CN117211951B - 十字头型大型涡轮增压二冲程单流型内燃发动机 - Google Patents
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Abstract
一种十字头型大型涡轮增压二冲程单流型内燃发动机(100),该发动机具有伸缩管(30),该伸缩管机械连接至气缸框架(29)和十字头(9),并且将经加压的润滑与冷却介质的源流体连接至十字头(9)、活塞杆(15)和活塞(10)中的管路(25),以对活塞(10)进行冷却。
Description
技术领域
本公开涉及一种十字头型大型涡轮增压二冲程内燃发动机,该发动机包括至少一个气缸,该气缸中接纳有往复式活塞,该活塞由经由伸缩管向活塞供给的冷却介质流进行冷却,该伸缩管将气缸框架与十字头连接。
背景技术
大型涡轮增压二冲程内燃发动机通常用于大型船舶的推进系统中或者用作发电厂中的原动机。大型涡轮增压二冲程内燃发动机的巨大的尺寸、重量和功率输出使它们与普通燃烧式发动机完全不同,并且使大型二冲程涡轮增压压缩点火式内燃发动机自成一类。这些发动机的高度通常不是至关重要的,并且因此这些发动机构建有十字头,以避免活塞上的横向载荷。通常,这些发动机使用天然气体、石油气体、甲醇、乙烷或燃料油进行操作。
大型涡轮增压二冲程内燃发动机可以利用压缩点火进行操作,即根据狄塞尔(Diesel)原理进行操作,或者可以作为预混式发动机,即根据奥托(Otto)原理进行操作,其中,扫气气体在活塞从下止点(BDC)到上止点(TDC)的冲程期间与燃料混合。
活塞通常是由耐热钢制成的,以确保活塞能够承受燃烧室中的高温。此外,活塞由冷却介质、例如润滑油进行冷却,以防止活塞在发动机运行期间过热。
发动机润滑系统向发动机的各个部件提供润滑介质。润滑介质还用于对活塞进行冷却。通常,所使用的介质是润滑油。
润滑系统的分支部通过伸缩管连接至十字头,润滑与冷却介质因此具有多个功能,所述多个功能包括:沿着活塞杆向上行进以对活塞进行冷却,然后再向下行进并且对十字头轴承和引导靴状件进行润滑,该引导靴状件在竖向引导板之间对十字头进行引导。伸缩管的一部分连接至十字头,并且伸缩管的另一部分连接至气缸框架或者穿过气缸框架连接至入口歧管,由此,伸缩管的内腔用于将冷却介质从气缸框架处的连接点经由十字头和活塞杆中的管路输送至活塞。伸缩管包括外部管,其中,内部管至少部分地被接纳在外部管的内腔中。内部管可以以平移的方式移动,以跟随十字头相对于气缸框架的往复运动。
JPS57176616U公开了一种十字头型大型涡轮增压二冲程单流型内燃发动机,该发动机具有:伸缩管,该伸缩管将冷却及润滑液体源流体连接至十字头上的入口端口;以及阀,该阀允许冷却及润滑介质从冷却及润滑液体源流向伸缩管并且防止冷却及润滑介质从伸缩管流向冷却及润滑液体源。该阀包括弹性件,该弹性件将阀构件朝向坐置部偏置。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有改进的活塞冷却的十字头型大型涡轮增压二冲程单流型内燃发动机。
由发明人进行的试验和模拟显示,活塞的冷却在发动机周期期间波动很大,并且冷却的主要部分发生在发动机周期的相对较小部分期间。通过进一步的测试和模拟,发明人得出的见解是:这种波动是由冷却介质对活塞的压力和流量波动引起的。进一步的分析和见解表明,这些压力和流量波动是由伸缩管在发动机周期期间的延伸及缩回造成的。
根据第一方面,提供了一种十字头型大型涡轮增压二冲程单流型内燃发动机,该发动机包括:
至少一个气缸套,该气缸套具有位于该气缸套的下部端部处的扫气端口和位于该气缸套的上部端部处的排放阀,
位于至少一个气缸套中的往复式活塞,该往复式活塞通过活塞杆连接至往复式十字头,
具有经加压的冷却及润滑介质的源,
伸缩管,该伸缩管将该源流体连接至十字头上的入口端口,
管路,该管路从入口端口延伸至活塞,优选地,该管路延伸穿过十字头和活塞杆,以及
阀,该阀被构造成:允许冷却及润滑介质从源流向伸缩管,并且防止或限制冷却及润滑介质从伸缩管流向源,
