专利名称：燃料喷射单元、操作这种燃料喷射单元的方法以及内燃机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的燃料喷射单元，该燃料喷射单元用于将重质燃油或轻质燃油喷射到具有多个气缸并使用共轨燃料系统的大型内燃机的气缸。本发明还涉及一种根据第一独立方法权利要求的前序部分所述的操作权利要求1的燃料喷射单元的方法。
在该说明书中，术语“大型发动机”是指这样的内燃机，其中每个气缸都可产生大于150kW的功率。通常，这种大型发动机例如用作船舶或用来发热和/或发电的电站中的主推进发动机或辅助发动机。
背景技术：
在现代的发动机中，燃料通过燃料喷射阀或喷射器直接喷射到发动机的气缸内。由于在压缩冲程的结束部分在相对较晚阶段发生喷射，因此喷射需要足够高的压力。在传统的燃料供送系统中，每个气缸都设置有其自身的喷射泵，喷射泵通过喷射阀和喷射喷嘴将燃料泵送到气缸的燃烧室内。然而，传统系统的使用和控制具有很大局限。系统的设置无法容易地进行调节。另外，喷射泵中的压力可能发生变化，使得向不同气缸内的喷射可能在不同的压力下进行，并且因而可能分别提供不同的燃料量。而且，由于现有技术的喷射喷嘴主要是液压机械式的，即在预定燃料压力时打开，而当压力下降到低于该预定值时关闭，喷射正时和持续时间的控制应该也能够考虑在系统使用过程中(即发动机运转时)系统部件的磨损。
更近的解决方案是所谓的“共轨喷射”或“共压喷射”，其中压力的提供和燃料的喷射彼此在功能上分离。燃料通过至少一个高压燃料泵供送到共压源(即油轨)内，燃料从该油轨通过单独的管道引导至各气缸的喷射器或喷射阀。实践上，喷射器的操作是电控的，例如通过电磁阀或压电阀控制，以便获得足够短和精确的喷射。
传统燃料供送系统的许多最明显的问题领域已经通过使用高压(高达大约2200巴)公共燃料源和电控燃料喷射阀而得以解决，通过电控燃料喷射阀，例如可以在同一压缩冲程期间将燃料喷射到发动机气缸内若干次。换言之，喷射正时、喷射持续时间以及所喷射燃料的量比现有技术燃料喷射泵都得到了明显更好的控制，由此也有力地降低了活塞发动机的正常操作状况下的排放水平。
迄今柴油发动机在满载荷时就其排放来说也已经最优化。然而，未来的排放法规要求排放水平必须在所有操作条件下都是最小的。换言之，所有载荷谱都必须进行调整。例如，即使使用现代共轨燃料系统和对燃料喷射阀进行电子控制也无法带来期望结果的情况与发动机在低载荷下(或更一般地说基本远离其设计载荷)进行运转有关。最终的目的是改进燃料喷射，使得发动机在其所有操作条件下(即从低载荷到满载荷)的排放都能够保持在最小水平。
该努力已经导致使用具有两个喷射喷嘴的喷射阀。例如，US-B2-7, 556，017讨论了一种燃料喷射器，该燃料喷射 器具有:喷射器本体，其限定了被构造成接收加压燃料的中空内部；第一喷嘴，其被构造成提供第一燃料喷散图案；和第二喷嘴，其被构造成提供与第一燃料喷散图案不同的第二燃料喷散图案。第一和第二喷嘴可以被构造成将从公共源供应的燃料喷射到燃烧空间内。喷嘴可以在活塞压缩冲程期间的不同阶段使用，使得第一喷嘴在压缩冲程的早期喷射预定量的燃料，而第二喷嘴在压缩冲程的晚期或结束时喷射。
US-B1-6, 422，199讨论了一种具有喷嘴本体的燃料喷射器，喷嘴本体具有呈并排配置的两个阀针。该文献讨论了阀针使用的各种另选方式，由此可以选择从哪个出口孔喷射燃料、喷射多长时间以及在何时喷射。另外，该文献还公开了可以将两个出口孔同时打开。
现有技术EP-A1-0972932还公开了具有两组喷射开口的燃料喷射阀。当将喷射针构件升起少量时，第一组开口打开并向发动机气缸内喷射低载荷操作时所需的少量燃料。当喷射针构件进一步升起时，另一组开口被打开，并向气缸内喷射与满载荷操作对应的更多燃料。JP-A-62118055教导了另一种喷射阀结构，其包括能够单独地打开的两组喷射开口。这两组喷射开口与并排布置在同一个喷射器支座中的两个喷射阀流动连通。
