用于將燃料噴入內燃機的燃燒室中的燃料閥的制作方法
【專利摘要】一種燃料閥(50)，用于將液體燃料噴入大型低速二沖程渦輪增壓自燃式內燃機的燃燒室中，所述燃料閥(50)包括：細長閥殼體(52)；燃料進口(53)；致動液口(92)；容納于第一孔道(81)中的泵活塞(80)和泵室(82)；容納于所述閥殼體(52)中的第二孔道(84)中的致動活塞(83)和致動室(85)；所述泵活塞(80)連接至所述致動活塞(83)；具有軸向可移動軸(67)且具有關閉位和開啟位的閥構件，所述軸向可移動軸(67)設有關閉構件(65)；在所述泵室(82)和閥座(69)之間的導管(57,77)；所述關閉構件(65)至少部分地布置在所述噴嘴(54)中的腔室(55)內。
【專利說明】
用于將燃料噴入內燃機的燃燒室中的燃料閥
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及用于將液體燃料噴入大型低速單向流渦輪增壓二沖程內燃機的燃燒室中的燃料閥。
【背景技術】
[0002]十字頭式的大型低速渦輪增壓二沖程自燃式內燃機通常用于大型船舶的推進系統(tǒng)或作為發(fā)電廠的原動機。這些發(fā)動機常常是用重燃油運行。
[0003]近來，需要能夠操作替代型燃料諸如煤氣、甲醇、煤漿、石油焦等的大型渦輪增壓二沖程自燃式內燃機。低閃點燃料是需求漸增的一組燃料。
[0004]許多低閃點燃料，例如甲醇、LPG、DME或生物燃料是相對潔凈燃料，與例如使用重燃油作為燃料相比，當這些燃料用作大型低速單向流渦輪增壓二沖程自燃式內燃機的燃料時，其使得含硫組分、NOx和C02在廢氣中的水平大大降低。
[0005]然而，與在大型低速單向流渦輪增壓二沖程自燃式內燃機中使用低閃點燃料相關聯(lián)的問題是存在的。這些問題之一為，如果低閃點燃料泄漏至該發(fā)動機的一個其他系統(tǒng)中并與另一流體相混，則引起巨大問題，比如以潤滑油系統(tǒng)為例。低閃點燃料天性易燃，且其蒸汽極易形成爆炸性混合物。因而，一旦低閃點燃料尋路進入該發(fā)動機的其他系統(tǒng)，為安全起見則必須停止該發(fā)動機的操作并凈化或更換這一系統(tǒng)中的全部液體，對該發(fā)動機的操作者來說代價高且處理繁瑣。
[0006]已知燃料閥的構造，由于閥針和底座的設計常常具有來自閥針軸和引導該軸的孔道的泄露。因此，向該軸和該孔道之間的間隙施以一定量的加壓密封液‘密封油’，用于密封目的和潤滑目的。為了保持泄漏最小化，間隙以非常窄的容差被保持盡可能小，但是此小間隙需要軸和孔之間的潤滑。
[0007]在密封油和燃料相混的情況下引起系統(tǒng)異常。密封油和燃料的分離困難，并因此若發(fā)生了這種情況則會存在嚴重問題。
[0008]另一安全相關的問題是船級社的要求，當發(fā)動機不在低閃點燃料下運行時，例如當發(fā)動機是雙燃料發(fā)動機在兩種燃料的另一種，即高閃點燃料下運行時，低閃點燃料不允許遺留在燃料閥和通向燃料閥的管道系統(tǒng)中。因而，必須為清洗燃料閥和通向燃料閥的管道預作安排。
[0009]這些低閃點燃料的另一挑戰(zhàn)是他們的潤滑性能較差，這在不使用潤滑液的情況下阻礙了移動部件間細小間隙的使用。
[0010]大型低速單向流渦輪增壓二沖程自燃式內燃機通常用于大型遠洋貨船的推進并且因此可靠性尤為重要。這些發(fā)動機的低閃點燃料運行還只是較為近期的研究，低閃點燃料下的運行可靠性還沒有達到常規(guī)燃料水平。因此，多數(shù)大型低速二沖程自燃式內燃機為雙燃料發(fā)動機，具有用于低閃點燃料運行的燃料系統(tǒng)以及用于燃油運行的燃料系統(tǒng)，以使這些發(fā)動機能夠在只有燃油下以全功率運行的方式操作。
