RU2677436C1 - Сопло топливного клапана для впрыска топлива в цилиндры большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия - Google Patents

Сопло топливного клапана для впрыска топлива в цилиндры большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия Download PDF

Info

Publication number
RU2677436C1
RU2677436C1 RU2017143322A RU2017143322A RU2677436C1 RU 2677436 C1 RU2677436 C1 RU 2677436C1 RU 2017143322 A RU2017143322 A RU 2017143322A RU 2017143322 A RU2017143322 A RU 2017143322A RU 2677436 C1 RU2677436 C1 RU 2677436C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
fuel
main
hole
holes
Prior art date
Application number
RU2017143322A
Other languages
English (en)
Inventor
ХАГЕН Питер
Original Assignee
МАН Дизель энд Турбо, филиал МАН Дизель энд Турбо СЕ, Тускланд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by МАН Дизель энд Турбо, филиал МАН Дизель энд Турбо СЕ, Тускланд. filed Critical МАН Дизель энд Турбо, филиал МАН Дизель энд Турбо СЕ, Тускланд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2677436C1 publication Critical patent/RU2677436C1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1893—Details of valve member ends not covered by groups F02M61/1866 - F02M61/188
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B25/00—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders
    • F02B25/02—Engines characterised by using fresh charge for scavenging cylinders using unidirectional scavenging
    • F02B25/04—Engines having ports both in cylinder head and in cylinder wall near bottom of piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0257—Details of the valve closing elements, e.g. valve seats, stems or arrangement of flow passages
    • F02M21/026—Lift valves, i.e. stem operated valves
    • F02M21/0263—Inwardly opening single or multi nozzle valves, e.g. needle valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/0248—Injectors
    • F02M21/0281—Adapters, sockets or the like to mount injection valves onto engines; Fuel guiding passages between injectors and the air intake system or the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/182—Discharge orifices being situated in different transversal planes with respect to valve member direction of movement
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложено сопло (40) топливного клапана (26) для впрыска газообразного топлива в большой двухтактный двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия и траверсами. Сопло (40) содержит корпус сопла, проходящий в направлении оси X, основание (42), выполненное с возможностью крепления к топливному клапану (26), впускное отверстие (48) для приема топлива из топливного клапана (26), основное отверстие (50), проходящее от впускного отверстия (48) внутрь корпуса сопла к среднему положению между основанием (41) и дистальным концом (44), и множество отверстий (45) сопла. Каждое отверстие (45) сопла гидравлически соединено с основным отверстием (50) посредством отдельного канала подачи (49), проходящего от основного отверстия (50) к одному из отверстий (45) сопла. Изобретение позволяет снизить риск образования трещин в материале корпуса сопла. 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение относится к соплу топливного клапана для впрыска топлива в цилиндры большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия с траверсами, в частности к соплу для впрыска газообразного топлива или топлива с низкой температурой воспламенения в цилиндры большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом с самовоспламенением с траверсами.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Большой двухтактный двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом с самовоспламенением с траверсами, как правило, используется в качестве первичных двигателей в больших океанских судах, таких как контейнерные суда или силовые установки.
Цилиндры этих двигателей снабжены единственным выпускным клапаном, расположенным по центру в крышке цилиндра, т.е. в верхней части цилиндра, и с кольцом поршня, управляющим продувочными отверстиями в нижней части гильзы цилиндра. Продувочные отверстия наклонены для создания вихревого потока газов в камере сгорания.
Два или три топливных клапана размещены в крышке цилиндра вокруг центрально расположенного выпускного клапана, причем их сопла выступают внутрь камеры сгорания. Топливные клапаны расположены по периферии в крышке цилиндра с отверстиями сопел, которые направлены с закручиванием от стенки цилиндра по существу в направлении внутрь камеры сгорания. Иногда одно отверстие сопла направлено против завихрения в камере сгорания.
Сопло прикреплено к переднему или дистальному концу топливного клапана. Топливный клапан содержит удлиненный корпус с проксимальным или задним концом, выступающим из верхней поверхности крышки цилиндра, и проходящим этим удлиненным корпусом топливного клапана через крышку цилиндра, а также с соплом на переднем или дистальном конце удлиненного корпуса топливного клапана, выступающим внутрь камеры сгорания.
