用于将燃料喷入内燃机的燃烧室中的燃料阀制造技术

一种燃料阀(50)，用于将液体燃料喷入大型低速二冲程涡轮增压自燃式内燃机的燃烧室中，所述燃料阀(50)包括：细长阀壳体(52)；燃料进口(53)；致动液口(92)；容纳于第一孔道(81)中的泵活塞(80)和泵室(82)；容纳于所述阀壳体(52)中的第二孔道(84)中的致动活塞(83)和致动室(85)；所述泵活塞(80)连接至所述致动活塞(83)；具有轴向可移动轴(67)且具有关闭位和开启位的阀构件，所述轴向可移动轴(67)设有关闭构件(65)；在所述泵室(82)和阀座(69)之间的导管(57,77)；所述关闭构件(65)至少部分地布置在所述喷嘴(54)中的腔室(55)内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于将液体燃料喷入大型低速单向流涡轮增压二冲程内燃机的燃烧室中的燃料阀。
技术介绍
十字头式的大型低速涡轮增压二冲程自燃式内燃机通常用于大型船舶的推进系统或作为发电厂的原动机。这些发动机常常是用重燃油运行。近来，需要能够操作替代型燃料诸如煤气、甲醇、煤浆、石油焦等的大型涡轮增压二冲程自燃式内燃机。低闪点燃料是需求渐增的一组燃料。许多低闪点燃料，例如甲醇、LPG、DME或生物燃料是相对洁净燃料，与例如使用重燃油作为燃料相比，当这些燃料用作大型低速单向流涡轮增压二冲程自燃式内燃机的燃料时，其使得含硫组分、NOx和CO2在废气中的水平大大降低。然而，与在大型低速单向流涡轮增压二冲程自燃式内燃机中使用低闪点燃料相关联的问题是存在的。这些问题之一为，如果低闪点燃料泄漏至该发动机的一个其他系统中并与另一流体相混，则引起巨大问题，比如以润滑油系统为例。低闪点燃料天性易燃，且其蒸汽极易形成爆炸性混合物。因而，一旦低闪点燃料寻路进入该发动机的其他系统，为安全起见则必须停止该发动机的操作并净化或更换这一系统中的全部液体，对该发动机的操作者来说代价高且处理繁琐。已知燃料阀的构造，由于阀针和底座的设计常常具有来自阀针轴和引导该轴的孔道的泄露。因此，向该轴和该孔道之间的间隙施以一定量的加压密封液‘密封油’，用于密封目的和润滑目的。为了保持
泄漏最小化，间隙以非常窄的容差被保持尽可能小，但是此小间隙需要轴和孔之间的润滑。在密封油和燃料相混的情况下引起系统异常。密封油和燃料的分离困难，并因此若发生了这种情况则会存在严重问题。另一安全相关的问题是船级社的要求，当发动机不在低闪点燃料下运行时，例如当发动机是双燃料发动机在两种燃料的另一种，即高闪点燃料下运行时，低闪点燃料不允许遗留在燃料阀和通向燃料阀的管道系统中。因而，必须为清洗燃料阀和通向燃料阀的管道预作安排。这些低闪点燃料的另一挑战是他们的润滑性能较差，这在不使用润滑液的情况下阻碍了移动部件间细小间隙的使用。大型低速单向流涡轮增压二冲程自燃式内燃机通常用于大型远洋货船的推进并且因此可靠性尤为重要。这些发动机的低闪点燃料运行还只是较为近期的研究，低闪点燃料下的运行可靠性还没有达到常规燃料水平。因此，多数大型低速二冲程自燃式内燃机为双燃料发动机，具有用于低闪点燃料运行的燃料系统以及用于燃油运行的燃料系统，以使这些发动机能够在只有燃油下以全功率运行的方式操作。由于这些发动机燃料室的直径大，故每一汽缸提供三个燃料喷射阀，绕中心排气阀以接近120°的角度分立。因而，在双燃料系统情况下，每一汽缸将存在三个低闪点燃料阀和三个燃油阀，因此，汽缸的顶盖空间拥挤不堪。
技术实现思路
鉴于此背景，本申请的目的是提供用于大型涡轮增压自燃式二冲程内燃机的燃料阀以克服上述问题或至少减少上述问题。根据一个方面，这一目的通过提供将低闪点液体燃料喷入大型低速运行二冲程涡轮增压自燃式内燃机的燃烧室中的燃料阀实现，所述燃料阀包括：具有后端和前端的细长燃料阀壳体；具有封闭顶端和中空内部的喷嘴，所述中空内部形成连接至喷嘴孔的腔室，所述喷嘴设置在所述燃料阀壳体的前端；燃料进口，其在所述细长燃料阀壳体
