 시트(69)로 대신 전달된다. 이 실시예는 도 7b를 참조하여 설명된다. 점화액 도관(66)은 시트(69)로 개방된다. 밸브 니들(61)의 원추형 팁의 개방 각은 원추형 시트(69)의 개방 각보다 약간 더 뾰족하고, 따라서 밸브 니들(61)의 팁과 밸브 시트(69) 사이에는 좁은 갭이 있다. 이러한 좁은 갭은 밸브 니들(61)이 시트(69) 상에 놓이는 동안 점화액(49)이 밸브 시트(69)와 바로 위의 연료 챔버(58)에 축적되도록 한다. According to the second embodiment, which is essentially the same as the first embodiment described above, the ignition liquid is instead passed to the seat 69 instead of the gap. This embodiment is described with reference to Fig. 7B. The igniter liquid conduit 66 is open to the seat 69. The opening angle of the conical tip of the valve needle 61 is slightly more acute than the opening angle of the conical seat 69 and therefore there is a narrow gap between the tip of the valve needle 61 and the valve seat 69. This narrow gap allows the ignition fluid 49 to accumulate in the fuel chamber 58 immediately above the valve seat 69 while the valve needle 61 rests on the seat 69.

전술한 실시예들과 본질적으로 동일한 제3 실시예에 따르면, 점화액은 연료 챔버(58)에 전달된다. 이 실시예는 도 7c를 참조하여 설명된다. 점화액 도관(66)은 연료 챔버(58)로, 바람직하게는 시트(69) 바로 위 또는 인접하여 개방된다. 점화액(49)은 밸브 시트(69) 위의 연료 챔버(58)에 축적되는 반면 밸브 니들(61)은 시트(69) 상에 놓인다. According to the third embodiment, which is essentially the same as the above-described embodiments, the ignition liquid is transferred to the fuel chamber 58. [ This embodiment is described with reference to Fig. 7C. The igniter fluid conduit 66 is open to the fuel chamber 58, preferably directly above or adjacent to the seat 69. The ignition liquid 49 is accumulated in the fuel chamber 58 on the valve seat 69 while the valve needle 61 is placed on the seat 69. [

전술한 실시예들과 본질적으로 동일한 제4 실시예에 따르면, 점화액은 시트(69)에 전달된다. 이 실시예는 도 7d를 참조하여 설명된다. 점화액 도관(66)은 시트(69)로 개방된다. 밸브 니들(61)의 원추형 팁의 개방 각은 원추형 시트(69)의 개방 각과 실질적으로 동일하고, 따라서 밸브 니들(61)이 밸브 시트(69) 상에 놓이면 밸브 니들(61)은 밸브 시트에 대한 점화액 도관(66)의 개구를 폐쇄한다. 점화액은 밸브 니들(61)이 상승하면 밸브 시트(69)로 개방되는 점화액 도관(66)을 통해 밸브 시트(69)에 전달된다. 이 실시예에서 적당한 양의 점화액 전달이 단시간에 이루어져야 하므로 점화액의 공급 압력 및/또는 점화액 공급 도관(66)의 단면적은 전술한 실시예들에 비해 증가한다.According to the fourth embodiment, which is essentially the same as the above-described embodiments, the ignition liquid is transferred to the seat 69. This embodiment is described with reference to Fig. 7D. The igniter liquid conduit 66 is open to the seat 69. The opening angle of the conical tip of the valve needle 61 is substantially equal to the opening angle of the conical seat 69 so that if the valve needle 61 is placed on the valve seat 69, And closes the opening of the ignition liquid conduit 66. The ignition liquid is transferred to the valve seat 69 through the ignition liquid conduit 66 which opens to the valve seat 69 when the valve needle 61 is lifted. The supply pressure of the ignition liquid and / or the cross-sectional area of the ignition liquid supply conduit 66 is increased in comparison with the embodiments described above, since a proper amount of ignition fluid must be delivered in a short time in this embodiment.