[0011]由于這些發(fā)動機燃料室的直徑大，故每一汽缸提供三個燃料噴射閥，繞中心排氣閥以接近120°的角度分立。因而，在雙燃料系統(tǒng)情況下，每一汽缸將存在三個低閃點燃料閥和三個燃油閥，因此，汽缸的頂蓋空間擁擠不堪。

【發(fā)明內容】

[0012]鑒于此背景，本申請的目的是提供用于大型渦輪增壓自燃式二沖程內燃機的燃料閥以克服上述問題或至少減少上述問題。
[0013]根據(jù)一個方面，這一目的通過提供將低閃點液體燃料噴入大型低速運行二沖程渦輪增壓自燃式內燃機的燃燒室中的燃料閥實現(xiàn)，所述燃料閥包括:具有后端和前端的細長燃料閥殼體;具有封閉頂端和中空內部的噴嘴，所述中空內部形成連接至噴嘴孔的腔室，所述噴嘴設置在所述燃料閥殼體的前端;燃料進口，其在所述細長燃料閥殼體之中用于連接至加壓液體燃料源;在所述細長閥殼體中的致動液口 ；栗活塞，其容納于所述細長燃料閥殼體中的第一孔道中，并且栗室在所述第一孔道中位于所述栗活塞一側;致動活塞，其容納于所述閥殼體中的第二孔道中，并且致動室在所述第二孔道中位于所述致動活塞一側;所述栗活塞連接至所述致動活塞以與其動作一致;所述致動室連接至所述致動液口；具有軸向可移動軸的閥構件，所述軸向可移動軸容納于細長閥殼體的縱向孔道中，所述閥構件具有關閉位和開啟位;所述軸向可移動軸設有關閉構件，所述關閉構件在所述關閉位時靠在閥座上，所述關閉構件在所述開啟位時從所述閥座提起并且所述軸向可移動軸通過彈簧彈性地朝所述關閉位偏壓;導管設在所述栗室和所述閥座之間;所述閥座面向噴嘴中的腔室；以及所述關閉構件至少部分地布置在所述噴嘴中的所述腔室內。
[0014]通過為燃料閥在噴嘴內側提供與向外面向的閥座配合的關閉構件，S卩，關閉構件通過遠離所述燃料閥殼體移動而開啟并通過朝向閥殼體移動而關閉，能夠實現(xiàn)不存在任何經(jīng)閥構件的軸向可移動軸和容納所述軸向可移動軸的縱向孔道之間的縫隙泄露的燃料閥的構造。由于沒有來自軸向可移動軸和縱向孔道之間的縫隙的泄露，故不必用密封針對低閃點燃料密封該縫隙，并從而由于能夠省卻用于向孔道和閥構件軸之間的縫隙提供密封油的系統(tǒng)而能夠簡化整個燃料噴射系統(tǒng)。此外，由于不必針對低閃點燃料密封該縫隙，故能夠使該縫隙的尺寸較大并且這種較大縫隙目前不需要潤滑。因而，能夠省卻對閥構件的軸的孔道提供潤滑液供給系統(tǒng)。
[0015]在第一方面的第一可能性的實施方案中，所述關閉構件被配置為朝所述封閉頂端移動以得到提起且所述關閉構件被配置為在所述關閉構件朝所述閥座移動時遠離所述封閉頂端移動。
[0016]在第一方面的第二可能性實施方案中，所述縱向孔道延伸至所述閥座，并且所述軸向可移動軸和所述縱向孔道之間的縫隙提供了所述栗室和所述閥座之間導管的一部分。由此，能夠實現(xiàn)栗室和閥座之間的無泄漏導管。
[0017]在第一方面的第三可能性實施方案中，所述軸向可移動軸和所述縱向孔道之間的縫隙包括所述軸向可移動軸中的縱向槽。
[0018]在第一方面的第四可能性實施方案中，所述栗室和所述閥座之間的所述導管包括軸向可移動軸中的一個或多個直徑減小段。
[0019]在第一方面的第五可能性實施方案中，所述栗室和所述閥座之間的所述導管包括一個或多個通道或孔道57，所述一個或多個通道或孔道57在所述細長閥殼體中從所述栗室延伸至縱向孔道。
[0020]在第一方面的第六可能性實施方案中，所述閥構件被配置為在栗室內燃料的壓力超過預定閾值時逆對所述偏壓而開啟。