Известные сопла для больших двухтактных дизельных двигателей крейцкопфного типа обычно имеют удлиненный корпус сопла, содержащий цилиндрический участок с центральным основным отверстием, ведущим от основания сопла на дистальном конце корпуса сопла к нисходящим отверстиям сопла, которые расположены на или вблизи наконечника или дистального конца корпуса сопла. Наконечник или дистальный конец может быть круглым или плоским, но он закрыт, поскольку отверстия сопла не должны быть направлены вниз в направлении поршня. Таким образом, отверстия сопла направлены латерально относительно главной оси сопла и обычно приблизительно в направлении главной оси цилиндра двигателя. Как правило, каждое сопло имеет от трех до -семи отверстий сопла, все из которых соединены с основным отверстием.
Поскольку корпус сопла выступает внутрь камеры сгорания, он подвергается воздействию горячих газов камеры сгорания и, таким образом, части корпуса сопла будет достигать относительно высоких температур вплоть до около 400°С. Для конвенциональных двигателей, работающих на тяжелом дизельном топливе, поступающее топливо имеет температуру около 140°С. Таким образом, поступающее в основное отверстие топливо, выходящее из сопла через отверстия сопла, имеет значительно более низкую температуру, чем газ, окружающий наружную поверхность корпуса сопла. Таким образом, материал корпуса сопла подвергается воздействию существенного перепада температур, вызывающего напряжения в материале.
В последние годы существует тенденция эксплуатации большого двухтактного дизельного двигателя крейцкопфного типа с газообразным топливом. Эти виды топлива поступают в основное отверстие при температуре, которая значительно ниже, обычно от около 50 до около 80°С. Таким образом, эти газообразные виды топлива подвергают материал корпуса сопла существенно большему перепаду температур, учитывая, что температура газа в камере сгорания практически не изменяется.
В последние годы также существует тенденция эксплуатации больших двухтактных дизельных двигателей крейцкопфного типа работающих на топливе, которое обладает низкой температурой воспламенения. Эти виды топлива с низкой температурой воспламенения также поступают в основное отверстие сопла при температуре от около 50 до около 80°С, и, таким образом, эти виды топлива с низкой температурой воспламенения также подвергают материал сопла воздействию большего перепада температур по сравнению с тяжелым дизельным топливом.
Документ JPS 5569754 раскрывает сущность изобретения, относящегося к топливному клапану с соплом для поддержания идеальных условий впрыска топлива, когда выходная мощность двигателя увеличивается и когда она уменьшается, обеспечив большим игольчатым клапаном и малым игольчатым клапаном, который открывается при давлении ниже, чем давление, требуемое для открытия большого игольчатого клапана, а также обеспечив отверстия сопла, соответствующие этим игольчатым клапанам.
Известно, что в соплах образуются трещины между отверстиями сопла вследствие термической усталости материала, когда они подвергаются воздействию высоких температур рабочего газа в камере сгорания и сильного охлаждающего эффекта от впрыскиваемого топлива/газа.
Повышенный перепад температур, воздействию которого подвергается материал корпуса сопла для двигателей, работающих на газообразных видах топлива или на топливе с низкой температурой воспламенения, приводит к повышенному риску образования трещин в материале корпуса сопла, в частности в области мест расположения отверстий сопла.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В свете вышесказанного целью данного изобретения является создание сопла топливного клапана для впрыска газообразного топлива в большой двухтактный дизельный двигатель крейцкопфного типа, который устраняет или, по меньшей мере, снижает остроту указанных выше проблем.
Вышеуказанные, а также другие цели достигаются посредством признаков независимых пунктов формулы изобретения. Дополнительные варианты реализации изобретения очевидны из зависимых пунктов формулы изобретения, описания и графических материалов.