액체 연료의 분사는 노즐(54) 위의 시트(69)와 협동하고 변위 가능한 밸브 니들(61)로 제어된다. 연료 챔버(58)는 액체 연료로 가압한다. 밸브 니들(61)이 도 7a, 7b 및 7c에 따른 실시예에서 시트(69) 상에 놓이는 시기 동안, 점화액의 소량의 연속 유동이 제1, 제2 및 제3 실시예에 따라 연료 챔버(58)로 전달되고 점화액이 시트(69) 위에 축적된다. 연료 분사 이벤트는 축방향으로 이동 가능한 밸브 니들(61)을 시트(69)로부터 들어올리는 것으로 시작되어, 축적된 점화액이 액체 연료 바로 앞의 중공 분사 노즐(54)의 메인 보어(55)로 들어가게 한다. 그런 다음 액체 연료는 점화액의 도움으로 노즐(54) 내부를 점화한다. The injection of the liquid fuel is controlled by a displaceable valve needle 61 cooperating with the seat 69 on the nozzle 54. The fuel chamber 58 pressurizes with liquid fuel. During the time when the valve needle 61 is placed on the seat 69 in the embodiment according to Figs. 7a, 7b and 7c, a small continuous flow of ignition liquid is introduced into the fuel chamber (not shown) according to the first, second and third embodiments 58 and the ignition liquid is accumulated on the seat 69. [ The fuel injection event begins by lifting the axially movable valve needle 61 from the seat 69 so that the accumulated ignition liquid enters the main bore 55 of the hollow injection nozzle 54 just in front of the liquid fuel do. The liquid fuel then ignites the interior of the nozzle 54 with the aid of the ignition fluid.

도 7d의 실시예에서, 밸브 니들(61)이 상승하면 점화액이 밸브 시트(69)에 전달되어 액체 연료와 점화액이 동시에 분사 노즐(45)의 메인 보어로 전달된다.7D, when the valve needle 61 rises, the ignition liquid is transferred to the valve seat 69 to transfer the liquid fuel and the ignition liquid to the main bore of the injection nozzle 45 at the same time.

엔진은 점화액의 도움으로 다른 점화 장치를 사용하지 않고 분사된 액체 연료를 압축 점화하도록 구성된다. The engine is configured to compress ignite the injected liquid fuel without using any other ignition device with the help of the ignition liquid.

엔진은 노즐(54) 내부의 메인 보어 진입 시 액체 연료를 점화하도록 구성된다.The engine is configured to ignite the liquid fuel upon entry of the main bore within the nozzle 54. [

실시예에서 노즐(54)은 엔진 사이클 전체에 걸쳐 300℃ 위로 유지된다. 실시예에서 노즐(54) 내부의 온도는 압축 행정 마지막에 약 600℃이다.In an embodiment, the nozzle 54 is maintained above 300 [deg.] C over the entire engine cycle. In the embodiment, the temperature inside the nozzle 54 is about 600 DEG C at the end of the compression stroke.

실시예에서, 연료 밸브(50)에는 펌프 챔버(82)와 연료 입구 포트(53) 사이의 유체 연결부에 전용 제어 밸브가 제공되어 연료 밸브(50)의 퍼지를 위해 펌프 챔버(82)로부터 연료 입구 포트(53)로 유동을 선택적으로 허용한다. 이 제어 밸브는 제어 신호에 따라 개폐되는 것이 바람직하다. 이 실시예에서, 역류방지 밸브(74)의 비복귀 기능을 선택적으로 비활성화하는 수단을 제공하는 것은 필요하지 않다.The fuel valve 50 is provided with a dedicated control valve at the fluid connection between the pump chamber 82 and the fuel inlet port 53 to supply fuel from the pump chamber 82 to the fuel inlet 50 for purging of the fuel valve 50. [ Lt; / RTI > to the port 53, as shown in FIG. It is preferable that the control valve is opened or closed in accordance with a control signal. In this embodiment, it is not necessary to provide a means for selectively deactivating the non-return function of the check valve 74. [

