[发明专利]用于带有凸轮轴的大型二冲程柴油发动机的可变气门正时

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有凸轮轴操作的排气门的大型二冲程柴油发动机，并且具体地涉及一种具有带可变正时的凸轮轴操作的排气门的大型二冲程柴油发动机。

背景技术

高燃料效率和低排放是大型二冲程柴油发动机的极其重要的设计方面。过去，已经试图通过应用带有电子控制的可变气门正时的排气门致动系统来提高这些发动机的燃料效率。通常，这些已知的可变正时气门致动系统利用诸如泵站的高压液压流体源以及控制液压流成为相应的液压排气门致动器的液压阀系统进行操作。高压液压流体为排气门致动器提供动力，排气门致动器抵抗燃烧室内的压力和空气弹簧中的压力将排气门打开，当消除液压时空气弹簧使得排气门再次关闭。

尽管已知的电子控制可变气门正时系统提高了燃烧效率，但是由于当排气门再次关闭时用于打开排气门的液压能被浪费，所以没有明显提高总体燃料效率。在传统的具有由凸轮轴操作的排气门系统的大型二冲程柴油发动机中，当排气门关闭时，打开排气门所需的能量的主要部分返回到凸轮轴。因此，尽管传统的二冲程柴油发动机具有稍差的燃烧效率，但是这些传统的二冲程柴油发动机的总体燃料效率几乎与电子控制可变气门正时发动机的总体燃料效率相同。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种排气门制动系统，即提供一种能够提高燃烧效率的本身消耗少量能量的电子控制可变正时排气门致动系统。

该目的通过提供一种十字头式大型二冲程柴油发动机来实现，所述发动机包括：多个气缸，每个气缸带有至少一个排气门；设置有凸轮的至少一个凸轮轴，其用于致动与每个所述气缸相关联的所述至少一个排气门；液压活塞泵，所述液压活塞泵由凸轮轴上相应的凸轮驱动；为每个排气门设置的液压致动器，其用于沿打开方向移动排气门；为每个排气门设置的液压管路，其用于将液压活塞泵连接到液压致动器；为每个排气门设置的弹性构件，其用于沿关闭方向迫压排气门，液压管路连接到容量控制装置，所述容量控制装置以可变容量的方式容纳液压流体用以选择性地从液压管路吸入液压流体或者选择性地将液压流体送回到液压管路。

通过将容量控制装置连接到液压管路，相对于由凸轮轴上的凸轮限定的轮廓能够延迟排气门的打开并能够提前排气门的关闭。因此，提供了一种可变气门正时系统，由于保持了传统的凸轮轴致动系统的有利的能量回收效果，所以其本身使用了少量的能量。

优选地，在来自发动机的电子控制单元的指令下进行液压流体的吸入和送回。

容量控制装置可包括限定连接到液压管路的容量控制室的控制活塞。

控制活塞能够被弹性地偏置。

控制活塞可限定与容量控制室相对的第一控制室。

控制活塞可限定与容量控制室相对的第二控制室。

第一控制室能够经由液压阀连接到第二控制室。

第二控制室可连接到第一液压蓄能器。

第一液压控制室可经由液压阀连接到第二液压蓄能器。

容量控制装置构造成当液压管路中的压力超过预定值——该预定值低于打开排气门所需的压力——并且控制装置的全部处于延迟排气门的打开的状态时从液压管路吸入预定量的液压流体。

容量控制装置构造成当液压管路中的压力对应于将排气门保持在打开位置所需的压力时为了提前排气门的关闭而从液压管路吸入预定量的液压流体。

通过详细说明，根据本发明的大型二冲程柴油发动机的其它目的、特征、优点和特性将变得明显。

附图说明

在本说明书下面的详细说明部分中，将参照在附图中示出的示例性实施方式更详细地解释本发明，在所述附图中：

图1是穿过根据本发明实施方式的发动机的气缸的横截面图；

图2是图示出根据本发明实施方式的容量控制装置在第一状态下的示意图；

图3是图示出图2的容量控制装置在第二状态下的示意图；

图4是图示出图3的容量控制装置在第三状态下的示意图；以及

图5是图示出根据本发明实施方式的发动机和容量控制装置的操作的图表。

具体实施方式

图1是从发动机前面看时穿过根据本发明优选实施方式的发动机的其中一个气缸1的横截面图。该发动机是涡轮增压的单流向低速二冲程十字头式柴油发动机，其可以是轮船中的推进发动机或者发电厂中的原动机。这些发动机通常具有3到14个直列式气缸。

活塞2容置在气缸1内并且共同限定燃烧室3。活塞杆4将活塞2连接到十字头(未示出)。气缸1为单流向类型并且在其下端设置有扫气口5并在其顶部设置有排气门6。气缸1从扫气接收器(未示出)接收空气，该扫气接收器被供以由涡轮增压机(未示出)增压的扫气。