CN101089376B - 气缸套布置 - Google Patents

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Abstract

示出了一种具有用于大型两冲程柴油机(1)的气缸套(3)的气缸套布置(10)，包括可在所述气缸套中移动的活塞和扫气空气供给源。所述气缸套(3)设有固定扫气缝隙(4)，并具有开口的底端(3’)。所述气缸套布置(1)还包括设置在所述气缸套底部的防护元件(9)，以减少所述活塞的冲程移动期间，扫气空气中携带并通过底端进入所述气缸套的水滴量。

Description

气缸套布置
技术领域
本发明涉及如权利要求1前序部分所述的用于大型两冲程柴油机的气缸套布置，还涉及如权利要求5前序部分所述的用于防护大型两冲程柴油机中气缸套的方法和具有至少一个这种气缸套布置或配备为实现该方法的大型柴油机。
背景技术
例如轮船和发电厂中使用的传统大型两冲程柴油机包括可旋转地轴颈支撑在曲轴箱中的曲轴、至少一个十字头以及可移动地布置在气缸套中的至少一个活塞。活塞在各情况下通过活塞杆连接到十字头，十字头在各情形下通过连杆连接到曲轴以驱动所述曲轴。气缸套上面由气缸盖封闭，使得活塞与气缸盖之间具有气缸空间。
在现代大型两冲程柴油机中，通常设有气缸空间的单向扫气，即，只要活塞在扫气缝隙(scavenging slit)之下，那么扫气空气就会通过气缸套中的扫气缝隙流进气缸空间。扫气空气流过气缸空间，推动废气通过气缸盖中的一个或多个排气阀进入排气系统。当活塞位于扫气缝隙上方时，扫气空气可从在底端开口的气缸套逸入曲轴箱空间。为防止该问题，曲轴箱空间通过分隔壁从布置在活塞之下的活塞空间分开，借助于填料盒密封将活塞杆导入曲轴箱空间的部分。本说明书中使用的术语“向上”和“向下”假定大型两冲程柴油机为竖直布置，如这种类型的发动机通常的情况，即，气缸盖位于气缸套的上端，而气缸套的底端朝着曲轴箱。
对于大型两冲程柴油机，尽管在空气供应系统中设有脱水器，但是在活塞冲程运动期间，形成在空气供给系统冷壁上的或者出现在供应的扫气空气中的水滴不仅移动通过扫气缝隙，而且通过开口的底端进入气缸套，并且到工作表面上。水滴可在工作表面上蒸发，从而出现润滑油的局部枯竭和/或由于润滑油降低的润滑能力使它们形成乳状液。
发明内容
本发明的目的是提供改进工作表面润滑的一种用于大型两冲程柴油机的气缸套布置和一种防护大型两冲程柴油机中气缸套的方法。本发明的另一个目的是提供一种具有至少一个这类气缸套布置或者配备为实现这类方法的大型两冲程柴油机。
该目的通过权利要求1中限定的气缸套布置和权利要求5中限定的用于防护气缸套的方法，以及权利要求9中限定的大型两冲程柴油机来实现。
根据本发明的气缸套布置包括用于大型两冲程柴油机的气缸套，其中所述大型两冲程柴油机包括可在所述气缸套中移动的活塞和扫气空气供给源。所述气缸套设有固定扫气缝隙，并具有开口的底端。所述气缸套布置还包括设置在所述气缸套底部的防护装置，以减少所述活塞的冲程移动期间，扫气空气中携带并通过底端进入所述气缸套的水滴量。所述防护装置还可布置在或连接到所述气缸套的下端或端部区域，或者与所述气缸套的下端区域邻接。所述防护装置可设为例如一个或多个防护元件。
在优选模式中，所述气缸套与分隔壁之间的间隙口可借助于所述防护装置部分地或全部地封闭，所述分隔壁将与所述活塞底部邻接的活塞空间从所述大型两冲程柴油机的曲轴箱空间分开。在另一优选模式中，所述气缸套与填料盒之间的间隙口可借助于所述防防装置部分地或全部地封闭，所述填料盒设置为活塞杆导入所述大型两冲程柴油机的曲轴箱空间的导入部分。