실시예에서, 윤활유 공급원의 압력은 제어된 압력 Ps이며, 액체 연료의 공급원의 압력은 제어된 압력 Pf이며, Ps는 Pf보다 높다. 이 실시예에서, 제어된 압력 Ps는 펌프 행정 동안 펌프 챔버(82)의 최대 압력보다 낮을 수 있다. 이 경우, 펌프 행정 동안 틈새의 크기 및 펌프 챔버(82) 내의 최대 압력은 상호 의존적으로 선택되어, 저인화점 액체 연료가 틈새에 들어가 펌프 피스톤(80) 길이의 전부가 아닌 일부분을 따라 윤활액을 대체하고, 밀봉유가 다른 펌프 행정이 발생하기 전에 틈새 내의 모든 저인화점 연료를 실질적으로 대체할 경우, 그에 따라 나머지 저인화점 연료는 윤활유 시스템 자체에 저인화점 연료의 침투가 없도록 한다.In an embodiment, the pressure of the lubricating oil supply is controlled pressure Ps, the pressure of the source of liquid fuel is controlled pressure Pf, and Ps is higher than Pf. In this embodiment, the controlled pressure Ps may be lower than the maximum pressure of the pump chamber 82 during the pump stroke. In this case, the size of the clearance during the pump stroke and the maximum pressure in the pump chamber 82 are selected interdependently so that the low flash point liquid fuel enters the gap and replaces the lubricant along a portion that is not all of the length of the pump piston 80 , The sealing fluid substantially replaces all low flash point fuels in the gap before another pump stroke occurs, such that the remaining low flash point fuel does not penetrate the low flash point fuel into the lubricant system itself.

청구항에서 사용된 용어 "포함하는"은 다른 요소나 단계를 배제하지 않는다. 청구항에서 사용된 용어 "하나의" 또는 "한 개"는 복수를 배제하지 않는다. 전자제어장치는 청구항에 기재된 여러 수단의 기능을 실행할 수 있다. The term " comprising "used in the claims does not exclude other elements or steps. The term "one" or "one" as used in the claims does not exclude a plurality. The electronic control device can perform the functions of various means described in the claims.

청구항에 사용된 참조 부호는 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.Reference signs used in the claims shall not be construed as limiting the scope.

본 발명은 설명의 목적을 위해 상세히 설명되었지만, 이러한 세부 사항은 단지 그 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 변형될 수 있음을 알 수 있다.Although the present invention has been described in detail for the purpose of illustration, it is to be understood that such detail is solely for that purpose and may be modified by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

Claims (18)

