燃料供给装置及燃料供给方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及的燃料供给装置，包括：线性致动器；往复式泵，包括升压用活塞，该升压用活塞被线性致动器驱动，且在轴方向上往复移动，在升压用活塞朝向轴方向的第一方向移动时吸入燃料，在升压用活塞朝向轴方向的第二方向移动时对燃料进行升压而排出；控制器，对线性致动器的驱动进行控制，其中，所述控制器如下控制线性致动器：根据内燃机关的负荷，不改变升压用活塞的往复时间地调整通过往复式泵的燃料的排出时间和吸入时间之比，由此调整燃料从升压用缸排出的供给量，对燃料的排出时间和吸入时间之比的调整是根据内燃机关的负荷而调整升压用活塞的冲程长度和升压用活塞在第二方向上的移动速度来进行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料供给装置及燃料供给方法
本专利技术涉及一种向柴油机等内燃机关供给燃料的燃料供给装置及燃料供给方法。
技术介绍
在现有的船舶中使用着二冲程低速柴油发动机，其可在低速情况下进行输出，且可通过直接与螺旋桨连接而驱动。近年来，作为低速柴油发动机的燃料而受到瞩目的有NOx、SOx排放量较少的天然气。通过将高压天燃气作为燃料而喷射到低速柴油发动机的燃烧室进行燃烧，由此可获得高热效率的输出。例如利用曲柄轴将旋转运动改为往复运动，由此可进行往复式泵的驱动。利用曲柄轴驱动往复式泵的活塞时，活塞冲程通过曲柄轴被固定下来，因此无法自由地调整活塞冲程。另外，多个往复式泵通过同一个曲柄轴进行驱动时，无法对各个往复式泵进行独立控制。另一方面，专利文献1记载有一种装置，其利用往复式泵对液体燃料进行升压后将其供给到发动机。在专利文献1的装置中，向左右方向驱动往复式泵的活塞，作为用以驱动活塞的线性致动器，使用“线性油压马达”(油压缸单元)。在专利文献1，用方向切换阀来切换从油压泵朝向油压缸单元供给的工作油的方向，由此对往复式泵的活塞移动方向进行切换。使用油压缸单元的情况下，与使用曲柄轴的情况相比，在低速下更能够驱动往复式泵。而且具有下述优点：通过控制活塞行程，能够使活塞以固定速度进行移动。现有技术文献专利文献专利文献1：特表2005-504927号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题采用曲柄轴驱动的往复式泵向内燃机关供给燃料的燃料供给装置中，根据内燃机关的负荷调整燃料供给量时，必须改变往复式泵的往复周期。然而，如果改变往复式泵的往复周期，则燃料压力或流量根据往复周期会发生变动，因此有时难以实现最适宜的流量，尤其在低输出情况下比较困难。采用由曲柄轴驱动的往复式泵时，负荷在一个方向上，特别是对于连杆朝向缸一侧轴承的润滑条件在低旋转时处于极其严重的状态，因此导致轴承发生异常磨损、烧熔的可能性较高。由此，采用曲柄轴驱动的往复式泵时，需要低容量的情况下，必须适时增加泵排出量，相对于所需量的剩余量是通过旁通来应对。因此这会导致动力损失。由此，本专利技术的目的在于，提供一种在不改变往复式泵的往复周期的情况下，也能够任意调整排出自往复式泵的燃料供给量的燃料供给装置及燃料供给方法。用于解决课题的技术手段本专利技术的第一方式涉及一种燃料供给装置，用于将燃料向内燃机关的燃料室内供给，所述燃料供给装置包括：线性致动器；往复式泵，包括升压用活塞，所述升压用活塞被所述线性致动器驱动，且在轴方向上往复移动，在所述升压用活塞朝向轴方向的第一方向移动时吸入所述燃料，在所述升压用活塞朝向轴方向的第二方向移动时对所述燃料进行升压而排出；控制器，对所述线性致动器的驱动进行控制，其中，所述控制器按照下述方式控制所述线性致动器：根据所述内燃机关的负荷，在不改变所述升压用活塞的往复时间的情况下，调整通过所述往复式泵的所述燃料的排出时间和吸入时间之比，由此调整每个所述往复时间内燃料从所述升压用缸排出的量，且，通过根据所述内燃机关的负荷而调整所述升压用活塞的冲程长度和所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度来对所述燃料的排出时间和吸入时间之比进行调整。