一种具有十字头的大型低速运行涡轮增压双冲程单流内燃发动机。发动机包括多个气缸并设置有主燃料供应系统，其采用第一类型燃料操作并且包括用于第一类型燃料的主燃料罐和用于传递第一类型燃料至气缸的燃烧室的主燃料阀。发动机还设置有二次燃料供应系统，其采用不同于第一类型燃料的第二类型燃料操作，并且包括用于第二类型燃料的二次燃料罐和用于传递第二类型燃料至气缸的燃烧室的二次燃料阀。发动机还具有电子控制单元，其被配置为控制和操作主燃料系统和二次燃料系统。电子控制单元被配置为采用第二类型燃料经由二次燃料系统操作多个气缸中选定数量的气缸，电子控制单元被配置为采用第一类型燃料经由主燃料系统操作多个气缸中的剩余气缸。
【技术实现步骤摘要】
具有双燃料供给系统的大型低速运行涡轮增压双冲程内燃发动机
本专利技术涉及用于具有十字头的大型低速运行单流涡轮增压双冲程内燃发动机的双燃料供给系统，特别涉及用于燃油供应系统和气体燃料供应系统的用于大型低速运行单流涡轮增压双冲程内燃发动机的燃料供应系统。
技术介绍
十字头类型的大型双冲程发动机通常用在大型船只的推进系统中或者作为发电厂的原动机。典型地，这些发动机采用重燃油或者燃油运行。W02012080568公开了根据权利要求I的前序部分的发动机。 最近，出现了对于能够处理替代性燃料如气体、煤浆、石焦油等特别是气体的的大型双冲程柴油发动机的需求。 为了能够完成各种燃料供应系统的要求，其已经证明确保发动机侧的最大灵活性是有用的。 在灵活性不足的情况下，一些操作条件将不能利用替代性燃料。 一般如果替代燃料的供给不能将发动机需要的所有燃料传递至所需的服务操作点(发动机负载)，则发生该情况。 在该情况下，目前的理论选择是完全切换或者暂时完全切换至主燃油并且关闭二次燃料系统，或者改变燃油与替代燃料的比率。 完全切换至主燃油造成控制方面的挑战，因为其造成燃料腔室中操作条件的大的离散步骤。换句话说，以平稳的方式提供该燃料改变是显著的挑战。另外，由于在切换后替换燃料消耗降低至零，所以替换燃料的供应系统必须停止一些辅助设备。该停止/开启操作是不希望的，特别是对于一些高压气体泵，其寿命时间主是通过开启和停止的数量来计笪 改变两个不同燃料之间的比率也造成重大挑战，因为包括两种不同类型燃料的燃烧过程的优化变得更复杂得多。实际得到的最终效率将随着时间变化并且危及控制系统管理功率的能力。
技术实现思路
在此背景下，本申请的目的是提供具有十字头的大型低速运行涡轮增压双冲程单流内燃发动机以克服或者至少降低以上所指出的问题。 该目的通过提供具有十字头的大型低速运行涡轮增压双冲程单流内燃发动机实现，发动机包括:多个气缸；主燃料供应系统，其采用第一类型燃料操作并且包括用于第一类型燃料的主燃料罐和用于传递第一类型燃料至气缸的燃烧室的主燃料阀；二次燃料供应系统，其采用不同于第一类型燃料的第二类型燃料操作，并且包括用于第二类型燃料的二次燃料罐和用于传递第二类型燃料至气缸的燃烧室的二次燃料阀；以及被配置为控制和操作主燃料系统和二次燃料系统的电子控制单元；电子控制单元被配置为采用第二类型燃料经由二次燃料系统操作多个气缸中选定数量的气缸，并且电子控制单元被配置为采用第一类型燃料经由主燃料系统操作多个气缸中的剩余气缸。 可以通过选择性地通过二次燃料供应系统采用第二类型燃料选择地操作多个气缸中的某些气缸和经由主燃料系统采用第一类型燃料操作多个气缸中的剩余气缸，获得明显增加的操作灵活性。尤其因而可以当二次燃料系统的容量降低时降低经由二次燃料系统在第二类型燃料上操作的气缸的数量，进而很大程度上避免被迫全关闭二次燃料系统的需要，关闭二次燃料系统具有与关闭关联不利结果。