CN101160457B - 具有改进的燃料效率的大型两冲程柴油机 - Google Patents
具有改进的燃料效率的大型两冲程柴油机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101160457B CN101160457B CN2006800120100A CN200680012010A CN101160457B CN 101160457 B CN101160457 B CN 101160457B CN 2006800120100 A CN2006800120100 A CN 2006800120100A CN 200680012010 A CN200680012010 A CN 200680012010A CN 101160457 B CN101160457 B CN 101160457B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- exhaust valve
- valve
- scale
- stroke diesel
- described exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 73
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 73
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 36
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 32
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 31
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 26
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 25
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 13
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 6
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 5
- 230000007306 turnover Effects 0.000 claims description 5
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 2
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 3
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001915 proofreading effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
- F01L1/462—Valve return spring arrangements
- F01L1/465—Pneumatic arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F2007/0097—Casings, e.g. crankcases or frames for large diesel engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于大型两冲程柴油机(1)的排气门组件(18)。该组件(18)包括能够在关闭位置和打开位置之间在相反的方向上移动的排气门(11)。双动作弹簧组件(40)以可操作的方式连接到该排气门(11)，并与该排气门(11)以及任何和该排气门(11)一起运动的其它部件的质量一起形成质量弹簧系统。在该排气门(11)在关闭和打开位置之间来回移动的过程中，该双动作弹簧组件(40)储存能量，以在相反的方向上随后推动该排气门(11)。液压装置(50)根据来自于控制器(27)的指令将该排气门(11)保持在该关闭位置和打开位置中。
Description
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将所述排气门停止在任意所需的打开程度并将所述排气门精确地保持在期望位置。
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。
液压装置允许以有效和灵活的方式供应额外能量，该方式能够根据情况——例如改变的发动机的运行状况——而改变。控制器可配置成使用来自于位置传感器的信号和可选的其它参数，以确定待供给到所述系统的额外能量的所需大小，并配置成指令所述液压装置，用于供应额外能量以递送确定量的液压能量。
控制器还可配置成指令液压装置，用于供应额外能量，以提供初始量的能量，其可由控制器根据发动机的运行参数来预先确定或确定。
