本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種用于將燃料噴射到大型二沖程自點火內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室中的燃料閥(1)，其具有朝向閥座(22)彈性地偏置的閥針(20)。當閥針(20)從閥座(22)提起時，致使燃料壓力沿著打開方向推動閥針(20)的有效壓力表面顯著地增加。在閥針(20)上設(shè)有互補有效壓力表面(29)。當互補有效壓力表面(29)暴露于燃料壓力時互補有效壓力表面(29)產(chǎn)生朝向閥座(22)推動閥針(20)的力。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本公開涉及用于大型二沖程自點火內(nèi)燃發(fā)動機的燃料閥，具體地涉及用于將燃料油噴射到具有十字頭的大型渦輪增壓二沖程單流內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室中。
技術(shù)介紹
大型二沖程內(nèi)燃發(fā)動機通常在諸如集裝箱船的大型遠洋船舶或發(fā)電廠中用作原動機。這些發(fā)動機通常設(shè)有布置在每個汽缸蓋中的兩個或三個燃料閥。如圖1中所示，傳統(tǒng)燃料閥具有與發(fā)動機的汽缸中的活塞的移動方向大致成10度到15度角度布置的縱向軸線。燃料閥前端設(shè)有突出到燃燒室中的噴嘴。噴嘴設(shè)有軸向孔與將燃料遠離汽缸壁引導(dǎo)到燃燒室中的多個噴嘴孔。通常，在噴射的時刻，燃燒室中的清掃空氣中具有漩渦并且大部分的噴嘴孔被引導(dǎo)為利用漩渦的流動噴射燃料，盡管噴嘴孔中的一個可以引導(dǎo)為將燃料噴射到漩渦中。燃料閥設(shè)有彈簧偏置的閥針，其用作可移位閥構(gòu)件。當燃料的壓力超過例如350巴的預(yù)設(shè)壓力時，閥針從其閥座提起并且允許燃料經(jīng)由燃料閥前部的噴嘴流動到燃燒室中。大型二沖程自點火渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機的最大燃燒壓力非常高，例如200巴，并且因此難以在噴射事件下以顯著高于燃燒壓力的壓力提供燃料。用于大型二沖程自點火渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動機的已知燃料閥具有的構(gòu)造使得閉合壓力(即，使閥針返回到其閥座的壓力)低于打開壓力(即，使閥針從其閥座提起的壓力)。這是因為，抵抗彈簧或者其它彈性裝置的偏置而作用在閥針的打開方向上的有效壓力表面在閥從閥座提起的瞬間增加。因此，在燃料閥中的壓力顯著地下降到燃料閥打開的壓力以下之前，閥針將不會返回到其閥座。在噴射事件的末尾形成的低壓能夠?qū)е氯剂喜槐灰宰銐驂毫娚渫ㄟ^噴嘴孔，因此導(dǎo)致在噴射事件的最后部分過程中噴射的燃料的次于最佳的燃燒。專利技術(shù)內(nèi)容在此背景上，本申請的目的是提供一種克服或者至少減少了上述缺點的燃料閥。根據(jù)第一方面通過提供用于將燃料噴射到大型二沖程自點火內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室中的燃料閥實現(xiàn)了此目的，此燃料閥包括：具有后端與前端的細長閥殼體；以及中空噴嘴，其具有第一軸向孔、多個噴嘴孔與閉合前端，此噴嘴布置在閥殼體的前端；軸向可移位閥針，其可滑動地容納在閥殼體中的第二軸向孔中，此閥針構(gòu)造為控制燃料到噴嘴的流動，閥針與閥殼體中的閥座配合并且閥針通過彈性偏置朝向閥座彈性地偏置；在閥座的上游的壓力室，其圍繞閥針的一部分并且連接到閥殼體中的燃料入口端口，當閥針從閥座提起時閥針允許燃料從壓力室流動到噴嘴并