В соответствии с первым аспектом предложено сопло топливного клапана для впрыска газообразного топлива в большой двухтактный двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия с траверсами, при этом сопло содержит:
корпус сопла, проходящий в главном направлении и оси от основания на проксимальном конце корпуса сопла к дистальному концу корпуса сопла, причем основание выполнено с возможностью крепления к топливному клапану, впускное отверстие, открывающийся в направлении основания, для приема топлива из топливного клапана, основное отверстие, проходящее в главном направлении от впускного отверстия внутрь корпуса сопла к среднему положению между проксимальным концом и дистальным концом, множество отверстий сопла, расположенных в корпусе сопла на или вблизи дистального конца, причем каждое отверстие сопла гидравлически сообщается с основным отверстием посредством отдельного канала подачи, проходящего от основного отверстия к одному из отверстий сопла.
За счет обеспечения отдельных каналов подачи, которые проходят от среднего положения в корпусе сопла до отверстий сопла, толщина материала между отверстиями сопла значительно увеличивается, и напряжения материала, вызываемые перепадом температур между относительно холодным топливом и горячими газами в камере сгорания, уменьшаются, и эта комбинация значительно снижает риск образования трещин в материале корпуса сопла. Благодаря отдельным каналам подачи для каждого отверстия сопла, имеется больше материала сопла между отверстиями сопла, что снижает уровень внутренних напряжений по периметру отверстия сопла. Таким образом, достигаются более низкий уровень внутренних напряжений в материале вокруг отверстий сопла, что снижает риск образования трещин.
В соответствии с первым возможным вариантом реализации первого аспекта, отверстия сопла имеют ось сопла, и при этом оси сопел расположены под тупым углом к главному направлению.
В соответствии со вторым возможным вариантом реализации первого аспекта, каналы подачи проходят от основного отверстия в направлении, которое является либо параллельным главному направлению, либо идет под тупым углом к главному направлению.
В соответствии с третьим возможным вариантом реализации первого аспекта, каждое отверстие сопла присоединено к каналу подачи относительно оси сопла отверстия сопла под тупым или прямым углом к рассматриваемому каналу подачи.
В соответствии с четвертым возможным вариантом реализации первого аспекта, дистальный конец содержит по существу плоскую торцевую поверхность, предпочтительно по существу с круговым контуром, причем торцевая поверхность предпочтительно расположена под острым углом относительно главного направления.
В соответствии с пятым возможным вариантом реализации первого аспекта, корпус сопла содержит по существу цилиндрический участок, проходящий между основанием и дистальным концом.
В соответствии с шестым возможным вариантом реализации первого аспекта, корпус сопла содержит переходную область с закругленной наружной поверхностью, соединяющую по существу цилиндрический участок с контуром торцевой поверхности.
В соответствии с седьмым возможным вариантом реализации первого аспекта, отверстия сопла расположены в переходной области и предпочтительно распределены по контуру торцевой поверхности.
В соответствии с восьмым возможным вариантом реализации первого аспекта, площадь поперечного сечения основного отверстия существенно больше, чем площадь поперечного сечения каналов подачи.
В соответствии с девятым возможным вариантом реализации первого аспекта, площадь поперечного сечения каналов подачи по существу равна площади поперечного сечения отверстий сопла.
В соответствии с десятым возможным вариантом реализации первого аспекта, впускное отверстие образовано отверстием с диаметром, который больше, чем диаметр основного отверстия.
В соответствии с одиннадцатым возможным вариантом реализации первого аспекта, каналы подачи по существу представляют собой прямые каналы или по существу прямые отверстия.