之中用于连接至加压液体燃料源；在所述细长阀壳体中的致动液口；泵活塞，其容纳于所述细长燃料阀壳体中的第一孔道中，并且泵室在所述第一孔道中位于所述泵活塞一侧；致动活塞，其容纳于所述阀壳体中的第二孔道中，并且致动室在所述第二孔道中位于所述致动活塞一侧；所述泵活塞连接至所述致动活塞以与其动作一致；所述致动室连接至所述致动液口；具有轴向可移动轴的阀构件，所述轴向可移动轴容纳于细长阀壳体的纵向孔道中，所述阀构件具有关闭位和开启位；所述轴向可移动轴设有关闭构件，所述关闭构件在所述关闭位时靠在阀座上，所述关闭构件在所述开启位时从所述阀座提起并且所述轴向可移动轴通过弹簧弹性地朝所述关闭位偏压；导管设在所述泵室和所述阀座之间；所述阀座面向喷嘴中的腔室；以及所述关闭构件至少部分地布置在所述喷嘴中的所述腔室内。通过为燃料阀在喷嘴内侧提供与向外面向的阀座配合的关闭构件，即，关闭构件通过远离所述燃料阀壳体移动而开启并通过朝向阀壳体移动而关闭，能够实现不存在任何经阀构件的轴向可移动轴和容纳所述轴向可移动轴的纵向孔道之间的缝隙泄露的燃料阀的构造。由于没有来自轴向可移动轴和纵向孔道之间的缝隙的泄露，故不必用密封针对低闪点燃料密封该缝隙，并从而由于能够省却用于向孔道和阀构件轴之间的缝隙提供密封油的系统而能够简化整个燃料喷射系统。此外，由于不必针对低闪点燃料密封该缝隙，故能够使该缝隙的尺寸较大并且这种较大缝隙目前不需要润滑。因而，能够省却对阀构件的轴的孔道提供润滑液供给系统。在第一方面的第一可能性的实施方案中，所述关闭构件被配置为朝所述封闭顶端移动以得到提起且所述关闭构件被配置为在所述关闭构件朝所述阀座移动时远离所述封闭顶端移动。在第一方面的第二可能性实施方案中，所述纵向孔道延伸至所述阀座，并且所述轴向可移动轴和所述纵向孔道之间的缝隙提供了所述泵室和所述阀座之间导管的一部分。由此，能够实现泵室和阀座之间的无泄漏导管。在第一方面的第三可能性实施方案中，所述轴向可移动轴和所述纵向孔道之间的缝隙包括所述轴向可移动轴中的纵向槽。在第一方面的第四可能性实施方案中，所述泵室和所述阀座之间的所述导管包括轴向可移动轴中的一个或多个直径减小段。在第一方面的第五可能性实施方案中，所述泵室和所述阀座之间的所述导管包括一个或多个通道或孔道57，所述一个或多个通道或孔道57在所述细长阀壳体中从所述泵室延伸至纵向孔道。在第一方面的第六可能性实施方案中，所述阀构件被配置为在泵室内燃料的压力超过预定阈值时逆对所述偏压而开启。在第一方面的第七可能性实施方案中，所述泵室具有连接至至少一个通道或孔道的出口以及优选经由细长阀壳体中的单向阀连接至所述燃料进口的入口，所述单向阀阻止从所述泵室流向所述燃料进口。在第一方面的第八可能性实施方案中，所述燃料阀还包括用于连接至加压密封油源的密封油进口和导管，该导管从密封油进口延伸至第一孔道用于在第一孔道中密封泵活塞。在第一方面的第九可能性实施方案中，所述轴向可移动阀杆的直径相较所述纵向孔道的直径小一余量，所述余量确保所述轴向可移动阀杆能够在纵向孔道内移动,且述燃料，例如为具有不良润滑性能的低闪点燃料，填充在所述轴向可移动阀杆和所述纵向孔道之间的缝隙。在第一方面的第十可能性实施方案中，所述弹簧为容纳于所述细长阀壳体的弹簧室中的螺旋线弹簧，所述弹簧室仅向所述纵向孔道敞口并且所述弹簧室经由所述轴向可移动轴和所述纵向孔道间的缝隙射流式连接至所述至少一个孔道或通道，所述缝隙优选包括所述轴向可移动轴中的纵向槽。上文的目标还根据通过提供大型低速运行二冲程涡轮增压自燃式内燃机的第二方面实现，所述大型慢速二冲程涡轮增压自燃式内燃机具有根据第一方面及其任一种实施方案的燃料阀。在第二方面发动机的第一可能性实施方案中，通向所述燃料进口的导管包括双壁管道，具有输送所述低闪点燃料的内腔和开孔通风并连接