[0021]在第一方面的第七可能性實施方案中，所述栗室具有連接至至少一個通道或孔道的出口以及優(yōu)選經(jīng)由細長閥殼體中的單向閥連接至所述燃料進口的入口，所述單向閥阻止從所述栗室流向所述燃料進口。
[0022]在第一方面的第八可能性實施方案中，所述燃料閥還包括用于連接至加壓密封油源的密封油進口和導管，該導管從密封油進口延伸至第一孔道用于在第一孔道中密封栗活塞。
[0023]在第一方面的第九可能性實施方案中，所述軸向可移動閥桿的直徑相較所述縱向孔道的直徑小一余量，所述余量確保所述軸向可移動閥桿能夠在縱向孔道內移動，且述燃料，例如為具有不良潤滑性能的低閃點燃料，填充在所述軸向可移動閥桿和所述縱向孔道之間的縫隙。
[0024]在第一方面的第十可能性實施方案中，所述彈簧為容納于所述細長閥殼體的彈簧室中的螺旋線彈簧，所述彈簧室僅向所述縱向孔道敞口并且所述彈簧室經(jīng)由所述軸向可移動軸和所述縱向孔道間的縫隙射流式連接至所述至少一個孔道或通道，所述縫隙優(yōu)選包括所述軸向可移動軸中的縱向槽。
[0025]上文的目標還根據(jù)通過提供大型低速運行二沖程渦輪增壓自燃式內燃機的第二方面實現(xiàn)，所述大型慢速二沖程渦輪增壓自燃式內燃機具有根據(jù)第一方面及其任一種實施方案的燃料閥。
[0026]在第二方面發(fā)動機的第一可能性實施方案中，通向所述燃料進口的導管包括雙壁管道，具有輸送所述低閃點燃料的內腔和開孔通風并連接至傳感器用于檢測揮發(fā)性烴的外腔。
[0027]根據(jù)本發(fā)明燃料閥和發(fā)動機的其他目標、特征、優(yōu)點和性能從詳細描述中將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0028]在本發(fā)明的下文詳述部分中，將參考附圖中所示的示例性實施方式更詳細地解釋本發(fā)明，其中:
[0029]圖1為根據(jù)示例性實施方式的大型二沖程柴油機的正視圖，
[0030]圖2為圖1的大型二沖程發(fā)動機的側視圖，
[0031]圖3為根據(jù)圖1的大型二沖程發(fā)動機的示意圖，以及
[0032]圖4為圖1發(fā)動機的低閃點液體燃料系統(tǒng)的示例性實施方式的對于一個燃料閥的示意圖，
[0033]圖5為圖1發(fā)動機的低閃點液體燃料系統(tǒng)的示例性實施方式的示意圖的汽缸上部的截面圖，
[0034]圖6為根據(jù)示例性實施方式用于根據(jù)圖1所示的發(fā)動機中的氣態(tài)燃料噴射閥的截面圖，
[0035]圖7為閥構件在?？?關閉)位時圖6的局部詳圖，
[0036]圖8為閥構件在提起(開啟)位時示出噴嘴頂端的圖6的局部詳圖。
具體實施方案
[0037]在以下的詳細描述中，將參考示例性實施方式中的大型二沖程低速渦輪增壓內燃(柴油)機描述自燃式內燃機。圖1、2和3示出具有機軸42和十字頭43的大型低速渦輪增壓二沖程柴油機。圖3示出具有其進氣和排氣系統(tǒng)的大型低速渦輪增壓二沖程柴油機示意圖。在這一示例性實施方式中，該發(fā)動機具有聯(lián)機的四個汽缸I。大型低速渦輪增壓二沖程柴油機通常具有4和14之間數(shù)量的聯(lián)機的汽缸，由發(fā)動機機架13承載。該發(fā)動機例如可用作遠洋船舶的主發(fā)動機或用作固定式發(fā)動機用于操作發(fā)電站的發(fā)電機。該發(fā)動機的總體輸出例如可以為 l，000-110，000kW 的范圍。
