[发明专利]具有改进的燃料效率的大型两冲程柴油机

说明书

技术领域

本发明涉及十字头型的大型两冲程柴油机，具体地涉及具有一种阀组件的大型两冲程柴油机，该阀组件包括流体操作和电子控制的致动器。

背景技术

最近，通常用于大型船舶的推进系统或者用作发电厂中的原动机的十字头型大型两冲程发动机已经从凸轮轴控制的发动机发展到电子控制的发动机。电子控制对于燃料喷射及排气门的正时和整型提供了改进的灵活性。燃烧过程从而能够被更好地控制，导致更有效的燃烧和更低的排放值，允许在所有的运行速度下进行无烟操作，减小部分载荷的燃料消耗并降低最小运行速度。CN 1485530(提交中国)、JP2004-084670(提交日本)、KR 2004-20003(提交韩国)披露了大型电子控制的两冲程柴油机。在该发动机中，排气门由液压致动器致动，该液压致动器由高压液压流体供给动力。该致动器迫使排气门克服空气弹簧的反作用力而打开。在排气门的打开冲程中由液压致动器传递的大多数能量作为势能储存在空气弹簧中。所储存的能量与凸轮轴驱动的发动机不同，没有在关闭冲程中再利用，而是被浪费了，因为没有方法将其再利用。未利用的能量转变成热量与回油一起返回到液压系统油箱。用于打开大型两冲程柴油机的排气门的液压能量相当大，通过增加电子控制发动机的燃烧控制所节省的燃料的大部分在排气门致动中损失掉了。

具有大致相同的阀组件的大型两冲程发动机在WO 98/57048中公开。然而，在WO 98/57048中，排气门设置有连接到控制器的位置传感器。从位置传感器而来的信号用于监视排气门的运动，并且不用于控制排气门的运动(没有位置反馈或者其它形式的反馈控制)。

发明内容

在此基础上，本发明的目的是提供一种开头提到的具有改进的燃料效率的大型两冲程柴油机。

该目的是通过根据权利要求1提供一种具有排气门组件的十字头型大型两冲程柴油机而实现的，该组件包括：排气门，其能够在关闭位置和打开位置之间在相反的方向上移动；双动作弹簧组件，其以可操作的方式连接到所述排气门，并与所述排气门以及任何和所述排气门一起运动的其它部件的质量一起形成质量弹簧系统，在所述排气门在所述关闭和打开位置之间来回移动的过程中，所述双动作弹簧组件储存能量，以在相反的方向上随后推动所述排气门；位置传感器，其提供指示所述排气门的位置的信号；控制器，其接收来自于所述位置传感器的信号；和液压装置，用于根据来自于所述控制器的指令将所述排气门保持在所述关闭位置和打开位置中，由此，所述控制器配置成指令所述液压装置响应来自于所述位置传感器的信号而保持所述排气门。

在被所述控制器在能够由所述控制器灵活地控制的某一点及时地释放后，所述排气门及其它与其一起移动的部件主要由存储在双动作弹簧组件中的势能推动，并且大致无阻碍地从关闭位置摆动到打开位置。当排气门朝向打开位置减速时，用于返回冲程的能量储存在双动作弹簧组件中。从而，只是由于摩擦和流动阻力而损耗的能量需要被重新供应以保持所述排气门移动。与CN 1485530(提交中国)、JP 2004-084670(提交日本)、KR 2004-20003(提交韩国)所披露的阀组件相比较，这更显著地节省了能量。借助来自于位置传感器的信号，排气门能够由液压装置停止，用于在控制器的指令下将所述排气门精确地保持在所需位置，从而提高所述排气门的平移运动的精度。

本发明的另一目的是提供一种具有改进的燃料效率的十字头型大型两冲程柴油机。

该目的是通过根据权利要求16提供一种具有排气门组件的十字头型大型两冲程柴油机而实现的，该组件包括：排气门，其能够在关闭位置和打开位置之间移动；双动作弹簧组件，其以可操作的方式连接到所述排气门，并与所述排气门以及任何和所述排气门一起运动的其它部件的质量一起形成质量弹簧系统；在所述排气门在所述关闭和打开位置之间来回移动的过程中，所述双动作弹簧组件储存能量，以在相反的方向上随后推动所述排气门；位置传感器，其提供指示所述排气门的位置的信号；控制器，其接收来自于所述位置传感器的信号，并配置为根据来自于所述位置传感器的信号而确定待增加到所述排气门以补偿在所述组件中能量的消耗的额外能量的大小；用于将所述排气门保持在关闭位置和打开位置的装置；用于释放被保持在关闭位置中的排气门的装置，以允许所述双动作弹簧组件朝向打开位置推动所述排气门；用于释放被保持在打开位置中的排气门的装置，以允许所述双动作弹簧组件朝向关闭位置推动所述排气门；和液压装置，用于根据来自于所述控制器的指令将确定量的额外能量供应到所述排气门，以补偿在所述组件中能量的消耗。