대형 저속 2 행정 터보차징 압축 점화 내연기관의 연소실 내로 액체 연료를 분사하기 위한 연료 밸브(50)에 있어서,
후단부와 전단부를 구비하는 세장형 밸브 하우징(52);
베이스(46)로부터 폐쇄된 팁(59)까지 연장되는 세장형 노즐 바디, 상기 베이스(46)로부터 상기 폐쇄된 팁(59)까지 연장되는 메인 보어(55) 및 상기 메인 보어(55)에 연결되는 복수의 노즐 구멍(56)을 포함하는 노즐(54);
상기 베이스(46)가 상기 전단부에 연결된 상태에서 상기 세장형 밸브 하우징(52)의 상기 전단부에 배치되는 상기 노즐(54);
가압한 액체 연료의 공급원(60)에 연결하기 위한 상기 세장형 밸브 하우징(52) 내의 연료 입구 포트(53);
밸브 니들(61)과 니들 보어(64) 사이의 틈새로 상기 세장형 밸브 하우징(52) 내의 상기 종방향 니들 보어(64)에 슬라이딩 가능하게 수용되고 축방향으로 변위 가능한 밸브 니들(61)로서, 상기 밸브 니들(61)은 폐쇄 위치와 개방 위치를 갖고, 상기 폐쇄 위치의 시트(69) 상에 놓이고, 상기 개방 위치의 상기 시트(69)로부터 상승하고, 상기 폐쇄 위치 쪽으로 편향되는 상기 밸브 니들(61);
상기 세장형 밸브 하우징(52) 내 연료 챔버(58)와 상기 세장형 밸브 하우징(52)의 상기 전단부 내 출구 포트(68) 사이의 상기 세장형 밸브 하우징(52) 내에 배치되는 상기 시트(69);
상기 노즐(54) 내의 상기 메인 보어(55)에 직접 연결되는 상기 출구 포트(68);
상기 연료 입구 포트(53)에 연결되는 상기 연료 챔버(58);
상기 연료 챔버(58)에 대한 상기 니들 보어(64)의 일 단부로 개방되는 상기 틈새;
가압한 윤활유 공급원(57)에 연결하기 위한 윤활유 입구 포트(70);
상기 윤활유 입구 포트(70)를 니들 보어(64)의 길이를 따라 제1 위치(P1)의 상기 틈새에 연결하는 윤활유 공급 도관(47);
가압한 점화액의 공급원(65)에 연결하기 위한 점화액 입구 포트(67); 및
상기 점화액 입구 포트(67)로부터 상기 제1 위치(P1)보다 상기 연료 챔버(58)에 더 가까운 상기 니들 보어(64)의 길이를 따르는 제2 위치(P2)의 상기 챔버 또는 상기 틈새로 연장되는 점화액 도관(66);을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 밸브(50).
A fuel valve (50) for injecting liquid fuel into a combustion chamber of a large low-speed two-stroke turbocharged compression ignition internal combustion engine,
A elongated valve housing (52) having a rear end and a front end;
A elongated nozzle body extending from the base 46 to the tip 59 closed and a main bore 55 extending from the base 46 to the closed tip 59, A nozzle 54 including a plurality of nozzle holes 56;
The nozzle (54) disposed at the front end of the elongated valve housing (52) with the base (46) connected to the front end;
A fuel inlet port (53) in said elongated valve housing (52) for connection to a source of pressurized liquid fuel (60);
A valve needle (61) slidably received and axially displaceable in said longitudinal needle bore (64) in said elongated valve housing (52) with a clearance between a valve needle (61) and a needle bore (64) The valve needle 61 having a closed position and an open position and resting on the seat 69 in the closed position and rising from the seat 69 in the open position and biased toward the closed position, (61);
The seat (69) disposed within the elongated valve housing (52) between the fuel chamber (58) in the elongated valve housing (52) and the outlet port (68) in the front end of the elongated valve housing );
The outlet port (68) directly connected to the main bore (55) in the nozzle (54);
The fuel chamber (58) connected to the fuel inlet port (53);
The gap opening to one end of the needle bore (64) with respect to the fuel chamber (58);
A lubricant inlet port 70 for connection to a pressurized lubricant supply 57;
A lubricant supply conduit (47) connecting said lubricant inlet port (70) to said clearance in a first position (P1) along the length of the needle bore (64);
An ignition fluid inlet port 67 for connecting to a source of pressurized ignition fluid 65; And