[0038]這一示例性實施方式中的發(fā)動機為二沖程單向流型的柴油(自燃式)發(fā)動機，具有汽缸I頂部的中央排氣閥4和汽缸I下部區(qū)域的掃氣口 19。掃氣從掃氣容納裝置2行進至各個汽缸I的掃氣口 19。汽缸I中的活塞41壓縮掃氣，燃料噴射閥噴射燃料(以下還會詳細描述)至汽缸蓋(以下還會詳細描述)中，隨后燃燒并產(chǎn)生廢氣。當排氣閥4打開時，廢氣流經(jīng)與汽缸I關聯(lián)的排氣管道進入廢氣容納裝置3并向前經(jīng)過第一排氣導管18到達渦輪增壓器5的渦輪6，廢氣從該渦輪處經(jīng)節(jié)熱器28通過第二排氣導管流走至出口 29并進入大氣。渦輪6經(jīng)軸驅動從空氣入口 10供給了新鮮空氣的壓縮機9。壓縮機9遞送加壓掃氣至通向掃氣容納裝置2的掃氣導管11。
[0039]導管11中的掃氣經(jīng)過用于冷卻掃氣的中間冷卻器12。在示例性實施方式中，掃氣離開壓縮機時接近200 °C并被中間冷卻器冷卻至36 0C和80 °C之間。
[0040]冷卻的掃氣經(jīng)過輔助風機16，輔助風機16由電機17驅動，并在渦輪5的壓縮機9為掃氣容納裝置2遞送不了足夠的壓力，S卩，在發(fā)動機低載荷狀態(tài)或部分載荷狀態(tài)下時，對掃氣流加壓。在較高的發(fā)動機負載下，渦輪增壓器壓縮機9遞送得了充分壓縮的掃氣，于是經(jīng)單向閥15繞過輔助風機16。
[0041 ]圖4為如下連接的低閃點液體燃料閥50的示意圖，其連接至低閃點液體燃料源60、連接至冷卻液(油)源59、以及連接至致動液(油)源97和致動液控制閥96。導管62自加壓低閃點液體燃料源62通向低閃點液體燃料閥50的殼體中的進口。導管62為雙壁導管，例如由同心套管或固體塊狀材質如汽缸蓋48內的管形成。低閃點液體燃料在內腔/內管中輸送，且外腔開孔通風并設有用于檢測揮發(fā)性烴組分的傳感器63(嗅探器)。傳感器63連接至電子控制單元，當傳感器63檢測到碳氫組分時，電子控制單元發(fā)出警報。窗口閥61設在導管62之中用于能夠使燃料閥50與低閃點液體燃料源60斷開連接以能夠清除燃料閥50中的低閃點燃料。窗口閥61優(yōu)選被電子控制單元以電子方式操作和控制。
[0042]圖5示出根據(jù)示例性實施方式的多個汽缸I之一的頂部。汽缸I的頂蓋48設有數(shù)個(通常2或3)燃料閥50用于從燃料閥50的噴嘴噴射低閃點液體燃料至汽缸I的活塞41上方的燃燒室中。在這一示例性實施方式中，發(fā)動機每一汽缸具有三個燃料閥50，但應當理解，單個或兩個燃料閥50可以夠用，取決于燃燒室的大小。排氣閥4置于頂蓋中央，且低閃點液體燃料閥50更靠近汽缸壁。
[0043]在實施方式(未示出)中，兩個或三個燃油閥可設在頂蓋48中用于發(fā)動機在燃油下的操作。燃油閥以已知的方式連接至高壓燃油源。
[0044]使用冷卻液比如能夠使用系統(tǒng)油(潤滑油)的冷卻油來冷卻最靠近噴嘴且最靠近燃燒室的燃料閥50的前向部分。對此，燃料閥50本體設有冷卻液進口和冷卻液出口以及經(jīng)過燃料閥50本體的前向部分位于進口和出口之間的流路(未示出)。冷卻液進口經(jīng)導管連接至加壓冷卻液(如系統(tǒng)油)源59，以及冷卻液出口經(jīng)導管連接至冷卻液蓄存器。
[0045]燃料閥50的本體還設有制動液口用于控制燃料閥的開啟和關閉?？刂瓶诮?jīng)導管連接至加壓制動液源97。電子控制的控制閥96，優(yōu)選比例閥，放置在加壓致動液源97和致動液口之間的導管中用于控制燃料閥50的開啟和關閉。