该阀包括可移动阀构件,该可移动阀构件被布置成能够在第一坐置部上的关闭或限制位置与第二坐置部上的打开位置之间移动,并且该可移动阀构件仅通过重力被偏置到打开位置。
通过在伸缩管的上游或伸缩管的入口处设置止回阀或类似止回阀的阀,可以避免或至少减少冷却介质在活塞的压缩冲程期间(从BDC到TDC)、即在伸缩管收缩时的反向流动,从而确保冷却介质在整个发动机周期中更稳定地流向活塞。发明人得出的见解是:关闭止回阀或对阀进行限制确保了增加冷却介质的流量,这是因为当伸缩管收缩(活塞的压缩冲程)时,如果防止或限制从伸缩管到源的回流,则伸缩管用作正排量泵。通过延长主动冷却的持续时间来增加冷却能力,由此产生的在整个发动机循环中冷却介质的流量的大幅增加改进了活塞的冷却,该阀包括可移动阀构件,该阀构件被布置成能够在第一坐置部上的关闭或限制位置与第二坐置部上的打开位置之间移动,并且可移动阀构件仅通过重力被偏置到打开位置。
改进的活塞冷却可以用于获得降低的活塞温度,这可以通过使用用于活塞的耐温性较低的钢类型来提供较低的成本,从而提供增加的活塞烧蚀余量,并且允许在燃料阀雾化器的布局、特别是朝向活塞的布局上有更多的自由度。
通过使用具有与阀构件的关闭位置相关联的第一坐置部和与阀构件的打开位置相关联的第二坐置部的阀,以及通过阀构件仅通过重力被偏置向第二坐置部、即关闭位置,与现有技术中容易发生故障的弹性件偏置的阀构件相比,可以获得明显更可靠的阀。
根据第一方面的可能实现方式,至少一个气缸套由气缸框架进行支撑,伸缩管包括:静止管,该静止管物理连接至气缸框架;以及可移动管,该可移动管物理连接至十字头,优选地,该可移动管物理连接至十字头的引导靴状件。
根据第一方面的可能实现方式,伸缩管被构造成伸展及收缩,以跟随往复式十字头的运动。
根据第一方面的可能实现方式,该阀被布置在静止管的上游或者被布置在静止管的入口中。
根据第一方面的可能实现方式,可移动阀构件被接纳在阀本体的腔中,以及其中,与腔的形状相配合的可移动阀构件的形状提供了针对可移动阀构件朝向第一坐置部和/或第二坐置部移动的阻尼。
根据第一方面的可能实现方式,该阀是电子控制阀,该电子控制阀响应于来自控制器(电子控制单元)的信号而打开及关闭或限制。
根据第一方面的可能实现方式,控制器获知可移动管的位置,并且控制器被配置成根据可移动管的位置而对电子控制阀的打开及关闭或限制进行定时,优选地,控制器被配置成在伸缩管收缩时(当活塞从BDC移动到TDC时)关闭或限制电子控制阀,并且控制器被配置成在伸缩管伸展时打开电子控制阀,或者控制器获知伸缩管中的压力,以及其中,控制器被配置成在压力高于阈值时关闭或限制电子控制阀并且在压力低于阈值时打开电子控制阀,或者其中,控制器获知伸缩管中的压力并且获知由源供给的压力,以及其中,控制器被配置成在伸缩管中的压力等于或高于由源供给的压力时关闭或限制电子控制阀,以及其中,控制器被配置成在伸缩管中的压力低于由源供给的压力时打开电子控制阀。控制器可以直接获知可移动管的位置(例如使用位置传感器)或借助于知道曲轴的角位置(例如使用曲轴上的角位置传感器)而获知可移动管的位置。
根据第一方面的可能实现方式,该阀是止回阀。
根据第一方面的可能实现方式,入口端口被布置在十字头的引导靴状件上,以及其中,管路的至少一部分从入口端口延伸穿过引导靴状件,并且从引导靴状件延伸至活塞杆,优选地经由十字头销延伸至活塞杆。
根据第一方面的可能实现方式,可移动管以至少部分密封的方式被接纳在静止管的内腔中,或者静止管以至少部分密封的方式被接纳在可移动管的内腔中。
根据第一方面的可能实现方式,可移动管相对于静止管能够以平移的方式移动,以跟随十字头的往复运动。
根据第一方面的可能实现方式,通过经由伸缩管向活塞供给的冷却及润滑介质流对活塞进行冷却。
根据第一方面的可能实现方式,伸缩管的内腔用于将冷却与润滑介质从气缸框架处或进气歧管处的连接点经由十字头和活塞杆中的管路输送至活塞。
上述目的和其他目的是通过本公开的各个方面实现的。另外的可能实现形式从例如描述和附图中会变得明显。
附图说明
在本公开的以下详述部分中,将参考附图中所示的示例性实施方式对各个方面、实施方式和实现方式进行更详细地说明,在附图中:
