[发明专利]浆状燃料喷射器阀和用于浆状燃料喷射器阀的燃料供应阀

说明书

本发明涉及浆状燃料喷射器阀和用于浆状燃料喷射器阀的燃料供应阀。用于浆状燃料喷射器阀(500、800)的燃料供应阀(502、822)包括：燃料入口(802)，其用于与浆状燃料储藏器流体连通；燃料出口(804)，其用于与所述燃料喷射器阀的喷嘴(808)流体连通；泵室口(806)，其用于与所述燃料喷射器阀的泵室(506、820)流体连通；以及阀门(504、875)，其能在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述燃料入口与所述泵室口沿着第一浆状燃料流动路径流体连通，在所述第二位置，所述燃料出口与所述泵室口沿着第二浆状燃料流动路径流体连通；其中，能用来自发动机的阀致动液体操作所述阀门。

技术领域

本发明涉及用于发动机(优选地，二冲程船用发动机)的燃料供应阀和燃料喷射器阀。具体地，本发明涉及用于非牛顿燃料(诸如浆状燃料或乳化燃料)的燃料供应阀和燃料喷射器阀。

背景技术

柴油机中的当前喷射技术采用源自液态烃的油基牛顿燃料。这可包括但不限于常规柴油、船用柴油、船用瓦斯油和重质燃油。

为了使燃料燃烧，需要将燃料以高压泵送到喷射器内的室中，该喷射器也被称为燃料阀或燃料供应阀。常规燃料系统使用高压泵和共轨技术将高达一千巴的高压燃料输送到燃料喷射器。因此，在常规燃料系统中，一定体积的燃料被保持在高压下。常规柴油机采用对具有牛顿特性的相对低粘度燃料进行压力雾化。

对于重质燃油，在它进入发动机的高压喷射泵之前，通过加热将燃料粘度控制在10-20mPa.s。由燃料系统的进料泵将高压燃料以相对高的恒定压力提供到喷射泵。在一些常规燃料系统中，高压泵和共轨技术用来将高达1000巴的高压燃料输送到喷射器。在诸如船用共轨四冲程发动机的其他发动机中，压力可高达1500巴。因此，一定体积的燃料被保持在高压下。

已知用与重质燃油相比具有显著不同性质的浆状燃料或乳化燃料取代重质燃油。浆状燃料可以是含碳的水性浆状燃料。这是碳颗粒(诸如煤或固化沥青)在水中的悬浮液。乳化燃料可以是碳氢化合物(诸如沥青的液体颗粒和水的乳化液。含碳的水性浆状燃料可具有较高的粘度，具有非牛顿流变性并且更难以雾化。当含碳的水性浆状燃料没有在流动时，浆状燃料的固体碳颗粒往往会沉积。

这些含碳的水性浆状燃料的燃烧、运输、储藏和利用可能引起许多技术问题。形成浆料的含碳固体颗粒可沉淀在油箱和燃料管路中，并且可能既在发动机运行期间又在停机时阻塞燃料喷射设备的较小孔口。

实验已表明，浆状燃料可在压差范围内改变稳定性和流变性方面的特性。在某些情况下，当浆状燃料长时间暴露于高压时，浆状燃料产生消极反应。例如，浆状燃料可能在诸如可能通过泄压阀和节流阀所经历的高剪切或气蚀条件下表现不好。已观察到，颗粒会从溶液中沉淀出来和/或颗粒会在燃料系统中的各个位置处团聚。这意味着，诸如EP 3 070322中示出的燃料喷射器这样的常规燃料喷射器不能与浆状燃料一起有效地工作或者甚至根本不能与浆状燃料一起工作。

在US 4,782,794和US 5,056,469中公开了使用浆状燃料的已知燃料喷射系统，其中在燃料喷射系统中高压喷射浆状燃料。已知燃料喷射系统的问题在于，浆状燃料中的固体燃料组分的团聚和沉淀会在燃料系统中的任何地方发生。这使水性浆料雾化的敏感性下降。这可造成点火延迟增加以及燃烧不完全，进而可导致发动机不着火、密封圈损坏和发动机寿命降低。

发明内容

本发明的实施方式旨在解决以上提到的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种用于浆状燃料喷射器阀的燃料供应阀，该燃料供应阀包括：燃料入口，该燃料入口用于与浆状燃料储藏器流体连通；燃料出口，该燃料出口用于与所述燃料喷射器阀的喷嘴流体连通；泵室口，该泵室口用于与所述燃料喷射器阀的泵室流体连通；以及阀门，该阀门能在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述燃料入口与所述泵室口沿着第一浆状燃料流动路径流体连通，在所述第二位置，所述燃料出口与所述泵室口沿着第二浆状燃料流动路径流体连通；其中，能用来自发动机的阀致动液体操作所述阀门。