Эти и другие аспекты данного изобретения станут очевидны исходя из описания вариантов реализации изобретения, изложенных ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
В нижеследующем подробном описании данного раскрытия, изобретение будет объяснено более подробно со ссылкой на примерные варианты реализации, показанные с использованием графических материалов, на которых:
На Фиг. 1 изображена вертикальная проекция, передней и одной боковой стороны большого двухтактного двигателя с турбонаддувом с воспламенением от сжатия в соответствии с примерным вариантом реализации изобретения,
На Фиг. 2 изображена вертикальная проекция задней и другой боковой стороны двигателя, изображенного на Фиг. 1,
На Фиг. 3 изображено схематичное изображение двигателя, изображенного на Фиг. 1 с системами подачи воздуха и отвода выхлопных газов,
На Фиг. 4 изображена вертикальная проекция топливного клапана для использования в двигателе, изображенном на Фиг. 1-3,
На Фиг. 5 изображена вертикальная проекция сопла для использования с топливным клапаном, изображенным на Фиг. 4,
На Фиг. 6 изображен вид в боковом разрезе сопла, изображенного на Фиг. 5,
На Фиг. 7 изображен набор видов сверху, вида в поперечном разрезе и вида в продольном разрезе сопла, изображенного на Фиг. 5,
На Фиг. 8 изображен вид в разрезе, иллюстрирующий сопло, изображенное на Фиг. 5, установленное в крышке цилиндра двигателя, изображенной на Фиг. 1-3,
На Фиг. 9 изображено продольное сечение сопла, изображенного на Фиг. 4, иллюстрирующее углы между различными компонентами, и
На Фиг. 10 изображено продольное сечение сопла согласно другому варианту реализации изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В нижеследующем подробном описании сопло для использования с топливным клапаном, а также большой двухтактный двигатель, в котором используемые сопло и топливный клапан, будут описаны в примерах реализации изобретения. На Фиг. 1-3 изображен большой низкоскоростной двухтактный дизельный двигатель с турбонаддувом с коленчатым валом 22 и траверсами 23. На Фиг. 3 представлено схематическое изображение большого низкоскоростного двухтактного дизельного двигателя с турбонаддувом с системами подачи воздуха и отвода выхлопных газов. В этом примере реализации изобретения двигатель имеет шесть цилиндров 1, выстроенных в один ряд. Большие двухтактные дизельные двигатели с турбонаддувом обычно имеют от пяти до шестнадцати цилиндров в один ряд, установленных на раме 24 крепления двигателя. Двигатель может быть использован, например, в качестве основного двигателя на океанском судне или в качестве стационарного двигателя для работы генератора на электростанции. Общая выходная мощность двигателя может составлять, например, от 5000 до 110000 кВт.
Двигатель представляет собой дизельный (с воспламенением от сжатия) двигатель двухтактного прямоточного типа с отверстиями для продувочного воздуха 19 в виде кольца с управляемыми поршнем патрубками в нижней части цилиндров 1 и выпускным клапаном 4 в верхней части цилиндров 1. Таким образом, поток в камере сгорания всегда осуществляется снизу вверх, и, таким образом, двигатель так же называется прямоточного типа. Продувочный воздух проходит от приемника продувочного воздуха 2 в отверстия для продувочного воздуха 19 отдельных цилиндров 1. Возвратно-поступательный поршень 21 в цилиндре 1 сжимает продувочный воздух, топливо впрыскивается через два или три топливных клапана 30, которые расположены в крышке цилиндра 26. Происходит воспламенение и образование выхлопных газов. Когда выпускной клапан 4 открыт, выхлопные газы проходят через выпускной канал 20, связанный с цилиндром 1, в приемник выхлопных газов 3, и далее через первый выпускной канал 18 к турбине 6 турбонагнетателя 5, из которого выхлопные газы отводятся через второй выпускной канал 7. Посредством вала 8, турбина 6 приводит в действие компрессор 9, подающий воздух через впускное отверстие для воздуха 10.
Компрессор 9 подает продувочный воздух под давлением в канал продувочного воздуха 11, ведущий в приемник продувочного воздуха 2. Продувочный воздух проходит по каналу 11 через промежуточный охладитель 12 для охлаждения продувочного воздуха. Охлажденный продувочный воздух проходит через вспомогательный вентилятор 16, приводимый в действие электродвигателем 17, который нагнетает поток продувочного воздуха в условиях низкой или частичной нагрузки в приемник продувочного воздуха 2. При более высоких нагрузках компрессор 9 турбонагнетателя подает продувочный воздух, который достаточно сжат для прохода через обратный клапан 15 в обход вспомогательного вентилятора 16,.
Цилиндры выполнены в гильзе 52 цилиндра. Гильзы 52 цилиндров установлены на раме 25 цилиндра, которая поддерживается рамой 24 двигателя.