图1是根据示例性实施方式的配备有多个涡轮增压器的大型二冲程内燃发动机的正立视图,
图2是图1的大型二冲程内燃发动机的侧立视图,
图3是根据图1的大型二冲程内燃发动机的示意图,
图4是穿过图1的发动机的发动机框架顶部、气缸框架和气缸套的截面图,从而示出了向十字头和活塞的冷却及润滑介质供给,
图5是冷却及润滑介质供给中的止回阀的实施方式的横截面图,其中,可移动阀构件处于关闭位置,
图6是图5的止回阀的横截面图,其中,可移动阀构件处于打开位置,
图7是图5的止回阀的壳体的内部部分的横截面图,
图8是图5的止回阀的俯视图,
图9是布置在冷却及润滑油供给中的止回阀的另一实施方式的横截面图,其中,阀构件处于打开位置,
图10是图9的止回阀的横截面图,其中,可移动阀构件处于关闭位置,以及
图11是另一实施方式的示意图,其中,止回阀是电子控制单向阀。
具体实施方式
图1、图2和图3示出了具有曲轴8和十字头9的大型低速涡轮增压二冲程柴油发动机100。图3是大型低速涡轮增压二冲程柴油发动机及其进气和排放系统的示意图。在该示例性实施方式中,发动机100具有直列式的六个气缸(每个气缸由气缸套1形成)。大型低速涡轮增压二冲程柴油发动机通常具有直列式的四个到十四个气缸,该气缸由气缸框架29承载,该气缸框架29由曲轴箱框架23承载。发动机100可以例如用作海洋船舶中的主发动机,或者用作用于使发电站中的发电机进行操作的固定发动机。例如,发动机100的总输出可以在1,000kW到110,000kW的范围内。
在该示例性实施方式中,发动机100是二冲程单流型压缩点火式发动机100,该发动机在气缸套1的下部区域处具有扫气端口18并且在每个气缸套1的顶部处具有中央排放阀4。然而,可以理解的是,发动机100不需要是压缩点火的(狄塞尔原理),而替代性地可以是预混式发动机(奥托原理)。因此,在本实施方式中,发动机100的压缩压力对于压缩点火而言将是足够高的,但可以理解的是,发动机100可以以较低的压缩压力进行操作并且可以是通过火花或类似措施来点火的预混式发动机。
扫气空气通过进气系统被引入到气缸中。进气系统包括扫气空气接收器2,该扫气空气接收器2经由扫气端口18连接至气缸。
气缸中产生的排放气体通过排放系统被排放,该排放系统包括排放气体接收器3,该排放气体接收器3经由排放阀4连接至气缸。
发动机100的进气系统包括扫气空气接收器2(在使用排放气体再循环(EGR)的情况下,扫气空气接收器将接收排放气体与扫气空气的混合物)。扫气空气从扫气空气接收器2被传送至各个气缸的扫气端口18。在气缸套1中、在下止点(BDC)与上止点(TDC)之间往复运动的活塞10对扫气空气进行压缩。通过布置在气缸盖22中的燃料阀55喷射燃料,随后进行燃烧并产生排放气体。替代性地,燃料阀55被布置在气缸套中,并且燃料在活塞从BDC到TDC的冲程期间被允许进入,扫气空气与燃料的混合物被活塞10压缩,并且当活塞10处于TDC处或接近TDC时触发点火,随后进行燃烧并且产生排放气体。
中央排放阀4被布置在气缸盖22中的中央开口中。多个(优选三个或四个)燃料阀55围绕中央开口/排放阀4分布在气缸盖22中。排放阀4由电动液压排放阀致动系统(未示出)进行致动并且由控制器50(电子控制单元)进行控制。燃料阀55由燃料供给系统(未示出)来供给燃料。
当排放阀4打开时,排放气体从气缸盖22中的中央开口流动穿过包括与每个气缸相关联的排放导管的排放系统而进入排放气体接收器3,并且继续穿过第一排放管路19而流动到涡轮增压器5的涡轮6(发动机100设置有一个或更多个涡轮增压器5),排放气体从涡轮6穿过第二排放导管经由节电器20而流动至出口21,然后进入到大气中。
涡轮增压器5的涡轮6通过涡轮增压器5的轴对压缩机7进行驱动,该压缩机7经由空气入口12而被供给有新鲜空气。压缩机7将经加压的扫气空气输送到通向扫气空气接收器2的扫气空气管路13。扫气空气管路13中的扫气空气通过用于对扫气空气进行冷却的中间冷却器14和用于将水滴移除的水雾捕集器63。
