[发明专利]将燃料喷射到气缸内的喷射装置和方法及大型柴油发动机

说明书

本发明涉及将燃料喷射到气缸内的喷射装置和方法及大型柴油发动机，喷射装置包括喷射控制单元和在轴向方向上延伸的喷射器，喷射器包括用于从压力贮存器接收加压燃料的燃料入口、用于向气缸内喷射燃料的喷嘴和将燃料入口与喷嘴连接的连接管线，喷射控制单元包括壳体，在该壳体中布置有可在打开位置和关闭位置之间移动的致动器，当致动器位于关闭位置时喷射器的连接管线关闭，而当致动器位于打开位置时连接管线打开，喷射控制单元包括用于使致动器在打开位置和关闭位置之间移动的控制阀，控制器是可电子控制的，喷射控制单元的壳体直接安装至喷射器，使得壳体和喷射器形成结构单元。

技术领域

本发明涉及一种用于将燃料喷射到大型柴油发动机的气缸内的喷射装置和方法。此外，本发明涉及一种具有这种喷射装置或以这种方法操作大型柴油发动机，尤其是大型二冲程柴油发动机。

背景技术

可以设计为二冲程或四冲程发动机，如具有纵向扫气的大型二冲程柴油发动机经常用作船舶的主要推进单元，或者还在静止运转中使用，如驱动大型发电机发电。这里，发动机通常在相当长的一段时间内恒定地操作，这就对发动机的运行可靠性和可用性提出了很高的要求。由于该原因，对操作人员来说，服务之间的长时间和可预测的间隔、低磨损程度以及燃料和操作材料的经济使用是发动机运行的核心标准。

特别是鉴于人们对环境保护的要求越来越高，大型柴油发动机的运转要求越来越高。大型柴油发动机大多使用重油运转，重油需要对燃烧产生的排气采取具体措施。鉴于有关限制排气的更有力的法律规定，现在对所谓的双燃料马达的需要已经存在了好几年。这些发动机是可以用两种不同的燃料运转的发动机。在气体模式中，使用气体如LNG(液化天然气)之类的天然气或者用于操作内燃发动机的其它合适气体在气缸中进行燃烧。在液体模式中，使用合适的液体燃料如汽油、柴油或重油在同一发动机的气缸中进行燃烧。

在本发明的范围内，术语“大型柴油发动机”或类似用语还包括这样的大型柴油发动机，这种柴油发动机除了以燃料自我点燃为特征的柴油操作外或以外部点燃为特征的奥托操作或者以这两种操作的混合形式来操作。更一般地说，“术语大型柴油发动机”还包括能够利用至少两种不同燃料交替地操作的大型发动机，其中所述燃料中的至少一种燃料适合于根据柴油操作方法操作所述发动机。

现代大型柴油发动机都是电子控制的并且通常包括具有用于向气缸供应燃料如重油的压力贮存器的共轨系统。通常，这种压力贮存器被设计为沿着发动机的所有气缸延伸的管状积累器。压力贮存器中的燃料具有几百巴如700到900巴的压力，但是该压力还可以更高，甚至大于1000巴。

对于每个气缸来说，通常设置连接至压力贮存器以从该压力贮存器接收加压燃料的至少一个但是典型地为两个或三个电子控制的喷射装置。每个喷射装置包括喷射控制单元和喷射器。喷射器具有与阀座相配合的弹簧加载阀构件以及用于将燃料喷射到气缸的燃烧室内的喷嘴。喷射器与压力贮存器流体连通。如果喷射器的阀构件从阀座抬起，则加压燃料能够在阀构件和阀座之间经过而进入喷嘴以被喷射到燃烧室内。如果阀构件被压靠在阀座内，则与喷嘴的连接被关闭，而没有燃料能够到达喷嘴。

喷射装置的喷射控制单元基于由系统控制单元或马达控制单元输出的电信号或电子信号来控制燃料喷射的时刻。在相应的信号时，喷射控制单元将压力贮存器和喷射器的阀构件之间的流体连通打开，从而阀构件处的燃料高压胜过弹簧载荷。因而，加压燃料克服弹簧的作用将阀构件从阀座抬起，从而燃料能够进入喷嘴进行喷射。为了终止喷射，喷射控制单元将压力贮存器和喷射器的阀构件之间的流动连接关闭，从而弹簧载荷强制阀构件与阀座密封接触。因此，不再有燃料能够在阀构件和喷射器的阀座之间穿过，从而终止燃料喷射。