На Фиг. 4 изображен один из двух или трех топливных клапанов 30, которые установлены в сквозном отверстии в крышке цилиндра 26, при этом задний конец 32 топливного клапана 30 выступает из верхней стороны крышки цилиндра и при этом дистальный конец (наконечник) сопла 40 слегка выступает в камеру сгорания или выполнен заподлицо с камерой сгорания. Топливный клапан 26 содержит удлиненный корпус 31 топливного клапана с держателем 33 сопла на его дистальном (переднем) конце. Держатель сопла соединяет сопло 42 с удлиненным корпусом 31 топливного клапана. Топливо, такое как газообразное топливо или жидкое топливо, подается регулируемым образом и в расчетное время посредством топливного клапана 26 в камеру сгорания 14 через сопло 40.
На Фиг. 5-9 иллюстрирован типовой вариант реализации сопла 40. Сопло 40 имеет корпус сопла, который проходит от основания 42 на проксимальном конце до дистального конца 44, который образует наконечник сопла 40. Цилиндрический участок 43 корпуса сопла проходит от основания до дистального конца 44.
Корпус сопла изготовлен из подходящего материала, например подходящего сплава, хорошо известного в данной области техники.
Дистальный конец (наконечник) 44 содержит по существу плоскую торцевую поверхность 47 с круговым или эллиптическим контуром. Торцевая поверхность 47 соединяется с цилиндрическим участком посредством изогнутой или закругленной поверхности на промежуточном участке 46.
Торцевая поверхность 47 расположена со скосом под углом β к главной оси X. Торцевая поверхность 47 предпочтительно центрирована относительно главной оси X. Угол скоса β, если выбран так, чтобы обеспечить торцевую поверхность 47 по существу параллельной поверхности крышки 26 цилиндра, обращенной к камере сгорания 14, находится в области крышки цилиндра, где расположено сопло, как можно видеть на Фиг. 8.
Раскрытие отверстия в крышке, в которой топливный клапан 26 и сопло 40 расположены на внутренней поверхности крышки 26 цилиндра, предпочтительно закруглено для образования углубленного участка 51. В одном варианте реализации изобретения, углубленный участок 51 соединяется с вырезом на внутренней поверхности крышки 26 цилиндра для обеспечения пространства для струй из отверстий 45 сопла.
Дистальный конец 44, в частности торцевая поверхность 47, предпочтительно выполнена по существу заподлицо с внутренней поверхностью 27 крышки 26 цилиндра в зоне, где отверстие крышки открывается в направлении внутренней поверхности 27.
В качестве альтернативы, дистальный конец 47 сопла 40 лишь незначительно выступает от внутренней поверхности 27 крышки 26 цилиндра внутрь камеры 14 сгорания, как изображено на Фиг. 8.
Сопло 40 снабжено множеством отверстий 45 сопла. При этом сопло 40 снабжено любым желаемым количеством отверстий 45 сопла, предпочтительно между двумя и семью отверстиями 45 сопла, еще более предпочтительно между тремя и шестью отверстиями 45 сопла и наиболее предпочтительно пятью или шестью отверстиями 45 сопла. Сопло 40 в соответствии с данным примером реализации изобретения снабжено шестью отверстиями 45 сопла.
Отверстия 45 сопла предпочтительно открываются в направлении изогнутой или закругленной поверхности в промежуточной части 46, т.е. около или на дистальном конце 44. Однако, отверстия 45 сопла также могут частично открываться в направлении указанной торцевой поверхности 47 или частично открываться в направлении указанного цилиндрического участка 43.
Каждое отверстие 45 сопла имеет ось сопла I, II, III, IV, V, VI. Ось сопла I, II, III, IV, V, VI каждого из отверстий 45 расположена под тупым углом α к главному направлению X. Тупой угол α может быть разным для каждого из отверстий 45 сопла. Радиальные компоненты каждой из осей сопла I, II, III, IV, V, VI относительно главной оси X распределены по круговому сечению с дугой менее 180°, предпочтительно менее 120°, и еще более предпочтительно менее 110°. Радиальные компоненты каждой оси сопла (I, II, III, IV, V, VI) по отношению к главной оси X по существу равномерно распределены по круговому сечению, чтобы максимально увеличить количество материала корпуса сопла между отдельными отверстиями 45 сопла.