该发动机设置有润滑系统,该润滑系统向发动机的各个部件提供经加压的润滑介质。润滑介质还用于对发动机部件、包括活塞10进行冷却。因此,润滑介质是冷却及润滑介质,并且润滑系统形成有具有经加压的冷却及润滑介质的源40。
现在转向图4,源40经由给送管路41连接至伸缩管30的静止管31。静止管31物理连接至气缸框架29。优选地,静止管31在该静止管的上部端部处被固定至气缸框架29的顶部板28,并且静止管31在该静止管的下部端部处被固定至发动机框架的顶部板24。伸缩管30包括可移动管32。在所示的实施方式中,可移动管32以至少部分密封的方式被接纳在静止管31的内腔中,但可以理解的是,静止管31也可以以至少部分密封的方式被接纳在可移动管32的内腔内。因此,可移动管32相对于静止管31能够以平移的方式移动,以跟随十字头的往复运动,并且可移动管32与十字头9一致地移动。在该实施方式中,可移动管32在该可移动管32的下部端部处被固定至十字头9的引导靴状件27,该可移动管32在该引导靴状件27处流体连接至十字头9中的入口端口。曲轴箱框架23设置有对作用在十字头9上的横向力进行接收的竖向引导平面件26,并且引导靴状件27由竖向引导板26进行引导。十字头9还包括十字头销16,该十字头销16将引导靴状件27连接至与曲轴8连接的较大端部。
伸缩管30从由共轨件(common rail)形成的提供冷却及润滑介质的源40延伸,向下延伸到气缸框架29中,并且继续进入曲轴箱框架23中,以通过该伸缩管30的下部末端附接至十字头9。伸缩管30包括与共轨件连接的静止管31和与十字头9连接的同心布置的可移动管32。伸缩管30将冷却及润滑介质输送到十字头9中的管路25,该管路25穿过活塞杆15而延伸到活塞10中并且返回至活塞杆15,以对冷却活塞10进行冷却。在发动机100的该实施方式中,每个气缸设置有一个伸缩管30,但可以理解的是,出于冗余的原因,可以为每个气缸设置不止一个伸缩管30。
在该实施方式中,管路25从在该实施方式中被布置在引导靴状件27的上侧部中的入口端口处开始,穿过引导靴状件27,然后穿过十字头销16进入活塞杆15中。
止回阀33流体地布置在伸缩管30与源40之间。在本实施方式中,止回阀33被布置在静止管31的上部端部处,即被布置在静止管31的入口处。然而,应当指出的是,止回阀33可以被布置在十字头9中,或者可以被布置在十字头9与源40之间的任何地方。止回阀33可以由气缸框架29的顶部板28或进气歧管进行支撑。止回阀33被构造成允许从源40流向伸缩管30,并且防止从伸缩管30流向源40。通过防止回流,可以确保冷却与润滑介质向活塞10的流量大幅增加,从而改进对活塞10的冷却。特别地,冷却介质流向活塞发生在曲轴8旋转的更大部分期间,即在现有技术的发动机中,在曲轴旋转的大部分期间没有或很少有冷却介质流向活塞10,并且通过防止回流,冷却介质基本上在曲轴8的整个旋转过程中流向活塞10,从而增加了冷却介质向活塞10的平均流速并且改善了活塞10的冷却。
图5至图8是止回阀33的实施方式的各种视图。图5和图6是止回阀33的实施方式的横截面图,分别示出了处于关闭位置和打开位置的可移动阀构件35。在该实施方式中,止回阀33包括呈球(球体)形式的可移动阀构件35,该可移动阀构件35被接纳在止回阀33的壳体中的腔中。在本实施方式中,止回阀33的壳体是由外部壳体部分39和内部壳体部分37形成的,该内部壳体部分37被插入到外部壳体部分39中。如所示的,阀壳体被安装在气缸框架29的顶部板28上,但可以理解的是,止回阀33可以以其他方式被固定至发动机100。在该实施方式中,静止管31的上部端部被固定至顶部板28的相反侧,并且给送管路41直接连接至止回阀33,但可以理解的是,止回阀33可以以其他方式连接至冷却及润滑液体的源40和伸缩管30。
