双燃料内燃发动机的燃料喷射器和双燃料内燃发动机

摘要

本发明涉及双燃料内燃发动机的燃料喷射器和双燃料内燃发动机。一种双燃料内燃发动机的燃料喷射器，其设计成以便将燃料供给到双燃料内燃发动机的气缸的燃烧室，具有主体，具有在主体的针引导部中可移动地被引导的喷嘴针，具有可经由孔口联接到气缸的燃烧室的由主体限定的针燃料室，其中孔口在喷嘴针的第一位置中开放并在喷嘴针的第二位置中封闭，其中联接到针燃料室的第一管线引入到主体中，其中燃料可经由第一管线引入到针燃料室中，且其中与第一管线分离的第二管线引入到主体中，第二管线一方面联接到针引导部且另一方面联接到燃料喷射器的控制阀的控制室，其中燃料可经由第二管线作为阻隔流体而供给到针引导部并作为工作流体而供给到控制室。

说明书

技术领域

本发明涉及一种双燃料内燃发动机的燃料喷射器。此外，本发明涉及一种双燃料内燃发动机。

在此提出的本发明特别地涉及其气缸具有至少140 mm、特别地至少175 mm的活塞直径的所谓的大型发动机或大型内燃发动机的领域。这样的大型内燃发动机是例如船用发动机。

背景技术

已经获知作为船用发动机的双燃料内燃发动机。从实践获知的双燃料内燃发动机可在其中双燃料内燃发动机使液体燃料燃烧的第一操作模式下和在其中双燃料内燃发动机使气态燃料或另一液体燃料燃烧的第二操作模式下操作。

从DE 10 2017 123 315 A1获知具有双燃料喷射器的双燃料内燃发动机。每种燃料经由单独的燃料泵来沿双燃料喷射器的方向递送。此外，存在单独的密封及润滑油系统。

发明内容

从这点出发，本发明基于创造双燃料内燃发动机的新型的燃料喷射器和具有这样的燃料喷射器的双燃料内燃发动机的目标。

该目标通过根据权利要求1的燃料喷射器而解决。

燃料喷射器设计成以便将液体燃料供给到双燃料内燃发动机的气缸的燃烧室。燃料喷射器包括：主体；喷嘴针，其在主体的针引导部中可移动地被引导；以及由主体限定的针燃料室，针燃料室可经由孔口来联接到燃烧室，其中，孔口在喷嘴针的第一位置中开放，并且在喷嘴针的第二位置中封闭。

在燃料喷射器的主体中引入联接到针燃料室的第一管线，其中，液体燃料可经由第一管线来引入到针燃料室中。

此外，与第一管线分离的第二管线引入到燃料喷射器的主体中，第二管线一方面联接到针引导部，并且另一方面联接到燃料喷射器的控制阀的控制室，其中，液体燃料可经由第二管线来作为阻隔流体而供给到针引导部并且作为工作流体而供给到控制室。

根据本发明的燃料喷射器允许燃料特别有利地喷射到使液体燃料燃烧的双燃料内燃发动机的相应的气缸的燃烧室中。在双燃料内燃发动机的操作模式下，燃料可经由燃料喷射器来喷射到相应的气缸的燃烧室中，其中，在该操作模式下，优选地，将在另一操作模式下引入到相应的气缸的相应的燃烧室中的另一燃料充当阻隔流体和工作流体。这允许燃料喷射器的特别简单的构造。

根据进一步的改进，燃料喷射器是双燃料喷射器，其中，在双燃料内燃发动机的第一操作模式下，相对地可燃的燃料可各自供给到第一管线和第二管线，并且其中，在双燃料内燃发动机的第二操作模式下，第一燃料可供给到第二管线，并且，相对地几乎不可燃的第二燃料可供给到第一管线。这样的双燃料喷射器是特别优选的，并且允许双燃料内燃发动机的特别简单的构造。

根据本发明的进一步改进，第二管线经由节流部来联接到控制阀的控制室。这是优选的，以便将相应的燃料供给到控制阀的控制室。

根据本发明的双燃料内燃发动机在权利要求6中限定。

附图说明

本发明的优选的进一步改进从从属权利要求和以下描述获得。本发明的示例性实施例通过附图的方式更详细地解释，而不限制于该附图。在此，附图示出：

图1：具有双燃料内燃发动机的船舶推进系统的图；

图2：气缸的区域中的来自双燃料内燃发动机的选取部；

图3：通过双燃料内燃发动机的燃料喷射器的横截面。

具体实施方式

图1以高度地示意性的方式示出船舶推进系统10，船舶推进系统10包括具有多个气缸12的双燃料内燃发动机11。

在气缸12中，使燃料燃烧，即，在双燃料内燃发动机11的第一操作模式下，使第一液体燃料燃烧，并且，在双燃料内燃发动机11的第二操作模式下，使第二液体燃料燃烧。在相应的燃料的燃烧期间，双燃料内燃发动机11生成驱动功率，该驱动功率在图1中利用，以便驱动发电机13。在发电机13中，生成用来驱动船舶推进器14的电能。