Основание 42 имеет впускное отверстие 48 для приема топлива из топливного клапана 26. Основное отверстие 50 проходит от указанного впускного отверстия 48 внутрь корпуса сопла и внутрь цилиндрического участка 43 в направлении вдоль главной оси и направления X к среднему положению в корпусе сопла. В среднем положении основное отверстие 50 соединяется с множеством отдельных каналов подачи 49, каждый из которых соединен с отверстием 45 сопла.
Переходная область между основным каналом 50 и отдельными каналами подачи 49 может служить в качестве седла для иглы клапана (не показана) топливного клапана 26.
Каналы подачи 49 по существу равномерно распределены в цилиндрической секции 43, чтобы обеспечить по существу равное количество материала корпуса сопла между отдельными каналами подачи 49.
Площадь поперечного сечения основного отверстия 50 существенно больше, чем суммарная площадь поперечного сечения каналов подачи 49. Суммарная площадь поперечного сечения каналов подачи 49 по существу равна суммарной площади поперечного сечения отверстий 45 сопла. Каналы подачи представляют собой по существу прямые каналы или по существу прямые отверстия.
Впускное отверстие 48 в одном варианте реализации изобретения образовано отверстием с диаметром, который больше, чем диаметр основного отверстия 50. Альтернативно, впускное отверстие 48 может иметь тот же диаметр, что и основное отверстие.
Сопло 40 обеспечивает более широкое распределение отверстий 45 сопла, и, тем самым, большее количество материала сопла между отверстиями 45 сопла, и потому лучшее сопротивление образованию трещин. Кроме того, сопло 40 обеспечивает одинаковые впускные условия каждому из отверстий сопла для создания по существу однородных струй топлива.
На Фиг. 10 проиллюстрирован другой вариант реализации сопла 40, который по существу идентичен варианту реализации, описанному выше, за исключением того, что основное отверстие 50 проходит полностью к отверстиям 45 сопла и непосредственно снабжает топливом отверстия 45 сопла, без каких-либо каналов подачи между основным отверстием 50 и отверстиями 45 сопла.
Изобретение было описано в данном документе в связи с различными вариантами реализации данного изобретения. Однако другие вариации раскрытых вариантов реализации изобретения могут быть поняты и выполнены специалистами в данной области техники при практическом применении заявленного изобретения, из изучения графических материалов, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово "содержащий" не исключает других элементов или этапов, а неопределенный артикль "а" или "an" не исключает множественности. Простой факт, что определенные средства приведены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация этих средств не может быть использована.
Ссылочные обозначения, использованные в формуле изобретения, не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения.

Claims (16)

1. Сопло (40) топливного клапана (26) для впрыска газообразного топлива в большой двухтактный двигатель внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия с траверсами (22), содержащее:
корпус сопла, проходящий в основном направлении и оси X, проходящей от основания (42) на проксимальном конце (41) указанного корпуса сопла до дистального конца (44) указанного корпуса сопла, причем основание (42) выполнено с возможностью крепления к топливному клапану (26),
множество отверстий (45) сопла, расположенных в указанном корпусе сопла на или вблизи дистального конца (44),
при этом каждое отверстие (45) сопла гидравлически соединено с основным отверстием (50) отдельным каналом подачи (49), проходящим от основного отверстия (50) до одного из отверстий (45) сопла,
впускное отверстие (48), открывающееся в направлении основания (42) для приема топлива из топливного клапана (26), и
основное отверстие (50), проходящее в главном направлении X от впускного отверстия (48) внутрь указанного корпуса сопла к среднему положению между проксимальным концом (41) и дистальным концом (44).
2. Сопло (40) по п. 1, отличающееся тем, что отверстия (45) сопла имеют ось сопла (I, II, III, IV, V, VI), расположенную под тупым углом α к главному направлению X.
3. Сопло (40) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каналы подачи (49) проходят от основного отверстия (50) в направлении, которое по существу параллельно главному направлению X, или расположены под тупым углом к главному направлению X.
4. Сопло (40) по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что каждое отверстие (45) сопла присоединено к каналу подачи (49) по оси (I, II, III, IV, V, VI) отверстий (45) сопла под тупым или прямым углом к соответствующему каналу подачи (49).
