[發明專利]用于大型渦輪增壓二沖程柴油發動機的燃料閥

有效

• 申請號: 201210218518.3
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102852686A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 約翰斯·弗拉爾波;麥可爾·薩姆斯伯格
• 申請（專利權）人: 曼柴油機歐洲股份公司曼柴油機德國分公司
• 主分類號: F02M61/10
• 分類號: F02M61/10;F02M47/02;F02M51/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;經志強

技術領域

本發明涉及用于大型渦輪增壓二沖程柴油發動機的燃料閥，特別涉及用于具有十字頭的大型渦輪增壓流入式二沖程柴油發動機的電子控制的燃料閥。

背景技術

典型地，具有十字頭的大型渦輪增壓二沖程柴油發動機用作例如集裝箱貨船的大型遠洋船舶中或發電廠中的原動機。

典型地，這些發動機配備有布置在各汽缸蓋中的兩個或三個燃料閥。燃料閥配備有彈簧偏置的可軸向移動的閥針，所述閥針充當可移動的閥構件。當燃料（典型地，重燃料油）的壓力超過預設壓力（典型地，350Bar）時，可軸向移動的閥針從其閥座被升起，且允許燃料通過在燃料閥前方的噴嘴流入燃燒室中。

傳統的噴嘴具有縱軸線，該縱軸線布置成大致與發動機的汽缸中的活塞的運動方向成10至15度的角度，且噴嘴配備有中心孔以及多個噴嘴孔，多個噴嘴孔引導燃料離開汽缸壁并進入燃燒室。典型地，在由增壓空氣流入而提供噴射時在燃燒室中的空氣中存在漩渦。多數噴嘴孔旨在噴射具有漩渦流的燃料，盡管一些孔可以旨在逆漩渦流噴射燃料。

一種已知的這類燃料閥為MAN?Diesel的滑動燃料閥，該燃料閥具有使殘余燃料的針閥壓力室體積（sac?volume）最小化的設計。該已知的燃料閥具有兩個位置：在使用中隨著所有的噴嘴孔打開或閉合。可軸向移動的閥針的位置由位于上述可軸向移動的閥針上方的閥殼體中的壓力室控制。壓力室通過節流連接部永久地連接至高壓流體源，且通過可閉合的節流連接部連接至排出道（drain）。這種結構導致閥打開期間的大量的排出損失，且導致燃料閥的閉合和打開速度相對較慢。用于控制針閥的高壓流體為燃料油。

對降低排放和改進比燃料消耗率（SFC）的持續需求需要進一步開發燃料噴射系統。改進的精度以及更快的打開和閉合運動為關鍵因素。

在用于具有十字頭的大型二沖程單向流（uniflow）式柴油發動機的傳統燃料閥中，通過布置在燃料閥殼體中的壓力室來控制燃料閥的閥針的打開和閉合，其中，燃料閥殼體位于閥針與噴嘴相對的端部。閥針可滑動地且密封地容納在燃料閥殼體中的孔中，其中燃料閥殼體具有壓力室，所述壓力室形成所述孔的端部。壓力室中的壓力由連接至高壓流體入口的節流連接部和連接至箱口的另一節流連接部控制。連接至箱口的連接部可以由電子控制的電磁閥打開和閉合，該電磁閥典型為電磁線圈控制的球閥。連接至箱的節流連接部受到的限制比連接至燃料口的節流連接部受到的限制更少，且由此當電磁閥打開所述連接至箱口的連接部時，壓力室中的壓力下降。

當電磁閥閉合時，壓力室中的壓力升高，直至其達到燃料入口中的壓力。由壓力室與燃料入口之間的壓力差和二者之間的連接部中的限制尺寸來確定壓力室中的壓力上升的速度。

當電磁閥打開時，壓力室中的壓力下降，直至達到平衡，該平衡是由連接至箱口的連接部中的限制尺寸與連接至燃料口的連接部中的限制尺寸之間的比值確定的。由這兩個限制尺寸之間的該平衡來確定壓力室中的壓力下降的速度。

因此，由所述限制來確定閥針打開和閉合的速度，且閥針的打開和閉合運動都固有地慢于所期望的速度。

在燃料噴射事件期間，電磁閥是打開的。當電磁閥打開時，經過受限制的連接部的流動代表大滲漏流動，且與該滲漏流動相關的能量損失是相當大的，這是因為燃料入口處的壓力非常高，通常為300bar或更高。

當前對更低的排放和改進的比燃料消耗率（SFC）的需求需要燃料閥更快地反應，并且需要降低通過滲漏油而損失的能量。

發明內容

在此背景下，本發明的目的在于，提供一種燃料閥，該燃料閥可以至少部分地滿足上述要求，且至少部分地克服上述缺點。

本發明限定了一種用于將燃料噴射到大型二沖程柴油發動機的燃燒室中的燃料閥，其具有：與閥座配合的、彈性偏置且可軸向移動的閥針；連接至閉合室的電子控制導向閥，其用于將該閥針驅動至其閥座，以用于選擇性地、例如非此即彼地將閉合室連接至箱口或燃料入口。