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CN103403335A - 内燃机 - Google Patents

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CN103403335A CN2012800116863A CN201280011686A CN103403335A CN 103403335 A CN103403335 A CN 103403335A CN 2012800116863 A CN2012800116863 A CN 2012800116863A CN 201280011686 A CN201280011686 A CN 201280011686A CN 103403335 A CN103403335 A CN 103403335A
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Abstract

带有多个燃烧缸的内燃机(1)，在燃烧缸处分别设置有燃料喷入装置(120)，其中，对于每个燃烧缸设置有自己的带有集成在其中的燃料存储器的前置单元(10c-10f)，燃料存储器与相应的燃烧缸为了它的所关联的燃料喷入装置的燃料供应经由多个第一燃料管路(110)中的一个相连接，其中，用于提供预定燃料压力的可与燃料源连接的燃料泵集成到前置单元中的至少一个(10d)中，其中，每个前置单元的燃料存储器设立成使得其确保以由燃料泵输送的燃料压力稳定地供应相应所属的燃料喷入装置，并且其中，前置单元的相应的燃料存储器经由多个第二燃料管路(100)相互连接。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及一种带有多个燃烧缸(Verbrennungsmotor)和用于提供预定燃料压力的至少一个燃料泵的内燃机，在燃烧缸处分别设置有燃料喷入装置。
背景技术
这样的内燃机可装备有共轨燃料系统，其主要包括部件燃料泵、燃料压力存储器或燃料存储器、燃料喷入装置或燃料喷射器以及燃料管路。
在一些内燃机、尤其如介质快速运行的(mittelschnelllaufend)柴油机中，出于设计的、制造技术的和物流的原因，代替越过整个发动机长度设置唯一的燃料存储器，将其分成多个较小的燃料存储器并且借助于燃料管路将这些多个燃料存储器相互连接是有意义的。燃料压力产生可通过布置在泵座(Pumpenbank)上的多个燃料泵(比如高压泵)实现。
在文件DE 101 57 135 B4和EP 0 959 245 B1中分别说明了带有共轨燃料系统的内燃机。在这些内燃机中原则上由燃料压力存储器以燃料供应两个燃烧缸，因此对于奇数的缸数目必须提供燃料压力存储器用于仅仅唯一的燃烧缸的燃料供应。此外在这些共轨燃料系统中，因为其由多个分离的(高压)燃料泵和燃料压力存储器构成，需要带有不同弯曲线(Biegelinie)和长度的设计用于高压的多个燃料管路，这提高了制造成本且使备用件供应困难。
因为在上述文件中所说明的共轨燃料系统中燃料泵经由一个或两个设计用于高压的燃料管路输送到燃料压力存储器中，每个燃料管路本身表示一节流部位。这导致在分别所联接的燃料泵中较高的压力峰值。因此，构件的过载以及在高压密封部位处的不密封性的风险提升。燃料泵的不连续的输送导致在从燃料泵出发的燃料管路中的强烈的波动激励(Schwingungsanregung)。因此，因为较高的波动负载由于在固定部位处的腐蚀现象(Frettingerscheinung)和摩擦磨损而管路破裂的风险提升。
发明内容
本发明目的在于提供一种带有多个燃烧缸(在其处分别设置有燃料喷入装置)和用于提供预定燃料压力的至少一个燃料泵的内燃机，使得燃料泵中的压力峰值和波动激励被减小或减到最小。
这利用根据权利要求1的内燃机来实现。本发明的改进方案在从属权利要求中定义。