5. Сопло (40) по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что дистальный конец (44) содержит по существу плоскую торцевую поверхность (47) предпочтительно по существу с круговым или эллиптическим контуром, причем торцевая поверхность (47) предпочтительно расположена под острым углом β к главному направлению X.
6. Сопло (40) по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что корпус сопла содержит по существу цилиндрический участок (43), проходящий между основанием (42) и дистальным концом (44).
7. Сопло (40) по п. 6, отличающееся тем, что корпус сопла содержит переходную область (46) с изогнутой или закругленной внешней поверхностью, соединяющей по существу цилиндрический участок (43) с контуром торцевой поверхности (47).
8. Сопло (40) по п. 7, отличающееся тем, что отверстия (45) сопла расположены в переходной области (46) и предпочтительно распределены по контуру торцевой поверхности (47).
9. Сопло (40) по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения основного отверстия (50) по существу больше площади поперечного сечения каналов (49) подачи.
10. Сопло (40) по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что площадь поперечного сечения каналов (49) подачи по существу равна площади поперечного сечения отверстий (45) сопла.
11. Сопло (40) по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что впускное отверстие (48) образовано отверстием, диаметр которого больше, чем диаметр основного отверстия (50).
RU2017143322A 2016-12-13 2017-12-12 Сопло топливного клапана для впрыска топлива в цилиндры большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия RU2677436C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA201670986A DK179281B1 (en) 2016-12-13 2016-12-13 Nozzle for fuel valve for injecting fuel into the cylinders of a large turbocharged two-stroke compression-ignited internal combustion engine
DKPA201670986 2016-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2677436C1 true RU2677436C1 (ru) 2019-01-16

Family

ID=61756761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017143322A RU2677436C1 (ru) 2016-12-13 2017-12-12 Сопло топливного клапана для впрыска топлива в цилиндры большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3336342B1 (ru)
JP (1) JP6493999B2 (ru)
KR (1) KR101943922B1 (ru)
CN (1) CN108224476B (ru)
DK (1) DK179281B1 (ru)
RU (1) RU2677436C1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK181318B1 (en) * 2022-02-18 2023-08-10 Man Energy Solutions Filial Af Man Energy Solutions Se Tyskland A fuel valve for a large turbocharged two-stroke uniflow crosshead internal combustion engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2314431C2 (ru) * 2005-10-13 2008-01-10 Василий Васильевич Внуков Насос-форсунка
EP2239451B1 (en) * 2009-03-30 2011-09-07 Wärtsilä Switzerland Ltd. A fuel injector for internal combustion engines
RU2569797C2 (ru) * 2010-05-20 2015-11-27 ЛАЙТСАЙД, ЭлЭлСи Распылитель топлива, способ распыления топлива, устройство для смешивания топлива с воздухом и способ испарения топлива
JP2016166608A (ja) * 2015-02-27 2016-09-15 ゲーエー ジェンバッハー ゲーエムベーハー アンド コー オーゲー シリンダヘッド

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5569754A (en) * 1978-11-21 1980-05-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fuel ejection valve
JPH05504185A (ja) * 1990-02-06 1993-07-01 キャタピラー インコーポレイテッド 内燃機関及びその方法並びにそれらに用いるノズル部材
JP2576765Y2 (ja) * 1993-05-10 1998-07-16 本田技研工業株式会社 燃料噴射弁
JP3263487B2 (ja) * 1993-05-31 2002-03-04 三菱重工業株式会社 副室式内燃機関の燃焼室
DK171975B1 (da) 1994-02-07 1997-09-01 Man B & W Diesel Gmbh Brændselsinjektor til en stor totakts forbrændingsmotor
