[发明专利]大型柴油机的燃料喷射阀以及大型柴油机

说明书

本发明涉及大型柴油机的燃料喷射阀以及大型柴油机。燃料喷射阀具有喷嘴头、燃料管、喷嘴阀针、第一阀座能移动的致动活塞以及控制室，其中，设置有能经由能闭合的流动连接部连接到控制室的中间室，其中，致动活塞的端部被设计为封闭体，当致动活塞处于第一位置时，封闭体关闭控制室和中间室之间的流动连接部，其中，设置有能闭合的开节流孔，中间室能利用开节流孔连接到用于燃料的出口，其中，设置有将控制室连接到燃料管的第一关节流孔，其中，设置有将中间室连接到燃料管的第二关节流孔，并且其中，第二关节流孔的直径小于第一关节流孔的直径。

技术领域

本发明涉及大型柴油机的燃料喷射阀以及大型柴油机。

背景技术

大型柴油机(诸如纵向扫气式二冲程大型柴油机)通常被用作船舶的驱动单元或甚至用于固定操作，例如，以驱动用于产生电能的大型发电机。发动机通常以连续操作运行相当长的时间段，这对操作安全性和可用性提出了高要求。因此，特别长的维护间隔、低磨损和操作材料的经济操纵对操作者来说是核心标准。大型柴油机通常具有内径(缸径)至少为200mm的气缸。如今，使用缸径高达960mm或甚至更大的大型柴油机。

多年来，废气质量也已成为重要性日益增加的重要方面。因此，特别地，在二冲程大型柴油机中，经典重油的燃烧(重油被污染物重度污染)还有柴油或其他燃料的燃烧变得越来越有问题，因为符合排放阈值变得越来越困难，技术上更复杂从而更昂贵，或者符合阈值不再是意义层面上可能的。

因此，在实践中，长期以来需要可用至少两种不同燃料操作的发动机。例如，这些可以是两种不同的液体燃料，或者也可以是液体燃料和气态燃料。这些发动机通常被称为多燃料发动机，并且可在操作期间从一种燃料切换成另一种燃料。除了重油、船用柴油和柴油之外，能另选地可在多燃料大型柴油机中燃烧的已知液体或气态燃料还包括特别地诸如甲醇或乙醇这样的醇类、天然气(液体或气态状态)或乳状液或悬浮液。

例如，这里可提到被称为MSAR(多相超细雾化残留物)的乳状液。这些乳状液本质上是用特殊工艺生产的重碳氢化合物(例如，沥青、重油等)和水的乳状液。另一个示例是也被用作大型柴油机的燃料的悬浮液(例如来自煤尘和水)。

多燃料发动机的特殊类型是可用两种不同燃料进行操作的通常被称为“双燃料发动机”的发动机。在气体模式下，气体(例如，诸如LNG(液化天然气)这样的天然气)燃烧，而在液体模式下，诸如柴油或重油这样的合适液体燃料可在同一发动机中燃烧。

在本申请的框架内，术语“大型柴油机”还指的是多燃料大型发动机、双燃料发动机和可不仅以狄塞尔操作而且可以奥托操作或者以这二者的混合形式进行操作的那些大型发动机，狄塞尔操作的特征在于燃料自燃，而奥托操作的特征在于燃料被火花点燃。术语“大型柴油机”还包括可另选地用至少两种不同燃料进行操作的这些大型发动机，其中，这些不同燃料中的至少一种适于以狄塞尔操作操作柴油机。

现代大型柴油机通常是完全受电子控制的，通常包括具有燃料蓄压器的用于燃料喷射的共轨系统，蓄压器用于向气缸供应诸如重油或柴油的燃料。为每个气缸设置至少一个燃料喷射阀，以将燃料喷射到相应气缸的燃烧室中。通常为每个气缸设置多个燃料喷射阀，例如，两个或三个。每个燃料阀连接于蓄压器并包括喷嘴主体和喷嘴头，喷嘴头通常伸入气缸的燃烧室中。也被称为雾化器的喷嘴头通常包括多个喷嘴孔，燃料通过这些喷嘴孔被喷射到燃烧室中。为了开始或终止喷射过程，在燃料喷射阀中设置可移动阀针，阀针按打开或关闭通向喷嘴孔的通道这样的方式与阀座相配合。为了开始喷射过程，喷嘴阀针抵抗弹簧力按冲程被抬离阀座，使得处于喷射压力下的燃料可流向喷嘴孔。为了终止喷射过程，使喷嘴阀针与阀座密封接触，使得通向喷嘴孔的通道被关闭。

该喷射过程受电子控制，例如通过向电磁控制阀施加电流，进而使燃料喷射阀的喷嘴阀针进行对应的冲程移动。当喷射完成时，弹簧的力和致动活塞的力将喷嘴阀针推回以与阀座密封接触。

图1以截面图示出了已知的燃料喷射阀，可用该燃料喷射阀将液体和自燃燃料(即，例如，重油或柴油)引入到大型柴油机的气缸的燃烧室中。