此外，图1示出双燃料内燃发动机11的燃料供应系统15。图2、图3示出燃料供应系统15的另外的组件。通过燃料供应系统15的方式，相应的液体燃料可在双燃料内燃发动机11的相应的操作模式下供给到双燃料内燃发动机11的气缸12。双燃料内燃发动机11的燃料供应系统15包括主喷射系统和先导喷射系统。

通过主喷射系统(其针对每个气缸12而包括至少一个主喷射器16(参见图2、图3))的方式，相对地可燃的第一液体燃料可在第一操作模式下供给到气缸12，并且，相对地几乎不可燃的第二液体燃料可在第二操作模式下供给到气缸12。通过该主喷射器16的方式，第一液体燃料可在第一操作模式下喷射到相应的气缸12中，并且，第二液体燃料可在第二操作模式下喷射到气缸12中。尽管出于成本原因而优选的是，经由同一主喷射器16在第一操作模式下将第一液体燃料喷射到双燃料内燃发动机的相应的气缸12中并且在第二操作模式下将第二液体燃料喷射到相应的气缸12中，但是备选地也有可能每个气缸12具有用于两种液体燃料中的每种的单独的主喷射器。

如下的所示出的实施例是优选的：其中，同一主喷射器16在第一操作模式下用于将第一液体燃料喷射到气缸中，并且在第二操作模式下用于将第二液体燃料喷射到气缸中。

根据图2，相应的液体燃料可经由主泵17来供给到相应的主喷射器16，主泵17因此沿相应的主喷射器16的方向在第一操作模式下递送第一液体燃料并且在第二操作模式下递送第二液体燃料。

图1示出用于保持第一液体燃料的第一燃料罐18和用于保持第二液体燃料的第二燃料罐19。第一燃料罐18可经由第一燃料管线20来联接到主泵17，并且，第二燃料罐19可经由第二燃料管线21来联接到主泵17，即，第一燃料罐18和第二燃料罐19通过梭阀22的方式联接到主泵17。

在第一操作模式下，梭阀22使第一燃料罐18或第一燃料管线20联接到主喷射系统的主泵17，以便将第一燃料18供给到双燃料内燃发动机11的气缸12。在该第一操作模式下，梭阀22使第二燃料罐19与主喷射系统的主泵17分离。

在第二操作模式下，相比之下，梭阀22呈现如下的切换位置：其中，第二燃料罐19经由第二燃料管线21来联接到主喷射系统的主泵17，以便在第二操作模式下将第二燃料供给到双燃料内燃发动机11的气缸12。在该第二操作模式下，第一燃料罐18于是与主喷射系统的主泵17分离。

如已经解释的，第一液体燃料相对地可燃，并且，第二液体燃料相对地几乎不可燃。为了在相应的气缸12的区域中在第二操作模式下点燃第二液体燃料，双燃料内燃发动机包括先导喷射系统，先导喷射系统包括用于每个气缸12的至少一个先导喷射器23。

通过先导喷射系统的方式，用于点燃第二液体燃料的第一液体燃料可在第二操作模式下供给到内燃发动机的气缸12。因此，除了用于每个气缸12的至少一个先导喷射器23之外，先导喷射系统还包括先导泵24，在第二操作模式下，相应的先导喷射器23可经由先导泵24来被供应以发源于第一燃料罐18的第一液体燃料。另外的燃料管线40从第一燃料罐18沿气缸12的方向延伸，其中，先导泵24连接到该另外的燃料管线40中。

如从图2显而易见的，在双燃料内燃发动机11的情况下，主喷射系统和先导喷射系统联接，即，以如下的方式联接：使得在第二操作模式下，发源于先导喷射系统(其针对每个气缸12而包括先导泵24和至少一个先导喷射器23)的第一液体燃料可供给到主喷射系统的相应的主喷射器16，其中，第一液体燃料在第二操作模式下在相应的主喷射器16的区域中充当工作流体并且充当阻隔流体。因而，图2示出分支管线25，分支管线25在相应的先导喷射器23的上游从先导喷射系统分支，并且导引至相应的气缸12的主喷射系统的相应的主喷射器16，并且在相应的主喷射器16的区域中通到主喷射系统中。沿先导喷射系统的递送方向查看，分支管线25在先导泵24的下游并且在相应的先导喷射器23的上游从先导喷射系统分支，以便在第二操作模式下将第一液体燃料作为工作流体和阻隔流体而供给到主喷射系统的相应的主喷射器16。

在第二操作模式下，在从先导喷射系统导引至主喷射系统的相应的分支管线25中，存在比相应的主喷射器16的区域中的压力更大(优选地大所限定的压力偏移)的压力。通过此方式，在第二操作模式下确保第一液体燃料可始终可靠地供给到相应的主喷射器16。

