特開 2024-49351 デュアル燃料エンジン用噴射ノズル、デュアル燃料エンジン、およびこれを操作するための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024049351

(43)【公開日】2024-04-09

(54)【発明の名称】デュアル燃料エンジン用噴射ノズル、デュアル燃料エンジン、およびこれを操作するための方法

(51)【国際特許分類】

   F02M 61/14 20060101AFI20240402BHJP

   F02D 19/06 20060101ALI20240402BHJP

【ＦＩ】

F02M61/14 310U

F02D19/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023149220

(22)【出願日】2023-09-14

(31)【優先権主張番号】10 2022 124 897.6

(32)【優先日】2022-09-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】510153962

【氏名又は名称】マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ ＳＥ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔａｄｔｂａｃｈｓｔｒ．１ ８６１５３ Ａｕｇｓｂｕｒｇ，ＧＥＲＭＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】アルミン・ヴェーバー

(72)【発明者】

【氏名】マクシミリアン・インドリッヒ

【テーマコード（参考）】

3G066

3G092

【Ｆターム（参考）】

3G066AA07

3G066BA53

3G066BA61

3G066CA26

3G092AB03

3G092AB06

3G092AB12

3G092EA11

(57)【要約】      （修正有）

【課題】デュアル燃料エンジンのシリンダ用噴射ノズルを提供すること。
【解決手段】噴射ノズル２３を介して、第１の動作モードでは第１の燃料を、第２の動作モードでは第２の燃料用点火流体を燃焼チャンバ内に導入する。噴射ノズル２３は、噴射オリフィス２５および噴射オリフィス２６を備えた噴射ノズル本体２４と、噴射ノズル弁体２７とを備え、噴射オリフィス２５は噴射オリフィス２６より小さい断面を有し、噴射オリフィス２５、２６は、軸方向で、したがって噴射ノズル弁体２７の変位方向で見ると所定の距離を有しており、噴射オリフィス２５、２６を閉口または閉塞させる噴射ノズル弁体２７の変位方向Ｘ１で見ると、噴射オリフィス２５は噴射オリフィス２６の前に置かれ、噴射オリフィス２５、２６を開口または開放させる噴射ノズル弁体２７の変位方向（Ｘ２）で見ると、噴射オリフィス２５は噴射オリフィス２６の後ろに置かれている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

デュアル燃料エンジン（１）のシリンダ（２）用噴射ノズル（２３）であって、前記噴射ノズル（２３）を介して、前記デュアル燃料エンジン（１）の第１の動作モードでは第１の燃料を、前記デュアル燃料エンジン（１）の第２の動作モードでは第２の燃料用点火流体を、前記シリンダ（２）の燃焼チャンバ（９）内に導入することができ、前記噴射ノズル（２３）は、第１の噴射オリフィス（２５）および第２の噴射オリフィス（２６）を備えた噴射ノズル本体（２４）と、前記噴射ノズル本体（２４）内に変位可能に案内される噴射ノズル弁体（２７）とを備え、前記第１の噴射オリフィス（２５）は前記第２の噴射オリフィス（２６）より小さい噴射オリフィス断面を有し、前記第１および第２の噴射オリフィス（２５、２６）は、軸方向で、したがって前記噴射ノズル弁体（２７）の変位方向で見ると所定の距離を有する、噴射ノズル（２３）において、前記噴射オリフィス（２５、２６）を閉口または閉塞させる前記噴射ノズル弁体（２７）の変位方向（Ｘ１）で見ると、前記第１の噴射オリフィス（２５）は前記第２の噴射オリフィス（２６）の前に位置し、前記噴射オリフィス（２５、２６）を開口または開放させる前記噴射ノズル弁体（２７）の変位方向（Ｘ２）で見ると、前記第１の噴射オリフィス（２５）は前記第２の噴射オリフィス（２６）の後ろに位置していることを特徴とする、噴射ノズル（２３）。