Extends from said ignition liquid inlet port (67) to said chamber or said gap in a second position (P2) along the length of said needle bore (64) closer to said fuel chamber (58) The ignition fluid conduit (66) being connected to the ignition plug.
제1 항에 있어서,
상기 점화액 도관(66)은, 상기 점화액 입구 포트(67)로부터 상기 시트(69)에 인접한 위치의 상기 연료 챔버(58)로 연장되는 것을 특징으로 하는 연료 밸브.
The method according to claim 1,
Wherein the igniter liquid conduit extends from the ignition liquid inlet port to the fuel chamber at a location adjacent the seat.
제1 항에 있어서,
상기 점화액 도관(66)은, 상기 점화액 입구 포트(67)로부터 상기 시트(69)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 연료 밸브.
The method according to claim 1,
Characterized in that the igniter liquid conduit (66) extends from the ignition liquid inlet port (67) to the seat (69).
제3 항에 있어서,
상기 시트(69)에 대한 상기 점화액 도관(66)의 개구는, 상기 밸브 니들(61)이 상기 시트(69) 상에 놓일 때 상기 밸브 니들(61)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 연료 밸브.
The method of claim 3,
Characterized in that the opening of the ignition liquid conduit (66) with respect to the seat (69) is closed by the valve needle (61) when the valve needle (61) .
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 메인 보어(55)는, 상기 베이스(46)로 개방되는 것을 특징으로 하는 연료 밸브.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the main bore (55) opens to the base (46).
제1 항에 있어서,
상기 점화액의 공급원(65)은, 상기 액체 연료의 공급원(60)의 압력보다 더 높은 압력을 갖는 것을 특징으로 하는 연료 밸브.
The method according to claim 1,
Characterized in that the source (65) of the ignition liquid has a pressure which is higher than the pressure of the source (60) of the liquid fuel.
제1 항에 있어서,
가압한 작동유의 공급원(60)에 연결하기 위한 상기 세장형 밸브 하우징(52)의 작동액 포트(78);
펌프 피스톤(80)의 일 측면 상의 제1 보어(81) 내 펌프 챔버(82)와 함께 상기 세장형 밸브 하우징(52) 내 상기 제1 보어(81)에 수용되는 상기 펌프 피스톤(80);
작동 피스톤 (83)의 일 측면 상의 제2 보어(84) 내 작동 챔버(85)와 함께 상기 세장형 밸브 하우징 (52) 내 상기 제2 보어(84)에 수용되는 상기 작동 피스톤(83);
상기 작동 피스톤(83)에 연결되어 함께 일제히 움직이는 상기 펌프 피스톤(80);
상기 작동액 포트(78)에 유체로 연결되는 상기 작동 챔버(85); 및
상기 펌프 챔버(82)로부터 상기 연료 입구 포트(53)로 유동을 방지하는 상기 세장형 밸브 하우징(52) 내 역류방지 밸브(74)를 통해 상기 연료 챔버(58)에 연결되는 출구 및 상기 연료 입구 포트(53)에 연결되는 입구를 구비하는 상기 펌프 챔버(82);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 밸브.
The method according to claim 1,
A working fluid port (78) of said elongated valve housing (52) for connecting to a source of pressurized hydraulic fluid (60);
The pump piston (80) received in the first bore (81) in the elongated valve housing (52) with a pump chamber (82) in a first bore (81) on one side of the pump piston (80);
The working piston 83 received in the second bore 84 in the elongated valve housing 52 together with the working chamber 85 in the second bore 84 on one side of the working piston 83;
The pump piston (80) connected to the operating piston (83) and moving together;
Said operating chamber (85) fluidly connected to said working fluid port (78); And
An outlet connected to the fuel chamber (58) through a check valve (74) in the elongated valve housing (52) preventing flow from the pump chamber (82) to the fuel inlet port (53) And a pump chamber (82) having an inlet connected to a port (53).
제1 항에 있어서,
상기 연료 챔버(58)는, 상기 밸브 니들(61)과 상기 시트(69)에 대한 개구를 둘러싸고, 상기 시트(69)는 상기 연료 챔버(58)와 상기 출구 포트(68) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 밸브.