控制器可被配置成通过指令所述液压装置供应额外能量以传递一定量的额外能量、或者通过指令所述液压装置保持以使所述排气门减速而校正排气门的实际速度和预期速度之间的偏差。
控制器可配置为使用来自于所述位置传感器的信号和可选的其它参数，以确定所述排气门可能超程或者过快地接近阀座，并被配置成指令所述液压装置保持，以在所述排气门超程或者以过大速度撞上阀座之前使所述排气门减速。
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26用于十字头型大型两冲程柴油机的排气门组件而实现的，该柴油机在其标称的最大连续额定功率时具有预定的发动机转速Rm(单位为转每分钟)，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；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，以允许双动作弹簧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，以允许双动作弹簧朝向关闭位置推动所述排气门；液压装置，用于将额外能量供应到所述排气门以补偿在所述组件中的能量消耗，其中所述双动作弹簧组件40包括双动作空气活塞41，该空气活塞以可操作的方式连接到所述排气门11，所述质量弹簧系统具有位于1至64倍Rm的范围内的特征频率。
特征频率确定了所述排气门将从一个极限位置移动到另一个极限位置的速度和加速度。当特征频率位于1至64倍Rm时，气门将快速地打开和关闭，足以充分且及时地排出燃烧室中的废气。
双动作弹簧组件可使用压缩的气体介质，以将所述排气门以及与其一起运动的任何部件的动能转变成势能。特征频率能够受到双动作弹簧组件中气体介质的底压的影响。可通过改变底压而调节特征频率。
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。
该目的是通过提供一种根据权利要求30的十字头型大型两冲程柴油机而实现的，该柴油机具有发动机转速R(单位为转每分钟)，该柴油机具有排气门组件，该排气门组件包括：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；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，以允许双动作弹簧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，以允许双动作弹簧朝向关闭位置推动所述排气门；液压装置，用于将额外能量供应到所述排气门以补偿在所述组件中的能量消耗，所述双动作弹簧组件的类型为：其中气体介质从底压被压缩到更高的压力以储存能量，并且所述气体介质从更高的压力膨胀到所述底压，以推动所述排气门；控制器，其配置成确定用于所述质量弹簧系统的特征频率的预期值，并配置成相应地控制/调节所述双动作弹簧组件中气体介质的底压。
控制器能够根据运行状况以合适的等级调节特征频率。在低运行速度时，能够降低特征频率，以减小机械的和液压系统上的载荷，并减小在所述排气门组件中消耗掉的能量的大小。
控制器能够确定作为实际发动机速度的函数的期望特征频率。控制器还可在实际发动机速度R的2至10倍的范围内确定期望的特征频率。
本发明的另一目的是提供一种使用更少液压能量并具有改进的构造的十字头型大型两冲程柴油机。
该目的是根据权利要求39通过提供一种十字头型大型两冲程柴油机而实现的，该柴油机具有排气门组件，该排气门组件包括：阀壳体；排气门11，其能够在关闭位置和打开位置之间移动；双动作弹簧组件，其包括安装在所述排气门的杆上的活塞，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，所述活塞和所述排气门的杆之间的连接由单一接头形成，该单一接头包括两个相对设置的楔形物。
通过使用单一接头，将弹簧活塞安装到阀轴的过程的复杂程度得以简化，并且阀组件的建造高度能够保持为很低。
该楔形物可以由楔形圈或楔形衬套形成。
排气门组件可包括凸缘，所述凸缘设置为在所述阀杆之上面向所述弹簧活塞。
其中一个楔形圈可以容纳在设置在所述弹簧活塞中的锥形的夹头孔中，另一楔形圈可容纳在设置在所述凸缘中的锥形的夹头孔中，所述凸缘能够紧固到所述弹簧活塞，因此相对设置的楔形物可以被驱动到其相应的夹头孔中并靠住所述阀杆的外周径向地紧固，从而将所述弹簧活塞和所述楔形衬套紧固到所述阀杆。
凸缘可由通过凸缘装配的张紧螺栓紧固到所述弹簧活塞。
在关闭方向驱动所述排气门的液压活塞气缸装置的液压活塞能够是绕着所述排气门的杆设置的环形活塞。
环形活塞能够由连接到弹簧活塞的套筒形成。该套筒可朝向阀头并且与所述弹簧活塞形成为一体。
用于控制液压流体在液压活塞-气缸组件中来回流动的液压阀体可直接附连到阀壳体上。
排气门组件可还包括位置传感器，该位置传感器包括由铁磁材料形成的锥形套筒。锥形套筒可以是衬套(busing)的整体部件。
本发明的另一目的是提供一种使用更少液压能量并具有改进的安全方面的十字头型大型两冲程柴油机。
