[发明专利]具有液压致动排气门的大型两冲程柴油发动机

说明书

技术领域

本发明涉及十字头型的大型两冲程柴油发动机，其中通过向与每个排气门相关联的液压致动器提供高压液压流体而液压地致动所述排气门。

背景技术

十字头型的大型两冲程柴油发动机通常用于船舶推进装置以及用作发电厂的原动机。这些内燃机不仅因为其整体尺寸而构造得与任何其它内燃机不同。两冲程原理和使用在50℃时粘度低于700cSt的重燃油(该燃油在室温时不流动)，使得它们在发动机领域中自成一类。

在许多这种类型的传统发动机中，排气门和燃料喷射系统由直接耦联到发动机曲轴的转动凸轮驱动。两冲程发动机使用换气口来控制气缸的进气，因而进气正时刚性地与曲柄角度相关。这只是使得排气门和燃料喷射的控制更为灵活。

对于这种发动机的燃料消耗、可靠性和动力输出的要求极高。近来，环境要求已经导致要求降低废气排放。为了满足这些有时相互矛盾的要求，相对于传统的转动凸轮驱动式排气门和燃料喷射器，需要对燃料喷射正时和喷射量进行全面的和灵活的控制，以及需要对打开和关闭正时以及排气门的开度进行全面的和灵活的控制。

由于这种发动机的尺寸，电气致动器不能用于操纵排气门。在最大的这种发动机中，这种排气门可重达450Kg。

MAN B&W Diesel公司的ME发动机系列是具有电液控制式排气门和电液致动式燃料喷射系统的十字头型大型两冲程柴油发动机。液压系统以来自发动机润滑系统的油工作。润滑油系统由3-4巴的低压泵操作。另一个高压类型的泵以约200巴的压力将润滑油输送到共用轨道。来自于共用轨道的润滑油通过液压阀被引导到燃油增压器，燃油增压器将共用轨道重的200巴压力增加到燃料管线中所需要的1000巴压力。燃料管线被加热到90-150℃以确保燃油能够流动并且具有合适的粘度。来自于共用轨道的润滑油通过正时阀被引导到液压排气门致动器以操作排气门。

然而，来自于这些发动机的润滑系统的润滑油并不是干净得足以用于共用轨道液压系统中。从而需要过滤润滑油，以在其能够被泵送到共用轨道之前去除5-10μ之上的任何颗粒。

Wrtsil/Sulzer RT-flex系列发动机是具有电液控制式排气门和电液启动式燃料喷射系统的十字头型大型两冲程柴油发动机。用于气门致动的液压系统以专用液压油操作。润滑系统完全与液压系统分开。

发明内容

基于上述背景，本发明的目的是提供一种在燃料喷射方面具有改善的控制的十字头型大型两冲程柴油发动机。

该目的通过根据权利要求1提供一种十字头型大型两冲程柴油发动机而实现，所述十字头型大型两冲程柴油发动机包括：曲轴箱支架，其支撑曲轴和安装在所述曲轴箱支架上的气缸支架；多个气缸，其由所述气缸支架支承，每个气缸设置有至少一个燃料喷射器及至少一个排气门；每个所述排气门相关联的液压阀致动器；共用燃料轨道，其具有一个或多个连接到其上的蓄能器(accumulator)；高压燃料泵，其在高压下将燃料供给到所述共用燃料轨道，每个所述喷射器以来自于所述共用轨道的燃料运行；以及其与每个气缸相关联的比例阀，由此所述比例阀控制燃料从所述共用燃料轨道到各个喷射器的流动。

比例控制阀的使用允许更为精确和灵活地控制燃料喷射正时、用量的特性曲线。而且，比例控制阀的使用允许实现规律整形(rate shaping)和预喷射而无需额外的设备，例如规律整形基本上完全通过传送至比例阀的控制信号而实现。

本发明的另一目的是提供一种在排气门致动方面具有改善的控制的十字头型大型两冲程柴油发动机。

该目的通过根据权利要求10提供一种十字头型大型两冲程柴油发动机而实现，所述十字头型大型两冲程柴油发动机包括：曲轴箱支架，其支撑曲轴和安装在所述曲轴箱支架上的气缸支架；多个气缸，其由所述气缸支架支承，每个气缸设置有至少一个燃料喷射器及至少一个排气门；与每个所述排气门相关联的液压阀致动器；共用燃料轨道，其具有一个或多个连接到其上的蓄能器；高压燃料泵，其在高压下将燃料供给到所述共用燃料轨道，每个所述喷射器以来自于所述共用轨道的燃料运行；以及与每个气缸相关联的比例控制阀，由此所述比例控制阀控制燃料从所述共用燃料轨道到各个液压阀致动器的流动。

比例控制阀的使用在打开和关闭正时以及排气门的打开程度方面提供了充分和灵活的控制。而且，以灵活的方式来控制每个气缸的排气门的位置，从而允许例如某个特定的气缸的排气门在其压缩行程期间稍微打开以便于发动机启动。