The method according to claim 1,
The fuel chamber 58 surrounds the valve needle 61 and the opening for the seat 69 so that the seat 69 is disposed between the fuel chamber 58 and the outlet port 68 Features a fuel valve.
제1 항에 있어서,
상기 밸브 니들(61)은, 상기 연료 챔버(58) 내의 압력이 소정의 임계 값을 초과하면 바이어스에 대항하여 상기 폐쇄 위치로부터 상기 개방 위치로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연료 밸브(50).
The method according to claim 1,
Wherein the valve needle (61) is configured to move from the closed position to the open position against a bias when the pressure in the fuel chamber (58) exceeds a predetermined threshold.
제1 항에 있어서,
상기 전단부에 가장 가까운 연료 분사 밸브(50) 부분을 냉각하기 위한 냉각액 입구 포트, 냉각액 출구 포트 및 냉각액 유로(44)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 밸브(50).
The method according to claim 1,
Further comprising a coolant inlet port, a coolant outlet port, and a coolant flow passage (44) for cooling a portion of the fuel injection valve (50) closest to the front end portion.
제7 항에 있어서,
상기 세장형 밸브 하우징(52)은, 후면부(35)에 연결된 전면부(33), 상기 전면부(33)에 배치되고 축방향으로 변위 가능한 상기 밸브 니들(61), 상기 제1 보어(81), 상기 제2 보어(84) 및 상기 후면부에 형성된 매칭 종방향 보어를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 밸브(50).
8. The method of claim 7,
The elongated valve housing 52 includes a front portion 33 connected to the rear portion 35, valve needle 61 disposed in the front portion 33 and displaceable in the axial direction, , The second bore (84) and the matching longitudinal bore formed in the rear portion.
제7 항에 있어서,
상기 제1 보어(81) 내 상기 펌프 피스톤(80)을 밀봉하기 위해 상기 윤활유 입구 포트(70)를 상기 제1 보어(81)에 연결하는 도관(30)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 밸브(50).
8. The method of claim 7,
Further comprising a conduit (30) connecting the lubricant inlet port (70) to the first bore (81) to seal the pump piston (80) in the first bore (81) (50).
제1 항에 따른, 연료 밸브(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 저속 2 행정 터보차징 압축 점화 내연기관.
A large-low-speed two-stroke turbo-charged compression ignition internal combustion engine according to claim 1, comprising a fuel valve (50).
제13 항에 있어서,
제어된 압력(Pf)을 갖는 가압한 연료 공급원(60), 제어된 압력(Ps)을 갖는 가압한 윤활유 공급원(57) 및 제어된 압력(Pif)을 갖는 가압한 점화액 공급원(65)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 저속 2 행정 터보차징 압축 점화 내연기관.
14. The method of claim 13,
A pressurized fuel supply source 60 having a controlled pressure Pf, a pressurized lubricant supply source 57 having a controlled pressure Ps and a pressurized ignition fluid supply source 65 having a controlled pressure Pif Speed, two-stroke turbocharged compression ignition internal combustion engine.
제14 항에 있어서,
상기 Ps는 Pf보다 높고, Pif는 Pf보다 높은 것을 특징으로 하는 대형 저속 2 행정 터보차징 압축 점화 내연기관.
15. The method of claim 14,
Wherein Ps is higher than Pf and Pif is higher than Pf.
제13 항에 있어서,
상기 노즐(54) 내부 메인 보어(55) 내 연료 유입 시에 상기 연료를 점화하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 대형 저속 2 행정 터보차징 압축 점화 내연기관.
14. The method of claim 13,
And ignites the fuel when fuel is injected into the main bore (55) inside the nozzle (54).
대형 2 행정 저속 터보차징 압축 점화 내연기관의 작동 방법에 있어서,
상기 기관의 연료 밸브(50)에 제1 고압의 가압한 액체 연료를 공급하는 단계;