【請求項2】

前記噴射ノズル弁体（２７）は、前記噴射ノズル本体（２４）の第１の弁座（２４ａ）と相互作用する第１の弁体部分（２７ａ）と、前記噴射ノズル本体（２４）の第２の弁座（２４ｂ）と相互作用する第２の弁体部分（２７ｂ）とを備え、特に、前記噴射ノズル弁体（２７）が前記第１の噴射オリフィス（２５）と前記第２の噴射オリフィス（２６）の両方を開口するまたは開放する場合に、前記第１の弁体部分（２７ａ）は前記第１の弁座（２４ａ）から離れて持ち上げられ、前記第２の弁体部分（２７ｂ）は前記第２の弁座（２４ｂ）から離れて持ち上げられることを特徴とする、請求項１に記載の噴射ノズル。

【請求項3】

特に前記噴射ノズル弁体（２７）のみが前記第１の噴射オリフィス（２５）を開口するまたは開放する場合、前記第１の弁体部分（２７ａ）は前記第１の弁座（２４ａ）から離れて持ち上げられるが、前記第２の弁体部分（２７ｂ）は前記第２の弁座（２４ｂ）に接していることを特徴とする、請求項２に記載の噴射ノズル。

【請求項4】

前記噴射ノズル（２３）が前記シリンダ（２）の前記燃焼チャンバ（９）内へ前記第１の燃料を導入するために働く、前記デュアル燃料エンジンの前記第１の動作モードにおける前記噴射ノズル弁体（２７）は、前記シリンダ（２）の前記燃焼チャンバ（９）内に前記第１の燃料を導入するために前記第１および第２の噴射オリフィス（２５、２６）を開口するまたは開放することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の噴射ノズル。

【請求項5】

前記噴射ノズル（２３）が前記シリンダ（２）の前記燃焼チャンバ（９）内へ前記点火流体を導入するために働く、前記デュアル燃料エンジンの前記第２の動作モードにおける前記噴射ノズル弁体（２７）は、前記シリンダ（２）の前記燃焼チャンバ（９）内に前記点火流体を導入するために前記第１の噴射オリフィス（２５）を開口するまたは開放するが、前記第２の噴射オリフィス（２６）は閉口または閉塞されたままにすることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の噴射ノズル。

【請求項6】

前記噴射ノズル（２３）が前記シリンダ（２）の前記燃焼チャンバ（９）内へ前記点火流体を導入するために働く、前記デュアル燃料エンジンの前記第２の動作モードにおける前記噴射ノズル弁体（２７）は、前記シリンダ（２）の前記燃焼チャンバ（９）内に前記点火流体を導入するために前記第１および前記第２の噴射オリフィス（２５、２６）を開口するまたは開放することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の噴射ノズル。

【請求項7】

前記噴射ノズル弁体（２７）の前記第１の弁体部分（２７ａ）は円錐台形の輪郭をしており、前記噴射ノズル弁体（２７）の前記第２の弁体部分（２７ｂ）は円筒形の輪郭をしていることを特徴とする、請求項２から６のいずれか一項に記載の噴射ノズル。

【請求項8】

前記噴射ノズル（２３）が前記シリンダ（２）の前記燃焼チャンバ（９）内へ前記第１の燃料を導入するために働く、前記デュアル燃料エンジンの前記第１の動作モードでは、前記第１の燃料は、前記噴射ノズル弁体（２７）と前記噴射ノズル本体（２４）との間の間隙を通して外側で前記噴射ノズル弁体（２７）に沿ってのみ流れることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の噴射ノズル。

【請求項9】

前記噴射ノズル（２３）が前記シリンダ（２）の前記燃焼チャンバ（９）内へ前記点火流体を導入するために働く、前記デュアル燃料エンジンの前記第２の動作モードでは、前記点火流体は、前記噴射ノズル弁体（２７）と前記噴射ノズル本体（２４）との間の間隙を通して外側で前記噴射ノズル弁体（２７）に沿ってのみ流れることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の噴射ノズル。

【請求項10】

前記デュアル燃料エンジンの第１の動作モードでは、少なくとも１つのシリンダ（２）を有する燃焼チャンバ（９）に第１の燃料を供給してそれを燃焼させることができ、前記デュアル燃料エンジンの第２の動作モードでは、前記少なくとも１つのシリンダ（２）の前記燃焼チャンバ（９）に、一方では、第２の燃料を供給してそれを燃焼させ、もう一方では、点火流体を供給してそれを点火するデュアル燃料エンジンにおいて、前記それぞれのシリンダ（２）に対して、請求項１から９のいずれか一項に記載の噴射ノズル（２３）を備えている燃料供給デバイスであって、前記噴射ノズル（２３）を介して、前記第１の動作モードでは前記第１の燃料を、前記第２の動作モードでは前記点火流体を前記それぞれのシリンダ（２）の前記燃焼チャンバ（９）内に導入することができる、燃料供給デバイスを特徴とする、デュアル燃料エンジン。

