[發(fā)明專利]用于內燃機的燃料噴射系統(tǒng)、噴射燃料的方法以及內燃機

無效

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• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102996260A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 埃德溫·富拉格;利夫·克尼普斯特羅姆
• 申請（專利權）人: 瓦錫蘭瑞士公司
• 主分類號: F02D1/12
• 分類號: F02D1/12
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;王小東

技術領域

本發(fā)明涉及用于將燃料噴射到往復式內燃機的汽缸中的燃料噴射系統(tǒng)、用于噴射燃料的方法以及內燃機，該內燃機尤其是二沖程大型柴油機。

背景技術

大型柴油機常常用作船用動力單元或者也用于定點作業(yè)，例如用于驅動大型發(fā)電機以產生電力。這里，通常發(fā)動機在相當長的一段時間內處于恒定運轉，這對運轉可靠性和可用性提出高要求。為此，對于操作員來說，維護之間的長間隔、低磨損度，尤其是燃料和工作材料的經(jīng)濟使用對于機器的運轉來說是中心標準。因而，除了其它方面以外，改善發(fā)動機的運轉特性，減少排放以及減少燃料消耗量始終是挑戰(zhàn)性話題。

關于內燃機（例如大型二沖程柴油機）的運轉狀態(tài)，燃料僅在整個工作循環(huán)的窄的曲柄角度范圍內被噴射。當然，對于其他類型的內燃機（例如對于四沖程內燃機）同樣如此。燃料噴射必須被精確控制以具有恰當?shù)膰娚溟_始和恰當?shù)某掷m(xù)時間，以便適當?shù)乜刂评鐒恿Α⒆畲笃讐毫σ约坝绕涫怯泻ξ镔|的排放。更嚴格的排放要求使對具有更精確控制的更靈活的燃料噴射系統(tǒng)的需要漸增。

當今，共軌式燃料噴射系統(tǒng)通常用在柴油機上。關于如圖1a和圖1b示例性示出的這種眾所周知的燃料噴射系統(tǒng)1’，存在直接發(fā)動機驅動的高壓燃料泵6’，從而將燃料2’輸送到燃料共軌空間10’，即，所謂的共軌10’。燃料輸送到軌10’通常通過基于來自共軌10’中的壓力傳感器的反饋使燃料進入到泵6’節(jié)流來控制。

請注意，本說明書中，帶有引號的附圖標記始終與現(xiàn)有技術中已知的示例有關，如圖1a、圖1b和圖1c所示。引用根據(jù)本發(fā)明的實施方式的特征的附圖標記，如分別由圖2a和圖2b示例性示出的，不帶有引號。

燃料油泵6’通常與若干擺動柱塞一起工作，從而將燃料2’泵送到燃料油軌10’。泵6’具有輥子600’，該輥子跟隨凸輪601’運動，從而給予柱塞擺動。當來自低壓燃料系統(tǒng)的新燃料2’被填充到燃料泵室時，泵6’具有填充沖程（下行沖程），并且當燃料2’被壓出到高壓共軌10’時，泵6’具有輸送沖程（上行沖程）。止回閥602’防止燃料2’在返回沖程期間（也就是說，在柱塞的填充沖程期間）從高壓系統(tǒng)回流到低壓系統(tǒng)。

對于不同的柱塞，輸送通常不因噴射事件而被分階段，但是高壓共軌空間10’的尺寸確定成足夠大以防止一定程度而不是足夠程度的高壓波動。因此，基于軌壓反饋并且不基于當進入內燃機的不同汽缸3’的噴射事件發(fā)生時的反饋完全控制泵6’。進入汽缸本身的噴射由電子控制單元CU’控制，其中噴射控制單元CU’直接位于燃料軌10’處或噴射器4’本身中。

如從圖1a或圖1b分別可見的，燃料噴射器4’通常借助于高壓管5’連接到共軌10’。燃料噴射的開始和結束通常由包括在噴射器4’內的螺線管控制。燃料2’在給定高壓PH’下保存在軌空間10’中，其中燃料軌空間10’設計成具有相對大的燃料空間以便在噴射事件期間不具有太高的壓降。將燃料2’的壓力從低壓PL’升高到高壓PH’并且在高壓PH’下將燃料2’輸送到共軌10’的燃料泵6’的控制通常基于來自軌壓力信號的反饋，以便將平均高壓PH’保持在恰當?shù)膲毫Ψ秶鷥取?/p>

將燃料2’噴射到汽缸3’中因此受噴射器控制單元CU’控制，其中，除由圖1a呈現(xiàn)的以外，根據(jù)圖1b的已知的噴射系統(tǒng)1’還包括空間噴射控制VIC’，從而允許與根據(jù)圖1a的更簡單的噴射系統(tǒng)1’相比更精確的燃料噴射定時和劑量。

然而，如由圖1c可見，該圖1c示出了以巴給出的共軌壓力變化與以度給出的曲柄角’的相關性，如分別根據(jù)圖1a或圖1b的已知燃料噴射系統(tǒng)1’中所測的，在將燃料2’噴射到汽缸3’期間在共軌存儲器10’中存在顯著壓降，這是因為泵6’的控制不能解決由于噴射事件造成的非常高頻的壓力變化。

發(fā)明內容

因此，本發(fā)明的目的在于提出一種改進的燃料噴射系統(tǒng)，其中與已知的現(xiàn)有技術系統(tǒng)相比，高壓的變化被顯著降低，并且同時，燃料噴射能被更精確地控制，從而能夠實現(xiàn)減少的燃料消耗量并且顯著減少有害物質的排放。

因此，本發(fā)明涉及用于將燃料噴射到往復式內燃機（尤其是二沖程大型柴油機）的汽缸中的燃料噴射系統(tǒng)。所述燃料噴射系統(tǒng)包括燃料噴射器，該燃料噴射器包括用于控制燃料到所述汽缸的噴射的噴射器控制裝置。所述燃料噴射器借助于高壓管流體地連接到壓力放大器的出口，并且所述壓力放大器具有用于接收在低入口壓力下提供的燃料的入口并且將該低入口壓力的燃料轉化成在所述壓力放大器的所述出口處提供的高出口壓力。根據(jù)本發(fā)明，所述壓力放大器被連接到在中間壓力下提供的液壓伺服油并且由該液壓伺服油驅動，所述中間壓力高于所述低入口壓力并且低于所述高出口壓力。