还已经讨论了具有两个喷射针构件的喷射阀，其中一个喷射针构件在另一个喷射针构件内。作为这种燃料发射阀结构的示例，可以提到DE-A1-102007000037、DE-B4-102007000095 和 DE-C2-4432686。
使用具有双针结构的喷射阀以及每一个发动机气缸使用两个喷射阀使得电子系统复杂并且由于燃料喷·射需要双倍的组成部件而在气缸盖周围需要附加的燃料管线和配线。换言之，每个喷射喷嘴需要控制阀、从共轨到喷射阀的高压燃料管线、高压燃料管线中的流动熔断器、用于回收燃料的低压燃料管线和用于控制阀的螺线管的配线。流动熔断器是布置在共轨和喷射阀之间用于检测流动压力变化的部件。例如，如果喷射阀中的喷射针卡住则流动熔断器停止燃料的供送，使喷射阀不会完全关闭，即流动熔断器防止喷射器使燃料连续流动到气缸内。因为在现代的发动机中有两个进气阀和两个排气阀，即每个气缸四个阀，气缸盖的上表面必须容纳这四个阀杆和阀弹簧。另外，至少有用于附接至气缸盖的摇杆轴的安装台，有时还必须有用于操作摇杆臂的推杆的开口。最后，如果是双燃料发动机，则存在用于允许天然气进入布置在气缸盖的顶部的气缸的装置。因而，第二燃料喷射阀所需的附加部件的空间非常有限，从而得到使得部件在气缸盖的安装和维护工作都复杂化的结构。
必须对排放和燃料喷射阀的操作另加关注的另一情况涉及双燃料或三燃料发动机，即既使用天然气又使用轻质燃油或重质燃油的发动机。在双燃料发动机中已知每个气缸使用两个喷射阀，通常一个是较小的喷射阀，另一个是较大的喷射阀。在正常连续操作时，天然气是主要燃料，该主要燃料通过由较小喷射阀喷射的引燃燃料在发动机气缸中点燃。较大喷射阀最经常用在发动机的启动阶段，较大喷射阀一直使用到每个气缸中的燃料稳定为止，之后可以开始进气。较大喷射阀的另一个较少的使用是在到气缸内端进气由于某些原因没有正常地发生时。在这种情况下，使用较大的喷射阀向气缸供送所谓的备用燃料。正常的实践是引燃燃料供送系统利用共轨燃料供送系统。然而，备用燃料供送系统是传统的喷射系统，其中对于每个气缸和每个泵管线喷嘴来说都存在脉动泵以及从脉动泵到该喷嘴的压力管线。在这种系统中，脉动泵的每个冲程都将泵管线喷嘴打开并将一定量的燃料喷射到气缸内。通常，引燃燃料和备用燃料的燃料系统都是单独起始于两个不同的燃料箱。
以上讨论的双燃料发动机的燃料系统存在的实践意义在于,对于发动机的每个气缸，发动机一方面必须设置有引燃燃料的共轨系统所需的部件(即，流动熔断器、从共轨燃料源到该流动熔断器的高压燃料管线、控制阀、从该流动熔断器到喷射阀的高压燃料管线、喷射阀本身和从喷射阀到低压流体储存器的低压燃料管线)，另一方面必须设置有备用燃料系统的部件(即，用于形成喷射压力的燃料喷射泵、燃料喷射泵和喷射阀之间的燃料管线、从燃料喷射泵到低压燃料储存器和喷射阀的返回燃料管线)。因而，很清楚，气缸盖上方的阀弹簧之间的空间布置了不同的部件，由此这些部件的安装和维护都比较复杂。
而且，如以上已经讨论的，传统的燃料喷射系统容易磨损，这会导致其使用时出现各种问题。喷射泵的使用中涉及的费用和风险形成了需要引起注意的另一个问题。当然，使用并排的两个液体燃料系统不仅增加了费用，还增加了故障的风险和系统所需的空间。
本发明的目的是设计喷射阀结构，使得必须位于气缸盖和发动机的周围的部件的数量与现有技术的结构相比减少。
本发明的另一个目的是降低双燃料发动机中使用柴油燃料时涉及的排放并使得能够快速从引燃切换至主柴油模式。
本发明的又一个目的是降低双燃料发动机中使用柴油备用燃料时涉及的费用。
本发明的再一个目的是使得双燃料发动机中使用柴油备用燃料时涉及的部件故障的风险最小。发明内容
