[发明专利]燃料喷射的方法

说明书

发明领域

本发明涉及在部分负荷运转时将燃料喷入往复活塞式柴油机气缸内燃烧室中的方法。

根据EP 0 775 821说明书，已知一种将燃料喷入低速往复活塞式柴油机气缸内的燃烧室中的方法。燃料利用二到四个燃料喷嘴喷入燃烧室内，这些喷嘴在整个负荷范围内连续地工作。特别在部分负荷运转期间，一个动力冲程所规定的燃料量仅由一个喷嘴喷射，而在下一个动力冲程中，所规定的燃料量经第二个喷嘴喷射，因此，在每一动力冲程中，所需的燃料量由各喷嘴交替地喷射。

这种喷射方法的缺点是尤其在部分负荷运转时在燃烧室中产生不完全燃烧，因此燃烧的废气具有大量的可见烟。

本发明的目的

本发明的目的是要以这样的方式来运转往复活塞式柴油机，使其具有较好的运转状态。

这一目的是借助于如下方法来实现的：在部分负荷运期时，将燃料喷入往复活塞式柴油机气缸的燃烧室中，每一燃烧室与至少二个喷嘴相联，其特点在于燃料以这种方式被交替地喷射，使得在至少二个连续的工作循环内不用该二喷嘴中的至少一个来喷射燃料，而随后在至少二个连续的工作循环中，不用该二喷嘴中的另一喷嘴来喷射燃料。

其它的有利方法步骤为：由喷射燃料的二个、三个或四个喷嘴与每个燃烧室相联，在至少二个连续的周期内由同一喷嘴喷射燃料；而后在至少二个连续的周期内由另一个喷嘴喷射燃料，在所有情况下，由这些喷嘴中的一个交替地喷射燃料；而在至少二个连续的工作循环内同一喷嘴喷射燃料，在至少3秒中的时间间隔内，由同一喷嘴连续地喷射燃料，在5至60秒，尤其在10至30秒之间的时间间隔内，由同一喷嘴喷射燃料，往复活塞式内燃机以小于10％全负荷的部分负荷运转，往复活塞式内燃机作为四冲程或二冲程柴油机工作，在部分负荷运转时，由一个或二个或三个喷嘴喷射燃料。利用上述任一权利要求的方法操作的往复活塞式内燃机。

特点的方法来实现的从属权利要求2-9涉及其它的有利方法步骤。

该目的尤其是借助于一种适于在部分负荷运转时将燃料喷入往复活塞式柴油机气缸内燃烧室中的方法来实现的，其中每一燃烧室和至少二个喷嘴相联，燃料以这样方式交替地喷入，使在至少二个连续的工作循环内不用该二喷嘴中的至少一个将燃料喷入，而后在至少二个连续的工作循环内，不用另一个喷嘴将燃料喷入。

发明概述

该方法允许在燃烧室内产生一个高温区。在一种优选方法中，在至少3秒、最好在10至30秒的时间间隔内，用同一喷嘴将燃料非均称地喷射，以便在长时间运转时在该燃烧区内产生高温。可以看到该方法的优点是与EP 0 775 821的说明书中公开的相比，热负荷变化的次数减少了，这对材料的疲劳具有有利的影响。在该燃烧区内和周围，局部高温使可见烟减少。仅用一个喷嘴喷射燃料的优点是燃料经该喷嘴的喷射时间较长，由此产生一稳定的具有重复性的喷射。在喷射期间各喷嘴之间的不断的变化对热负荷变化是不利的。

例如从EP 0 775 821的说明书中，行家普遍知道，燃烧室内温度分布不均是有缺点的，因为，例如，在热区内可产生高温腐蚀。此外，行家已知，这种不均匀的温度分布会在气缸和活塞上引起大的应力，这也加剧了材料疲乏。因此，行家根据其专业知识，力图尽可能避免燃烧室内的不均匀温度分布。

然而，惊奇地发现，在部分负荷运转时，尤其是仅仅开启一个喷嘴会产生下列优点：

燃烧发生在同一地点，因此，在该燃烧区内，形成具有高温的局部热区。这使燃料更完全的燃烧，从而减少燃烧废气中的可见烟。

尽管温度分布不均匀，然而在活塞上并没有产生危险的高温腐蚀，因为在部分负荷时，从整体上讲，温度值较低；

与每一工作循环中改变喷嘴的情况相比，诸如活塞、气缸盖和排气阀的燃烧室部件的工作寿命延长了，因为借助于本发明的喷射方法，热负荷变化的次数减少了，这就减轻了材料疲劳。

在所有情况下，燃料最好经一个喷嘴喷射。部分负荷运转导致总体温度值较低。因此，由不均匀的温度分布引起的燃烧室部件的高应力受到限制，这样，在燃烧室部件上不产生过高的或危险的应力。由于总体温度值较低，也排除了因燃烧室局部高温而引起高温腐蚀。

本发明的方法特别适于低于15％全负荷的极低部分负荷运转，尤其适于在1％～3％全负荷之间的部分负荷运转。

本发明的方法在部分负荷运转时允许燃烧不污染环境，且具有避免了干扰视觉的灰色或黑色的废气烟云的明显优点。这对于船用柴油机是特别有利的。