且當閥針放置在閥座上時閥針防止燃料從壓力室流動到噴嘴，當放置在閥座上時閥針具有第一有效壓力表面，此第一有效壓力表面在燃料壓力的影響下在閥針上產(chǎn)生與彈性偏置相對的第一力，當壓力室中的壓力超過預(yù)設(shè)壓力閾值時該力致使閥針從閥座提起，當從閥座提起時閥針具有額外的第二有效壓力表面，當閥針從閥座提起時此第二有效壓力表面在燃料壓力的影響下在閥針上形成與彈性偏置相對的附加的第二力，閥針設(shè)有第三有效壓力表面，當閥針從閥座提起時此第三有效壓力表面在燃料壓力的影響下在閥針上形成與彈性偏置結(jié)合的第三力。通過提供協(xié)助彈性偏置裝置朝向閥座推動閥針的第三有效壓力表面，能夠完全地或部分抵消在加壓燃料的影響下產(chǎn)生遠離閥座推動閥構(gòu)件的力的有效壓力表面在閥針從閥座提起的瞬間起顯著地增加的事實。因此，增加的有效壓力表面的導(dǎo)致閉合壓力低于打開壓力的負面作用可以部分地或完全地消除。因此，能夠設(shè)計具有等于打開壓力或者僅略微地低于打開壓力的閉合壓力的燃料閥。通過此設(shè)計，噴射壓力可以在整個噴射事件中保持較高，以確保在整個噴射事件過程中將燃料噴射到燃燒室中。根據(jù)第一方面的第一實施方式，第三有效壓力表面具有產(chǎn)生第三力基本上抵消附加第二力的尺寸。根據(jù)第一方面的第二實施方式，第三有效壓力表面面向限定在閥針與閥殼體之間的第二壓力室。根據(jù)第一方面的第三實施方式，優(yōu)選地僅當閥針提起時第二壓力室連接到第一壓力室或第一軸向孔。根據(jù)第一方面的第四實施方式，第二壓力室通過閥針中的壓力通道連接到第一壓力室或第一軸向孔。根據(jù)第一方面的第五實施方式，壓力通道的第一端通向第二壓力室并且壓力通道的第二端通向第一軸向孔或者通向當閥針放置在閥座上時閥針的表面的與閥座接觸的部分。根據(jù)第一方面的第六實施方式，當閥針放置在閥座上時第二開口閉合。根據(jù)第一方面的第七實施方式，當閥針放置在閥座上時閥針的與閥座接觸的部分在第二端周圍密封接觸。根據(jù)第一方面的第八實施方式，通過閥針中的第三軸向孔以及容納在第三軸向孔中的柱塞限定第二壓力室。根據(jù)第一方面的第九實施方式，第一柱塞是固定不動的的并且其中柱塞密封地適配在第三軸向孔的內(nèi)部。根據(jù)第一方面的第十實施方式，通過閥殼體中的第四軸向孔和容納在第四軸向孔中的柱塞限定第二壓力室。據(jù)第一方面的第十一實施方式，第二柱塞是固定不動的的并且此柱塞密封地適配在第四孔內(nèi)部。根據(jù)第一方面的第十二實施方式，噴嘴設(shè)有分布在噴嘴的側(cè)面上的多個噴嘴孔，優(yōu)選地，噴嘴孔中的全部或至少大部分緊密地成角度地隔開。根據(jù)第一方面的第十三實施方式，燃料閥還包括中空切斷軸(cut-off shaft)，中空切斷軸與閥針完全一致地移動并且軸向可移位地容納在噴嘴中的軸向孔中以打開與閉合噴嘴孔，切斷軸優(yōu)選地設(shè)有與多個噴嘴孔對應(yīng)的多個開口以便在中空切斷軸的一個位置處將噴嘴孔聯(lián)接到中空切斷軸的內(nèi)部，并且在中空切斷軸的另一個位置處使噴嘴孔與中空切斷軸的內(nèi)部斷開連接。根據(jù)第一方面的第十四實施方式，閥殼體在其最后端設(shè)有頭部以在大型二沖程自點火內(nèi)燃發(fā)動機的汽缸的汽缸蓋中安裝燃料閥。根據(jù)第二方面通過提供燃料閥以將燃料噴射到大型二沖程自點火內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室中實現(xiàn)了上述目的，使得閥針朝向閥座彈性地偏置，當閥針從閥座提起時致使燃料壓力沿著打開方向推動閥針的在閥針上的有效壓力表面顯著增加，在閥針上設(shè)有互補有效壓力表面，當此互補有效壓力表面暴露到燃料壓力時，此互補有效壓力表面產(chǎn)生朝向閥座推動閥針的力。