止回阀33的本体中的腔允许可移动阀构件35在图5中所示的关闭位置与图6中所示的打开位置之间移动,在该关闭位置中,可移动阀构件搁置在第一坐置部上,在该打开位置中,可移动阀构件35搁置在第二坐置部上。因此,当安装在发动机中或使用时,重力会影响可移动阀构件35,并且将可移动阀构件35朝向第二坐置部推动。在该实施方式中,第一坐置部和第二坐置部被布置在腔的相反末端处,其中,第一坐置部相对于地球的重力场是上部坐置部,以及第二坐置部相对于地球的重力场是下部坐置部。第一坐置部与止回阀的入口端口相关联,并且第二坐置部与止回阀的出口端口相关联。腔还包括一个或更多个侧部通道36,该侧部通道36围绕可移动阀构件35建立流体连接,以允许冷却及润滑液体围绕可移动阀构件35通过,以从入口端口流向出口端口。第一坐置部被成形为在可移动阀构件搁置在第一坐置部上时与可移动阀构件35形成气密密封,以防止冷却及润滑介质沿着从出口到入口的方向流动。第二坐置部被成形为当可移动阀构件35搁置在第二坐置部上时在第二坐置部与可移动阀构件35之间建立一个或更多个开口,以使得冷却及润滑介质能够在可移动阀构件35与第二坐置部之间通过,如图6中所示。这些开口在该实施方式中是由内部壳体部分37中的多个轴向指向且周向分布的孔建立的,该孔与也是由内部壳体部分形成的呈大致锥形的第二坐置部相接。
在本实施方式中,除了地球的重力场推动可移动阀构件35朝向打开坐置部/位置外,没有任何偏置装置推动可移动阀构件朝向打开位置或关闭位置。在发动机100的运行期间,可移动阀构件35的位置是由止回阀33上的压力差决定的,该压力差在可移动阀构件35上产生力,该力比重力在可移动阀构件35上的作用所引起的力大很多倍,重力在可移动阀构件35上的作用所引起的力在发动机运行期间对可移动阀构件的移动将仅有很小的影响。当止回阀33的入口处的压力、即给送管路41中的压力高于止回阀33的出口处的压力(即静止管31中的压力)时,可移动阀构件35被作用在可移动阀构件35上的压力差推向如图6中所示的打开坐置部,并且使得冷却与润滑介质能够从止回阀33的入口流动到止回阀33的出口。当止回阀33的入口处的压力低于止回阀的出口处的压力时,可移动阀构件35被作用在可移动阀构件35上的压力差推向关闭坐置部,并且防止冷却及润滑介质从止回阀33的出口朝向止回阀33的入口流动。
图9和图10例示了止回阀33的另一实施方式。在该实施方式中,为简单起见,与本文中先前描述或示出的相应结构和特征相同或类似的结构和特征用与先前使用的附图标记相同的附图标记表示。在该实施方式中,可移动阀构件35是直径呈阶梯式变化的筒形体,并且腔被相应地成形。在图9中,止回阀33被示出为可移动阀构件35处于打开位置,以及在图10中,止回阀33被示出为可移动阀构件35处于关闭位置,其中,地球的重力场将可移动阀构件推动至图9中所示的打开位置。
直径的阶梯式变化使得可移动阀构件35与腔之间相互作用,以形成针对可移动阀构件35朝向第一坐置部和朝向第二坐置部移动的阻尼器,从而确保可移动阀构件35在相应坐置部上的软着陆。第一阻尼腔室38在可移动阀构件35朝向第一坐置部移动时捕获冷却及润滑介质,并且需要将所捕获的冷却及润滑介质通过可移动阀构件35与形成腔的阀壳体的表面之间的间隙挤出第一阻尼腔室38。第二阻尼腔室42在可移动阀构件35朝向第二坐置部移动时捕获冷却及润滑介质,并且需要将所捕获的冷却及润滑介质通过可移动阀构件35与形成腔的阀壳体的表面之间的间隙挤出第二阻尼腔室42。在该实施方式中,侧部通道36的末端形成了止回阀33的出口端口。除了阻尼功能外,根据该实施方式的止回阀33的操作与图5至图8的实施方式中的操作相同。阻尼功能减少了止回阀33的元件上的机械应力,从而进一步提高了可靠性。
在上文和下文的实施方式的变型中,关闭位置不是完全关闭的,而是几乎完全关闭的,从而对冷却及润滑介质的流动构成限制。
图11示出了止回阀33的另一实施方式。在该实施方式中,为简单起见,与本文先前描述或示出的相应结构和特征相同或类似的结构和特征用与先前使用的附图标记相同的附图标记表示。在该实施方式中,止回阀33是电子控制2/2阀。在该实施方式中,电子控制2/2阀以机械的方式被偏置到打开位置,并且能够通过电动致动器移动至关闭或限制位置,但可以理解的是,其他类型的电子控制2/2阀同样适合作为止回阀33。电子控制的止回阀33是由来自控制器50(电子控制单元)的信号控制的。