[发明专利]操作内燃发动机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作增压内燃发动机的方法，该发动机包括用于发动机冷却液体的冷却液体回路，在该方法中，

在涡轮增压器处对增压空气进行加压；

利用增压空气冷却器冷却被加压的增压空气；

限定增压空气冷却器的下游的被加压的增压空气的露点；以及

通过控制输送到增压空气冷却器中的冷却液体的温度，将离开增压空气冷却器的增压空气的温度调节成高于露点；

利用润滑油冷却器冷却处于润滑油回路中的用于发动机润滑的润滑油。

背景技术

在增压内燃活塞发动机中，增压空气的压力至少在一个级中被压缩机增大。在压缩机之后，被加压的增压空气一般被增压空气冷却器冷却。如果增压空气压力、温度和湿度处在一特定水平，则增压空气中的水蒸气冷凝成水。冷凝(水滴、水雾)可能会对发动机部件(例如，涡轮增压压缩机叶轮(在2级涡轮增压中)、增压空气接收器、进口通道和进口阀)造成腐蚀和侵蚀。如果吸入空气的湿度高，那么尤其在增压空气系统的高压侧，冷凝的量可能会很高。露点是水蒸气冷凝为液态水的温度。

对于二级涡轮增压发动机来说，增压压力很高，并且增压空气的温度也很高。这导致冷却水系统的设计和控制面临挑战。增压空气冷却的需求相对于单级涡轮增压发动机来说更高。燃烧空气或接收空气，或本文所说的增压空气，其温度必须保持较低以避免某些型号的发动机发生爆震。特别在干燥的工况下更需要冷增压空气。因此，潮湿的工况增加了发生爆震的可能，且因此在潮湿的工况下允许更高的接收空气温度。润滑油温度也必须被保持在发动机安全操作的限制之内。

从现有技术已知，文献WO2001/073512公开了一种操作涡轮增压活塞发动机的方法，所述发动机包括用于低温冷却液体的低温冷却回路、用于高温冷却液体的高温冷却回路以及连接到所述低温冷却回路的增压空气冷却器。在该方法中，增压空气至少在一个级中被加压，被加压的增压空气借助于输送有低温冷却液体的增压空气冷却器而被冷却，限定增压空气冷却器的下游的被加压的增压空气的露点，并且通过控制输送到增压空气冷却器的低温冷却液体的温度，将离开增压空气冷却器的增压空气的温度调节成高于所述露点。通过向低温冷却液体加入高温冷却液体来控制低温冷却液体的温度。

发明内容

本发明的目的是进一步改进对涡轮增压发动机(尤其是两级涡轮增压发动机)中增压空气的控制。

本发明包括一种方法，其中，设有配置给冷却液体回路的至少两个润滑油冷却器，使得一个润滑油冷却器连接至相对于增压空气冷却器而言的上游位置，并且一个润滑油冷却器连接至相对于增压空气冷却器而言的下游位置，通过控制所述润滑油冷却器的热交换功率，将所述增压空气冷却器之后的增压空气的温度保持为高于相应的露点，并且将润滑油的温度保持在操作范围之内。

可以从本发明的方法中得到显然的益处。可以减少增压空气系统中的冷凝量，进而可以减少发动机部件的腐蚀和侵蚀。而且，还改进了发动机润滑油和冷却液体的可控制性，更加易于确保返回的润滑油的温度处于最优范围之内。在说明书中使用术语过量的热来描述导致相关介质的温度升高成高于目标或需求温度范围的热或热功率的量。

附图说明

将在下文中通过参考附图来描述本发明，附图中：

图1示出了本活塞发动机的总体示意图，

图2示出了本活塞发动机示意图的实施方式，

图3示出了本活塞发动机示意图的另一个实施方式，

图4至图13示出了相对于彼此来布置润滑油回路和冷却液体回路的不同的可选方案。

具体实施方式

图1是活塞发动机1的示意图。该实施方式中的发动机1包括一个涡轮增压压缩机6。发动机1是包括多个气缸3的往复式内燃发动机。发动机可以用作例如船舶和电厂中的主发动机和辅助发动机。操作该涡轮增压内燃发动机1(该发动机包括用于发动机1冷却液体的冷却液体回路13)的方法如下：

在涡轮增压器6处对进气通道2中的增压空气进行加压；

利用增压空气冷却器10冷却被加压的增压空气；

限定增压空气冷却器10的下游的被加压的增压空气的露点Td；以及

通过控制输送到增压空气冷却器10中的冷却液体的温度，将离开增压空气冷却器10的增压空气的温度调节成高于露点Td；

利用润滑油冷却器14a、14b冷却润滑油回路15中的用于发动机润滑的润滑油；