通過詳細的描述，根據(jù)本公開的燃料閥的其它目的、特征、優(yōu)點與特性將變得顯而易見。附圖說明在下面的本說明書的詳細部分中，將參照附圖中示出的示例性實施方式更加詳細地說明此燃料閥，在附圖中:圖1是現(xiàn)有技術(shù)燃料閥的縱向截面；圖2是以較大比例示出的圖1中示出的燃料閥的最前面部分的縱向截面，燃料閥的最前面部分與實例實施方式一致并且閥針示出為放置在閥閥座上；圖3是以較大比例示出的圖2中示出的燃料閥的噴嘴的側(cè)視圖，其中，閥針從閥座提起；圖4是以較大比例示出的通過圖1中示出的燃料閥的最前面部分的縱向截面，燃料閥的最前面部分與圖2的實例實施方式一致并且閥針示出為從閥座提起；圖5是以較大比例示出的通過圖1中示出的燃料閥的最前面部分的縱向截面，燃料閥的最前面部分與另一個實例實施方式一致并且閥針示出為放置在閥座上；以及圖6是以較大比例示出的通過圖1中示出的燃料閥的最前面部分的縱向截面，燃料閥的最前面部分與又一個實例實施方式一致并且閥針示出為放置在閥座上。具體實施方式圖1示出了用于將燃料，諸如例如燃料油或重燃料油或類似燃料，噴射到大型二沖程自點火內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室中的已知的燃料閥1。圖1中示出的燃料閥1具有細長殼體10，此細長殼體在其最后端具有頭部14，通過頭部14燃料閥1以已知方式利用螺栓可以固定到大型二沖程柴油發(fā)動機的汽缸蓋并且與燃料泵(未示出)連接。頭部14包括與通道17流動連接的燃料油入口16。通道17延伸穿過止回閥12到達在閥殼體本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于將燃料噴射到大型二沖程自點火內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室中的燃料閥(1)，所述燃料閥包括：具有后端與前端的細長閥殼體(10)；以及中空噴嘴(54)，其具有第一軸向孔(57)、多個噴嘴孔(55)與閉合前端，所述噴嘴(54)布置在所述閥殼體(10)的前端；軸向可移位閥針(20)，其可滑動地容納在所述閥殼體(10)中的第二軸向孔(33)中，所述閥針(20)構(gòu)造為控制燃料到所述噴嘴(54)的流動，所述閥針(20)與所述閥殼體中的閥座(22)配合并且所述閥針(20)通過彈性偏置朝向所述閥座(22)彈性地偏置；在所述閥座(22)上游布置在所述閥殼體中的壓力室(24)，所述壓力室圍繞所述閥針(20)的一部分并且連接到所述閥殼體(10)中的燃料入口端口(16)，當所述閥針(20)從所述閥座(22)提起時所述閥針(20)允許燃料從所述壓力室(24)流動到所述噴嘴(54)，并且當所述閥針(20)放置在所述閥座(22)上時所述閥針(20)防止燃料從所述壓力室(24)流動到所述噴嘴(54)，當放置在所述閥座(22)上時所述閥針(20)具有第一有效壓力表面(26)，所述第一有效壓力表面(26)在燃料壓力的影響下在所述閥針(20)上產(chǎn)生與所述彈性偏置相對的第一力，當所述壓力室(24)中的壓力超過預(yù)設(shè)壓力閾值時所述力致使所述閥針(20)從所述閥座(22)提起，當從所述閥座(2)提起時所述閥針(20)具有附加的第二有效壓力表面(27)，當所述閥針(20)從所述閥座(22)提起時，所述第二有效壓力表面在燃料壓力的影響下在所述閥針(20)上產(chǎn)生與所述彈性偏置相對的附加的第二力，其特征在于，所述閥針(20)設(shè)有第三有效壓力表面(29)，當所述閥針(20)從所述閥座(22)提起時，所述第三有效壓力表面在燃料壓力的影響下在所述閥針(20)上產(chǎn)生與所述彈性偏置結(jié)合的第三力。...