本发明的目的至少通过一种燃料喷射单元实现，该燃料喷射单元适合于组装至气缸盖并适合于向具有带至少一个高压燃料泵的共轨燃料系统的内燃机的气缸喷射燃料，连接至所述共轨燃料系统的所述燃料喷射单元主要包括带有第一控制阀的第一燃料喷射阀和具有第二控制阀的第二燃料喷射阀，其中所述燃料喷射单元进一步包括用于给所述第一燃料喷射阀和所述第二燃料喷射阀提供燃料的高压燃料储存器。
本发明的目的至少通过一种操作权利要求1的燃料喷射单元的方法来实现，连接至共轨系统的该燃料喷射单元主要至少包括专用于该燃料喷射单元的高压燃料储存器、具有第一控制阀的第一燃料喷射阀和具有第二控制阀的第二燃料喷射阀，所述方法包括如下步骤:
以柴油模式和天然气模式中的一种模式操作所述燃料喷射单元；
在所述柴油模式中`
〇在低负荷操作时，将所述第一喷射阀用作唯一的燃料喷射装置；
〇在满负荷操作时，将所述第二喷射阀用作所述燃料喷射装置；
在所述天然气模式中，
〇在连续操作时，将所述第一喷射阀用作引燃燃料喷射装置；
〇在天然气燃料故障操作时，将所述第二喷射阀用作主柴油燃料喷射装置。
本发明的至少一个目的还通过一种大型内燃机实现，该大型内燃机具有多个带有气缸盖的气缸并利用共轨燃料系统，其中每个气缸盖都设置有根据权利要求1至13中任一项所述的燃料喷射单元。
本发明的燃料喷射单元以及操作该燃料喷射单元的方法的其他特有特征将从所附从属权利要求变得清楚。
本发明在解决至少一个上述问题时还带来了若干优点，下面列出这些优点中的一些优点:
简化了双燃料发动机和柴油发动机中的燃料系统的结构，可以省略和/或组合当前主燃料和引燃燃料喷射系统的部件的大量分享。
特别在双燃料发动机中，通过利用引燃模式和主柴油模式所共用的油轨和流动熔断器，消除了用于备用燃料供送的基于脉动泵的燃料系统的需要。
通过减少现有技术燃料系统中所需要的大量部件而降低了构件燃料系统的成本；
简化了燃料系统的安装和维护；
降低了特别是柴油发动机和处于柴油模式的双燃料发动机以低负荷操作时的排放；
通过使储存器和燃料喷射阀尽可能接近彼此降低了储存器和燃料喷射阀之间的高压燃料管线中的压力损失；
改进了针打开；
通过将螺线管和控制阀孔板直接安装在喷嘴针上方提高了利用螺线管和控制阀孔板进行的响应速度；
通过降低由于将储存器靠近喷嘴定位而在储存器和喷嘴之间引起的脉动的量和强度而提高了多个喷射压力峰值；
当储存器靠近喷射器喷嘴定位时，可以将储存器制造得更小；
较小喷射喷嘴导致较小的囊(sac)体积，由此在囊体积中留下更少燃料。因而降低了排放。
然而，应理解的是，所列出 的优点仅是可选的，如果要获得一个或更多个所述优点，则这取决于发明付诸实施的方式。
在下文中，参照附图更详细地描述本发明，附图示意性地示出了根据本发明的优选实施方式的燃料供送装置。
具体实施方式
在附图中，示意性地示出了本发明的燃料喷射单元。附图标记2示出了从具有多个气缸的内燃机的共轨系统引入高压燃油的高压燃料管线。燃料管线2优选在气缸盖一侧延伸，不过所述燃料管线也可以被布置成在气缸盖内部或气缸盖上面延伸。本发明的燃料喷射单元具有附图标记4，并且为了清晰期间通过阴影线框示出。因而，高压燃料管线2通过连接管6将高压液体燃料(轻质燃油、重质燃油、液态生物燃料(LBF)或原油(CRO))供送至喷射单元4。有利地，连接管6在气缸盖的上表面附近在气缸盖内部延伸。燃料喷射单元4设置有用于接收高压燃油的储存器8。在该实施方式中，储存器8是布置在基本竖直位置的长压力容器。如果有可用空间，则可以将储存器8大致布置在气缸盖内。不过储存器完全位于气缸盖的上表面上方也是可行的。本发明的燃料喷射单元4的本质特征在于，目的在于给发动机气缸提供所需的全部液体燃料的实体包括单个高压燃料储存器8并结合至少两个燃料喷射阀10、12及其控制阀14、16。
另外，单个流动熔断器18布置在位于高压燃料储存器8和燃料喷射阀10、12之间的燃料供送管线20中。流动熔断器18的作用是确保仅在期望喷射燃料时才将燃料喷射到气缸内。所述流动熔断器通过检测流动压力的变化来执行其任务，并在异常压降的情况下影响流动。例如，如果阀发生泄漏，更一般地说，如果流动熔断器下游的喷射阀的任何一个喷射针被卡住而无法打开，则流动熔断器18停止向喷射阀供送燃料。
燃料喷射阀10和12及其控制阀14、16就本发明来说可以具有任何传统结构。因而，关于其结构和操作的一般讨论参照所附示意图比较合适。燃料喷射阀10(用作一示例，喷射阀12的结构和操作也基本类似)包括具有燃料空间24的燃料喷射器本体22，喷射阀10的其余构件位于该燃料空间24中。燃料喷射器本体22在其面向发动机气缸的燃烧室的端部处设置有喷嘴本体，该喷嘴本体具有带出口孔的喷嘴末端28，燃料通过该出口孔喷射到发动机气缸内。喷射针30居中地布置在燃料空间24中。喷射针30的一端(图1中所示的下部)形成了针阀构件32，如果针阀构件32 (以及整个喷射针30)不从喷嘴开口附近的安置表面提起，则该针阀构件32将阻断燃料空间24和喷射喷嘴开口之间的流动连接。在喷射针30的相反端处，针的该端可滑动地布置在一轴环内，该轴环与针的该端一起形成了布置在燃料空间中的圆柱形腔室34，在该腔室34中正常存在完全燃料压力。该燃料压力作用在腔室34中的喷射针30的上端，并向下向喷射针30施加压力，这实际上意味着将针阀构件32推压在安置表面上。换言之，圆柱形腔室34借助于阀孔板38中的流动路径与燃料储存器8中存在的闻压燃料直接连通。在轴环36下方存在弹黃40,所述弹黃布直在嗔射针上的台肩和该轴环的下端之间以相对于阀孔板38保持轴环。燃料喷射器本体22的燃料空间24通过高压燃料管线20/20’和流动熔断器18与高压燃料源(即储存器8)直接连通，使得完全燃料压力作用喷射针30的所有表面上。喷射针30的在燃料空间24处开口的表面定尺寸成使得包围喷射针30的内部24中的燃料压 力倾向于将喷射针30和针阀构件32向上抬离喷嘴开口。然而，由作用在圆柱形腔室34中的喷射针的端部上的完全燃料压力产生的力保持针阀构件32关闭，不管作用在燃料空间24中的喷射针表面上的燃料压力产生的反力如何。
喷射阀10、12的操作由控制阀14、16引导，使得当希望进行燃料喷射时，发动机的控制单元通过螺线管启动(即打开)控制阀14。当被启动时，控制阀14打开沿着低压燃料管线44从喷射针34末端上方的圆柱形腔室34经由阀孔板38到低压燃料储存器42的流动连接。同时，腔室34中的压力被释放，由此在燃料喷射器本体22的燃料空间24中作用在喷射针表面上的燃料压力将针阀构件32抬离安置表面，并且可以开始喷射。当要终止喷射时，发动机控制单元通过切断螺线管中的电流而允许控制阀14返回至其静止(即关闭)位置，由此控制阀阻断从圆柱形腔室34到低压储存器42的连通。同时，借助于圆柱形腔室34和阀孔板38从高压燃料储存器8到低压燃料储存器42的连通被切断，由此位于喷射针30的上端处的圆柱形腔室34被加压。作用喷射针30的该端的完全燃料压力迫使喷射针30及其针阀构件32向下抵靠安置表面，由此阻断燃料喷射器本体中的燃料空间24和喷嘴开口之间的连接。如稍早提到的，第二喷射阀12的操作和结构可类似于以上讨论的第一喷射阀10的操作和结构。
以上讨论的燃料喷射单元4被布置成插入穿过气缸盖46，使得燃料喷射阀10和12的末端28和48基本在气缸盖下表面26的高度处延伸到燃烧室内。需要的话，可以将一个末端布置成比另一个末端更深入地延伸到燃烧室内。更一般地说，较大喷嘴或燃料喷射阀12的末端48与较小喷嘴的末端28相比可以在从下表面26测量的不同的高度处延伸。然而，根据本发明的优选实施方式，较小喷嘴10的末端28与较大喷嘴12的末端48相比布置在距气缸盖46的下表面26更小的高度处。
根据本发明的优选实施方式，燃料喷射单元4的各种部件被布置成使得两个喷射阀的喷射针在该单元中并列布置，因为这两个针必须延伸到发动机气缸的燃烧室内。其余部件可以更自由地定位。换言之，可以将阀孔板38和50在物理上并排位于喷射阀10和12的上端处，但是还可以将一个阀孔板直接附接至喷射阀，而将另一个通过燃料管附接至另一个喷射阀。以类似方式，可以将控制阀14和16直接附接至阀孔板38和50，但是也可以将控制阀中的至少一个(可能是两个)与阀孔板和/或燃料管连通。最后，类似选择适合于流动熔断器18的定位。换言之，流动熔断器可以直接紧固至至少一个阀孔板。然而，布置流动熔断器18的更自然方式是将其与储存器联接，并且借助燃料管设置到阀孔板和喷射器本体的燃料空间的连接。因而，有许多不同的可选方案，人们可以选择哪个方案最适合于其需要。
除了燃料压力储存器8位于控制阀和燃料喷射阀的上方外，图1没有明确说明或示出燃料压力储存器8的位置。然而，这是很自然的一个配置，因为是储存器8将高压燃料经由流动熔断器18引入到燃料喷射阀10和12以及阀孔板34和50。根据本发明的优选实施方式，用于各气缸的燃料压力储存器至少部分地布置在发动机的气缸盖内。这样，包封储存器的气缸盖结构可以用作例如用于储存器的支撑壳体。然而，必须理解的是，该储存器可以完全定位在气缸盖46的最上高度上方，但是储存器同样可以装配在向燃料喷射单元分配的空间中的气缸盖内，只要该空间的尺寸足够即可。在以上选择中，用于高压燃料的连接管6优选在气缸盖46的上表面附近(在上方或下方)延伸，并终止于高压燃料储存器8。然而，连接管6终止于储存器8和流动熔断器18之间的高压燃料管线20中也是可行的。另一个可行的选择是将储存器布置为在气缸盖46的上表面附近延伸的连接管6的延伸部或替换部。换言之，储存器可以在气缸盖46的上表面的上方或至少部分地在下方与气缸盖的上表面平行(通常水平地)布置。优选地，连接管6将储存器8连接至在气缸盖的一侧延伸的高压燃料轨，使得发动机的所有喷射单元4都以相同压力接收燃料。因而，该轨将联接至一个或更多个高压燃料泵，从而产生用于共轨系统的燃料压力。
控制阀14和16通过流动通道44连接至低压流体源42。流动通道44可以与上述讨论的其中一个实施方式中的高压连接管6—样布置成至少部分地在气缸盖内延伸。然而，返回流动通道也可以在气缸盖46上面延伸，如果期望这样的话。最后，控制阀14和16借助配线(未示出)连接至发动机控制单元(未示出)。
本发明的燃料喷射单元可以在许多不同的应用中使用，特别是可在船舶和电站中使用。然而，这两个应用以及下文中将更详细地讨论的应用必须被理解为仅仅是紧凑型双针喷射单元可应用的大量不同用途的有利示例。
本发明的喷 射单元可以有利地用在将液体燃料(像轻质燃油、重质燃油、液体生物燃料(LBF)或原油(CRO))用作其唯一燃料的大型柴油发动机中。在这种情况下，较小喷射阀在低载荷操作时使用，较大喷射阀不适合于这种低载荷操作。通过较小的喷射阀，可更精确地执行喷射的调节和控制，由此使得排放(像烟尘、HC和NOx)和燃料消耗都最小化。所有优点的主要原因都在于，较小的燃料喷射阀在喷嘴末端中具有较小的喷射开口以及较小的囊空腔，该囊空腔用于在喷射终止之后留在喷嘴中的残油。该囊是留在喷射针安置表面和喷射开口之间的空腔。在发动机的启动阶段或当发动机怠速时可以发现较小喷嘴的其他可应用的用途。
本发明的喷射单元还可以有利地用在大型双燃料发动机中。这种发动机有时也被称为天然气发动机，因为它们的主要燃料通常是天然气。天然气可通过发动机的进气阀与燃烧空气一起进入发动机气缸内。然而，天然气发动机需要用于点燃气体的所谓的引燃燃料。进气和引燃燃料喷射都是电控的。这确保可单独地针对各个气缸设定正确的空气燃料t匕，并且确保可以喷射最小量的引燃燃料同时确保安全和可靠的燃烧。如果在进气系统中发生问题或发动机由于某些原因而以柴油模式驱动，则本发明的燃料喷射单元提供确保发动机可靠连续操作的简单且容易的方式。通过使用本发明的燃料喷射单元，在发动机完全以柴油模式运行时较大喷射阀可以用来喷射主燃料。优选地，出于冷却目的，至少不时地使用较小喷射阀，而不管发动机是否以天然气或柴油模式驱动。
