[发明专利]用于直流扫气式大型二冲程柴油机的气缸和大型柴油机

说明书

本发明涉及用于直流扫气式大型二冲程柴油机的气缸和大型柴油机。提供了一种用于直流扫气式大型二冲程柴油机的气缸，该气缸包括：活塞，所述活塞被布置成能在下止点位置和上止点位置之间来回移动，其中，所述活塞(3)具有至少一个最顶部活塞环(31)；用于引导所述活塞(3)的气缸套(4)，其中，所述气缸套(4)具有运行表面(41)，所述活塞的所述最顶部活塞环(31)在操作状态下沿着所述运行表面(41)滑动；以及气缸盖(5)，其中，所述气缸盖(5)和所述活塞(3)界定燃料的燃烧空间(6)，并且其中，所述气缸套(4)在所述最顶部活塞环的上止点位置(O)下面没有冷却剂孔。此外，提出了一种大型柴油机。

技术领域

本发明涉及用于直流扫气式大型二冲程柴油机的气缸以及大型二冲程柴油机，该气缸包括：活塞，所述活塞被布置成能在下止点位置和上止点位置之间来回移动，其中，所述活塞具有至少一个最顶部活塞环；用于引导所述活塞的气缸套，其中，所述气缸套具有运行表面，所述活塞的所述最顶部活塞环在操作状态下沿着所述运行表面滑动；以及气缸盖，其中，所述气缸盖和所述活塞界定用于燃料的燃烧空间。

背景技术

直流扫气式大型二冲程柴油机时常用作轮船的驱动单元或者还用于固定操作，例如，用于驱动产生电能的大型发电机。在这个方面，发动机照例在相当长的时间段内以持续操作运行，这样使得对操作安全性和可用性的要求高。在特别长的保养间隔中，低磨损和与燃料有关的经济性因此对操作人员来说是中心标准。

排放质量(特别地，排放中的氧化氮浓度)多年来也已经变成愈发重要的主要方面。对应的排放极限值的法律条文和限值正变得越来越严格。特别地，这为大型二冲程柴油机带来以下后果：受污染物重污染的典型重燃油的燃烧，还有柴油或其他燃料的燃烧将变得愈发更成问题，因为遵守废气排放标准将变得越来越困难，技术上更复杂，因此成本更高，或者因为最终对这些标准的遵守甚至在经济方面不再是明智的。

实际上，因此长期以来需要所谓的“双燃料”发动机，即，可使用两种不同的燃料进行操作的发动机。气体(例如，诸如LNG(液化天然气)的天然气或液化石油气或适于驱动内燃机的其他气体形式的气体)在气体模式下被燃烧，而诸如柴油或重燃油的合适液体燃料可在液体模式下在同一个发动机中被燃烧。

本申请的框架内的术语“大型柴油机”还意指，除了以自动点燃为特征的柴油操作之外，还可以外部供应点燃为特征的汽油操作中或者可以以这二者的混合形式进行操作的那些大型柴油机。此外，术语“大型柴油机”特别地还包括所述双燃料发动机和利用燃料的自动点火进行不同燃料的外部供应点燃的那些大型发动机。

在液体模式下，燃料通常被直接引入气缸的燃烧室中，并且按照自点燃的原理在其中进行燃烧。在气体模式下，已知按照自点燃的原理将处于气态状态的气体与扫气混合，因此在气缸的燃烧空间中产生可点燃混合物。气缸中的混合物点燃通常在低压过程中发生，在该低压过程中，在恰当时机将少量液体燃料喷射气缸的燃烧空间中或预燃烧室中，这将随后导致空气-气体混合物被点燃。双燃料发动机可在操作期间从气体模式切换成液体模式，反之亦然。

直流扫气式大型二冲程柴油机包括至少一个气缸，而通常是包括多个气缸，其中，在每个气缸中设置被布置成能在下止点位置和上止点位置之间来回移动的活塞，其中，活塞具有至少一个最顶部活塞环，而时常还具有多个活塞环。此外，气缸具有用于引导活塞的气缸套，其中，气缸套的向内设置的边界表面形成运行表面，一个或多个活塞环在操作状态下沿着该运行表面滑动。此外，气缸盖被设置成，它连同活塞的上边界表面一起界定了燃料的燃烧空间。当活塞在大型柴油机以柴油操作进行操作期间处于其上止点位置或反转位置的区域中时，将燃料喷射燃烧空间中，点燃，所以激起活塞向下移动。此外，在直流扫气式大型二冲程柴油机中的气缸盖中设置排气阀，并且在燃料燃烧之后活塞向下移动时，排气阀被打开。当活塞靠近上止点位置或下止点时，它穿过通常设置在气缸下部区域中的扫气隙缝，由此允许扫气(也被称为增压空气)流入燃烧空间中。在后续向上移动时，活塞再次关闭扫气隙缝和燃烧空间之间的流动连通，排气阀被关闭，并且在活塞进一步向上移动时，位于气缸中的扫气被压缩，直到在活塞的上止点位置的区域中发生液体燃料的下一次喷射。