在实施方式中,控制器50获知可移动管32的位置,并且被配置成根据可移动管32的位置对电子控制的止回阀33的打开及关闭/限制进行定时,即控制器50被配置成在伸缩管30收缩时关闭或限制电子控制的止回阀33,并且控制器50被配置为在伸缩管30伸展时打开电子控制的止回阀33。在实施方式中,可移动管32的位置是由与可移动管32相关联的位置传感器(未示出)来确定的并且被传送到控制器50。替代性地,可移动管的位置是通过位置传感器77从曲轴8的旋转位置间接地确定的,并且控制器50获知来自位置传感器77的信号。在另一实施方式中,控制器50获知伸缩管30中的压力,例如通过压力传感器来获知伸缩管30中的压力,并且控制器50被配置成在压力高于阈值时关闭或限制电子控制的止回阀33并且在压力低于阈值时打开电子控制的止回阀33。在另一实施方式中,控制器50获知伸缩管30中的压力,例如通过压力传感器来获知伸缩管30中的压力,并且控制器50获知由源40供给的压力,例如通过对给送管路41中的压力进行测量的另一压力传感器来获得由源40供给的压力,并且控制器50被配置成在伸缩管中的压力等于或高于由源供给的压力时关闭或限制电子控制的止回阀33,以及其中,控制器50被配置成在伸缩管中的压力低于给送管路41中的压力时打开电子控制的止回阀33。因此,在操作中,防止或减少了冷却润滑液体从伸缩管30朝向源40的回流。
对于所有的实施方式,伸缩管30在收缩时用作正排量泵,并且同时,防止或限制从伸缩管30朝向源的回流。因此,确保了冷却与润滑介质更稳定地流向活塞10,并且因此确保了活塞10的改进冷却。
已结合本文中的各种实施方式对发动机进行了描述。然而,通过对附图、本公开内容和所附权利要求的研究,本领域技术人员在实践所要求保护的主题时可以理解和实现所公开的实施方式的其他变型。在权利要求中,用语“包括”并不排除其他元件或步骤,以及不定冠词“一”或“一种”并不排除复数。单个控制器或其他单元可以实现权利要求中所列举的多个项目的功能。仅仅在相互不同的从属权利要求中列举某些措施的这一事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。
权利要求中所使用的附图标记不应当被解释为对范围进行限制。除非另有说明,否则附图用于与说明书一起阅读(例如,剖面线、部件的布置、比例、程度等),并且被视为本公开内容的整个书面描述的一部分。
Claims (9)
1.一种十字头型大型涡轮增压二冲程单流型内燃发动机(100),所述发动机(100)包括:
至少一个气缸套(1),所述至少一个气缸套(1)具有位于所述至少一个气缸套(1)的下部端部处的扫气端口(18)和位于所述至少一个气缸套(1)的上部端部处的排放阀(4),
位于所述至少一个气缸套(1)中的往复式活塞(10),所述往复式活塞(10)通过活塞杆(15)连接至往复式的十字头(9),
具有经加压的冷却及润滑介质的源(40),
伸缩管(30),所述伸缩管(30)将所述源流体连接至所述十字头(9)上的入口端口,
管路(25),所述管路(25)从所述入口端口延伸至所述往复式活塞(10),以及
止回阀(33),所述止回阀(33)被构造成:允许冷却及润滑介质从所述源(40)流向所述伸缩管(30)并且防止或至少限制所述冷却及润滑介质从所述伸缩管(30)流向所述源(40),其特征在于,所述止回阀(33)包括可移动阀构件(35),所述可移动阀构件(35)被布置成能够在第一坐置部上的关闭或限制位置与第二坐置部上的打开位置之间移动,
其中,所述可移动阀构件(35)仅通过重力被偏置到所述打开位置,
其中,所述至少一个气缸套(1)由气缸框架(29)进行支撑,所述伸缩管(30)包括静止管(31)和可移动管(32),所述静止管(31)物理连接至所述气缸框架(29),所述可移动管(32)物理连接至所述十字头(9)。
2.根据权利要求1所述的发动机(100),其中,所述可移动管(32)物理连接至所述十字头(9)的引导靴状件(27)。