根据本发明提供带有多个燃烧缸的内燃机，在燃烧缸处分别设置有燃料喷入装置，其中，对于每个燃烧缸设置自己的带有集成在其中的燃料存储器的前置单元(Vorschalteinheit)，燃料存储器与相应的燃烧缸为了它的所关联的燃料喷入装置的燃料供应经由多个第一燃料管路中的一个优选地直接(没有中间联接另外的部件)相连接，其中，用于提供预定燃料压力的可与燃料源连接的燃料泵集成到前置单元中的至少一个中并且将燃料即时或直接输送进入相关的前置单元的燃料存储器中，其中，每个前置单元的燃料存储器设立成使得其确保以由燃料泵输送的燃料压力稳定地(在维持预设的喷入压力公称的情况下)供应相应所属的燃料喷入装置，并且其中，前置单元的相应的燃料存储器经由多个第二燃料管路优选地直接(没有中间联接另外的部件)相互连接。
因为在每个构造有集成的燃料泵的前置单元中燃料被直接或即时输送到相关的前置单元的燃料存储器(压力存储器)中，使在燃料泵中的压力峰值和在燃料管路中的振动激励显著减小或减到最小。
燃料存储器优选地具有带有体积的存储腔，该体积面对燃料减少通过分别联接的燃料喷入装置充足地提供缓冲量和因此用于确保压力稳定的燃料供应的缓冲压力。
优选地，内燃机构造为柴油机、尤其为例如用于海事应用和/或发电站应用的大型柴油机。此外，优选地每个燃料泵构造为高压泵，并且第一和第二燃料管路优选地设计用于高压并且例如构造为压力管。
如对于专业人员可识别的那样，前置单元、第一和第二燃料管路以及燃料喷入装置实现了用于根据本发明的内燃机的共轨燃料喷入系统。
根据本发明，提供了带有模块化构建的共轨燃料喷入系统的内燃机，使得该系统可最佳地匹配尤其介质快速运行的柴油机的取决于气缸的发动机结构(Motorausfuehrung)。中心元件是带有分别集成在其中的燃料存储器或压力存储器(其引起在优选地以高压加载的燃料系统中的压力波动的减弱)和附加地集成到至少一个前置单元中的燃料泵的前置单元。
前置单元根据本发明可设计成使得其除了压力存储功能之外实现不同的其它功能。这样的前置单元或者功能单元例如可构造有燃料存储器和高压泵、有燃料存储器和限压阀、有燃料存储器和冲洗阀(Spuelventil)、带有燃料存储器和压力测量点(Druckmessstelle)、带有燃料存储器和限量阀(Mengenbegrenzungsventil)或者还仅有燃料存储器而无其它功能元件。
根据本发明也可能将多个功能组合在前置单元例如冲洗阀和限压阀中。
根据本发明也可能在每个前置单元处集成用于控制喷入的开关单元(Schalteinheit)。
在内燃机处，将这些前置单元或者功能单元根据本发明布置在每个燃烧缸或每个气缸单元之前。因为原则上可将任何类型的前置单元放置在每个燃烧缸之前，对于所有气缸数目基于相同的或近似相同的前置单元可实现共轨燃料喷入系统的最佳构造。因此，集成地设有燃料存储器和高压泵的前置单元例如可被布置成使得相应于液压设计实现整个系统的最佳功能。
在适用重油的内燃机(柴油机)中，出于功能技术的原因根据本发明将集成地设有燃料存储器和冲洗阀的前置单元放置于在气缸的排中的或在燃料输送流中的第一或最后的燃烧缸之前是优选的。
前置单元彼此的连接根据本发明经由优选地构造为压力管的第二燃料管路实现。此外，根据本发明在前置单元与燃料喷入装置之间的连接借助于优选地构造为压力管的第一燃料管路实现。因此，仅利用两个压力管结构来覆盖所有气缸数目。系统结构使能够应用在振动和制造技术上有利的、在平面中弯曲的燃料管路。
优选地根据本发明，可与燃料源连接的燃料泵分别集成到前置单元中的多个中，燃料泵将燃料即时或直接输送进入相关的前置单元的燃料存储器中。
此外优选地根据本发明，用于限制每时间单位可输送给所属的燃料喷入装置的燃料量的限量阀集成到前置单元中的至少一个中。
优选地根据本发明，用于限制每时间单位可输送给所属的燃料喷入装置的燃料量的限量阀集成到带有集成的燃料泵的至少一个前置单元中。
此外根据本发明优选地，用于限制燃料压力的限压阀集成到前置单元中的至少一个中。