在优选实施例中，所述气缸套布置还包括用于封闭所述扫气缝隙的如可与回位弹簧操作地接合的滑块。所述滑块用于打开和封闭所述扫气缝隙的致动可借助于所述活塞来发生。
在根据本发明的防护大型两冲程柴油机中气缸套的方法中，所述大型两冲程柴油机包括可在所述气缸套中移动的活塞和扫气空气供给源，所述气缸套设有固定扫气缝隙，并具有开口的底端，所述气缸套的底端借助于防护装置防护，例如以一个或多个防护元件的形式，所述防护装置减少了所述活塞的冲程移动期间，扫气空气中携带并通过底端进入所述气缸套的水滴量。所述防护装置或防护元件优选布置在和/或连接到所述气缸套的底部或所述气缸套的下端或端部区域，或者与所述气缸套的下端区域邻接。
在该方法的优选实施例中，所述防护装置连接在述气缸套与分隔壁之间，所述分隔壁将与所述活塞底部邻接的活塞空间从所述大型两冲程柴油机的曲轴箱空间分开。在该方法的另一优选模式中，所述防护装置连接在所述气缸套与填料盒之间，所述填料盒用作活塞杆导入所述大型两冲程柴油机的曲轴箱空间的导入部分。
在该方法的优选实施例中，扫气空气通过所述底端到所述气缸套的供给借助于所述防护装置部分地例如至少一半或者全部地中断。
本发明还包括一种大型两冲程柴油机，其包括设有固定扫气缝隙并具有开口底端的气缸套、可在所述气缸套中移动的活塞和扫气空气供给源。所述大型两冲程柴油机还包括布置在所述气缸套底部的防护装置，以减少所述活塞的冲程移动期间，扫气空气中携带并通过底端进入所述气缸套的水滴量。所述防护装置还可布置在或连接到所述气缸套的下端或端部区域，或者与所述气缸套的下端区域邻接。所述防护装置可设为例如一个或多个防护元件。
在所述大型两冲程柴油机的优选实施例中，所述防护装置形成在述气缸套与分隔壁之间，所述分隔壁将与所述活塞底部邻接的活塞空间从所述大型两冲程柴油机的曲轴箱空间分开。在所述大型两冲程柴油机的另一优选模式中，所述防护装置连接在所述气缸套与填料盒之间，所述填料盒设置为活塞杆导入所述大型两冲程柴油机的曲轴箱空间的导入部分。
所述防护装置优选制为所述气缸套的外延。在所述大型两冲程柴油机的另一优选模式中，所述防护装置包括金属片，例如可根据需要在下半部制成圆锥形的圆柱形金属片或圆柱形金属板套或金属板插入物。
在所述大型两冲程柴油机的另一优选实施例中，还包括用于封闭所述扫气缝隙的如可与回位弹簧操作地接合的滑块。所述滑块的致动，即打开和封闭所述滑块，可借助于如所述活塞来发生。
由于上述气缸套布置和上述方法以及上述大型两冲程柴油机中设置的防护装置，通过气缸套底端由扫气空气携带至工作表面的水滴量可有效减少如至少50％。获得的减少量通常可达到原来的80％。另外，水滴通过扫气缝隙进入气缸套至工作表面上。为了能够减少通过扫气缝隙进入气缸套的水滴量，如上所述，还设有滑块，当活塞位于扫气缝隙上时，滑块关闭该扫气缝隙。从而进一步减少了通过扫气空气进入气缸套的水滴量。作为到达工作表面的水滴量更少的结果，降低了水滴对工作表面润滑的负面效果，相应地改善了其润滑。
上述实施例的描述仅仅是用作实例。根据所述权利要求和附图可看出其它优选实施方式。另外，上述或示出的实施例和模式中的各特征还可彼此在本发明的框架下组合以形成新的实施方式。
附图说明
下面参考实施例和附图，对本发明进行更加详细的描述，其中：
图1为具有气缸空间的单向扫气的传统大型两冲程柴油机的截面；
图2为具有根据本发明的气缸套布置实施例的大型两冲程柴油机的截面；
图3为具有根据本发明的气缸套布置第二实施例的大型两冲程柴油机的截面。
