[发明专利]用于将气体燃料喷射到内燃发动机的燃烧室中的燃料阀及方法

说明书

本发明提供了一种用于将气体燃料喷射到压燃式内燃发动机的燃烧室中的燃料阀(50)，其包括：具有后端与前端的细长燃料阀壳体(52)；喷嘴(54)，该喷嘴(54)具有细长喷嘴本体，该喷嘴本体具有形成连接到喷嘴孔(56)的室(55)的中空内部，喷嘴(54)布置在燃料阀壳体(52)的前端，气体燃料入口端口(53)，其在细长燃料阀壳体(52)中以连接到高压气体燃料源(60)；点火液体入口端口(78，98)，其用于连接到点火液体源(57)；用于在气体燃料入口端口与点火空间(55)之间建立定时流体连接的装置；以及构造为将限定量的点火液体定时地传送到室(55)以在室(55)内部点燃气体燃料的装置。

技术领域

本发明涉及用于具有气体燃料供给系统的压燃式内燃发动机的气体燃料阀，尤其涉及用于具有气体燃料供给系统的大型低速单流涡轮增压二冲程内燃发动机的气体燃料阀。

背景技术

十字头式大型低速二冲程压燃式(柴油)发动机通常在大型船舶的推进系统中使用或者在发电厂中用作原动机。非常经常地，这些发动机靠重燃料油或者燃料油运转。

当前，需要大型二冲程柴油发动机能够适应替代性类型的燃料，诸如燃气、煤浆、石油焦等，尤其是燃气。

诸如天然气的气体燃料当用作用于大型低速单流涡轮增压二冲程内燃发动机的燃料时当与例如将重燃料油用作燃料时相比是在排放气体中产生的显著较低等级的硫组分、NOx和CO2的相对清洁燃料。

然而，在大型低速单流涡轮增压二冲程内燃发动机中使用气体燃料时存在一些问题。这些问题中的一个是当喷射到燃烧室中时气体自燃的自发性与可预测性并且二者在压缩点火发动机中受控是重要的。因此，现有的大型低速单流涡轮增压二冲程内燃发动机利用与气体燃料的喷射同时的油或其它点火液体的先导喷射以确保气体燃料的可靠且适当定时的点燃。

大型低速单流涡轮增压二冲程内燃发动机通常用于推进大型远洋货轮并且因此可靠性是至关重要的。这些发动机的气体燃料操作仍是相对近期的发展并且气体操作的可靠性仍未达到传统燃料的等级。因此，现有的大型低速二冲程柴油发动机都是二重燃料发动机，具有用于基于气体燃料运转的燃料系统以及用于基于燃料油运转的燃料系统使得它们能够被操作为仅基于燃料油以全功率运转。

由于这些发动机的燃烧室的大直径，因此它们通常在缸体的每个缸体盖中设有围绕中心排放阀以约120°的角度分离的三个燃料喷射阀。因此，通过双重燃料系统每个缸体将具有三个气体燃料阀并且每个缸体将具有三个燃料油阀以及靠近相应气体喷射阀布置的一个燃料油喷射阀以确保气体燃料的可靠的点火并且由此，缸体的顶盖是相对拥挤的位置。

在现有的双重燃料发动机中燃料油阀已经被用于在气体燃料操作过程中提供先导油喷射。这些燃料油阀的尺寸设计为使得能够按照用于以仅在燃料油上以全载荷运转发动机要求的数量传送燃料油。然而，在先导喷射中喷射的油的数量应该尽可能小以获得排放的期望的减少。还能够传送以全载荷运转所必需的大的量的全尺寸燃料喷射系统的此少量剂量造成了重大技术问题，并且在实践中非常难以实现并且因此在现有发动机中先导油剂量已经在每个油喷射事件具有比期望尤其在中等以及低载荷更大的数量。可以处理小的先导数量的额外的小喷射系统的另选物是相当复杂且昂贵的。此外，额外的小先导油喷射阀使得缸体的顶盖甚至更加拥挤。

发明内容

在此背景上，本申请的目的是提供克服或者至少减少了上面指出问题的用于压燃式内燃发动机的燃料阀。