후단부와 전단부를 갖는 세장형 밸브 하우징(52)을 구비하는 상기 연료 밸브(50); 및
노즐(54)의 내부(55)를 상기 기관의 실린더(1) 내의 연소실에 연결하는 복수의 노즐 구멍(56)이 있는 상기 노즐(54)을 구비하는 상기 연료 밸브(50), 베이스(46)와 세장형 노즐 바디를 포함하는 상기 노즐(54), 상기 베이스(46)와 함께 상기 세장형 밸브 하우징(52)에 연결되는 상기 노즐(54), 상기 노즐 구멍(56)이 팁(59)에 가깝게 배치되는 폐쇄된 상기 팁(59)을 구비하는 상기 노즐(54);을 포함하고,
상기 연료 밸브(50)에 제2 고압의 점화액을 공급하는 단계로서, 상기 제2 고압은 상기 제1 고압보다 높은 단계;
상기 노즐(54) 위의 시트(69)와 협동하고 변위 가능한 밸브 니들(61)로 액체 연료의 분사를 제어하는 단계;
상기 시트(69) 위에 배치되는 연료 챔버(58);를 포함하고
상기 액체 연료로 상기 연료 챔버(58)를 가압하는 단계; 및
점화액의 연속적인 유동을 상기 연료 챔버(58)로 전달하는 단계와 축방향으로 변위 가능한 상기 밸브 니들(61)이 상기 시트(69) 상에 놓이는 기간 동안 점화액이 상기 시트(69) 위에 축적되도록 하는 단계 및 축방향으로 변위 가능한 상기 밸브 니들(61)을 상기 시트(69)로부터 상승시켜 액체 연료 분사 이벤트를 시작하는 단계, 액체 연료 바로 앞의 상기 노즐(54)로 축적된 상기 점화액이 들어가게 하는 단계;
또는 축방향으로 변위 가능한 상기 밸브 니들(61)이 상승하면 상기 시트(69)로 점화액의 주입량을 정밀하게 전달하는 단계 및 상기 시트(69)로부터 축방향으로 변위 가능한 상기 밸브 니들(61)을 상승시켜 점화액 분사 이벤트를 시작하고, 이에 따라 축적된 상기 점화액이 액체 연료와 동시에 상기 노즐(54)로 들어가게 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 2 행정 저속 터보차징 압축 점화 내연기관의 작동 방법.
A method of operating a large two stroke low speed turbocharged compression ignition internal combustion engine,
Supplying a first high-pressure, pressurized liquid fuel to the fuel valve (50) of the engine;
The fuel valve (50) having a elongated valve housing (52) having a rear end and a front end; And
The fuel valve 50 having the nozzle 54 with a plurality of nozzle holes 56 connecting the interior 55 of the nozzle 54 to the combustion chamber in the cylinder 1 of the engine, The nozzle 54 connected to the elongated valve housing 52 together with the base 46 and the nozzle hole 56 are connected to the tip 59 Said nozzle (54) having said tip (59) closed closely disposed,
Supplying a second high-pressure ignition liquid to the fuel valve (50), wherein the second high pressure is higher than the first high pressure;
Controlling the injection of the liquid fuel to the valve needle (61) cooperating with and displaceable with the seat (69) on the nozzle (54);
And a fuel chamber (58) disposed above the seat (69)
Pressurizing the fuel chamber (58) with the liquid fuel; And
Transferring a continuous flow of ignition fluid to the fuel chamber (58) and ignition liquid accumulating on the seat (69) during the period during which the axially displaceable valve needle (61) , And raising the axially displaceable valve needle (61) from the seat (69) to initiate a liquid fuel injection event, wherein the ignition liquid stored in the nozzle (54) immediately before the liquid fuel Entering;
When the valve needle (61) displaceable in the axial direction is lifted, the injection amount of the ignition liquid is accurately transmitted to the seat (69), and the valve needle (61) displaceable in the axial direction from the seat And causing the ignition liquid to be injected into the nozzle 54 at the same time as the liquid fuel. How it works.
제17 항에 있어서,
상기 액체 연료는 상기 점화액의 도움으로 상기 노즐(54) 내부를 점화하는 것을 특징으로 하는 대형 2 행정 저속 터보차징 압축 점화 내연기관의 작동 방법.
18. The method of claim 17,
Characterized in that the liquid fuel ignites the interior of the nozzle (54) with the aid of the firing liquid.
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