具体实施方式
图1示出了具有气缸空间的单向扫气的传统大型两冲程柴油机的截面。在所示截面图中，可看见气缸套3的下半部，其设有扫气缝隙4，并具有开口底端3’。大型两冲程柴油机还包括截面图中未示出的活塞以及具有扫气空气空间5的扫气空气供给源，其中活塞可移动地布置在活塞套3中，并连接到活塞杆2上以传递推力，扫气空气通过扫气空气空间5分配，并且气缸套3伸入扫气空气空间5中，使得扫气空气缝隙全部布置在扫气空气空间5内。布置在活塞之下的活塞空间是扫气空气空间5的一部分或者连接到那里，达到其布置在气缸套中的程度。在活塞空间或扫气空气空间5之下设有分隔壁将其从曲轴箱空间6分开。活塞杆2的导入部分由填料盒7朝着曲轴箱空间6密封。
图2示出了具有根据本发明的气缸套布置实施例的大型两冲程柴油机的截面。该实施例中的气缸套布置10包括设有固定扫气缝隙4并具有开口底端3’的气缸套3。大型两冲程柴油机1包括活塞和扫气空气供给源，其中活塞可在气缸套中移动，但在截面图中未示出，而扫气空气供给源可包括如扫气空气空间5以将扫气空气分布到扫气缝隙4。为此，例如，气缸套3可布置成使得扫气空气缝隙和气缸套的底端完全位于扫气空间5的内部。该实施例中的气缸套布置10额外地包括布置在气缸套询问并且包括或由例如一个或多个防护元件9构成的防护装置，以减少活塞冲程移动期间扫气空气中携带的及通过底端进入气缸套的水滴量。
在优选模式中，气缸套3与分隔壁之间的间隙口11可借助于防护装置部分地或全部地封闭，所述分隔壁将连接到活塞底部的活塞空间或扫气空间5从曲轴箱空间6分开。为此，防护装置可制为气缸套的外延，例如，以使气缸套延长达一部分间隙宽度或整个间隙宽度的管状套或插入物的形式。防护装置可部分地或全部由金属片制成。
在另一个优选模式中，气缸套3与填料盒7之间的间隙口可由防护装置部分地或全部地封闭，所述填料盒设置为活塞杆2导入大型两冲程柴油机曲轴箱6的导入部分。为此，防护装置可制为气缸套的外延，具有如在下半部中使气缸套延长达一部分间隙宽度或整个间隙宽度的锥形形式。该模式具有防护装置可以简便的方式连接到填料盒的优点。如上最后一段所述，防护装置可部分地或全部由金属片制成。
优选地，在防护装置和/或气缸套的下端区域中设有一个或多个压力平衡孔(balancing opening)9’。当前述间隙口中的一个可通过防护装置封闭时，这尤其有利。
下面参考图2，对根据本发明的大型两冲程柴油机的相应实施例进行描述。该实施例中的大型两冲程柴油机1包括至少一个气缸套3、活塞和扫气空气供给源，其中气缸套3设有固定扫气缝隙4，并具有开口的底端3’，活塞可在气缸套中移动，并且在截面图中未示出，扫气空气供给源可例如包括扫气空气空间5，以将扫气空气分布到扫气缝隙4上。为此，气缸套3布置成例如使得扫气空气缝隙和气缸套的底端完全处于扫气空气空间5的内部。该实施例中的大型两冲程柴油机1另外包括防护装置，其布置在气缸套的底部，可包括或由如一个或多个防护元件9构成，以减少活塞冲程运动期间扫气空气中携带的和通过底端进入气缸套的水滴量。
在优选模式中，防护装置在气缸套3与分隔壁之间形成，分隔壁将连接到活塞底部的活塞空间或扫气空间5从大型两冲程柴油机的曲轴箱空间6分开。防护装置可制为气缸套的外延，例如，以沿朝着分隔壁或达至分隔壁的方向使气缸套延长达一部分间隙宽度或整个间隙宽度的管状套或插入物的形式。防护装置可部分地或全部由金属片制成。