根据本发明优选地，用于限制每时间单位可输送给所属的燃料喷入装置的燃料量的限量阀和用于限制燃料压力的限压阀集成到前置单元中的至少一个中。
此外根据本发明优选地，燃烧缸中的至少一些彼此成排布置，其中，冲洗阀集成到形成燃烧缸的排的前端或后端的燃烧缸的前置单元中。
优选地根据本发明，用于限制燃料压力的限压阀此外集成到带有集成的冲洗阀的前置单元中。
另外，根据本发明优选地，用于联接用于测量相关的前置单元的燃料存储器中的燃料压力的至少一个燃料压力传感器的至少一个压力测量点集成到前置单元中的至少一个中。
此外，根据本发明优选地，第一燃料管路全部彼此相同地来构造(相同的材料、相同的形状、相同的横截面和相同的长度)，其中，此外，第二燃料管路全部彼此相同地来构造。
本发明明确扩展至这样的实施形式，其不通过由权利要求的明确的回引构成的特征组合给出，由此，本发明的公开的特征(只要其在技术上有意义)可任意地相互组合。
附图说明
下面根据优选的实施形式且参考附图来详细说明本发明。其中：
图1显示了根据本发明的实施形式的内燃机的前置单元的一实施方案的剖面图，
图2显示了根据本发明的实施形式的内燃机的前置单元的另一实施方案的剖面图，
图3显示了根据本发明的实施形式的内燃机的前置单元的又一实施方案的剖面图，
图4以示意性的部分图示显示了根据本发明的一实施形式的带有所属的前置单元的内燃机，以及
图5以示意性的部分图示显示了根据本发明的又一实施形式的带有所属的前置单元的内燃机。
具体实施方式
图1显示了用于根据本发明的内燃机1或1a(参见图4和5)的根据本发明的第一实施形式所构造的前置单元或功能单元10。
带有存储腔21和限量阀30(其应保护内燃机1或1a免于不受控制的喷入)的燃料存储器(压力存储器)20集成到前置单元10中。前置单元10此外具有盖40，在其中根据本发明的该实施形式存储腔21的子腔21a构造为腔扩展部并且其封闭燃料存储器20或它的存储腔21。
在燃料存储器20处存在用于至相邻的前置单元的两个燃料管路100、100(参见图4或5)的与存储腔21连接的两个管路接口23、24。此外，在燃料存储器20处存在用于至直接联接到前置单元10处的燃料喷入装置120的燃料管路110(参见图4或5)的(经由限量阀30)与存储腔21连接的另一管路接口25，燃料喷入装置120这里以喷射器或喷射嘴的形式来构造。
图2显示了用于根据本发明的内燃机1或1a(参见图4和5)的根据本发明的第二实施形式所构造的前置单元或功能单元10a。根据图2的前置单元10a除了一些区别之外与根据图1的前置单元10相同地来构建。相同的或类似的附图标记相应地在图2中表示与在图1中相同的或类似的部件。
带有存储腔21的燃料存储器(压力存储器)20、限量阀30(其应保护内燃机1或1a免于不受控制的喷入)和可与燃料源如燃料箱(未示出)连接的用于提供预定燃料压力的燃料泵50集成到前置单元10a中。燃料泵50通过安装凸缘(Anflanschen)与燃料存储器20连接成使得其可将燃料直接或即时输送到燃料存储器20的存储腔21中并且(代替盖40)封闭燃料存储器20或其存储腔21。因此不需要用于连接燃料泵50与燃料存储器20的存储腔21的附加的燃料管路(例如以压力管的形式)。
在燃料存储器20处存在用于至相邻的前置单元的两个燃料管路100、100(参见图4或5)的与存储腔21连接的两个管路接口23、24。此外，在燃料存储器20处存在用于至直接联接到前置单元10a处的燃料喷入装置120的燃料管路110(参见图4或5)的(经由限量阀30)与存储腔21连接的另一管路接口25，燃料喷入装置120这里以喷射器或喷射嘴的形式来构造。
图3显示了用于根据本发明的内燃机1或1a(参见图4和5)的根据本发明的第三实施形式所构造的前置单元或功能单元10b。根据图3的前置单元10b除了一些区别之外与根据图1的前置单元10相同地来构建。相同的或类似的附图标记相应地在图3中表示与在图1中相同的或类似的部件。