另外，本专利技术的第二方式也涉及一种燃料供给装置，用于将燃料向内燃机关的燃烧室内供给，所述燃料供给装置包括：低压燃料供给管，其中被供给低压燃料；高压燃料供给管，其中被供给用于向所述燃烧室内供给的高压燃料；多个燃料供给部，设置在所述低压燃料供给管和所述高压燃料供给管之间，分别对所述低压燃料供给管内的燃料进行升压而供给到所述高压燃料供给管；控制部，对所述多个燃料供给部进行控制，其中，各个所述燃料供给部包括：线性致动器；往复式泵，包括升压用活塞，所述升压用活塞被所述线性致动器驱动，且在轴方向上往复移动，在所述升压用活塞朝向轴方向的第一方向移动时吸入所述燃料，在所述升压用活塞朝向轴方向的第二方向移动时对所述燃料进行升压而排出；控制器，对所述线性致动器的驱动进行控制，其中，所述控制部按照下述方式控制所述线性致动器：根据所述内燃机关的负荷，通过所述控制器，在不改变所述升压用活塞的往复时间的情况下，调整通过所述往复式泵的所述燃料的排出时间和吸入时间之比，由此改变每个所述往复时间内燃料从各个所述升压用缸排出的容量的总量，且，通过所述控制器并根据所述内燃机关的负荷而调整所述升压用活塞的冲程长度和所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度来对所述燃料的排出时间和吸入时间之比进行调整。优选的是，所述升压用活塞中至少一个活塞的冲程长度被调整为与其他升压用活塞的冲程长度不同。优选的是，所述控制部通过调整所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度和所述冲程长度，由此调整燃料从所述升压用缸排出的时机。优选的是，所述冲程长度以所述升压用缸内的容积达到最小的所述升压用活塞位置为基准而设定。优选的是，所述冲程长度被调整为适应所述内燃机关所需的燃料量的长度。优选的是，所述线性致动器为油压缸单元，包括：油压缸，所述油压缸具有收纳工作油的工作油收纳空间，且轴方向配置成与所述升压用活塞的轴方向一致；油压活塞，设置成在所述油压缸内能够沿轴方向上移动，并将所述工作油收纳空间划分为第一腔室和第二腔室；活塞杆，用以连接所述油压活塞与所述升压用活塞；油压泵，通过向所述第一腔室供给工作油，由此使所述油压活塞朝向轴方向的第一方向移动，并通过向所述第二腔室供给工作油，由此使所述油压活塞朝向轴方向的第二方向移动；电动马达，驱动所述油压泵以使所述油压活塞沿轴方向往复移动，其中，所述控制器通过控制所述电动马达，由此控制所述油压活塞在所述油压缸内的移动。优选的是，所述油压缸单元还包括：密封的第一油压配管，其一端与所述油压泵相连接，另一端与所述第一腔室连接，将从所述油压泵排出的所有工作油供给到所述第一腔室，并将从所述第一腔室排出的所有工作油返回到所述油压泵；密封的第二油压配管，其一端与所述油压泵相连接，另一端与所述第二腔室连接，将从所述油压泵排出的所有工作油供给到所述第二腔室，并将从所述第二腔室排出的所有工作油返回到所述油压泵，其中，所述油压泵将返回到所述油压泵的工作油全部供给到所述第一腔室或所述第二腔室。优选的是，还包括用以检测所述升压用活塞位置的位置传感器。另外，输出自所述位置传感器的所述升压用活塞的位置信息在所述控制器中用于调整所述升压用活塞的冲程长度或移动速度。优选的是，所述线性致动器为电动缸单元，包括：电动马达；滚珠丝杠螺母，通过所述电动马达的动力进行转动；滚珠丝杠，与所述滚珠丝杠螺母相螺合，且在其轴方向与所述升压用活塞的轴方向一致的状态下与所述升压用活塞连接，通过所述滚珠丝杠螺母的转动沿轴方向移动，其中，所述控制器通过控制所述电动马达来控制所述滚珠丝杠在轴方向上的移动。本专利技术的第三方式涉及一种燃料供给方法，用于将燃料向内燃机关的燃烧室内供给，所述燃料供给方法包括下述工序：被线性致动器驱动的升压用活塞在轴方向上进行往复移动，在所述升压用活塞朝向轴方向的第一方向移动时吸入所述燃料，在所述升压用活塞朝向轴方向的第二方向移动时对所述燃料进行升压而排出；在根据所述内燃机关的负荷调整每个所述升压用活塞往复时间内从所述升压用缸排出的燃料量时，在不改变所述往复时间的状态下，调整所述燃料的排出时间和吸入时间之比，调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料供给装置，用于将燃料向内燃机关的燃料室内供给，所述燃料供给装置包括：线性致动器；往复式泵，包括升压用活塞，所述升压用活塞被所述线性致动器驱动，且在轴方向上往复移动，在所述升压用活塞朝向轴方向的第一方向移动时吸入所述燃料，在所述升压用活塞朝向轴方向的第二方向移动时对所述燃料进行升压而排出；控制器，对所述线性致动器的驱动进行控制，其中，所述控制器按照下述方式控制所述线性致动器：根据所述内燃机关的负荷，在不改变所述升压用活塞的往复时间的情况下，调整通过所述往复式泵的所述燃料的排出时间和吸入时间之比，由此调整每个所述往复时间内燃料从所述升压用缸排出的量，且，通过根据所述内燃机关的负荷而调整所述升压用活塞的冲程长度和所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度来对所述燃料的排出时间和吸入时间之比进行调整。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.13 JP 2015-0815451.