具有排气阀致动系统的大型两冲程柴油发动机(1)包括凸轮轴(28)和包括凸轮轴耦合驱动的活塞泵(32)的液压推杆经由导管(36)连接至液压排气阀制动器(34)以动作相关排气阀(11)。凸轮轴为每个汽缸提供有排气凸轮(29)，并且排气凸轮配置了一个超出开启排气阀所需的增加升程(30)。由液压活塞泵的增加升程产生的液压流体额外量的一部分从液压推杆转向至与发动机相连的增压流体需求部件。液压流体额外量的其他部分导致附加的排气阀升程。在排气阀返回行程中存储在驱策排气阀关闭的空气弹簧(33)内的能量返回至凸轮轴。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于大型涡轮增压两冲程十字头式柴油发动机的凸轮驱动液压 排气阀致动和燃料喷射系统。
技术介绍
大型涡轮增压两冲程十字头式柴油发动机是例如用于推进大型远洋船舶或作为 电厂的原动机。不仅仅由于其庞大的体积，这种两冲程柴油发动机与其它任何内燃机构造 都不同。该两冲程的原理和使用在50°C时粘性低于700厘斯的重质燃油(该油料在室温下 不流动)使其在发动机界中独具地位。提高性能并降低排放的愿望导致这种大型两冲程柴油发动机的电动-液压共轨 控制排气阀致动系统和电子控制燃料喷射系统的发展。这些系统的一个优点是由于排气阀 开合时机以及为匹配发动机运行条件燃料配置可以自由选择所增加的灵活性。然而这些电 动-液压共轨系统相对昂贵，而且由于用于打开排气阀开启过程的所述液压能量在所述排 气阀闭合过程中没有回收而损失因此会比传统凸轮驱动系统消耗更多能量。通过一个电力 驱动启动泵和由一个容量无级调整给定稳定出口压力的一套高压泵供给液压动力。这些泵 通过连接至曲柄轴的一个单独机械齿轮驱动。液压驱动燃料喷射泵通过长管和更多个管接 头连接至高压系统。该系统具有低的冗余度以防齿轮损坏或无极容量调整失效或自然应力 固有震动导致供给管破损或管接头损坏以及发动机不能运转，即整个发动机失效将导致的 故障。此外，无级调整泵的效率随运行条件变动并且在特定条件下远远不高。这些缺点抵 消了电控发动机的许多优点。
技术实现思路
基于这一背景，本专利技术的目的是提供克服或至少减少上述问题的一种如上描述的 节能发动机。通过提供一种大型两冲程十字头式柴油发动机达到这一目的，该发动机包括若干 汽缸，每一个汽缸具有至少一个排气阀和至少一个燃料喷射器，至少一个凸轮轴，具有为 驱动与每一个汽缸相关联的所述至少一个排气阀的排气凸轮，以及与每一个所述汽缸相 关联的液压推杆，所述液压推杆包括经由致动器的液压活塞泵，所述液压活塞泵通过凸轮 轴上各自的凸轮驱动，用于经由排气阀使所述相关的排气阀向开启方向移动的液压致动 器，以及用于经由排气阀连接所述相关致动器的液压活塞泵与相关的液压致动器的液压导 管，由此为所述排气凸轮设置具有超过开启所述排气阀所要求的升程的增加升程的廓面 (profile)，由此通过所述液压活塞泵产生并由所述增强升程导致的液压流体的附加量的 至少一部分从所述液压推杆转向至与发动机关联的增压液压流体需求部件。通过产生附加液压流体至所述所述排气阀致动系统的凸轮轴和所述活塞泵，能高 效地产生一定量高压液压流体，且具有高冗余。所述附加量的液压流体能用于驱动发动机 的其它液压驱动部件，例如燃料喷射系统或汽缸润滑系统。任一部分不能直接用于这些其它流体驱动部件的附加液压流体导入所述液压推杆并导致所述排气阀开启行程的增加。驱 策所述排气阀至闭合位置的空气弹簧将储存包含在附加液压流体部分中的能量并在所述 排气阀返回行程中返还这些能量至所述凸轮轴。增压液压流体需求部件可以是所述发动机的燃料喷射系统。