带有存储腔21的燃料存储器(压力存储器)20、限量阀30(其应保护内燃机1或1a免于不受控制的喷入)和用于限制燃料压力的限压阀60集成到前置单元10b中。前置单元10b此外具有盖40b，在其中构造有用于限压阀60的与存储腔12连接的接口41b并且其封闭燃料存储器20或它的存储腔21。
在燃料存储器20处存在用于至相邻的前置单元的两个燃料管路100、100(参见图4或5)的与存储腔21连接的两个管路接口23、24。此外，在燃料存储器20处存在用于至直接联接到前置单元10a处的燃料喷入装置120的燃料管路110(参见图4或5)的(经由限量阀30)与存储腔21连接的另一管路接口25，燃料喷入装置120这里以喷射器或喷射嘴的形式来构造。
图4以示意性的部分图示显示了根据本发明的一实施形式的带有所属的前置单元的内燃机1。
在图4中示出的内燃机1具有前置单元的另外的实施形式，其接下来应简短地阐述并且其可备选于或附加于参考图1-3所说明的前置单元10、10a、10b来应用。
在图4中左边的第一前置单元10c类似于图3的前置单元10b来构建，然而可没有限量阀30地来实施。在图4中左边的第二前置单元10d(同样右边的第二前置单元10d)类似于图2的前置单元10a来构建，然而可没有限量阀30地来实施。在图4中中间的前置单元10e类似于图1的前置单元10来构建，然而可没有限量阀30地来实施。在图4中右边的第一前置单元10f类似于图3的前置单元10b来构建，然而代替限压阀60具有冲洗阀70并且可没有限量阀30地来实施。
内燃机1具有多个(在此五个)燃烧缸(未详细示出并且因此未单独标明)，在其处分别设置有燃料喷入装置120。
对于每个燃烧缸，设置有自己的带有集成在其中的燃料存储器20的前置单元10c、10d、10e、10f(或者当期望时附加地或备选地设置有在图1-3中所示的前置单元10、10a、10b中的一个)，其中，燃料存储器20经由端侧的管路接口25(参见图1-3)与相应的燃烧缸为了它的所关联的燃料喷入装置120的燃料供应直接经由燃料管路110相连接。
根据本发明，可与燃料源(如未示出的燃料箱)连接的用于提供预定燃料压力的燃料泵50(参见图2)集成到前置单元10c、10d、10e、10f中的至少一个中(在此到前置单元中的两个10d中)。
在图1-4中所示的前置单元10c、10d、10e、10f中的每个的燃料存储器20分别设立成使得其确保以由(多个)燃料泵50所输送的燃料压力稳定地供应相应所属的燃料喷入装置120。
在图4中所示的前置单元10c、10d、10e、10f(或者当期望时附加地或备选地在图1-3中所示的前置单元10、10a、10b)的相应的燃料存储器20经由其侧向的管路接口23、24(参见图1-3)并且经由多个燃料管路100直接相互连接。
优选地，内燃机1构造为适用重油的柴油机、尤其为例如用于海事应用和/或发电站应用的大型柴油机。此外，每个燃料泵50优选地构造为高压泵，并且所有燃料管路100、110优选地设计用于高压并且例如构造为压力管。
如从图4中可见，建立前置单元10c、10d、10e、10f与燃料喷入装置120之间的连接的燃料管路110全部彼此相同地来构造并且建立相邻的前置单元10c、10d、10e、10f之间的连接的燃料管路100同样全部彼此相同地来构造。
图5以示意性的部分图示显示了根据本发明的另一实施形式的带有所属的前置单元的内燃机1a。
在图5中示出的内燃机1a具有前置单元的另外的实施形式，其接下来应简短地阐述并且其可备选于参考图1-4所说明的前置单元10、10a、10b、10c、10d、10f来应用。
在图5中右边的第一前置单元10g类似于图4的中间的前置单元10e来构建，然而附加地集成在其中地具有用于联接用于测量相关的前置单元10g的燃料存储器20中的燃料压力的燃料压力传感器(未示出)的两个压力测量点80、80。