在图2中，减压器26集成于那里示出的分支管线25中。减压器26将位于减压器26的下游的相应的分支管线25中的压力限制于所限定的水平。

相对地可燃的第一液体燃料优选地是具有处于100 µm与300 µm之间、优选地处于100 µm与200 µm之间的润滑性WSD的液体燃料。相对地几乎不可燃的第二液体燃料优选地是具有处于300 µm与820 µm之间、优选地处于400 µm与820 µm之间的润滑性WSD的液体燃料。第一液体燃料优选地是柴油燃料。第二液体燃料优选地是乙醇或甲醇。

在双燃料内燃发动机11(其在两种操作模式下各自使液体燃料燃烧)中，第一液体燃料在第二操作模式下一方面用来点燃第二液体燃料，并且另一方面充当相应的主喷射器16的区域中的工作流体和阻隔流体。因此，在第二操作模式下，相应的气缸12的主喷射器16和先导喷射器23一方面将第一液体燃料作为经由相应的先导喷射器23引入到相应的气缸12中的点燃流体而利用，并且另一方面将第一液体燃料作为相应的气缸12的主喷射器16的区域中的工作流体和阻隔流体而利用。

图3示出通过根据在此提出的本发明而设计的双燃料内燃发动机11的主喷射器16的示意性横截面。

燃料喷射器16包括优选地多部分的主体27、喷嘴针28以及控制阀29。

喷嘴针28在主体27的针引导部30中可移动地被引导。主体27限定针燃料室31。该针燃料室31可经由孔口32来联接到相应的气缸12的燃烧室33。在喷嘴针28的位置中，喷嘴针28使孔口32封闭，而在喷嘴针28的第二位置中，喷嘴针28使孔口32开放。

在主体27中引入第一管线34。燃料可经由该第一管线34来供给到针燃料室31。

在所示出的示例性实施例(其在主喷射器16的情况下为双燃料内燃发动机11的双燃料喷射器)中，发源于第一燃料罐18的相对地可燃的第一燃料可经由第一管线34在双燃料内燃发动机11的第一操作模式下经由主泵17来供给到主喷射器16的针燃料室31。在双燃料内燃发动机11的第二操作模式下，发源于第二燃料罐19的相对地几乎不可燃的燃料可经由第一管线34、经由主泵17来供给到主喷射器16的针燃料室31。如上文中所解释的，在这点上，梭阀22呈现相应的切换位置。

除了第一管线34之外，与第一管线34分离的第二管线35也引入到主体27中。通过该第二管线35的方式，第一燃料可一方面供给到针引导部30并且另一方面供给到主喷射器16的控制阀29的控制室36(即，在双燃料内燃发动机11的第二操作模式下)。发源于先导喷射系统的第一燃料可经由图2中所示出的分支管线25来沿主喷射器16的方向(即，沿主喷射器16的第二管线35的方向)供给，分支管线25在先导泵24的下游并且在先导喷射器23的上游从第一燃料分支。经由第二管线35来供给到针引导部30的第一燃料在那里充当阻隔流体。经由第一管线35来供给到控制阀29的控制室36的该第一燃料在那里充当工作流体。充当工作流体的该燃料可经由导引至控制室36的节流部37来供给到控制室36。

如已经在上文中结合图2而解释的，分支管线25中的压力以及因而第二管线35中的压力大于第一管线34中的压力。因此，可经由针引导部30的区域中的阻隔流体来提供特别有利的阻隔效果。

因此，在根据本发明的燃料喷射器中经由第二管线35来引导的燃料一方面充当阻隔流体，并且另一方面充当工作流体。这使得燃料喷射器16和包括燃料喷射器16的双燃料内燃发动机11的特别简单的构造是可能的。在其中第二燃料在气缸12中燃烧的第二操作模式下，将燃烧的第二燃料与充当阻隔流体和工作流体的第一燃料之间的简单分离是可能的。

根据图3，针引导部30定位于针燃料室31与控制阀29的控制室36之间。

弹簧室38定位于针引导部30与控制室36之间，弹簧39接纳于弹簧室38中，弹簧39将喷嘴针28按压到第二位置中。

这特别地适用于其气缸具有至少140 mm、特别地至少175 mm的活塞直径的所谓的大型发动机或大型内燃发动机的领域。这样的大型内燃发动机是例如船用发动机。在本发明中，这些发动机体现为双燃料内燃发动机。

参考列表

10 船舶推进系统

11 双燃料内燃发动机

12 气缸

13 发电机

14 船舶推进器

15 燃料供应系统

16 主喷射器

17 主泵

18 燃料罐

19 燃料罐

20 燃料管线

21 燃料管线

22 梭阀

23 先导喷射器

24 先导泵

25 分支管线

26 减压器

27 主体

28 喷嘴针

29 控制阀

30 针引导部

31 针燃料室

32 孔口

33 燃烧室

34 管线

35 管线

36 控制室

37 节流部

38 弹簧室

39 弹簧

40 燃料管线。