具有带有先导油喷射的气体燃料供给系统的自点火内燃机技术方案

本发明专利技术提供了一种具有先导油喷射的气体燃料供给系统的自点火内燃机。该发动机具有多个缸体(1)并且设有气体燃料供给系统。缸体(1)设有至少一个气体燃料阀(50)，该燃料阀用于将来自燃料阀(50)的出口的气体燃料喷射到相关缸体(1)中。至少一个气体燃料阀(50)具有连接到将加压气体燃料供给到气体燃料阀(50)的气体燃料供给导管(62，63，64)的入口。发动机还包括用于各缸体(1)的至少一个专用先导油阀(55)。专用先导油阀(55)具有连接到加压先导油的源(57)的入口和用于将先导油燃料喷射到气体燃料供给导管(62，63，64)中的出口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有气体燃料供给系统的自点火内燃机，尤其涉及一种具有气体燃料供给系统与先导油(点火引发剂)喷射的大型低速单流涡轮增压二冲程内燃机。
技术介绍
十字头式大型低速二冲程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，这些发动机利用重燃料油或者燃料油运转。当前，需要能够运用另选类型的燃料，诸如气体、煤浆、石油焦炭等，尤其是气体的大型二冲程柴油发动机。当与例如将重燃料油用作燃料时相比，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机的燃料时是在排放气体中产生的显著较低等级的硫组分、NOx和CO2的相对清洁的燃料。然而，存在与在大型低速单流涡轮增压二冲程内燃机中使用气体燃料有关的一些问题。一个问是用于自点火的气体的意愿与可预测性并且在自点火(柴油)发动机中使气体的意愿与可预测性处于控制之是重要的。因此，现有的大型低速单流涡轮增压二冲程内燃机利用与气体燃料喷射同时的油的先导喷射，以确保气体燃料的可靠且适当定时的点火。大型低速单流涡轮增压二冲程内燃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双燃料发动机，所述双燃料发动机具有用于操作气体燃料的燃料系统以及用于操作燃料油(重燃料油)的燃料系统，使得它们能够在仅燃料油时运行的全功率下运转。由于这些发动机的燃烧室的大直径，因此它们通常在每个缸体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，在双燃料系统的情况下，每个缸体都将具有三个气体喷射阀并且每个缸体都将具有三个燃料油喷射阀，使得一个燃料油喷射阀靠近各相应的气体喷射阀布置，以便确保气体的可靠点火，并且由此，缸体的顶部覆盖件是相对用拥挤的位置。在现有的双燃料发动机中，燃料油阀已经被用于在气体燃料操作过程中提供先导油(点火引发剂)喷射。这些燃料油阀的尺寸设计为使得能够按照用于以仅关于燃料油以全载荷操作发动机所需的数量传送燃料油。然而，在先导喷射中喷射的油的数量应该尽可能小以获得期望的排放的减少。在还能够传送用于在全载荷下运转所需的大数量的燃料油阀的情况下，如此小量的剂量引起了重要的技术问题，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次油喷射事件中具有比期望更大的数量。
技术实现思路
在此背景下，本申请的目的是提供一种克服或者至少减少了上面指出问题的自点火内燃机。通过提供自点火内燃机实现了此目的，该发动机包括：多个缸体，该缸体设有至少一个气体燃料阀，该至少一个气体燃料阀用于将来自燃料阀出口的气体燃料喷射到相关缸体中：至少一个气体燃料阀具有连接到将加压气体燃料供给到气体燃料阀的气体燃料供给导管的入口；以及用于各缸体的至少一个专用点火启动阀，点火启动阀具有连接到加压点火引发剂的源的入口以及用于将点火引发剂燃料喷射到气体燃料供给导管中的出口。通过利用在气体燃料阀的上游的专用点火启动阀喷射点火引发剂，其变得能够利用小且精确的阀，这继而允许更精确剂量的燃料油并且降低了先导燃料消耗。此外，通过喷射在气体燃料阀上游的点火引发剂避免了小且敏感的点火启动阀暴露到燃烧室的恶劣环境。此外，通过将点火引发剂喷射到燃料阀上游的气体燃料中，点火引发剂的喷射定时变得相对不严格并且由此可以通过不那么先进的技术获得方便的点火引发剂喷射的定时控制。在实施方式中，各缸体都设有气体燃料贮存器(accumulator)，并且气体燃料供给导管在气体燃料贮存器与相关缸体的至少一个气体燃料阀之间延伸，并且至少一个专用点火启动阀的出口构造为将先导燃料油喷射到气体燃料供给导管中。在实施方式中，窗阀(window valve)布置在气体燃料贮存器的出口处，并且窗阀控制气体燃料从气体燃料贮存器到气体燃料供给导管的流量。