根据图5的内燃机1a除了一些区别之外与根据图4的内燃机1相同地来构建，因此在图5中相同的或类似的附图标记表示与在图4中相同的或类似的元件。
在图5中左边的第一前置单元10f类似于图3的前置单元10b来构建，然而代替限压阀60具有冲洗阀70并且可没有限量阀30地来实施。在图5中左边的第二前置单元10d(同样中间的和右边的第二前置单元10d)类似于图2的前置单元10a来构建，然而可没有限量阀30地来实施。在图5中左边的第三前置单元10e类似于图1的前置单元10来构建，然而可没有限量阀30地来实施。在图5中右边的第三前置单元10c类似于图3的前置单元10b来构建，然而可没有限量阀30地来实施。
内燃机1a具有多个(在此七个)燃烧缸(未详细示出并且因此未单独标明)，在其处分别设置有燃料喷入装置120。
对于每个燃烧缸，设置有自己的带有集成在其中的燃料存储器20的前置单元10c、10d、10e、10f、10g(或者当期望时附加地或备选地设置有在图1-3中所示的前置单元10、10a、10b中的一个)，其中，燃料存储器20经由端侧的管路接口25(参见图1-3)与相应的燃烧缸为了它的所关联的燃料喷入装置120的燃料供应直接经由燃料管路110相连接。
根据本发明，可与燃料源(如未示出的燃料箱)连接的用于提供预定燃料压力的燃料泵50(参见图2)集成到前置单元10c、10d, 10e、10f、10g中的至少一个中(在此到前置单元中的三个10d中)。
类似于图4，在图5中所示的前置单元10c、10d、10e、10f、10g中的每个的燃料存储器20分别设立成使得其确保以由(多个)燃料泵50所输送的燃料压力稳定地供应相应所属的燃料喷入装置120。
在图5中所示的前置单元10c、10d、10e、10f、10g(或者当期望时附加地或备选地在图1-3中所示的前置单元10、10a、10b)的相应的燃料存储器20经由其侧向的管路接口23、24(参见图1-3)并且经由多个燃料管路100直接相互连接。
优选地，内燃机1a构造为适用重油的柴油机、尤其为例如用于海事应用和/或发电站应用的大型柴油机。此外，每个燃料泵50优选地构造为高压泵，并且所有燃料管路100、110优选地设计用于高压并且例如构造为压力管。
如从图5中可见，建立前置单元10c、10d、10e、10f、10g与燃料喷入装置120之间的连接的燃料管路110全部彼此相同地来构造并且建立相邻的前置单元10c、10d、10e、10f、10g之间的连接的燃料管路100同样全部彼此相同地来构造。
关于在共轨燃料喷入系统中限压阀、限量阀、冲洗阀、燃料存储器和燃料泵或高压泵的功能附加地例如参考文件DE 101 57 135 B4，从其中需要时可得悉另外的关于此的细节。
概括地说，根据本发明，用于限制每时间单位可输送给所属的燃料喷入装置的燃料量的限量阀30可集成到前置单元10、10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g中的至少一个中。此外，用于限制每时间单位可输送给所属的燃料喷入装置120的燃料量的限量阀30可集成到带有集成的燃料泵50的前置单元10d中。此外，用于限制燃料压力的限压阀60可集成到前置单元10b、10c中的至少一个中。此外，用于限制每时间单位可输送给所属的燃料喷入装置120的燃料量的限量阀30和用于限制燃料压力的限压阀60可集成到前置单元中的至少一个10b中。
如可从图4和5得悉，燃烧缸中的至少一些可彼此成排地来布置，其中，冲洗阀70可集成到形成燃烧缸的排的端部的燃烧缸的前置单元10f中。此外，用于限制燃料压力的限压阀60此外可集成到带有集成的冲洗阀70的前置单元10f中。
此外，用于联接用于测量相关的前置单元10g的燃料存储器20中的燃料压力的至少一个燃料压力传感器的至少一个压力测量点80可集成到前置单元中的至少一个10g中。
最后应注意的是，前置单元或功能单元可以以任意的或相应所期望的或必需的顺序来放置，以此该共轨燃料喷入系统可对于任何气缸数目最佳地相应于结构的、技术的和液压的要求来组装。
附图标记清单
1 内燃机
1a 内燃机
10 前置单元
10a- 10g 前置单元
20 燃料存储器
21 存储腔
21a 子腔
23 管路接口
24 管路接口
25 管路接口
30 限量阀
40 盖
40b 盖
41b 接口
50 燃料泵
60 限压阀
70 冲洗阀
80 压力测量点
100 燃料管路
110 燃料管路
120 燃料喷入装置。

Claims (10)

1. 一种带有多个燃烧缸的内燃机(1, 1a)，在所述燃烧缸处分别设置有燃料喷入装置(120)，
其中，对于每个燃烧缸设置有自己的带有集成在其中的燃料存储器(20)的前置单元(10, 10a-10g)，所述燃料存储器(20)与相应的燃烧缸为了它的所关联的燃料喷入装置(120)的燃料供应经由多个第一燃料管路(110)中的一个相连接，
其中，能够与燃料源连接的用于提供预定燃料压力的燃料泵(50)集成到所述前置单元中的至少一个(10d)中，
其中，每个前置单元(10, 10a-10g)的燃料存储器(20)设立成使得其确保以由所述燃料泵(50)输送的燃料压力稳定地供应相应所属的燃料喷入装置(120)，并且
其中，所述前置单元(10, 10a- 10g)的相应的燃料存储器(20)经由多个第二燃料管路(100)相互连接。
2. 根据权利要求1所述的内燃机(1, 1a)，其特征在于，能够与所述燃料源连接的燃料泵(50)分别集成到所述前置单元(10d)中的多个中。
3. 根据权利要求1或2所述的内燃机(1, 1a)，其特征在于，用于限制每时间单位能够输送给所属的所述燃料喷入装置(120)的燃料量的限量阀(30)集成到所述前置单元(10, 10a-10g)中的至少一个中。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机(1, 1a)，其特征在于，用于限制每时间单位能够输送给所属的所述燃料喷入装置(120)的燃料量的限量阀(30)集成到带有集成的燃料泵(50)的至少一个前置单元(10d)中。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机(1, 1a)，其特征在于，用于限制燃料压力的限压阀(60)集成到所述前置单元(10b, 10c)中的至少一个中。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机(1, 1a)，其特征在于，用于限制每时间单位能够输送给所属的所述燃料喷入装置(120)的燃料量的限量阀(30)和用于限制燃料压力的限压阀(60)集成到所述前置单元中的至少一个(10b)中。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的内燃机(1, 1a)，其特征在于，所述燃烧缸中的至少一些彼此成排布置，并且其中，冲洗阀(70)集成到形成燃烧缸的排的端部的燃烧缸的前置单元(10f)中。
8. 根据权利要求7所述的内燃机(1, 1a)，其特征在于，用于限制燃料压力的限压阀(60)此外集成到带有集成的冲洗阀(70)的所述前置单元(10f)中。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的内燃机(1, 1a)，其特征在于，用于联接用于测量相关的所述前置单元(10g)的燃料存储器(20)中的燃料压力的至少一个燃料压力传感器的至少一个压力测量点(80)集成到所述前置单元中的至少一个(10g)中。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的内燃机(1, 1a)，其特征在于，所述第一燃料管路(110)全部彼此相同地来构造，并且其中，所述第二燃料管路(100)全部彼此相同地来构造。
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