【技術(shù)特征摘要】
2015.04.22 DK PA2015002471.一種用于將燃料噴射到大型二沖程自點火內(nèi)燃發(fā)動機的燃燒室中的燃料閥(1)，所述燃料閥包括：具有后端與前端的細長閥殼體(10)；以及中空噴嘴(54)，其具有第一軸向孔(57)、多個噴嘴孔(55)與閉合前端，所述噴嘴(54)布置在所述閥殼體(10)的前端；軸向可移位閥針(20)，其可滑動地容納在所述閥殼體(10)中的第二軸向孔(33)中，所述閥針(20)構(gòu)造為控制燃料到所述噴嘴(54)的流動，所述閥針(20)與所述閥殼體中的閥座(22)配合并且所述閥針(20)通過彈性偏置朝向所述閥座(22)彈性地偏置；在所述閥座(22)上游布置在所述閥殼體中的壓力室(24)，所述壓力室圍繞所述閥針(20)的一部分并且連接到所述閥殼體(10)中的燃料入口端口(16)，當所述閥針(20)從所述閥座(22)提起時所述閥針(20)允許燃料從所述壓力室(24)流動到所述噴嘴(54)，并且當所述閥針(20)放置在所述閥座(22)上時所述閥針(20)防止燃料從所述壓力室(24)流動到所述噴嘴(54)，當放置在所述閥座(22)上時所述閥針(20)具有第一有效壓力表面(26)，所述第一有效壓力表面(26)在燃料壓力的影響下在所述閥針(20)上產(chǎn)生與所述彈性偏置相對的第一力，當所述壓力室(24)中的壓力超過預(yù)設(shè)壓力閾值時所述力致使所述閥針(20)從所述閥座(22)提起，當從所述閥座(2)提起時所述閥針(20)具有附加的第二有效壓力表面(27)，當所述閥針(20)從所述閥座(22)提起時，所述第二有效壓力表面在燃料壓力的影響下在所述閥針(20)上產(chǎn)生與所述彈性偏置相對的附加的第二力，其特征在于，所述閥針(20)設(shè)有第三有效壓力表面(29)，當所述閥針(20)從所述閥座(22)提起時，所述第三有效壓力表面在燃料壓力的影響下在所述閥針(20)上產(chǎn)生與所述彈性偏置結(jié)合的第三力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料閥(1)，其中，所述第三有效壓力表面(29)具有致使所述第三力基本上抵消所述附加的第二力的尺寸。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料閥(1)，其中，所述第三有效壓力表面(29)面向限定在所述閥針(20)與所述閥殼體(10)之間的第二壓力室(32)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃料閥(1)，其中，優(yōu)選地僅當所述閥針提起時，所述第二壓力室(32)連接到所述第一壓力室(24)或所述第一軸向孔(57)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料閥(1)，其中，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：約翰內(nèi)斯·弗拉烏普，
申請(專利權(quán))人：曼柴油機歐洲股份公司曼柴油機德國分公司，
類型：發(fā)明
國別省市：丹麥;DK
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