3.根据权利要求2所述的发动机(100),其中,所述止回阀(33)被布置在所述静止管(31)的上游,或者所述止回阀(33)被布置在所述静止管(31)的入口中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发动机(100),其中,所述可移动阀构件(35)被接纳在所述止回阀(33)的本体的腔中,以及其中,与所述腔的形状相配合的所述可移动阀构件(35)的形状提供了针对所述可移动阀构件(35)朝向所述第一坐置部和/或所述第二坐置部移动的阻尼。
5.根据权利要求1所述的发动机(100),
其中,所述管路(25)延伸穿过所述十字头(9)并且穿过所述活塞杆(15)。
6.根据权利要求1所述的发动机(100),
其中,所述止回阀(33)是电子控制的止回阀,所述电子控制的止回阀响应于来自控制器(50)的信号而打开及关闭或限制。
7.根据权利要求6所述的发动机(100),其中,所述控制器(50)获知所述可移动管(32)的位置,以及所述控制器(50)被配置成根据所述可移动管(32)的位置而对所述电子控制的止回阀的打开及关闭或限制进行定时。
8.根据权利要求7所述的发动机(100),其中,所述控制器(50)被配置成在所述伸缩管(30)收缩时关闭或限制所述电子控制的止回阀,以及所述控制器(50)被配置成在所述伸缩管伸展时打开所述电子控制的止回阀。
9.根据权利要求7所述的发动机(100),其中,所述控制器(50)获知所述伸缩管(30)中的压力,以及其中,所述控制器(50)被配置成在所述压力高于阈值时关闭或限制所述电子控制的止回阀,
或者其中,所述控制器(50)获知所述伸缩管(30)中的压力并且获知由所述源(40)供给的压力,以及其中,所述控制器(50)被配置成在所述伸缩管(30)中的压力等于或高于由所述源(40)供给的压力或目标压力时关闭或限制所述电子控制的止回阀,以及其中,所述控制器被配置成在所述伸缩管(30)中的压力低于由所述源(40)供给的压力或所述目标压力时打开所述电子控制的止回阀。
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JPS57176616U (zh) * | 1981-04-30 | 1982-11-08 | ||
CN1143715A (zh) * | 1995-06-07 | 1997-02-26 | 新苏舍柴油机有限公司 | 往复活塞式内燃机的液体冷却活塞 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1928033A (en) * | 1930-07-04 | 1933-09-26 | Sulzer Ag | Cooling apparatus for reciprocating pistons |
DE19914361C2 (de) * | 1999-03-30 | 2001-04-05 | Man B & W Diesel As Kopenhagen | Hubkolbenbrennkraftmaschine |
DK200300591A (da) * | 2003-04-15 | 2004-01-15 | Man B & W Diesel As | Pumpe til forbrændingsmotor af krydshovedtypen |
JP5330911B2 (ja) * | 2009-07-03 | 2013-10-30 | 三菱重工業株式会社 | 油導入管 |
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KR200464151Y1 (ko) * | 2010-10-08 | 2012-12-14 | 김춘규 | 잔류수 제거용 체크밸브를 구비하는 샤워기 헤드 |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57176616U (zh) * | 1981-04-30 | 1982-11-08 | ||
CN1143715A (zh) * | 1995-06-07 | 1997-02-26 | 新苏舍柴油机有限公司 | 往复活塞式内燃机的液体冷却活塞 |
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