在另一个优选模式中，防护装置在气缸套3与填料盒7之间形成，填料盒设置为活塞杆2导入大型两冲程柴油机曲轴箱6中的导入部分。防护装置可制为气缸套的外延，具有如在下半部中沿朝着填料盒或达至填料盒的方向使气缸套延长达一部分间隙宽度或整个间隙宽度的锥形形式。该模式具有防护装置可以简便的方式连接到填料盒的优点。如上最后一段所述，防护装置可部分地或全部由金属片制成。
如果需要，在防护装置和/或气缸套的下端区域中可设有一个或多个压力平衡孔9’。当气缸套3与分隔壁之间或气缸套3与填料盒7之间的间隙口通过防护装置封闭时，这尤其有利。
可选择地，在防护装置和/或分隔壁中可设有检查孔，例如，可关闭的检查孔，通过该检查孔可以常规方式实现工作表面的检查。
图3示出了具有根据本发明的气缸套布置第二实施例的大型两冲程柴油机的截面。第二实施例与上述实施例不同的在于，除了已述的防护装置之外，气缸套布置10还包括当活塞位于扫气缝隙4上时关闭该扫气缝隙的滑块14。滑块可通过如活塞致动。另外，气缸套布置10可选择地包括与滑块14主动接合的一个或多个回位弹簧13。滑块14可制为管状套或插入物，通过如一个或多个回位弹簧而向上移入由滑块封闭扫气缝隙的位置。只要运行中活塞将滑块14向下压，那么就释放扫气缝隙4。自然还可使用其它方式，例如为具有缝隙的管状截面形式的可转动套或插入物，转动该可转动套或插入物以打开或关闭扫气缝隙。
下面参考图3，描述根据本发明的大型两冲程柴油机的第二实施例。第二实施例与上述两冲程柴油机的不同在于，除了已述的防护装置之外，它还包括当活塞位于扫气缝隙4上时关闭该扫气缝隙的滑块14。滑块可通过如活塞致动。另外，大型两冲程柴油机1可选择地包括与滑块14主动接合的一个或多个回位弹簧13。滑块14可制为通过如一个或多个回位弹簧而向上移入由滑块封闭扫气缝隙的位置的管状套或插入物。只要运行中活塞将滑块14向下压，那么就释放扫气缝隙4。自然还可使用其它方式，例如为具有缝隙的管状截面形式的可转动套或插入物，转动该可转动套或插入物以打开或关闭扫气缝隙。
下面参考图2，对根据本发明防护大型两冲程柴油机中气缸套方法的实施例进行描述。启用该方法的大型柴油机1包括可在气缸套3中移动的活塞及扫气空气供给源，其中气缸套3设有固定扫气缝隙4，并具有开口的底端3’。在该方法中，气缸套的开口底端3’借助于例如一个或多个防护元件9的形式的防护装置来防护，该防护装置减少了活塞的冲程移动期间扫气空气中携带的及通过底端进入气缸套的水滴量。防护装置或防护元件9可优选布置在和/或连接到如气缸套底部或气缸套的下端或端部区域，或者与气缸套的下端邻接。
在该方法的优选实施例中，防护装置连接在气缸套3与分隔壁之间，分隔壁将与活塞底部邻接的活塞空间与大型两冲程柴油机1的曲轴箱空间6分开。在该方法的另一优选模式中，防护装置连接在气缸套3与填料盒7之间，其中填料盒7为活塞杆2导入大型两冲程柴油机1的曲轴箱空间6的导入部分。
在该方法的优选实施例中，扫气空气通过底端进入气缸套的供给借助于防护装置部分地或完全地中断，或者其排除了残留部分通过压力平衡孔进入气缸套。
上述气缸套布置、方法和大型两冲程柴油机以及各实施例有助于保持扫气空气中包含的水滴远离工作表面，从而提高工作表面润滑的可靠性。

Claims (18)

1.一种具有用于大型两冲程柴油机(1)的气缸套(3)的气缸套布置，其中所述大型两冲程柴油机(1)包括可在所述气缸套中移动的活塞和扫气空气供给源，所述气缸套(3)设有固定扫气缝隙(4)并具有开口的底端(3’)，其特征在于所述气缸套布置(10)还包括设置在所述气缸套底部的防护装置，以减少在所述活塞的冲程移动期间，扫气空气中携带并通过底端进入所述气缸套的水滴量。