[0046]發(fā)動機設有電子控制單元來控制發(fā)動機的操作。信號線使電子控制單元連接至控制閥96以及連接至窗口閥61。
[0047]電子控制單元被配置用以為燃料閥50的噴射動作正確計時并用燃料閥50控制低閃點液體燃料的用量(每一噴射動作所噴出的體積)O在一實施方式中電子控制單元被配置為用來控制噴射曲線形狀(速率形態(tài))，這是由于燃料閥能夠適應這種曲線。
[0048]電子控制單元開啟和關閉窗口閥61從而確保供給導管62在燃料噴射開始之前填充了加壓低閃點液體燃料。
[0049]當燃料閥50需要清除低閃點燃料時，通過電子控制單元關閉窗口閥61。提供清洗設置以使從栗室82流向燃料供給導管62。在一個實施方式中，提供具有可控重載的單向閥74(吸進閥)以在清洗期間保持單向閥開啟使栗室82中的流體經(jīng)導管76和吸進閥74清除至燃料供給導管62中。
[0050]圖6、7和8示出用于向自燃式內燃機的燃燒室噴射低閃點燃料的燃料閥50的截面圖。燃料閥50包括具有最后端的細長閥殼體52和在其前端的噴嘴54。噴嘴54為附連至閥殼體52前端的單獨的本體。閥殼體52的最后端設有多個端口，包括致動液口92以及漏氣檢測口。最后端被擴大以形成具有孔道(未示出)的端頭，該孔道用于容納使燃料閥50牢固至汽缸蓋48的螺栓(未示出)。在本實施方式中，燃料閥繞中央排氣閥4放置，即較為靠近汽缸襯套的壁。在實施方式中，細長閥殼體52和燃料噴射閥50的其他組件，以及噴嘴由鋼如工具鋼、不銹鋼等制得。
[0051 ]中空噴嘴54設有連接至噴嘴中空內部的腔室55的噴嘴孔56且噴嘴孔56在噴嘴54之上徑向地分布。噴嘴軸向地靠近頂端59且在本實施方式中噴嘴孔56徑向分布在接近50°的較為窄的范圍之上。如Z軸所例示的噴嘴孔56徑向取向使得噴嘴孔56指向遠離汽缸襯套壁的方向。此外，噴嘴孔56的指向使得他們大致在與的燃燒室中掃氣的旋繞方向相同的方向上，燃燒室中掃氣的旋繞方向由掃氣口的構造所致(這種旋繞是行程流式大型二沖程渦輪增壓內燃機的已知特征)。
[0052]噴嘴54的頂端59(圖7和8)在本實施方式中為關閉的。噴嘴54連接至閥殼體52的前端，且噴嘴54中的腔室55朝殼體52中的縱向孔道77敞口。閥座69布置在縱向孔道77和腔室55之間的過渡處。
[0053]閥構件具有軸向可移動軸67，可移動軸67可滑動地容納于細長閥殼體52的縱向孔道77中，并在其中存有大量縫隙，以使軸向可移動軸67和縱向孔道77之間的潤滑無關緊要。閥構件具有關閉位和開啟位。圖7示出關閉位以及圖8示出開啟位。
[0054]軸向可移動軸67在其前端設有關閉構件65，例如端頭等，其在關閉位時靠在閥座69上。在打開位時，該關閉構件從閥座69提起，且通過預張緊彈簧66，軸向可移動軸67向關閉位彈性偏壓。預張緊螺旋彈簧66對軸向可移動軸67施力并將閥構件朝其關閉位偏壓，在該關閉位處關閉構件65靠在底座69上。
[0055]螺旋彈簧66為螺旋線彈簧，其容納于細長閥殼體52的彈簧室88中。彈簧室88僅向縱向孔道77敞口并且彈簧室88經(jīng)軸向可移動軸67和縱向孔道77之間的縫隙射流式連接至通道57 ο該縫隙優(yōu)選包括軸向可移動軸67中的縱向槽89。
[0056]螺旋彈簧66的一端與彈簧室88的一端嗤合并且螺旋彈簧66的另一端與軸向可移動軸67后端處的凸緣或加寬段嚙合。
[0057]細長閥殼體52設有燃料進口53用于連接至加壓低閃點液體燃料源60，例如經(jīng)由低閃點液體燃料供給導管62所連接。燃料進口 53經(jīng)導管76連接至閥殼體52中的栗室82。單向閥74(吸進閥)設在導管76內，即，在閥殼體52中或燃料進口 53的上游也就是閥殼體52外側處。單向閥74確保低閃點液體燃料能夠流經(jīng)導管76到達栗室82，而不沿相反方向流動。