JP3771361B2 (ja) 1997-11-26 2006-04-26 株式会社日立製作所 燃料噴射弁
FR2891024B1 (fr) * 2005-09-19 2007-10-26 Renault Sas Injecteur de carburant
DE102005046433A1 (de) * 2005-09-28 2007-03-29 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Steuern eines Fluids
US20080006713A1 (en) * 2006-07-06 2008-01-10 Parish James R Fuel injector having an internally mounted cross-flow nozzle for enhanced compressed natural gas jet spray
JP4883047B2 (ja) * 2008-05-22 2012-02-22 株式会社デンソー 気体燃料噴射装置
JP5758145B2 (ja) * 2011-02-16 2015-08-05 株式会社ケーヒン ガス燃料用噴射弁
JP2012193623A (ja) * 2011-03-15 2012-10-11 Nikki Co Ltd 気体燃料用インジェクタ
US8839762B1 (en) * 2013-06-10 2014-09-23 Woodward, Inc. Multi-chamber igniter
DK178149B1 (en) 2013-10-30 2015-06-29 Man Diesel & Turbo Deutschland A Fuel Valve for Pilot Oil Injection and for Injecting Gaseous Fuel into the Combustion Chamber of a Self-Igniting Internal Combustion Engine
DK178519B1 (en) * 2014-10-17 2016-05-09 Man Diesel & Turbo Deutschland A fuel valve for injecting gaseous fuel into a combustion chamber of a self-igniting internal combustion engine and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2314431C2 (ru) * 2005-10-13 2008-01-10 Василий Васильевич Внуков Насос-форсунка
EP2239451B1 (en) * 2009-03-30 2011-09-07 Wärtsilä Switzerland Ltd. A fuel injector for internal combustion engines
RU2569797C2 (ru) * 2010-05-20 2015-11-27 ЛАЙТСАЙД, ЭлЭлСи Распылитель топлива, способ распыления топлива, устройство для смешивания топлива с воздухом и способ испарения топлива
JP2016166608A (ja) * 2015-02-27 2016-09-15 ゲーエー ジェンバッハー ゲーエムベーハー アンド コー オーゲー シリンダヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
CN108224476A (zh) 2018-06-29
KR101943922B1 (ko) 2019-01-30
KR20180068284A (ko) 2018-06-21
JP2018096378A (ja) 2018-06-21
EP3336342B1 (en) 2019-07-31
DK201670986A1 (en) 2018-04-03
EP3336342A1 (en) 2018-06-20
JP6493999B2 (ja) 2019-04-03
DK179281B1 (en) 2018-04-03
CN108224476B (zh) 2019-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101385248B1 (ko) 2 사이클 내연기관 및 그 작동 방법
CN109563775B (zh) 构造成用于在高温燃烧室表面下运行的双循环柴油发动机
KR20180122674A (ko) 내연 기관
EP3620628A1 (en) Pre-chamber
RU2677436C1 (ru) Сопло топливного клапана для впрыска топлива в цилиндры большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия
RU2677437C1 (ru) Сопло топливного клапана для впрыска топлива в цилиндры большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом с воспламенением от сжатия, а также сам двигатель
US8146563B2 (en) Internal combustion engine with high squish piston
US9458807B2 (en) Four-stroke engine
US6318311B1 (en) Cylinder-injection type two cycle combustion engine
EP4155517A3 (en) An internal combustion engine
EP4435250A1 (en) A fuel valve for injecting fuel into the cylinders of a large turbocharged two-stroke uniflow scavenged internal combustion engine and an engine with such fuel valve
KR20240143900A (ko) 대형 과급 2-행정 단류 소기식 내연 엔진의 실린더 내로 연료를 분사하기 위한 연료 밸브, 및 이러한 연료 밸브를 갖는 엔진
JP7551957B1 (ja) 大型ターボ過給式２ストロークユニフロークロスヘッド内燃機関用燃料弁
RU2626611C2 (ru) Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с наивысшими технико-экономическими и экологическими критериальными параметрами и электронным управлением аккумуляторной системой впрыска топлива широкого фракционного состава
KR102599343B1 (ko) 대형 터보차지식 2행정 유니플로 크로스헤드 이중 연료내연 엔진
CN113958403B (zh) 发动机燃烧系统、柴油发动机及其燃烧控制方法
US11248557B1 (en) Piston having oil gallery drain outlets biased in distribution to anti-thrust side
JP2000054908A (ja) ツ―ストロ―クディ―ゼルエンジンにおけるシリンダカバ―及びシリンダカバ―の配置構造
WO2010035285A2 (en) Cylinder head assembly
JP2001152860A (ja) 筒内噴射式２サイクルエンジン

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner