CN1032709C - 运行一种船用柴油机的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于运行一内燃机，特别是由一废气涡轮增压器1向各气缸供应压缩空气的船用柴油机的方法，空气在进入气缸之前被冷却。但有部分增压空气旁通过进气冷却器5。这部分增压空气的量以这样一种方式来控制，即要保证进气冷却器5下游管路内的全部增压室气的温度在露点以上并且不超过发动机的最大允许温度。这种方法能够使进气空气压力增高。旁通管路9上有一控制阀。进气冷却器5是水冷式的，旁通管路9可设有一冷却水套12。
Description
本发明涉及一种通过用海水冷却的一个进气冷却器从一废气涡轮增压器向发动机的各气缸供应增压空气的船用柴油机的运行方法。
众所周知，诸如船用柴油机中用的进气冷却器的增压空气侧会被逐渐地脏污，而这将使其流动阻力相应地增加。这又将导致内燃机的进气压力降低以及发动机输出功率的相应减小，为了补偿功率的降低，需要增加燃料消耗。同时，废气涡轮增压器上的负荷也要增大。
已知的具有一废气涡轮增压器的内燃机(DE 3627686A1)有一装有一进气冷却器的进气管道。为了在这种内燃机的暖机过程中在整个负荷和速度范围内提供相当高的进气温度，同时又要避免当内燃机在工作温度下时由过高的进气温度引起的问题，从进气管路分支出一旁通管路并使其旁通过进气冷却器。先让进气空气的全部流量流过这一旁通管路直至内燃机内达到一规定的温度。一旦内燃机达到规定的工作温度，即用一适当的开关装置关闭旁通管路，使全部增压空气通过进气冷却器。
在专利DE3929123A1(同族专利GB2223272)中揭示了一种船用柴油机运行方法，采用这种方法可由安装在进气管或排气管区域上的温度探测器或类似传感器检测温度以控制设在上述型式的内燃机上的所述开关装置。这样就不需要按一种开/关特性来操作开关装置；相反，它可根据检测的温度移动到中间位置的左右范围以更精确地适合流通空气状况和发动机的工作状况。
在专利DE3617359C1中还揭示了一种用于具有相当大的输出功率的内燃机上的冷却结构，它是采用对涡轮增压器、发动机和进气空气冷却器的冷却水强制循环。在这种情况下，全部的增压空气都通过进行空气冷却器。这就导致在无另外的控制装置的情况下，增压空气温度要依赖于负荷自行调节。
从MTZ发动机技术杂志49期(1988 7、8月出版)的第294—295页上可了解到一种海水冷却的内燃机，这种海水冷却的内燃机十分重要的问题是在于冷却，包括增压空气的冷却，以使热幅射及随之发动机室壁的温升维持在尽可能低的水平上。为此目的，增压空气冷却系统设有一冷却水套。
本发明的目的在于提供一种船用柴油机运行方法，通过这种方法降低增压空气必须克服的总阻力，由此使增压压力提高并从而使可发动机的输出功率增加，或在进气冷却器的阻力不断增大的情况下得以保持。同时，使发动机的燃料消耗量降低，以及废气涡轮增压器上的负荷也降低。
这一目的用依靠下述作法的上述类型的一种方法来实现：进气冷却器以不变的冷却剂流速工作；甚至在船用柴油机的正常运转过程中，一部分增压空气也旁通过进气冷却器，并且这些被旁通的增压空气的量确定得，可以保证进气冷却器下游管路内的全部增压空气的温度在露点之上，并且不超过船用柴油机的最大允许温度，并使旁通过进气冷却器的增压空气被水套冷却。每当进气冷却器的全部可用的冷却能力例如由于冷却水温度低而使增压空气的温度降低到一过分低的水平时——一部分增压空气就不通过进气冷却器。对这部分增压空气的量以这样一种方式进行控制，即保证混合后得到的作为一个整体的增压空气的温度不超过进气冷却器下游的允许的温度水平。旁通过进气冷却器的增压空气量需要克服的阻力应基本低于通过进气冷却器的增压空气的阻力。这就会使进气冷却器下游的增压空气压力合需要地增加，这也可降低废气涡轮增压器上的负荷以及增加发动机的输出功率，或在进气冷却器的阻力例如由于脏污而不断增大的情况下，使输出功率保持不变。
然而增压空气温度可以通过测定转移通过进气冷却器的增压空气量是来单独地调节。
虽然冷却水套的效率比较低，但它可以在不增加通过旁通管路转移的那部分增压空气的流动阻力的情况下进一步合乎需要地降低增压空气温度。
本发明的方法当使进气空气的温度保持在40～45℃之间的水平运行时是最为有效的。
下面来参照一发动机示意图说明本发明的方法和按照本发明的一种内燃机配置。
附图1表示了一常规设计的废气涡轮增压器1，它由未详细示出的内燃机的排气驱动。这些排气是通过一排气管路输送到废气涡轮增压器1。
废气涡轮增压器1沿箭头3的方向吸入新鲜的空气并将吸入的空气送入一进气管路的第一段4中，它通向一海水冷却的进气冷却器5。被冷却的进气沿箭头6的方向离开进气冷却器5，通过进气管路的第二段7而进入一混合室8。系统还装有一旁通管路9，它旁通过进气冷却器5并连接于进气空气管路的第一段4，并且也通向混合室8。旁通管路9上设有一控制阀10。
混合室8通过各连接管路11连接至内燃机的各个气缸(未示出)。
进气冷却器5配有一连接点12，用于用作冷却剂的海水的进入和流出。
当由废气涡轮增压器1压出的全部增压空气通过进气管路4、7，再流过进气冷却器5，并且这一冷却器5是在最大冷却剂流量下运转时，增压空气的温度一般被降低到一非常低的程度。为了防止这种情况，发动机需要在一降低的冷却剂流量下运转。根据本发明的方法，一部分增压空气被通过旁通管路9和控制阀10分流，随后被送入混合室8而未经冷却。于是两股增压空气流在混合室8中混合，其中一股是已经过进气冷却器5并被冷却了的，而另一股是通过旁通管路9流到混合室8的。通过旁通管路9流过的那一部分增压空气由控制阀10控制，以保证混合室8中的全部增压空气的温度不超出内燃机进气的最高允许温度。为此，进气空气将需要被维持在40℃至45℃的温度范围内。这一措施可使混合室8中的进气空气的压力增高，因为通过旁通管路9输送过来的那部分增压空气压力要比通过进气冷却器5的那部分增压空气的压力高，这是因为进气冷却器5的流动阻力当然要比旁通管路9的阻力高得多。混合室8内的进气空气压力的增加将会使内燃机的输出功率增加，或者使得可以在一个较低的涡轮增压器1负荷下能获得相同的输出功率。使内燃机的各气缸都能得到更有效的扫气和进气。
通过控制旁通管路9的开度可以平衡增压空气的压降，其可能会由于，例如进气冷却器5的空气侧的脏污而产生。这样，根据用作冷却剂的海水的温度，本发明的方法可以使增压空气在进气冷却器5中被冷却到最低允许温度。随后由不通过进气冷却器5因而以未被冷却的状态进入混合室8的那部分增压空气使这一温度增高到内燃机的允许温度范围内。
旁通管路9可设有一冷却水套12，海水也从其中通过。这一冷却水套12a不会增加旁通管路9的流动阻力，可是却能对从旁通管路9通过的那部分增压空气产生轻度的冷却作用。所以，可使一较大部分的增压空气通过旁通管路9流过，同时又能保持混合室8内的温度，其结果是，进气压力可进一步提高，废气涡轮增压器1上的负荷可进一步降低。
Claims (2)
1.用于运行一种船用柴油机的方法，其进气空气是从一废气涡轮增压器供给到船用柴油机的各气缸，所述进气空气是经过一海水冷却的进气冷却器，其特征在于：所述进气冷却器是以一恒定的冷却剂流量工作，即使在船用柴油机的正常运行过程中，增压空气的一部分旁通过进气空气冷却器，这部分旁通的空气量以这样一种方式来控制，即要保证进气冷却器的下游管路内的全部增压空气的温度在露点之上，并且不超过船用柴油机的最大允许温度；并且旁通过进气冷却器的那部分增压空气是由水套冷却的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：进气空气温度被保持在40℃至45℃的范围内。
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