[0058]栗活塞80可滑動且密封地容納于細長燃料閥殼體52的第一孔道81中且栗室82在第一孔道81中位于栗活塞80的一側。致動活塞83可滑動且密封地容納于閥殼體52的第二孔道84中且致動室85在第二孔道中位于致動活塞83的一側。栗活塞80連接至致動活塞83以與其動作一致，即，栗活塞80和致動活塞83能夠在其各自的孔道81、84中同步滑動。在本實施方式中栗活塞80和致動活塞83以單個本體實施，然而，注意栗活塞80和致動活塞83能夠為分開的相互連接的本體。致動室85射流式連接至致動液口 92。電子控制閥96控制加壓致動液流向致動液口 92或從致動液口 92流出并從而控制其流向致動室85或從致動室85流出。
[0059]在噴射動作的開始，電子控制單元命令電子控制閥96以允許致動液進入致動室85。致動室85中的加壓致動液對致動活塞83施力，從而產(chǎn)生驅使栗活塞81進入栗室82的力。因此，栗室82中低閃點液體燃料的壓力上升。在實施方式中，致動活塞的直徑大于栗活塞的直徑并由此栗室82內的壓力將相應地高于致動室85內的壓力，并且致動活塞83和栗活塞80的組合起到增壓器的作用。
[0060]一個或多個通道(導管)57將栗室82射流式連接至軸向孔道77并因此連接至閥座69。閥座69面向噴嘴54中的腔室55，并且關閉構件65至少部分地布置在腔室55中。關閉構件65被配置為朝向封閉頂端59移動以得以提起，即進入腔室55中并遠離閥殼體52。在其開啟位處，閥構件從底座69提起從而允許從栗室82流向噴嘴54中的腔室55。當栗室內低閃點液體燃料的壓力超過螺旋彈簧66的力時閥構件得以提起。因而，當栗室82內燃料的壓力超過預定閾值時，閥構件被配置為逆對彈簧66的偏壓而開啟。燃料中的壓力由栗活塞80對栗室82內低閃點液體燃料的施力所致。
[0061]當關閉構件65朝閥座69移動時，關閉構件65被配置為遠離封閉頂端59，即朝向閥殼體52移動。這發(fā)生在低閃點液體燃料內的壓力降低之時，此時栗活塞80不再對栗室82內的燃料施力且螺旋彈簧66對閥構件的閉合力變得大于低閃點液體燃料對閥構件的開啟力。
[0062]當電子控制單元終止噴射動作時，它命令電子控制閥96將致動室85連接至貯槽。栗室82連接至加壓低閃點液體燃料源60并且經(jīng)單向閥74流入的低閃點液體燃料的供料壓力將驅使致動活塞83進入致動室85直到它到達圖6中所示的位置為止并且栗室82被低閃點液體燃料完全填充使得燃料閥50為下一次噴射動作準備就緒。
[0063]縱向孔道77延伸至閥座69并且軸向可移動軸67和縱向孔道77之間的縫隙提供了栗室82和閥座69之間導管的一部分。軸向可移動軸67中的縱向槽78可被用以增大初始孔道77和軸向可移動軸67之間的縫隙，從而為將低閃點液體燃料從通道57輸送至閥座69提供更大的橫斷面積。軸向可移動軸還可以在其碰觸通道57末端的位置處設有直徑減小段64，以便改善低閃點液體燃料的流動狀況。
[0064]縱向孔道77還延伸至彈簧室88以及縱向槽89設在軸向可移動軸67中用于提供與彈簧室88的射流式連接。
[0065]直徑減小段68可設在軸向可移動軸66的端部，在該處其連接至關閉構件65以確保低閃點燃料從縱向孔道77容易并適當?shù)亓魅肭皇?5中。低閃點液體燃料經(jīng)噴嘴孔56離開腔室55。
[0066]電子控制單元ECU通過激活定時和栗活塞82的沖程長度(速率形態(tài))控制氣態(tài)燃料的噴射動作。低閃點液體燃料在一次噴射動作中的噴射量由栗活塞80的沖程長度確定。因此，根據(jù)來自電子控制單元的信號，致動室85中致動油的壓力上升。
[0067]噴射動作終止時，ECU去除來自致動室85的壓力并且栗室82中加壓液體燃料的力致使致動活塞83在第二孔道85中向回推進直到它碰到第二孔道85末端為止且栗室82完全被液體燃料填充，于是燃料閥50為下一次噴射動作準備就緒。
[0068]優(yōu)選地，軸向可移動閥桿67的直徑相較縱向孔道77的直徑小一余量，該余量確保軸向可移動閥桿67能夠在縱向孔道內移動，且低閃點燃料，優(yōu)選為具有不良潤滑性能的低閃點燃料，填充到軸向可移動閥桿67和縱向孔道77之間的縫隙。
[0069]在一實施方式中，可向栗活塞80和孔道81之間的縫隙提供密封油以防止燃料的進入。這種實施方式在燃料是低閃點燃料的情況下特別有意義。
[0070]在一實施方式中，燃料閥設有用于連接至加壓密封液源的密封油進口并設有導管，該導管從密封油進口延伸至第一孔道81用來密封第一孔道78中的栗活塞80。
[0071]雖然本文公開了用于噴射具有低閃點的燃料特別有意義的燃料閥，應當理解，本文所公開的燃料閥同樣適用于其他不具有低閃點的液態(tài)燃料，例如重燃油。
[0072]如權利要求中所用的術語“包括”并不排除其他元件或步驟。如權利要求中所用的術語“一個”并不排除多個的情況。電子控制單元可以實現(xiàn)權利要求中所述的一些裝置的功會K。
[0073]權利要求中所用的參考標記不應解釋為對范圍的限制。
[0074]雖然出于說明目的詳細描述了本發(fā)明，但應當理解，這些詳細說明僅用于說明目的，并且在不背離本發(fā)明范圍的情況下本領域技術人員能夠在其中進行各種變型。
【主權項】
1.一種燃料閥(50)，用于將液體燃料噴入大型低速運行二沖程渦輪增壓自燃式內燃機的燃燒室中，所述燃料閥(50)包括: 具有后端和前端的細長燃料閥殼體(52); 具有封閉頂端(59)和中空內部的噴嘴(54)，所述中空內部形成連接至噴嘴孔(56)的腔室(55)，所述噴嘴(54)設置在所述燃料閥殼體(52)的所述前端； 燃料進口(53)，其在所述細長燃料閥殼體(52)之中用于連接至加壓液體燃料源(60); 在所述細長燃料閥殼體(52)中的致動液口(92); 栗活塞(80)，其接收于所述細長燃料閥殼體(52)中的第一孔道(81)中，并且栗室(82)在所述第一孔道(81)中位于所述栗活塞(80) —側； 致動活塞(83)，其容納于所述閥殼體(52)中的第二孔道(84)中，并且致動室(85)在所述第二孔道(84)中位于所述致動活塞(83)—側，所述栗活塞(80)連接至所述致動活塞(83)以與其動作一致，所述致動室(85)連接至所述致動液口(92); 具有軸向可移動軸(67)的閥構件，所述軸向可移動軸(67)容納于所述細長閥殼體(52)的縱向孔道(77)中，所述閥構件具有關閉位和開啟位，所述軸向可移動軸(67)設有關閉構件(65)，所述關閉構件(65)在所述關閉位時靠在閥座(69)上，所述關閉構件(65)在所述開啟位時從所述閥座(69)提起并且所述軸向可移動軸(67)通過彈簧(66)彈性地朝所述關閉位偏壓， 導管(57)設在所述栗室(82)和所述閥座(69)之間， 所述閥座面向噴嘴(54)中的腔室(55)，以及 所述關閉構件(65)至少部分地布置在所述噴嘴(54)中的所述腔室(55)內。2.