【請求項11】

前記デュアル燃料エンジンの前記第２の動作モードでは、点火流体は、前記それぞれのシリンダ（２）の第１および第２の噴射オリフィス（２５、２６）を介して、前記それぞれのシリンダ（２）の前記燃焼チャンバ（９）内に導入される、請求項１０に記載のデュアル燃料エンジンを操作するための方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１のプレアンブルに記載のデュアル燃料エンジン用噴射ノズルに関する。さらに、本発明は、デュアル燃料エンジン、およびこれを操作するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

実践から、一方では、デュアル燃料エンジンの第１の動作モードにおいて、第１の燃料、特にディーゼルなどの液体引火性燃料、もう一方では、デュアル燃料エンジンの第２の動作モードにおいて、第２の燃料、特に天然ガスなどの気体低引火性燃料を燃焼させることができる、デュアル燃料エンジンが知られている。デュアル燃料エンジンの第２の動作モードでは、希薄な気体空気混合物が一般的に、デュアル燃料エンジンのシリンダ内に導入され、同様にシリンダに導入された点火流体の点火エネルギーによって点火される。

【0003】

図１では、従来技術から知られるデュアル燃料エンジン１のアセンブリが知られ、図１はこのようなデュアル燃料エンジン１のシリンダ２を示している。シリンダ２は、シリンダヘッド３を有する。シリンダ２では、接続ロッド５によって案内されるピストン４が上下に移動する。シリンダヘッド３では、噴射ノズル６が取り付けられ、これを通して、デュアル燃料エンジンの第１の動作モードでは第１の燃料、特に液体ディーゼル燃料を、燃料ライン７を介して燃料ポンプ８からシリンダ２の燃焼チャンバ９内に噴射させることができる。噴射ノズル６、燃料ライン７と燃料ポンプ８は、シリンダ２の燃焼チャンバ９内に第１の燃料を供給するために働く、燃料供給デバイスの要素である。この燃料供給デバイスは、特に、デュアル燃料エンジンのシリンダ２内で、デュアル燃料エンジンの第１の動作モードにおいて、液体燃料、特にディーゼルが第１の燃料として燃焼される場合にアクティブである。

【0004】

液体燃料を燃焼するために、給気１０はさらに、吸気バルブ１７を介してデュアル燃料エンジン１のそれぞれのシリンダ２内に導入することができ、燃料の燃焼中に生じる排気ガス１５は、デュアル燃料エンジン１のそれぞれのシリンダ２から排気バルブ１８を介して排出することができる。

【0005】

デュアル燃料エンジン１のシリンダ２の燃焼チャンバ９では、第２の燃料、特に気体は、デュアル燃料エンジンの第２の動作モードで燃焼させることができる。この目的から、デュアル燃料エンジン１は混合物形成ユニット２０を備え、この中で、燃焼空気１０、および気体供給ライン２１を介して混合物形成ユニット２０に提供される気体の混合物が形成され、前記気体空気混合物は吸気バルブ１７を介してシリンダ２の燃焼チャンバ９内に導入される。排気ガス１５はまた、排気バルブ１８を介してシリンダ２から排出することができる気体の燃焼中に生じる。点火流体は、第２の燃料、特に気体空気混合物をシリンダ２の別の燃焼チャンバ１１内で点火させるために働き、点火流体は点火流体インジェクタ１３の助けをかりて、シリンダ２の別の燃焼チャンバ１１内に導入することができ、シリンダ２のこの別の燃焼チャンバ１１は、少なくとも１つの接続チャネル１２を介して燃焼チャンバ９に結合される。別の方法では、点火流体はまた、燃焼チャンバ９内に直接導入することができる。図１に示したシリンダ２の点火流体インジェクタ１３は、デュアル燃料エンジン１の点火流体噴射システムの一部であり、デュアル燃料エンジン１の各シリンダ２の点火流体噴射システムは、個別の点火流体インジェクタ１３を備えている。点火流体インジェクタ１３は、点火流体噴射システムの共通の点火流体リザーバ２２から始まる点火流体ライン１４を介して点火流体を供給することができ、点火流体リザーバ２２は、点火流体リザーバ２２に点火流体を供給する点火流体運搬ポンプ１６が割り当てられる。点火流体運搬ポンプ１６は、電気動作高圧ポンプである可能性がある。点火流体運搬ポンプ１６は、吸引チョーク１９が割り当てられる。

【0006】

そのように実践から知られているデュアル燃料エンジン１は、一方では、デュアル燃料エンジン１の第１の動作モードで第１の燃料を供給するための燃料供給デバイスを備え、もう一方では、実践から知られているデュアル燃料エンジン１は、第２の燃料を燃焼させるようにデュアル燃料エンジン１の第２の動作モードでデュアル燃料エンジン１のシリンダ２内に点火流体を導入するために、別個の点火流体噴射システムを有する。

【0007】

そのように実践から知られているデュアル燃料エンジンは、２つの噴射システム、すなわち、第１の燃料用の燃料供給デバイス、および点火流体用の点火流体噴射システムを有する。点火流体は典型的には、デュアル燃料エンジンの第２の動作モードでは、点火流体噴射システムのそれぞれの点火流体インジェクタを介してそれぞれのシリンダ内に比較的少量で導入することができる第１の動作モードの第１の燃料である。実践から知られているデュアル燃料エンジンでは、第１の燃料用の燃料流体供給デバイスの噴射ノズルは、デュアル燃料エンジンの第２の動作モードにおいてこのような少量の第１の燃料を運搬するのに適していない。そのため、このことによって２つの噴射システムが必要となり、デュアル燃料エンジンの複雑な構造が必要となる。

【0008】

ＤＥ１０２０１７１２２１１７Ａ１から、一方では第１の動作モードにおいて、第１の燃料、もう一方では第２の動作モードにおいて、点火流体をデュアル燃料エンジンのそれぞれのシリンダの燃焼チャンバ内に導入することができる、デュアル燃料エンジンのシリンダの噴射ノズルが知られている。この場合、２つの噴射システムは必要なくなる。噴射ノズルの噴射ノズル本体では、第１の噴射オリフィスおよび第２の噴射オリフィスが導入され、第１の噴射オリフィスは第２の噴射オリフィスより小さい噴射オリフィス断面を有する。噴射ノズル弁体は噴射ノズル本体と相互作用し、軸方向で、したがって噴射ノズル弁体の変位方向で見ると、第１の噴射オリフィスおよび第２の噴射オリフィスは、互いから所定の距離を有する。

【0009】

特許文献１によると、噴射オリフィスを閉口または閉塞させる噴射ノズル弁体の変位方向で見ると、第２の噴射オリフィスは、第１の噴射オリフィスの前に配置されている。噴射オリフィスを開口または開放させる噴射弁体の対向する変位方向で見ると、第２の噴射オリフィスは第１の噴射オリフィスの後ろに位置決めされている。噴射ノズル弁体内で、ガイドチャネルは案内され、これを通して第１の燃料または点火流体は、デュアル燃料エンジンの第１の動作モード、また第２の動作モードの両方で流れる。

【0010】

特許文献１の噴射ノズルは既に、デュアル燃料エンジン上の噴射システム、すなわち、点火流体用の別個の噴射システムを省くことを可能にするが、点火流体用の別個の噴射システムを省略することを同様に可能するが、製造するのがより容易であるデュアル燃料エンジン用の代替噴射ノズルの必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】ＤＥ１０２０１７１２２１１７Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

以上のことから、本発明は、新しいタイプのデュアル燃料エンジン用噴射ノズル、このような噴射ノズルを有するデュアル燃料エンジン、およびデュアル燃料エンジンを操作するための方法を作り出す目的に基づいている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

この目的は、請求項１に記載の噴射ノズルによって、請求項１０に記載のデュアル燃料エンジンによって、および請求項１１に記載の方法によって解決される。

【0014】

本発明によると、噴射オリフィスを閉口または閉塞させる噴射ノズル弁体の変位方向で見ると、第１の噴射オリフィスは第２の噴射オリフィスの前に置かれ、噴射オリフィスを開口または開放させる噴射ノズル弁体の変位方向で見ると、第１の噴射オリフィスは第２の噴射オリフィスの後ろに置かれている。

【0015】

本発明による噴射ノズルでは、噴射ノズルの第１の噴射オリフィスおよび噴射ノズルの第２の噴射オリフィスの相対位置が、従来技術に対して交換される、すなわち、噴射オリフィスを閉口または閉塞させる噴射ノズル弁体の変位方向で見ると、より小さい噴射オリフィス断面を備えた第１の噴射オリフィスがより大きい噴射オリフィス断面を備えた第２の噴射オリフィスの前に置かれ、噴射オリフィスを開口または開放させる噴射ノズル弁体の変位方向で見ると、より小さい噴射オリフィス断面を備えた第１の噴射オリフィスがより大きい噴射オリフィス断面を備えた第２の噴射オリフィスの後ろに置かれているという事実により、噴射ノズルのより単純な製造が可能である。特に、噴射ノズル弁体を通して延びる、第１の燃料または点火流体用のガイドチャネルを省略することができる。

【0016】

本発明による噴射ノズルの噴射ノズル弁体は、噴射ノズル本体の第１の弁座と相互作用する第１の好ましくは円錐台形弁体部分と、噴射ノズル本体の第２の弁座と相互作用する第２の好ましくは円筒形弁体部分とを備えることが好ましく、特に噴射ノズル弁体が第１の噴射オリフィスおよび第２の噴射オリフィスの両方を開口するまたは開放する場合に、第１の弁体部分は第１の弁座から離れて持ち上げられ、第２の弁体部分は第２の弁座から離れて持ち上げられる。これは、噴射ノズルの単純な製造に好ましい。

【0017】

本発明による噴射ノズルの噴射ノズル弁体は、デュアル燃料エンジンの第２の動作モードで開放または開口することが好ましく、噴射ノズルはシリンダの燃焼チャンバ内に点火流体を導入するために働き、第１および第２の噴射オリフィスはシリンダの燃焼チャンバ内に点火流体を導入するために働く。これにより、点火のためにも、それぞれのシリンダの燃焼チャンバ内に第２の噴射オリフィスを介して点火流体を導入することが可能である。

【0018】

第１の燃料はデュアル燃料エンジンの第１の動作モードで流れることが好ましく、噴射ノズルは、噴射ノズル弁体と噴射ノズル本体との間の間隙を通して噴射ノズル弁体に沿って外側のみに、シリンダの燃焼チャンバ内へ第１の燃料を導入するために働き、デュアル燃料エンジンの第２の動作モードでは、噴射ノズルはシリンダの燃焼チャンバ内に点火流体を導入するために働き、点火流体は同様に、噴射ノズル弁体と噴射ノズル本体との間の間隙を通して噴射ノズル弁体に沿って外側のみに流れる。デュアル燃料エンジンの第１の動作モードおよび第２の動作モード両方では、第１の燃料または点火流体および点火流体は、噴射ノズル弁体と噴射ノズル本体との間の間隙を通してのみ流れる。第１の燃料または点火流体に従来技術で必要とされるノズル弁体を通して延びるガイドチャネルを省略することができる。

【0019】

本発明の好ましい別の発展形態が、従属請求項および以下の記載から得られる。

【0020】

本発明の例示的実施形態は、これに制約されることなく、図によりより詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】従来技術によるデュアル燃料エンジンのブロック図である。

【図2】第１の状態の本発明による噴射ノズルの詳細を示す図である。

【図3】第２の状態の図２の詳細を示す図である。

【図4】第３の状態の図２および図３の詳細を示す図である。

【図5】本発明による噴射ノズルの機能性を示すための図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明は、デュアル燃料エンジン用噴射ノズル、およびデュアル燃料エンジンに関する。デュアル燃料エンジンの基本的構成は、ここで取り扱われる当業者によく知られており、図１を参照して既に詳細に説明された。したがって、デュアル燃料エンジンの第１の動作モードでは、第１の燃料、特に、例えばディーゼル燃料などの液体引火性燃料がエンジンのシリンダ内に導入され、シリンダ内で燃焼される。デュアル燃料エンジンの第２の動作モードでは、第２の燃料、特に気体燃料および空気などの低引火性である混合物が、デュアル燃料エンジンのシリンダ内に導入され、点火流体を介して点火される。特に、第１の動作モードの液体燃料は第２の動作モードでは点火流体として働くが、第２の動作モードでは、第１の動作モードよりシリンダの燃焼チャンバ内により少ない量が導入される。第１の動作モードの第１の燃料の代わりに、異なる点火流体を、第２の動作モードの第２の燃料を点火する点火流体として利用することもできる。例えば、ＤＭＢ、ＤＭＸまたはＶＬＳＦＯ燃料などの船舶用ディーゼルオイル、ＨＶＯ（水素化野菜オイル）燃料またはＨＦＯ（重燃料オイル）燃料を利用することができる。しかし、この一覧は単に例示的性質のものである。他の点火流体も利用することができる。

【0023】

これを可能にするため、実践から知られているデュアル燃料エンジンは、２つの別個の噴射システム、すなわちこれを介して第１の動作モードでは、第１の燃料がデュアル燃料エンジンのシリンダ内に比較的大量に導入される燃料噴射システム、およびこれを介して第２の動作モードでは、点火流体がシリンダ内に比較的少量で導入される点火流体噴射システムを有する。ここに存在する発明は、デュアル燃料エンジン１のシリンダ２用の噴射ノズル２３に関し、これを介して、第１の動作モードでは、液体燃料、および第２の動作モードでは、点火流体をそれぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に導入することができ、したがって、２つの別個の噴射システムが必要ない。

【0024】

図２、図３および図４はそれぞれ、その異なる状態での本発明による発明２３の抜粋を示し、噴射ノズル２３の噴射ノズル本体２４および噴射ノズル弁体２７が抜粋として示されている。噴射ノズル弁体２７は、すなわち、変位方向Ｘ１に噴射ノズル２３を閉じるために、および対向する変位方向Ｘ２に噴射ノズル２３を開くために、噴射ノズル本体２４に平行変位可能である。

【0025】

噴射ノズル２３の噴射ノズル本体２４は、第１の噴射オリフィス２５および第２の噴射オリフィス２６を有し、図２、図３および図４では、単に１つの第１の噴射オリフィス２５および１つの第２の噴射オリフィス２６がそれぞれ示されている。噴射ノズル本体２４の周方向に、多数のこのような噴射オリフィス２５、２６が配置されている。

【0026】

第１の噴射オリフィス２５は、第２の噴射オリフィス２６より小さい噴射オリフィス断面を有し、第１の噴射オリフィス２５および第２の噴射オリフィス２６は、噴射ノズル弁体２７の変位方向で見ると、互いから所定の距離を有する、すなわち、それぞれの変位方向Ｘ１およびＸ２に互いからオフセットされる。

【0027】

本発明に関して、第２の噴射オリフィス２６と比較して、より小さい噴射オリフィス断面を有する第１の噴射オリフィス２５は、噴射オリフィス２５、２６を閉口または閉塞させる噴射ノズル弁体２７の変位方向Ｘ１で見られるように配置され、したがって、噴射ノズル２３のものは、第２の噴射オリフィス２６の前に配置されている。噴射オリフィス２５、２６の開口または開放と反対側の噴射ノズル弁体２７の、したがって噴射ノズル２３の第２の変位方向Ｘ２で見ると、第２の噴射オリフィス２６に対してより小さい噴射オリフィス断面を有する第１の噴射オリフィス２５は、第２の噴射オリフィス２６の後ろに配置されている。

【0028】

噴射ノズル弁体２７は、第１の弁体部分２７ａおよび第２の弁体部分２７ｂを備えている。第１の弁体部分２７ａは、噴射ノズル本体２４の第１の弁座２４ａと相互作用する。第２の弁体部分２７ｂは、噴射ノズル本体２４の第２の弁座２４ｂと相互作用する。

【0029】

特に、噴射ノズル２３が非アクティブである、すなわち、デュアル燃料エンジンの第１の動作モードにおいて第１の燃料を噴射するためにも、またはデュアル燃料エンジンの第２の動作モードにおいて点火オイルを噴射するためにも利用されない場合、ノズル弁体２７は、第１の噴射オリフィス２５と第２の噴射オリフィス２６の両方を閉口または閉塞する。この場合、第１の弁体部分２７ａは第１の弁座２４ａに接しており、第２の弁体部分２７ｂは第２の弁座２４ｂに接している。これは、図２に示されている。

【0030】

特に、図４によると、噴射ノズル弁体２７が第１の噴射オリフィス２５と第２の噴射オリフィス２６の両方を開口するまたは開放する場合、第１の弁体部分２７ａは第１の弁座２４ａから離れて持ち上げられ、第２の弁体部分２７ｂは第２の弁座２４ｂから離れて持ち上げられる。図４に示されたこのような状態は、特にデュアル燃料エンジン１が第１の動作モードで利用される場合に少なくとも利用される。その後、第１の燃料は第１の噴射オリフィス２５を介して、および第２の噴射オリフィス２６を介して、それぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ内にそれぞれ導入することができる。

【0031】

図２の状態から始まる噴射ノズル２３が図４の状態に変位される前に、噴射ノズル２３は図３の状態を取り、図３では、単に第１の噴射オリフィス２５が開口または開放されるが、第２の噴射オリフィス２６はそうではない。図３の状態では、第１の弁体部分２７ａが第１の弁座２４ａから離れて持ち上げられるが、第２の弁体部分２７ｂは第２の弁座２４ｂに接している。

【0032】

したがって、図４では、第１の燃料または点火流体がそれぞれ第１の噴射オリフィス２５および第２の噴射オリフィス２６を介してそれぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に導入され、燃料または燃焼流体は、単に第１の噴射オリフィス２５を介して図３の状態でそれぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に導入することができる。

【0033】

図２の状態および図３の状態の両方では、第１の燃料または点火流体は、外側で噴射ノズル弁体２７に沿って、すなわち、噴射ノズル本体２７と噴射ノズル弁体２７との間に形成された間隙を通してのみ流れる。この間隙は図３では比較的小さく、第１の噴射オリフィス２５と単に連通する。図４では、この間隙は比較的大きく、第１の噴射オリフィス２５と、第２の噴射オリフィス２６の両方と連通する。

【0034】

噴射ノズル弁体２７の第１の弁体部分２７ａは円錐台形の輪郭をしており、噴射ノズル弁体２７の第２の弁体部分２７ｂは円筒形の輪郭をしている。

【0035】

図５は、噴射タイミングプロファイルでそれぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に本発明による噴射ノズル２３の助けをかりて噴射動作または噴射サイクル中に導入することができる噴射量Ｍを図で示している。

【0036】

時間ｔにわたって、３つの異なる曲線プロファイル３２、３３および３４が、噴射量Ｍに対して、すなわち、点火オイルがそれぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に第１の噴射オリフィス２５を介してのみ導入される、曲線プロファイル３２では、デュアル燃料エンジンの第２の動作モードに対する噴射量で、曲線プロファイル３３では、第１の燃料が第１の噴射オリフィス２５と第２の噴射オリフィス２６の両方を介してそれぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に導入される、デュアル燃料エンジンの第１の動作モードに対する噴射量で、および曲線プロファイル３４では、第２の動作モードをそれぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に導入することができる噴射量で、すなわち、特に第２の動作モードでは、燃料流体が第１の噴射オリフィス２５と第２の噴射オリフィス２６の両方を介してそれぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に導入される場合に、描かれている。

【0037】

図５の時間ｔ０では、デュアル燃料エンジン１のそれぞれのシリンダ２内へのそれぞれの噴射動作または噴射サイクルは、その噴射ノズル２３の助けをかりて始まり、時間ｔ０の前に、噴射ノズル２３は図２の状態をとる。図５の時間ｔ０とｔ１との間で、それぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に点火流体または第１の燃料を第１の噴射オリフィス２５を介して導入するために、図３の状態の方向に図２の状態から始まり、噴射ノズル２３の噴射ノズル弁体２７が移動される。図５の時間ｔ１とｔ２との間に、それぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に第１の噴射オリフィス２５を介して導入することができる噴射量Ｍは一定であり、図５では、時間ｔ２とｔ３との間に、図３の状態から始まる噴射ノズル２３の噴射ノズル弁体２７が再び、図２の状態の方向に移行され、それによって、時間ｔ３では、それぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内への点火流体の導入が終了する。したがって、デュアル燃料エンジンの第２の動作モードにおいて、第１の噴射オリフィス２５のみがそれぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に点火流体を導入するために利用される場合、曲線プロファイル３２は時間ｔ０とｔ３との間で形成される。

【0038】

デュアル燃料エンジンの第１の動作モードでは、それぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内への噴射量Ｍの導入は、曲線プロファイル３３を介して、すなわち、図２の状態から始まる噴射ノズル２３が図３の状態を介して図４の状態内に移行されるように、すなわち、時間ｔ０とｔ４との間で、初期では第１の燃料が噴射ノズル２３の第１の噴射オリフィス２５を介してのみ導入され、加えてデュアル燃料エンジンのそれぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内への噴射ノズル２３の第２の噴射オリフィス２６を介する導入が時間ｔ４で開始するようにして行われる。時間ｔ６で始まり、噴射ノズル２３の閉口はそれぞれの噴射サイクルの終わりに起こり、時間ｔ６とｔ７との間では、噴射ノズル２３の第２の噴射オリフィス２６が、時間ｔ７とｔ８との間ではまた、噴射ノズル２３の第１の噴射オリフィス２５が閉口または閉塞される。

【0039】

デュアル燃料エンジンの第２の動作モードでは、点火流体はまた、曲線プロファイル３４によりそれぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に導入することができ、デュアル燃料エンジンの第２の動作モードでは、その後、それぞれの噴射ノズル２３の第１の噴射オリフィス２５とそれぞれの噴射ノズル２３の第２の噴射オリフィス２６の両方を介して、すなわち、時間ｔ０とｔ４との間および時間ｔ７’とｔ８’との間に、第１の噴射オリフィスのみを介して、および時間ｔ４とｔ６’との間に、第１の噴射オリフィス２５と第２の噴射オリフィス２６の両方を介して、それぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に導入される。

【0040】

本発明による噴射ノズル２３では、大量の第１の燃料は、デュアル燃料エンジンの第１の動作モードと同じ単純な設計でデュアル燃料エンジン１のシリンダ２の燃焼チャンバ９内に導入することができ、デュアル燃料エンジンの第２の動作モードにおいて、その後点火流体として働く少量の第１の燃料を導入することができる。点火流体用の別個の噴射システムは必要ない。本発明による噴射ノズル２３は、容易に製造することができる。

【0041】

さらに、本発明は、多数のシリンダ２を有することが好ましいデュアル燃料エンジン１に関し、各シリンダ２は本発明による噴射ノズル２３を備えている。さらに、本発明はデュアル燃料エンジンの第２の動作モードにおいてデュアル燃料エンジン１を操作するための方法に関し、噴射ノズル２３はそれぞれのシリンダの燃焼チャンバ９内に点火流体を導入するように働き、点火流体の導入は図５の曲線プロファイル３４にしたがって起こり、その後、第２の動作モードにおいて、点火流体は、比較的小さい噴射オリフィス断面を備えた第１の噴射オリフィス２５を介して、また比較的大きな噴射オリフィス断面を備えた第２の噴射オリフィス２６を介した両方で、それぞれのシリンダ２の燃焼チャンバ９内に導入される。

【符号の説明】

【0042】

１ デュアル燃料エンジン
２ シリンダ
３ シリンダヘッド
４ ピストン
５ 接続ロッド
６ 噴射ノズル
７ 燃料ライン
８ 燃料ポンプ
９ 燃焼チャンバ
１０ 給気
１１ 燃焼チャンバ
１２ 接続チャネル
１３ 点火流体インジェクタ
１４ 点火流体ライン
１５ 排気ガス
１６ 点火流体運搬ポンプ
１７ 吸気バルブ
１８ 排気バルブ
１９ 吸引チョーク
２０ 混合物形成ユニット
２１ 気体供給ライン
２２ 点火流体リザーバ
２３ 噴射ノズル
２４ 噴射ノズル本体
２４ａ 第１の弁座
２４ｂ 第２の弁座
２５ 第１の噴射オリフィス
２６ 第２の噴射オリフィス
２７ 噴射ノズル弁体
２７ａ 第１の弁体部分
２７ｂ 第２の弁体部分
３２ 曲線プロファイル
３３ 曲線プロファイル
３４ 曲線プロファイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【外国語明細書】