在实施方式中，至少一个专用点火启动阀构造为当至少一个气体燃料阀关闭时喷射点火引发剂。在实施方式中，至少一个专用点火启动阀构造为在气体燃料阀执行气体燃料喷射事件以前喷射点火引发剂。在实施方式中，至少一个专用点火启动阀将点火引发剂雾化到气体燃料供给导管中。在实施方式中，发动机构造为当气体燃料系统发生故障时使用采取家用电源或应急电源的小的燃料油阀。在实施方式中，一个或多个缸体设有用于将燃料油喷射到缸体中的多个常规或全尺寸燃料油喷射阀。在实施方式中，至少一个专用点火启动阀与每个气体燃料阀相关。在实施方式中，发动机还包括电子控制单元，该电子控制单元构造为控制并且操作至少一个气体燃料阀和至少一个专用点火启动阀。通过详细的描述根据本公开的自点火内燃机的其它目的、特征、优点与特性将变得显而易见。附图说明在下面的本说明书的详细部分中，将参照附图中示出的示例性实施方式更加详细地说明本专利技术，在附图中:图1是根据实例实施方式的大型二冲程柴油发动机的前视图；图2是图1中的大型二冲程发动机的侧视图；图3是根据图1的大型二冲程发动机的示意图；以及图4是具有缸体的上部的图1的发动机的先导油喷射的气体燃料系统的实例实施方式的示意性描述的横截面视图；图5是图4的实施方式的缸体与气体燃料喷射系统的示意性描述的俯视图；以及图6是另一个实例实施方式的缸体与气体燃料喷射系统的示意性描述的俯视图。具体实施方式在下面的详细描述中，在实例实施方式中将参照大型二冲程低速涡轮增加内燃(柴油)机描述自点火内燃机。图1、图2和图3示出了具有曲轴42与十字头43的大型低速涡轮增压二冲程柴油发动机。图3示出了具有吸入与排放系统的大型低速涡轮增压二冲程柴油发动机的示意图。在此实例实施方式中，发动机具有成直线的六个缸体1。大型低速涡轮增压二冲程柴油发动机通常具有通过发动机框架13承载的四个与十四个之间的成直线的缸体。发动机可以例如，用作远洋轮船中的主发动机或者用作用于操作发电站中的发电机的固定发动机。发动机的总输出可以，例如在从5,000kW到110,000kW的范围。在此实例实施方式中，发动机是具有在缸体1的下部区域处的清除端口和在缸体的顶部处的中心排放阀4的二冲程单流式柴油发动机。清除空气从清除空气接收件2传送到单个缸体1的清除端口(未示出)。缸体1中的活塞41压缩清除空气，燃料从燃料喷射阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自点火内燃机，所述发动机包括：多个缸体(1)，所述缸体(1)设有至少一个气体燃料阀(50)，所述至少一个气体燃料阀(50)用于将来自所述燃料阀(50)的喷嘴的气体燃料喷射到相关缸体(1)中，所述至少一个气体燃料阀(50)具有连接到将加压气体燃料供给到所述气体燃料阀(50)的气体燃料供给导管(62，63，64)的入口；以及用于各缸体(1)的至少一个专用点火启动阀(55)，所述点火启动阀(55)具有连接到加压点火引发剂的源(57)的入口和用于将点火引发剂喷射到所述气体燃料供给导管(62，63，64)中的出口。

【技术特征摘要】
2013.10.23 DK PA2013006001.一种自点火内燃机，所述发动机包括：
多个缸体(1)，
所述缸体(1)设有至少一个气体燃料阀(50)，所述至少一个气体燃料阀
(50)用于将来自所述燃料阀(50)的喷嘴的气体燃料喷射到相关缸体(1)中，
所述至少一个气体燃料阀(50)具有连接到将加压气体燃料供给到所述气
体燃料阀(50)的气体燃料供给导管(62，63，64)的入口；以及
用于各缸体(1)的至少一个专用点火启动阀(55)，所述点火启动阀(55)
具有连接到加压点火引发剂的源(57)的入口和用于将点火引发剂喷射到所述
气体燃料供给导管(62，63，64)中的出口。
2.根据权利要求1所述的发动机，其中，每个缸体(1)都设有气体燃料贮
存器(60)，并且其中所述气体燃料供给导管(62，63，64)在所述气体燃料贮
存器(60)与相关所述缸体的所述至少一个气体燃料阀(50)之间延伸，并且
其中所述至少一个专用点火启动阀(55)的所述出口构造为将先导燃料油喷射
到所述气体燃料供给导管(62，63，64)中。
3.根据权利要求2所述的发动机，其中，窗阀(61)布置在所述气体燃料贮
存器(60)的出口处，并且其中，所述窗阀(61)控制气体燃料从所述气体燃
料贮存...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔斯·维特费尔特·拉斯穆森，
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