还避免了同时采用两种类型燃料操作给定气缸，进而避免该双燃料燃烧过程复杂的并且具有挑战性的优化。 在一个实施例中，主燃料供应系统具有足够大的容量以在所有的发动机操作条件下为多个气缸中的所有气缸供应燃料，并且其中二次燃料供应系统的容量有时不足够大而不能在所有的发动机操作条件下为多个气缸中的整体气缸供应燃料。 在一个实施例中，电子控制单元被配置为确定采用二次燃料系统的瞬时可用容量能够产生瞬时发动机功率的哪个部分，并且其中电子控制单元还被配置为基于二次燃料系统的瞬时地瞬时可用容量，确定多个气缸中能够唯一地采用第二类型燃料操作的气缸的最大数量，并且其中，电子控制单元还被配置为经由二次燃料系统采用第二类型燃料操作确定最大数量的气缸。 在一个实施例中，电子控制单元被配置为当二次燃料系统的瞬时容量是足够大以满足发动机在瞬时操作条件下发动机的全部燃料供应需求时，采用第二类型燃料操作多个气缸中的所有气缸。 在一个实施例中，主燃料系统用于提供燃料给前导喷射，以用二次燃料系统(34)传递的第二类型燃料。前导喷射具有固定的小量。经由第二类型燃料进行时间功率控制。 在一个实施例中，电子控制单元被配置为采用第二类型燃料操作多个气缸中的某些气缸，并且采用第一类型燃料操作多个气缸中的剩余气缸。 根据本公开的发动机的其它目的、特征、优点和性能将由详细描述变得更明显。 【附图说明】 在本描述的下述详细部分，本专利技术将参考图中示出的示例性实施例更详细地解释，其中: 图1是根据示例性实施例的大型双冲程柴油发动机的正视图； 图2是图1中的大型双冲程柴油发动机的侧视图； 图3是根据图1的大型双冲程柴油发动机的图示；以及 图4是用于图1中的发动机的双燃料系统的示例性实施例的图示。 【具体实施方式】 在下文的详细描述中，大型双冲程低速运行涡轮增压内燃(柴油)发动机将由示例性实施例描述。图1和图2示出了具有曲轴42和十字头43的大型低速运行涡轮增压双冲程柴油发动机。图3示出了具有进气和排气系统的大型低速涡轮增压双冲程柴油发动机。在此示例性实施例中，发动机具有排成一行的六个气缸I。大型低速涡轮增压双冲程柴油发动机通常具有由发动机框架13承载的四个到十四个排成一行的气缸。发动机可以例如用作远洋船舶中的主发动机或者作为用于操作发电厂中发电机的固定发动机。发动机的总输出量可以例如在5000千至110000千瓦之间。 在此示例性实施例中的发动机是双冲程单流类型柴油发动机，其在气缸I的下部区域处具有扫气端口的并且在气缸I的顶部处具有排气阀4。扫气从扫气接收器2传递至各个气缸I的扫气端口(未示出)。气缸I的活塞41压缩扫气，燃料从气缸盖中的燃料喷射阀注入，随后燃烧并产生排气。当排气阀4打开时，排气阀经由与气缸I相关的排放管道进入排气接收器3并且向前经由第一排气管道18到达涡轮增压器5的涡轮机6，排气从其离开，经由排气预热器28到达出口并进入大气。涡轮机6通过轴驱动压缩机9，压缩机9通过进风口 10供应新鲜空气。压缩机9将加压扫气传递至通向扫气接收器2的扫气导管11。 导管11中的扫气通过中间冷却器12，以将以约200摄氏度离开压缩机的扫气冷却至36摄氏度和80摄氏度之间。 冷却的扫气通过由电动机17驱动的辅助鼓风机16到达扫气接收器2，电动机17在发动机的低或者部分负荷条件下加压扫气流。涡轮增压器压缩机9在较高的发动机负荷下传递足够的压缩扫气，然后通过止回阀15使得辅助鼓风机16被旁路。 图4示出了双燃料供给系统和与该双燃料供给系统相关联的多个气缸，与每个气缸关联的发动机控制单元ECU和气缸控制单元CCU。双燃料供给系统包括两个独立的燃料系统:主燃料系统24和二次燃料系统34。 主燃料系统24包括主燃料罐20和主燃料泵22，主燃料泵22接收来自主燃料罐20的第一类型燃料并传递加压的第一类型燃料至共轨(还能够使用具有单独的燃料泵和单独的高压燃料管道的燃料系统)。主燃料系统24还包括将主燃料泵22的(出口)连接至与各个气缸I (在对应的气缸I的气缸盖中)关联的主燃料阀7的管道(共轨)。对每个气缸I提供至少一个，但是优选两个或者三个主燃料阀7，因为燃烧室的大尺寸，导致雾化的燃料本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有十字头(43)的大型低速运行涡轮增压双冲程单流内燃发动机，所述发动机包括：多个气缸(1)；主燃料供应系统(24)，其采用第一类型燃料操作并且包括用于所述第一类型燃料的主燃料罐(20)和用于传递所述第一类型燃料至所述气缸(1)中的燃烧室的主燃料阀(7)；二次燃料供应系统(34)，其采用不同于所述第一类型燃料的第二类型燃料操作，并且包括用于第二类型燃料的二次燃料罐(30)和用于传递所述第二类型燃料至所述气缸(1)中的燃烧室的二次燃料阀(8)；以及被配置为控制并且操作所述主燃料系统(24)和所述二次燃料系统(34)的电子控制单元(ECU、CUU)；其特征在于，所述电子控制单元(ECU、CUU)被配置为采用所述第二类型燃料经由所述二次燃料系统(34)操作所述多个气缸(1)中选定数量的气缸(1)，并且所述电子控制单元(ECU、CUU)被配置为采用第所述一类型燃料经由所述主燃料系统(24)操作所述多个气缸(1)中的剩余气缸(1)。
【技术特征摘要】
2013.09.26 DK PA2013005531.一种具有十字头(43)的大型低速运行涡轮增压双冲程单流内燃发动机，所述发动机包括: 多个气缸⑴； 主燃料供应系统(24)，其采用第一类型燃料操作并且包括用于所述第一类型燃料的主燃料罐(20)和用于传递所述第一类型燃料至所述气缸(I)中的燃烧室的主燃料阀(7)； 二次燃料供应系统(34)，其采用不同于所述第一类型燃料的第二类型燃料操作，并且包括用于第二类型燃料的二次燃料罐(30)和用于传递所述第二类型燃料至所述气缸(I)中的燃烧室的二次燃料阀(8);以及 被配置为控制并且操作所述主燃料系统(24)和所述二次燃料系统(34)的电子控制单元(ECU、CUU)； 其特征在于， 所述电子控制单元(ECU、CUU)被配置为采用所述第二类型燃料经由所述二次燃料系统(34)操作所述多个气缸(I)中选定数量的气缸(I)，并且所述电子控制单元(ECU、CUU)被配置为采用第所述一类型燃料经由所述主燃料系统(24)操作所述多个气缸(I)中的剩余气缸(I)。2.根据权利要求1所述的发动机，其中，所述主燃料供应系统(24)具有足够大以在全发动机操作条件下为所述多个气缸(I)中的所有所述气缸(I)供应燃料的容量，并且其中，所述二次燃料供应系统(34)具有有时不足够大而不能在全发动机操作条件下为所述多个气缸(I)中的所有所述气缸(I)供应燃料的容量。3.根据权利要求1或者2所述的发动机，其中，所述电子控制单元(ECU、CUU)被配置为确定采用二次燃料系统(34)的瞬时可用容量能够产生瞬时发动机功率的哪个部分，并且其中所述电子控制单元(ECU、CUU)还被...
【专利技术属性】
技术研发人员：金姆·延森，
申请(专利权)人：曼柴油机欧洲股份公司曼柴油机德国分公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK
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