至传感器用于检测挥发性烃的外腔。根据本专利技术燃料阀和发动机的其他目标、特征、优点和性能从详细描述中将是显而易见的。附图说明在本专利技术的下文详述部分中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料阀(50)，用于将液体燃料喷入大型低速运行二冲程涡轮增压自燃式内燃机的燃烧室中，所述燃料阀(50)包括：具有后端和前端的细长燃料阀壳体(52)；具有封闭顶端(59)和中空内部的喷嘴(54)，所述中空内部形成连接至喷嘴孔(56)的腔室(55)，所述喷嘴(54)设置在所述燃料阀壳体(52)的所述前端；燃料进口(53)，其在所述细长燃料阀壳体(52)之中用于连接至加压液体燃料源(60)；在所述细长燃料阀壳体(52)中的致动液口(92)；泵活塞(80)，其接收于所述细长燃料阀壳体(52)中的第一孔道(81)中，并且泵室(82)在所述第一孔道(81)中位于所述泵活塞(80)一侧；致动活塞(83)，其容纳于所述阀壳体(52)中的第二孔道(84)中，并且致动室(85)在所述第二孔道(84)中位于所述致动活塞(83)一侧，所述泵活塞(80)连接至所述致动活塞(83)以与其动作一致，所述致动室(85)连接至所述致动液口(92)；具有轴向可移动轴(67)的阀构件，所述轴向可移动轴(67)容纳于所述细长阀壳体(52)的纵向孔道(77)中，所述阀构件具有关闭位和开启位，所述轴向可移动轴(67)设有关闭构件(65)，所述关闭构件(65)在所述关闭位时靠在阀座(69)上，所述关闭构件(65)在所述开启位时从所述阀座(69)提起并且所述轴向可移动轴(67)通过弹簧(66)弹性地朝所述关闭位偏压，导管(57)设在所述泵室(82)和所述阀座(69)之间，所述阀座面向喷嘴(54)中的腔室(55)，以及所述关闭构件(65)至少部分地布置在所述喷嘴(54)中的所述腔室(55)内。...

【技术特征摘要】
2015.03.20 DK PA2015001691.一种燃料阀(50)，用于将液体燃料喷入大型低速运行二冲程涡轮增压自燃式内燃机的燃烧室中，所述燃料阀(50)包括：具有后端和前端的细长燃料阀壳体(52)；具有封闭顶端(59)和中空内部的喷嘴(54)，所述中空内部形成连接至喷嘴孔(56)的腔室(55)，所述喷嘴(54)设置在所述燃料阀壳体(52)的所述前端；燃料进口(53)，其在所述细长燃料阀壳体(52)之中用于连接至加压液体燃料源(60)；在所述细长燃料阀壳体(52)中的致动液口(92)；泵活塞(80)，其接收于所述细长燃料阀壳体(52)中的第一孔道(81)中，并且泵室(82)在所述第一孔道(81)中位于所述泵活塞(80)一侧；致动活塞(83)，其容纳于所述阀壳体(52)中的第二孔道(84)中，并且致动室(85)在所述第二孔道(84)中位于所述致动活塞(83)一侧，所述泵活塞(80)连接至所述致动活塞(83)以与其动作一致，所述致动室(85)连接至所述致动液口(92)；具有轴向可移动轴(67)的阀构件，所述轴向可移动轴(67)容纳于所述细长阀壳体(52)的纵向孔道(77)中，所述阀构件具有关闭位和开启位，所述轴向可移动轴(67)设有关闭构件(65)，所述关闭构件(65)在所述关闭位时靠在阀座(69)上，所述关闭构件(65)在所述开启位时从所述阀座(69)提起并且所述轴向可移动轴(67)通过弹簧(66)弹性地朝所述关闭位偏压，导管(57)设在所述泵室(82)和所述阀座(69)之间，所述阀座面向喷嘴(54)中的腔室(55)，以及所述关闭构件(65)至少部分地布置在所述喷嘴(54)中的所述腔室(55)内。2.根据权利要求1所述的燃料阀，其中所述关闭构件(65)被配置为朝所述封闭顶端(59)运动以得以提起且所述关闭构件(65)被
\t配置为在所述关闭构件(65)朝所述阀座(69)运动时远离所述封闭顶端(59)运动。3.根据权利要求1或2所述的燃料阀，其中所述纵向孔道(77)延伸至所述阀座(69)，并且其中，所述轴向可移动轴(67)和所述纵向孔道(77)之间的缝隙提供了所述泵室(82)和所述阀座(69)之间导管的一部分。4.根据权利要求1所述的燃料阀，其中所述轴向可移动轴(67)和所述纵向孔道(77)之间的缝隙包括所述轴向可移动轴(67)中的纵向槽(78)。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·哈根，
申请(专利权)人：曼柴油机欧洲股份公司曼柴油机德国分公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK