[发明专利]内燃机与用于在内燃机中构建和喷射WIF的WIF构建和喷射泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机，特别是一种大型双冲程燃烧式发动机，例如十字头单流型的大型双冲程柴油发动机。本发明进一步涉及一种用于此类发动机的WIF构建和喷射泵，其中WIF表示含水乳化燃料。

背景技术

在常规的例如在船舶上使用的大型双冲程柴油发动机中，使用重油作为燃料。为了减少NO_X的排放，例如通过冷却输入的空气或通过给输入空气注水或者通过冷却再循环的废气或通过给再循环废气注水而做出降低马达中的燃烧温度的尝试。

另一种方法是将水混合到燃料例如柴油、天然气或重油中。为此，从德国专利申请DE 41 00 832 A1中已知在混合室中混合水和燃料并随后将由此构建的含水乳化燃料(WIF)喷射到燃烧室中。

此外，从德国专利申请DE 198 12 011 A1中已知通过喷嘴在内燃机中喷射WIF。WIF在喷射室中的喷嘴处构建。WIF喷嘴的喷射室被连接至高压燃料供给管线并且通过供水管线与水增压装置的水室相连。水和燃料在用于WIF的喷射室中混合。

水增压装置的水室由气缸中被可往复地驱动的活塞限定。燃料供给管线中的燃料压力被用于驱动活塞。为此，燃料供给管线通过通道和控制阀的设置被连接至燃料室，水增压装置的活塞的扩大直径部被可往复地接收在燃料室中。根据燃料压力通过通道和控制阀的设置是被引导至活塞的扩大直径部的前侧还是后侧，水室被注入低压水或者水室中已有的水被排放。在水室中的水与送入水室和燃料室之间的环室中的燃料的交界处，水和燃料存在一定程度的混合。但是，这仅是少量的WIF，并且与向其供给从水室排放的水的喷嘴处的喷射室中的水和燃料的混合相比没有什么可比性。

但是，对水增压装置和燃料喷射器计时以使得在燃料室被注入高压燃料时始终有水被送入燃料室中是一项复杂且困难的任务。

发明内容

本发明的目标是利用简单和低成本的结构以WIF中水/燃料比的可接受的精度在内燃机特别是上述类型的内燃机的燃料供给通道中构建含水乳化燃料。

该目标通过根据本发明的WIF构建和喷射泵以及装有根据本发明的WIF构建和喷射泵的内燃机实现。

用于在内燃机特别是大型双冲程发动机中构建和喷射含水乳化燃料(WIF)的WIF构建和喷射泵，具有：燃料室，所述燃料室由设置为能够在燃料气缸中被可往复地驱动的燃料活塞限定，并且设有燃料输入管以用于在燃料抽吸时段期间将燃料室连接至燃料源特别是燃料供给泵，并且设有燃料输出管以用于在燃料排放时段期间将燃料室连接至燃料释放装置特别是发动机的喷射阀；水室，所述水室由设置为能够在水气缸中被可往复地驱动的水活塞限定，并且设有水输入管以用于在水抽吸时段期间将水室连接至水源特别是水供给泵；以及从水室引出的水输出管，其特征在于：水输出管从水室通入燃料室或通入燃料输入管，以使得在水排放时段期间，燃料室可以注入来自水室的水，其中水气缸和水活塞被设置为与燃料气缸和燃料活塞同轴且优选地被设置在燃料活塞的前端的前方，并且其中水活塞由燃料活塞驱动。

内燃机，特别是大型双冲程发动机，具有根据本发明所述的WIF构建和喷射泵，特别是被形成为喷射阀附近的高压泵或增压装置的WIF构建和喷射泵。

根据本发明，提出了一种用于构建含水乳化燃料(WIF)的WIF构建和喷射泵，所述WIF构建和喷射泵在内燃机特别是大型双冲程发动机就像十字头单流型发动机例如柴油发动机中被安装在或可安装在燃料供给侧。

WIF构建和喷射泵通常具有与例如根据以上引用的DE 41 00 832A1而公知的双级喷射泵或具有两个压力室的增压泵相类似的构造。但是，根据本发明，WIF的构建是在喷射泵或增压装置中也就是在邻近喷射阀的高压燃料泵中完成。有利的是通向高压燃料泵的管路未被注入乳化燃料。这样就能实现在乳化混合燃料和单纯燃料之间的快速切换。这在“停机”的情况下也是有利的，原因是通向高压燃料泵的管路将不注入蒸汽。应该理解本发明并不局限于WIF，而是也可以被用于将不同于水的辅助液体例如富含乳化剂的水混合到燃料中。