增压液压流体需求部件可以是所述发动机的汽缸润滑系统。优选地，所述额外升程通过增加所述排气凸轮的高度来产生。所述液压的附加量部分可以经由所述液压活塞泵的端口从所述液压推杆转移。所述液压活塞泵的活塞可以设有连接所述活塞顶面至所述活塞侧面的孔。所述活塞泵的壁可以设有连接所述活塞泵至所述增压液压流体需求部件的端口。所述端口可连接至压力放大器的入口。所述压力放大器的出口连接至公用液压导管，通过该液压导管连接每一汽缸的液 压流体需求部件。优选地，所述压力放大器由公用常规压力导管内的压力平衡。所述燃料喷射系统可以由来自所述公用液压导管的高压液压流体操作。所述燃料喷射系统可以包括每一汽缸的液压驱动增压器，其输送非常高压燃料至 每一个汽缸的燃料喷射阀。每一个所述增压器可以经由一个选择阀连接至所述高压、液压导管，该选择阀可 选择地连接所述增压器至所述高压公用液压导管。所述选择阀可以基于电或电-液压控制的阀门，优选为比例控制阀。由所述液压活塞泵产生并由所述增加的升程导致的、没有从所述液压推杆转移的 液压流体的附加量部分能用于产生所述排气阀开启行程的额外长度。 为所述排气阀提供了一个空气弹簧驱策所述排气阀进入闭合位置，并且其中空气 弹簧配置为能适应开启行程的所述额外长度，由此存储包含在所述附加量液压流体内的能 量至所述空气弹簧中并在所述排气阀闭合行程中将这一能量返回至所述凸轮轴。优选地，所述液压推杆可选择地连接至所述公用高压液压导管，用以允许在由所 述凸轮轮廓定义的配置之前开启所述排气阀。根据本专利技术的大型两冲程柴油发动机更多的目的、特征、优点和特性将在以下详 细描述。附图说明在该说明书随后的详细描述部分，本专利技术将参照附图示出的示例性实施方式更详 细地说明，其中图1是根据本专利技术的发动机的横截面视图；图2是图1的发动机中一个汽缸部分的纵截面视图；图3是根据本专利技术的排气阀致动和燃料喷射系统的第一实施方式的符号表示图；图4至图7的直方图示出了本申请的运行，和图8是根据本专利技术的排气阀致动和燃料喷射系统的第二实施方式的符号表示图。具体实施例方式图1和图2分别示出了根据本专利技术一个优选实施方式的发动机1 ( 一个汽缸的) 横截面视图和纵截面视图。发动机1是十字头式的单流低速两冲程十字头柴油发动机，其 可以是船只的推进系统或电厂的原动机。这些发动机典型具有4至14个排成一行的汽缸。 发动机1通过曲柄轴3的主轴承建造在底座2上。曲柄轴3是半总成式的。半总成式是通过锻造或铸造钢材曲拐其与主轴颈通过热 压/收缩配合连接。底座2可以制成一体或根据生产设备分成合适尺寸的部件。底座由侧墙和具有轴 承支撑的焊接横托梁组成。横托梁在本领域也指“横梁”。油底壳58焊接至底座2的底部 并且收集来自压力润滑和冷却油系统的回油。连杆8连接曲柄轴3至十字头轴承22。十字头轴承22引导在垂直引导平面23之间。一个焊接设计的A形机箱4安装在底座2上。机箱4为焊接设计。在机箱4的排 气侧为每一个汽缸提供有安全阀，同时在凸轮轴侧机箱4为每个汽缸提供有一个大型铰链 门。十字头引导平面23整合在机箱4内。气缸架5安装在机箱4的顶部。支撑螺栓27连接底座2、机箱4和气缸架5并保 持该结构整体。支撑螺栓27通过液压千斤顶紧固。气缸架5铸成最终具有一个整体的凸轮轴壳体25的一个或更多个部件，或为焊接 设计。根据另一实施方式(未示出)凸轮轴观容纳在附加于气缸架上的单独的凸轮轴壳 体内。气缸架5提供有为打扫扫气空间以及检查扫气口和从凸轮轴侧检查活塞环的检 修盖。气缸架5与汽缸套6—起形成扫气空间。扫气箱9，通过螺栓固定其开口侧朝向气缸 架5。气缸架的底部具有活塞杆填密箱，其为扫气提供密封圈，并提供防止排出的燃烧产物 进入机箱4空间和底座2的刮油环并且通过这种方式保护该空间内的所有轴承。活塞13包括一个活塞头和活塞裙。活塞头由耐热钢制成并具有四个环形槽并在 槽的上表面和下表面硬镀铬。活塞杆14通过4个螺钉连接十字头22。活塞杆14具有两个同轴孔(图中不可 见)，连接至一个冷却油管，形成活塞13的冷却油进口和出口。汽缸套6通过气缸架5承载。汽缸套6由合金铸铁制成并通过低位法兰支撑悬挂 于气缸架5内。汽缸套最上部被铸铁冷却套环绕。汽缸套6具有用于汽缸润滑的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种十字头式大型两冲程柴油发动机，包括：多个汽缸，每个气缸设有至少一个排气阀和至少一个燃料喷嘴，至少一个凸轮轴，设有与每个所述汽缸相关联的所述至少一个排气阀的用于致动的排气凸轮，和与每个汽缸相关联的液压推杆，所述液压推杆包括：每一致动器的液压活塞泵，所述液压活塞泵由所述凸轮轴上各自的凸轮驱动，每一排气阀的液压致动器，用于在开启方向移动相关的所述排气阀，和每一排气阀的液压导管，用于连接相关致动器的液压活塞泵至相关液压致动器，其特征在于，所述排气凸轮设有超过开启所述排气阀所需升程的增加升程的廓面，由此由所述液压活塞泵产生并由所述增加升程导致的液压流体额外量的至少一部分从所述液压推杆转移并传递至与所述发动机相关联的增压液压流体需求部件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种十字头式大型两冲程柴油发动机，包括多个汽缸，每个气缸设有至少一个排气阀和至少一个燃料喷嘴，至少一个凸轮轴，设有与每个所述汽缸相关联的所述至少一个排气阀的用于致动的排 气凸轮，和与每个汽缸相关联的液压推杆，所述液压推杆包括每一致动器的液压活塞泵，所述液压活塞泵由所述凸轮轴上各自的凸轮驱动，每一排气阀的液压致动器，用于在开启方向移动相关的所述排气阀，和每一排气阀的液压导管，用于连接相关致动器的液压活塞泵至相关液压致动器，其特征在于，所述排气凸轮设有超过开启所述排气阀所需升程的增加升程的廓面，由 此由所述液压活塞泵产生并由所述增加升程导致的液压流体额外量的至少一部分从所述 液压推杆转移并传递至与所述发动机相关联的增压液压流体需求部件。2.如权利要求1所述的大型两冲程柴油发动机，其中，增压液压流体需求部件是所述 发动机的燃料喷射系统。3.如权利要求1或2所述的大型两冲程柴油发动机，其中，增压液压流体需求部件是所 述发动机的汽缸润滑系统。4.如权利要求1所述的大型两冲程柴油发动机，其中，所述额外升程通过增加排气叶 瓣的高度来产生。5.如权利要求1所述的大型两冲程柴油发动机，其中，所述液压额外量的所述部分经 由所述液压活塞泵中的一个端口从所述液压推杆转移。6.如权利要求5所述的大型两冲程柴油发动机，其中，所述液压活塞泵的活塞设有连 接所述活塞顶面至所述活塞侧面的孔。7.如权利要求6所述的大型两冲程柴油发动机，其中，所述活塞泵的壁上设有连接所 述活塞泵至所述增压液压流体需求部件的端口。8.如权利要求7所述的大型两冲程柴油发动机，其中，所述端口连接至增压器的入口。9.如权利要求8所述的大型两冲程柴油发动机，其中，所述增压器的出口连接至公用 液压导...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·杜·佩德森，
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：DK
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