一种燃料供给装置，用于将燃料向内燃机关的燃料室内供给，所述燃料供给装置包括：线性致动器；往复式泵，包括升压用活塞，所述升压用活塞被所述线性致动器驱动，且在轴方向上往复移动，在所述升压用活塞朝向轴方向的第一方向移动时吸入所述燃料，在所述升压用活塞朝向轴方向的第二方向移动时对所述燃料进行升压而排出；控制器，对所述线性致动器的驱动进行控制，其中，所述控制器按照下述方式控制所述线性致动器：根据所述内燃机关的负荷，在不改变所述升压用活塞的往复时间的情况下，调整通过所述往复式泵的所述燃料的排出时间和吸入时间之比，由此调整每个所述往复时间内燃料从所述升压用缸排出的量，且，通过根据所述内燃机关的负荷而调整所述升压用活塞的冲程长度和所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度来对所述燃料的排出时间和吸入时间之比进行调整。2.一种燃料供给装置，用于将燃料向内燃机关的燃烧室内供给，所述燃料供给装置包括：低压燃料供给管，其中被供给低压燃料；高压燃料供给管，其中被供给用于向所述燃烧室内供给的高压燃料；多个燃料供给部，设置在所述低压燃料供给管和所述高压燃料供给管之间，分别对所述低压燃料供给管内的燃料进行升压而供给到所述高压燃料供给管；控制部，对所述多个燃料供给部进行控制，其中，各个所述燃料供给部包括：线性致动器；往复式泵，包括升压用活塞，所述升压用活塞被所述线性致动器驱动，且在轴方向上往复移动，在所述升压用活塞朝向轴方向的第一方向移动时吸入所述燃料，在所述升压用活塞朝向轴方向的第二方向移动时对所述燃料进行升压而排出；控制器，对所述线性致动器的驱动进行控制，其中，所述控制部按照下述方式控制所述线性致动器：根据所述内燃机关的负荷，通过所述控制器，在不改变所述升压用活塞的往复时间的情况下，调整通过所述往复式泵的所述燃料的排出时间和吸入时间之比，由此改变每个所述往复时间内燃料从各个所述升压用缸排出的容量的总量，且，通过所述控制器并根据所述内燃机关的负荷而调整所述升压用活塞的冲程长度和所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度来对所述燃料的排出时间和吸入时间之比进行调整。3.根据权利要求1或2所述的燃料供给装置，其特征在于，所述升压用活塞中至少一个活塞的冲程长度被调整为与其他升压用活塞的冲程长度不同。4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料供给装置，其特征在于，所述控制部通过调整所述升压用活塞在所述第二方向上的移动速度和所述冲程长度，由此调整燃料从所述升压用缸排出的时机。5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料供给装置，其特征在于，所述冲程长度以所述升压用缸内的容积达到最小的所述升压用活塞位置为基准而设定。6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料供给装置，其特征在于，所述冲程长度被调整为适应所述内燃机关所需的燃料量的长度。7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃料供给装置，其特征在于，所述线性致动器为油压缸单元，包括：油压缸，所述油压缸具有收纳工作油的工作油收纳空间，且轴方向配置成与所述升压用活塞的轴方向一致；油压活塞，设置成在所述油压缸内能够沿轴方向上移动，并将所述工作油收纳空间划分为第一腔室和第二腔室；活塞杆，用以连接所述油压活塞与所述升压用活塞；油压泵，通过向所述第一腔室供给工作油，由此使所述油压活塞朝向轴方向的第一方向移动，并通过向所述第二腔室供给工作油，由此使所述油压活塞朝向轴方向的第二方向移动；电动马达，驱动所述油压泵以使所述油压活塞沿轴方向往复移动，其中，所述控制器通过控制所述电动马达，由此控制所述油压活塞在所述油压缸内的移动。8.根据权利要求7所述的燃料供给装置，其特征在于，所述油压缸单元还包括：密封的第一油压配管，其一端与所述油压泵相连接，另一端与所述第一腔室连接，将从所述油压泵排出的所有工作油供给到所述第一腔室，并将从所述第一腔室排出的所有工作油返回到所述油压泵；密封的第二油压配管，其一端与所述油压泵相连接，另一端与所述第二腔室连接，将从所述油压泵排出的所有工作油供给到所述第二腔室，并将从所述第二腔室排出的所有工作油返回到所述油压泵，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：鸿巢真，北村诚一，神田联蔵，
申请(专利权)人：三井造船株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP