燃料噴射回路和操作多燃料活塞發(fā)動機的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分的燃料噴射回路。本發(fā)明還涉及操作多燃料活塞發(fā)動機的方法，如同在其它獨立權利要求的前序部分中所限定的那樣。
[0002]發(fā)明背景
[0003]減少船用和發(fā)電用的大型內(nèi)燃機的排放和降低運行成本的有效方案是所謂的雙燃料或三燃料發(fā)動機，它能以氣體或液體燃料被運行。多燃料發(fā)動機根據(jù)不同燃料的可利用性以及價格和/或在某地或某時起效的排放限制提供選擇最合適燃料的靈活性。例如，船舶發(fā)動機能在要求嚴格的排放限制的地區(qū)以氣體燃料被運行，在其它地區(qū)以重燃油被運行。在復雜的發(fā)動機中，在滿負荷下從氣體燃料切換到餾分等級的液體燃料，比如輕燃油(LF0)，能被自動且即刻地完成。但是，從氣體燃料直接切換到殘留燃料，比如重燃油(HF0)，是不可能的。在氣體運行和HF0運行之間需要一個LF0運行的中間階段，從LF0到HF0的過渡可能要花費半個小時。這是因為HF0的粘性較高，以及在使用HF0之前需要增加燃料的溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種具有改善的燃料噴射回路的活塞發(fā)動機，其目的是解決上述問題。根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射回路的特征在權利要求1的特征部分給出。本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進的用于操作多燃料活塞發(fā)動機的方法，該發(fā)動機能在使用氣體燃料的氣體模式下以及使用液體燃料的液體燃料模式下運行，并且針對發(fā)動機的每個氣缸都包括至少一個燃料噴射栗和用于將液體燃料噴入氣缸的至少一個燃料噴射器。該操作方法的特征在其它獨立權利要求的特征部分給出。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的燃料噴射回路針對發(fā)動機的每個氣缸都包括至少一個燃料噴射栗和連接到燃料噴射栗的至少一個燃料噴射器。每個燃料噴射器均被連接到燃料循環(huán)管，并且燃料噴射回路針對發(fā)動機的每個氣缸都設置有燃料循環(huán)閥，以選擇性地防止和允許穿過燃料噴射器和燃料循環(huán)管進行的燃料循環(huán)。
[0006]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，當發(fā)動機在氣體模式下運行時，液體燃料穿過燃料噴射器進行循環(huán)。
[0007]利用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機和方法，燃料噴射器可被保持在合適的溫度下，即使發(fā)動機使用氣體燃料運行也是如此。因此，即使在使用殘留燃料時，運行模式也可從氣體模式快速地改變到液體燃料模式。這有助于優(yōu)化發(fā)動機的運行成本。針對發(fā)動機的所有氣缸的獨立的閥允許獨立地控制發(fā)動機的每個燃料噴射器中的燃料循環(huán)。
[0008]燃料循環(huán)管可設置有可調(diào)節(jié)的節(jié)流閥，用于限制流過燃料循環(huán)管的燃料量。燃料循環(huán)管中的燃料溫度可被監(jiān)測，以保證溫度足夠高，從而允許切換到殘留燃料的使用。
[0009]燃料循環(huán)閥可以例如是電磁閥。燃料循環(huán)管可被連接到燃料噴射栗的返回管線。
【附圖說明】
[0010]本發(fā)明的實施方式在下面參考附圖被更詳細地描述，其中[0011 ]圖1示出了活塞發(fā)動機中用于液體燃料的燃料噴射系統(tǒng)的簡化圖，以及
[0012]圖2示出了用于氣體燃料的燃料系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0013]在圖1中示意地示出了多燃料活塞發(fā)動機中用于液體燃料的燃料噴射系統(tǒng)。圖2針對同一發(fā)動機示出了用于氣體燃料的燃料系統(tǒng)。發(fā)動機是大型內(nèi)燃機，比如船舶的主引擎或副引擎，或者用于在電站發(fā)電的發(fā)動機。發(fā)動機可包括任意合理數(shù)量的氣缸，它們例如以直線或V形構造布置。發(fā)動機可選擇性地以氣體燃料或液體燃料運行。例如，液體燃料可以是重燃油(HF0)、輕燃油(LF0)或航海柴油(MDF)。氣體燃料例如可以是天然氣或生物氣體。氣體被引入發(fā)動機的進氣管。在氣體模式下，少量的液體引燃燃料被用于點燃氣體燃料。弓丨燃燃料的量小于滿負荷燃料消耗量的百分之一。引燃燃料應當是餾分燃料級別的，比如LF0或MDF。所謂的貧燃原理被用于氣體模式。因此，燃燒室中空氣和氣體的混合物所包含的空氣多于完全燃燒所需的空氣。貧燃降低了峰值溫度且進而降低了 NOx排放。效率被增加且更高的輸出被實現(xiàn)，同時避免了爆震。貧空氣-燃料混合物的燃燒從將少量的液體引燃燃料噴入氣缸開始。引燃燃料以常規(guī)的柴油過程被燃燒，從而提供用于主裝料的高能點火源。為了獲得最好的效率和最低的排放，每個氣缸被獨立地控制，以確保以正確的空氣-燃料比以及正確的引燃燃料噴射量和時機被運行。
[0014]在圖2中示意地示出了用于氣體燃料的燃料系統(tǒng)。發(fā)動機的每個氣缸14具有進氣閥15，氣體燃料可穿過該進氣閥而被引入氣缸14的進氣管。進氣閥15被電力地控制。每個氣缸14的進氣閥15可獨立于吸氣閥被控制。氣體在氣缸蓋中的吸氣閥的上游與吸入空氣混合。取代吸氣管道，氣體也可被弓I入預燃燒室。
[0015]發(fā)動機的燃料噴射系統(tǒng)包括用于主液體燃料的第一燃料回路和用于液體引燃燃料的第二燃料回路。在發(fā)動機僅以液體燃料運行時所使用的主液體燃料借助于常規(guī)的燃料噴射栗7被噴入發(fā)動機的氣缸14。引燃燃料通過共軌系統(tǒng)被噴入氣缸14。
[0016]用于引燃燃料噴射的共軌系統(tǒng)包括引燃燃料供應栗1，它在相對低的壓力下將引燃燃料從引燃燃料罐5輸送到高壓栗2。引燃燃料的壓力被高壓栗2增大，且引燃燃料從高壓栗被引入作為蓄壓器的燃料軌3。增壓燃料從燃料軌3被供應給引燃燃料噴射器4。發(fā)動機的每個氣缸14具有至少一個引燃燃料噴射器4，它是共軌回路的一部分。共軌系統(tǒng)還具有多個高壓栗2和燃料軌3。例如，在V型發(fā)動機中，每個氣缸列可以具有各自的高壓栗2和燃料軌3。還可以為兩個氣缸14或幾個氣缸14設置一個高壓栗2和燃料軌3。甚至為每個氣缸14設置各自的蓄壓器也是可能的，在這種情況下，燃料軌3可被將燃料從高壓栗2輸送到引燃燃料噴射器4的燃料供應管取代。引燃燃料噴射器4被獨立地控制。該控制例如是電的。每個引燃燃料噴射器4被連接到返回管線6，穿過返回管線，過量的引燃燃料被返回到引燃燃料罐5。
[0017]穿過共軌系統(tǒng)的引燃燃料噴射甚至在發(fā)動機以液體燃料運行時也被使用。需要引燃燃料噴射來控制引燃燃料噴射器4的溫度以及防止引燃燃料噴射器4的堵塞。發(fā)動機還可在備用模式下在沒有引燃燃料噴射的情況下短時間地運行，但是長時間運行在備用模式下會導致引燃燃料噴射器4堵塞。
[0018]當發(fā)動機以液體燃料運行時，燃料借助于常規(guī)的燃料噴射栗7被引入發(fā)動機的氣缸14。在