根據(jù)權利要求1所述的燃料閥，其中所述關閉構件(65)被配置為朝所述封閉頂端(59)運動以得以提起且所述關閉構件(65)被配置為在所述關閉構件(65)朝所述閥座(69)運動時遠離所述封閉頂端(59)運動。3.根據(jù)權利要求1或2所述的燃料閥，其中所述縱向孔道(77)延伸至所述閥座(69)，并且其中，所述軸向可移動軸(67)和所述縱向孔道(77)之間的縫隙提供了所述栗室(82)和所述閥座(69)之間導管的一部分。4.根據(jù)權利要求1所述的燃料閥，其中所述軸向可移動軸(67)和所述縱向孔道(77)之間的縫隙包括所述軸向可移動軸(67)中的縱向槽(78)。5.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的燃料閥，其中所述栗室(82)和所述閥座(69)之間的所述導管包括所述軸向可移動軸(67)中的一個或多個直徑減小段(64，68)。6.根據(jù)權利要求1-5任一項所述的燃料閥，其中所述栗室(82)和所述閥座(69)之間的所述導管包括一個或多個通道或孔道(57)，所述一個或多個通道或孔道(57)在所述細長閥殼體(52)中從所述栗室(82)延伸至所述縱向孔道(77)。7.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的燃料閥，其中所述閥構件被配置為在所述栗室(82)內燃料的壓力超過預定閾值時逆對所述偏壓而開啟。8.根據(jù)權利要求1-7任一項所述的燃料閥，其中所述栗室(82)具有連接至至少一個通道或孔道(57)的出口以及優(yōu)選經(jīng)由所述細長閥殼體(52)中的單向閥(74)連接至所述燃料進口( 53)的入口，所述單向閥(74)阻止從所述栗室(82)流向所述燃料進口( 53)。9.根據(jù)權利要求1-8任一項所述的燃料閥，其中，所述軸向可移動閥桿(67)的直徑相較所述縱向孔道(77)的直徑小一余量，所述余量確保所述軸向可移動閥桿(67)能夠所述縱向孔道內移動，且低閃點燃料，優(yōu)選為具有不良潤滑性能的低閃點燃料，填充在所述軸向可移動閥桿(67)和所述縱向孔道(77)之間的縫隙。10.根據(jù)權利要求1-9任一項所述的燃料閥(50)，其中所述彈簧(66)為螺旋線彈簧容納于所述細長閥殼體(52)中的彈簧室(88)中，所述彈簧室(88)僅向所述縱向孔道(77)敞口并且所述彈簧室經(jīng)由所述軸向可移動軸(67)和所述縱向孔道(77)間的縫隙射流式連接至所述至少一個孔道或通道(57)，所述縫隙優(yōu)選包括所述軸向可移動軸(67)中的縱向槽(89)。11.根據(jù)權利要求1-10任一項所述的燃料閥(50)，還包括冷卻液進口和冷卻液出口以及冷卻液流路，用于冷卻所述燃料噴射閥(50)，特別是所述燃料閥(50)最靠近所述前端的部分。12.根據(jù)前述權利要求1-11任一項所述的燃料閥(50)，還包括選擇性允許從所述栗室(82)流向所述燃料進口( 53)以清洗所述燃料閥(50)的裝置。13.—種大型低速運行二沖程渦輪增壓自燃式內燃機(I)，其包括根據(jù)前述權利要求任一項所述的燃料閥(50)。14.根據(jù)權利要求13所述的內燃機，其中通向所述燃料進口(53)的導管(62)包括雙壁管道，具有輸送所述低閃點燃料的內腔和開孔通風并連接至用于檢測揮發(fā)性烴的傳感器(63)的外腔。
【文檔編號】F02M61/10GK105986948SQ201610146200
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】P·哈根
【申請人】曼柴油機歐洲股份公司曼柴油機德國分公司