当以柴油模式运行发动机时，即当由于某些原因双燃料发动机不使用天然气或发动机仅仅使用轻质燃油、重质燃油、LBF或CRO时，可以使用本发明的喷射单元来提供不同速率形状的喷射图。这可以通过适当地安排来自两个喷射阀的喷射的正时来实现。换言之，由于喷射阀的操作可以被独立地控制，因此可以独立地调节每次喷射的正时、持续时间和喷射量，由此可获得最佳速率形状。因此，例如，可以将来自两个喷射阀的喷射调节成顺序地、同时地或部分重叠地发生。而且，本发明的喷射单元可以被控制成使用所谓的多段喷射，由此来自两个喷射阀的喷射独立地进行。
关于两个喷射阀的尺寸大小，可以提到如下指导。在双燃料发动机中，较小喷射阀的尺寸大小确定为一方面应该能够喷射小于1%的引燃燃料(意味着，小于满负荷燃料消耗的1%)，而另一方面应该能喷射用于以柴油模式的低负荷或空转操作的达大约30%。较小喷射阀的正确尺寸大小也会导致对低载荷操作时NOx、HC和烟尘排放控制的改善。一个可行的附加选择是还为较小喷射阀设置较小的喷射喷散开口。所述喷射喷散开口作为双燃气模式操作中以及低载荷柴油 模式操作中的点燃改善剂是特别有利的。当然，较大喷射阀应该能够涵盖柴油模式操作时的全部100%负荷。
关于两个喷射阀的最终特征是两个喷射阀都可以被布置成在柴油和天然气模式下都以规则预定和/或优化的间隔来喷射燃料，以防止喷嘴开口由于燃料焦化问题而堵塞。所述间隔对于不同的运行条件来说可以是固定的，或者所述间隔可以特别针对每个个别情况由发动机控制单元来确定。
应该理解的是，以上仅仅是内燃机的新颖和有创造性的燃料喷射单元及操作该燃料喷射单元的方法的示例性描述。应该理解的是，尽管以上说明书讨论了一定类型的燃料喷射阀和一定类型的控制阀，但阀的类型不会将本发明局限于所讨论的类型。例如，控制阀可以由螺线管关闭而不是打开。以类似方式，燃料喷射的接近结构可以不同于以上所讨论的结构。以上说明绝不应该被理解限制本发明，而是本发明的整个范围仅由所附权利要求来限定。从以上描述，应该理解本发明的不同特征可以与其他不同特征一起使用，即使在说明书中或附图中没有明确地·示出这种组合也是如此。
权利要求
1.一种燃料喷射单元，该燃料喷射单元适合于组装至气缸盖(46)并适合于向内燃发动机的气缸喷射燃料，所述内燃发动机具有带有至少一个高压燃料泵的共轨燃料系统，连接至所述共轨燃料系统的所述燃料喷射单元主要包括具有第一控制阀(14)的第一燃料喷射阀(10)和具有第二控制阀(16)的第二燃料喷射阀(12)，其特征在于，所述燃料喷射单元(4)还包括用于向所述第一燃料喷射阀(10)和所述第二燃料喷射阀(12)提供燃料的高压燃料储存器(8)。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射单元，其特征在于，所述高压燃料储存器(8)被布置成与高压燃料泵流动连通(2，6)，所述高压燃料泵形成所述发动机的所述共轨燃料系统的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的燃料喷射单元，其特征在于，所述高压燃料储存器(8)布置在大致水平的位置。
4.根据权利要求1、2或3所述的燃料喷射单元，其特征在于，所述高压燃料储存器(8)至少部分地位于所述气缸盖(46)内。
5.根据权利要求1、2或4所述的燃料喷射单元，其特征在于，所述高压燃料储存器(8)布置在大致竖直的位置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射单元，其特征在于，在所述高压燃料储存器(8)的下游并且在所述高压燃料储存器(8)与所述第一燃料喷射阀(10)和所述第二燃料喷射阀(12)之间布置有流动熔断器(18)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射单元，其特征在于，所述内燃发动机是双燃料发动机，并且所述第一燃料喷射阀(10 )是引燃燃料喷射阀。