2.如权利要求1所述的气缸套布置，其中所述气缸套(3)与分隔壁之间的间隙口(11)可借助于所述防护装置部分地或全部地封闭，所述分隔壁将与所述活塞底部邻接的活塞空间从所述大型两冲程柴油机的曲轴箱空间(6)分开。
3.如权利要求1所述的气缸套布置，其中所述气缸套(3)与填料盒(7)之间的间隙口可借助于所述防护装置部分地或全部地封闭，所述填料盒设置为活塞杆(2)导入所述大型两冲程柴油机的曲轴箱空间(6)的导入部分。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的气缸套布置，还包括用于封闭所述扫气缝隙(4)的滑块(14)。
5.如权利要求4所述的气缸套布置，其中所述滑块(14)是与回位弹簧(13)可操作地接合和/或可借助于所述活塞致动的滑块。
6.一种防护大型两冲程柴油机中气缸套(3)的方法，所述大型两冲程柴油机包括可在所述气缸套中移动的活塞和扫气空气供给源，所述气缸套(3)设有固定扫气缝隙(4)并具有开口的底端(3’)，其特征在于所述气缸套(3)的底端(3’)借助于防护装置防护，所述防护装置减少了所述活塞的冲程移动期间，扫气空气中携带并通过底端进入所述气缸套的水滴量。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述防护装置布置在或连接到所述气缸套的底部。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述防护装置连接在所述气缸套(3)与分隔壁之间，所述分隔壁将与所述活塞底部邻接的活塞空间从所述大型两冲程柴油机的曲轴箱空间(6)分开。
9.如权利要求6所述的方法，其中所述防护装置连接在所述气缸套(3)与填料盒(7)之间，所述填料盒用作活塞杆(2)导入所述大型两冲程柴油机的曲轴箱空间(6)的导入部分。
10.如权利要求6至9中任意一项所述的方法，其中扫气空气通过所述底端(3’)到所述气缸套(3)中的供给借助于所述防护装置部分地或者全部地中断。
11.一种大型两冲程柴油机，包括设有固定扫气缝隙(4)并具有开口底端(3’)的气缸套(3)、可在所述气缸套中移动的活塞和扫气空气供给源，其特征在于所述大型两冲程柴油机(1)还包括布置在所述气缸套底部的防护装置，以减少所述活塞的冲程移动期间，扫气空气中携带并通过底端进入所述气缸套的水滴量。
12.如权利要求11所述的大型两冲程柴油机，其中所述防护装置形成在述气缸套(3)与分隔壁之间，所述分隔壁将与所述活塞底部邻接的活塞空间从所述大型两冲程柴油机(1)的曲轴箱空间(6)分开。
13.如权利要求11所述的大型两冲程柴油机，其中所述防护装置形成在所述气缸套(3)与填料盒(7)之间，所述填料盒设置为活塞杆(2)导入所述大型两冲程柴油机(1)的曲轴箱空间(6)的导入部分。
14.如权利要求11至13中任意一项所述的大型两冲程柴油机，其中所述防护装置制为所述气缸套(3)的外延。
15.如权利要求11至13中任意一项所述的大型两冲程柴油机，其中所述防护装置包括金属片。
16.如权利要求15所述的大型两冲程柴油机，其中所述金属片是圆柱形金属片。
17.如权利要求11至13中任意一项所述的大型两冲程柴油机，还包括用于封闭所述扫气缝隙(4)的滑块(14)。
18.如权利要求17所述的大型两冲程柴油机，其中所述滑块(14)是与回位弹簧(13)可操作地接合和/或可借助于所述活塞致动的滑块。
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