[發明專利]供氣體操作的內燃活塞式發動機用的燃料系統

有效

• 申請號: 201480004860.0
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN105189980B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: D·杰伊
• 申請（專利權）人: 瓦錫蘭芬蘭有限公司
• 主分類號: F02D19/06
• 分類號: F02D19/06;F02M63/02;F02M43/04;F02D19/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 王小東

技術領域

本發明涉及一種供氣體操作的內燃活塞式發動機用的燃料系統，該燃料系統包括氣態燃料供給系統、第一液體燃料供給系統和第二液體燃料供給系統以及數個用于將液體燃料引入發動機的燃燒室的第一燃料進入系統和數個用于將液體燃料引入燃燒室的第二燃料進入系統，所述第一燃料進入系統屬于并且連接于所述第一液體燃料供給系統，所述第二燃料進入系統屬于并且連接于所述第二液體燃料供給系統。

背景技術

氣體被用來增強內燃活塞式發動機中燃料的濃度。特別是，天然氣由于其可獲取性和較低的廢氣排放而被廣泛使用。

典型地，作為活塞發動機中的主要燃料的氣態燃料被輸送至發動機的燃燒室而與空氣混合，從而使氣體壓力不需要太高。該氣體通過噴入非常少量的點火燃料而被點燃，所述點火燃料也被稱作引燃燃料，其由于燃燒室內存在的工況而被點燃，進而又點燃前述氣態燃料。在此情況下，就氣態燃料而言，發動機根據奧拓進程運行。一般來說，所述點火燃料為液體燃料，并使用共軌燃料噴射系統進行噴射，該噴射系統使用輕燃料油(LFO)或船用燃油(MFO)。所述共軌燃料噴射系統是具有優點的，這是因為它可以使點燃過程得到控制，從而使排氣的成分相對于排放濃度而言是有利的。

在船舶或者是電廠里用作產生動力的發動機中，燃料供給系統必須滿足一些特別的要求以確保安全性和可靠性。最重要的這樣的要求是在任何情況下都不允許出現發動機意料外的停機。因此，氣體發動機一般配有僅基于使用液體燃料的備用燃料供給系統。所述備用燃料供給系統一般為流體機械控制，這是因為流體機械的常規燃料供給系統具有高度可靠性。在例如引燃燃料供給系統中出現影響發動機運行的故障時，發動機從以氣態燃料為主要燃料并且使用所輸送的液體引燃燃料運行轉變為只使用通過流體機械燃料供給系統輸送的液體燃料來運行。因此，一般情況下，用來發電的大型氣體發動機配備有兩個液體燃料噴射系統。

當運行于使用氣體作為主燃料并且使用液體燃料作為引燃燃料的所謂氣態模式下時，發動機根據奧拓進程來運行，并且當僅使用液體燃料來操作時，發動機根據使用液體燃料作為主燃料的迪塞爾進程來運行，因此僅采用液體燃料即主液體燃料的運行經常被稱為迪塞爾模式。

目前，在迪塞爾模式下運行過程中液體燃料的消耗一般比在氣態模式下的消耗大數百倍。因此，出于經濟的考慮，重燃料油(HFO)被廣泛用于在迪塞爾模式下運行的發動機。因此，在氣體發動機中就導致要使用兩個獨立的燃料供給系統，其包括箱體、輸送管道、泵、噴射器等，其用于在迪塞爾模式下使用的重燃料油，在另一方面也用于引燃燃料，其一般為輕燃料油(LFO)。這在一定程度上被認為是缺點，這是因為這樣使燃料系統在整體技術上變得復雜并且更占用空間。

在EP1275840A2中展示了一種直接控制的雙同心針噴射器，通過該裝置，不同量的燃料可以噴射，從而使內針和外針被設置成在不同的控制壓力下打開。該方案的缺點在于針的運行不是完全獨立的。

US7556017B2公開了一種燃料噴射器，其中噴射器中設有獨立的第一和第二噴嘴，從而能夠在發動機不同的運行工況下提供不同的噴射模式。所述噴嘴設置為從共用的燃料源對噴射燃料進行補給。所述噴嘴在噴射器中也配置為占用共用的空間。

公開申請EP1275840A2和US7556017B2都依賴于為噴射器中的兩個噴嘴使用共用的燃料供給系統。

EP1586758B1公開了一種氣體發動機，其包括氣態燃料供給系統、第一液體燃料供給系統和第二液體燃料供給系統，在發動機的每個氣缸中具有單獨的噴射器，通過改變該噴射器的使用，可以使發動機在不同操作模式下運行。在發動機的第一操作模式下，發動機通過將氣態燃料引入到發動機的燃料空氣中來運行，由此通過將第一液體燃料噴射到燃燒空氣和氣態燃料的混合物中來點氣體態燃料。該發動機能夠在第二操作模式下運行，在該模式下發動機仍然通過將氣態燃料引入到發動機的燃燒空氣中來運行，并通過將第二液體燃料噴射到燃燒空氣和氣態燃料的混合物中來點氣態燃料。該文獻進一步公開了用于兩種液體燃料供給系統的燃料都在共用的箱體中，這暗示了燃料供給系統可能共享一個共用的燃料源。