8.根据权利要求7所述的燃料喷射单元，其特征在于，所述第二燃料喷射阀(12)是主液体燃料喷射阀。
9.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射单元，其特征在于，所述第一燃料喷射阀(10)用于柴油操作中，以提供不同的速率形状喷射图或多段喷射。
10.根据前述权利要求中 任一项所述的燃料喷射单元，其特征在于，尤其为了当发动机利用液体燃料以低载荷运行时使烟尘排放最少，所述第一燃料喷射阀(10)被设计成喷射发动机满负荷操作所需的燃料的少于30%的燃料。
11.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射单元，其特征在于，各燃料喷射阀(10,12)具有喷嘴末端(28，48)，所述喷嘴末端被设置在距离所述气缸盖(46)的下表面(26)不同高度处。
12.根据前述权利要求中任一项所述的燃料喷射单元，其特征在于，所述第一燃料喷射阀(10)是具有较小喷射开口和较小囊的较小燃料喷射阀。
13.根据权利要求10或者10和11所述的燃料喷射单元，其特征在于，所述第一燃料喷射阀(10 )的末端(28 )布置在距离所述气缸盖(46 )的下表面(26 )较近的高度处。
14.一种操作权利要求1所述的燃料喷射单元的方法，连接至所述共轨燃料系统的该燃料喷射单元(4)主要包括专用于该燃料喷射单元的至少一个高压燃料储存器(8)、具有第一控制阀(14)的第一燃料喷射阀(10)、以及具有第二控制阀(16)的第二燃料喷射阀(12)，所述方法的特征在于，所述方法包括以下步骤: 以柴油模式和天然气模式中的一种模式操作所述燃料喷射单元； 在所述柴油模式中 〇在低负荷操作时，将所述第一喷射阀(10)用作唯一的燃料喷射装置； 〇在满负荷操作时，将所述第二喷射阀(12)用作所述燃料喷射装置； 在所述天然气模式中 〇在连续操作时，将所述第一喷射阀(10)用作引燃燃料喷射装置； 〇在天然气燃料故障操作时，将所述第二喷射阀(12)用作主柴油燃料喷射装置。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在柴油模式中，通过将来自所述喷射阀(10，12)的喷射布置成同时地、仅部分重叠地或分开地进行来排序所述第一喷射阀(10)和所述第二喷射阀(12)，以提供不同的速率形状喷射图或多段喷射。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，通过以一定间隔从所述第一喷射阀(10)和所述第二喷射阀(12)喷射燃料来防止阀堵塞。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，当发动机利用液体材料以低负荷运行时，通过使用所述第一喷射阀(10)来喷射满负荷操作所需的燃料的至多30%的燃料，尤其用于使烟尘排放最少。
18.—种大型内燃发动机，该大型内燃发动机具有多个带有气缸盖的气缸并利用共轨燃料 系统，其特征在于，每个气缸盖都设置有根据权利要求1至13中任一项所述的燃料喷射单元(4)。
全文摘要
本发明公开了一种用于具有共轨燃料系统的大型内燃机的新颖燃料喷射单元。还公开了一种操作该燃料喷射单元的方法。本发明的燃料喷射单元(4)包括至少一个专用于该燃料喷射单元的高压燃料储存器(8)、燃料熔断器(18)、具有控制阀(14)的第一燃料喷射阀(10)和具有控制阀(16)的第二燃料喷射阀(12)。第一燃料喷射阀(10)是用于喷射柴油模式的满负荷操作所需的燃料的至多30%的燃料的较小喷射阀。
文档编号F02M43/04GK103237979SQ201180057870
公开日2013年8月7日 申请日期2011年11月30日 优先权日2010年12月2日
发明者D·杰伊 申请人:瓦锡兰芬兰有限公司