[发明专利]用于内燃机的液压致动式换气阀组件及其致动器

说明书

本申请是2005年2月2日递交的、申请号为PCT/EP2005/001040、 国家申请号为：200580047586.6、发明名称为“具有液压致动排气们的大 型两冲程柴油发动机”的专利申请的分案申请。

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。

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。

EP 1 130 251公开了一种用于提供在大型两冲程柴油机中使用的共 用轨道系统的蓄能器的泵装置，该泵装置具有：至少两个泵，用于将流 体输送到蓄能器中；和中间蓄能器，用于缓冲动力压力部件，其中每个 泵经由单独的泵管线连接到所述中间蓄能器。能够使用三个泵和管线， 所述管线具有在端部处连接到所述中间容器的止回阀。对燃料从共用轨 道到各个气缸的流动进行控制的阀是简单的开/关阀。

DE 103 11 493公开了一种大型两冲程柴油机，其具有至少一个气 缸，所述气缸设置有排出口，控制该排出口的活塞以可滑动的方式容纳 在其中。出口阀由液压致动器致动而关闭排气出口、以及由液压致动器 和燃料喷射泵所共用的比例阀。该比例阀具有一个连接到高压流体源的 入口和两个连接到液压致动器和燃料喷射泵的出口。

EP 1 471 236公开了一种用于汽车发动机的燃料供应系统和燃料供 应方法。为了在如同所需要的那样高的燃料压力下在从启动到自维持运 行的运行范围内通过充分膨胀而进行燃料喷射，用于燃料直喷型内燃机 的燃料供应燃料系统设置有高压燃料泵以直接将已经由高压燃料泵加压 的燃料从喷射器喷射到发动机的燃烧室中。电动马达设置成辅助驱动高 压燃料泵。在发动机启动时，通过例如电动马达的辅助动力装置执行驱 动高压燃料泵或者帮助驱动高压燃料泵。

GB 2 102 065公开了一种气动偏置装置，其包括由于阀打开而被压 缩的气体体积。被压缩的气体体积作用在固定到阀杆的帽上，以在阀杆 的纵向上施加一个力，从而将阀偏置到其关闭位置，其中阀头被挤压而 靠住阀座。