该目的是根据权利要求57通过提供一种十字头型大型两冲程柴油机而实现的，该柴油机具有排气门组件，该排气门组件包括：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一起形成质量弹簧系统，所述双动作弹簧组件包括两个弹簧室，用于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储存能量，以在相反的方向上随后推动所述排气门；液压装置，用于根据来自于所述控制器的指令保持所述排气门；用于排空弹簧室的装置，当液压压力消失或下降到预定阈值之下时，所述弹簧室在打开方向上驱动所述排气门，从而在液压压力消失或下降到预定阈值之下时，所述排气门将会自动地位于关闭位置。
用于排空的装置可包括减压阀，该减压阀由弹性装置朝向打开位置驱动，并由液压活塞朝向关闭位置驱动，从而当液压压力消失或下降到预定阈值之下时，所述弹性装置将会驱动所述减压阀到打开位置。
本发明的另一目的是提供一种具有改进的排气门组件的大型两冲程柴油机。该目的是根据权利要求58通过提供一种十字头型大型两冲程柴油机而实现的，该柴油机具有排气门组件，该排气门组件包括：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11一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在两个相反动作弹簧室中储存能量，以在相反的方向上随后推动所述排气门；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；液压装置，用于将额外能量供应到所述排气门，以补偿在所述组件中消耗的能量；所述双动作弹簧组件被配置成与当所述排气门在打开位置时在关闭方向上驱动所述排气门的所述弹簧室相比，在当所述排气门在排气门的关闭位置时在打开方向上驱动所述排气门的所述弹簧室中储存更大量的能量；以及控制器，其耦联到用于提供额外能量的所述液压装置(50)，并耦联到所述双动作弹簧组件(40)，所述控制器(27)配置成控制相对的弹簧室中的能量的差值并调节该差值，从而使得需要传递到所述排气门(11)的额外液压能量的大小最小。
通过确保与在关闭方向上驱动排气门的弹簧室相比，在打开方向上驱动排气门的弹簧室储存更大的能量，对于克服排气门的打开冲程期间燃烧室中的气体压力所必需的额外的力提供补偿。从而，能够用于打开冲程的储存的能量的大小以及能够用于关闭冲程的储存的能量的大小能够配置成非常适合实际需要，从而使得需要由液压装置增加到排气门的额外能量的大小最小，并且使得排气门在其任一冲程期间被提供以太大能量的危险最小，从而减小在排气门的各个冲程末期缓冲排气门的需要。如果没有这个措施，在打开冲程期间提供的额外能量将会明显大于在关闭冲程期间提供的额外能量的大小。
优选地，双动作弹簧组件包括设置在气缸内的活塞，压力室设置在活塞的任一侧。
双动作弹簧组件可以是这样一种类型，其中气体介质从底压压缩到更高的压力以储存能量，并且气体介质从更高压力膨胀到底压，以驱动排气门，其中在打开方向上驱动排气门的弹簧室上的底压高于在关闭方向上驱动排气门的弹簧室中的底压。
优选地，大型两冲程柴油机包括控制器，该控制器配置成根据发动机的运行状况和/或根据测量位置和/或排气门速率来确定两个弹簧室之间的底压的所需差值。
能够用于排气门的打开冲程和关闭冲程的能量的差值还可通过使得弹簧活塞一侧上的有效面积与弹簧活塞另一侧上的有效面积不同而获得。
从详细的说明书，根据本发明的大型两冲程柴油机的其它目的、特征、优点和特性将变得很明显。
附图说明
在本说明书的下面的详细部分，将参照附图中示出的示例性实施方式更详细地解释本发明，其中：
图1示出两冲程十字头发动机的具有气缸盖的气缸的轮廓的前视图；
图1A示出大型两冲程柴油机的布置图；
图2示出图1中示出的气缸的轮廓的横截面图；
图3是根据本发明的排气门组件的主要特征的示意图；
图4是与本发明一起使用的控制阀的实施方式的横截面视图；
图5是与本发明一起使用的控制阀的另一实施方式的横截面视图；
图6是根据本发明的排气门组件的实施方式的示意图；
图6a是示出图6的排气门组件的气门的打开和关闭正时的图；
图7是根据本发明的排气门组件的另一实施方式的示意图；
图8是根据本发明的排气门组件的另一实施方式的示意图；
图9是与本发明一起使用的控制阀的另一实施方式的横截面视图；
图10是根据本发明的排气门组件的实施方式的系统图；
图11是示出控制阀的位置相对于排气门的运动的运行图；
图12是根据本发明的排气门组件的另一实施方式的示意图；
图13是根据本发明的排气门组件的另一实施方式的示意图；
图14是根据本发明的排气门组件的实施方式的横截面图；
图15是图14的细节；
图16是具有突出细节的图14的截面图；
图17是根据本发明的排气门组件的另一实施方式的横截面图；
图18是根据本发明的排气门组件的另一实施方式的横截面图；以及
图19是根据本发明的排气门组件的另一实施方式的横截面图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的发动机1。该发动机是低速两冲程十字头型柴油机，其可以是轮船上的推进发动机或发电厂中的原动机。这些发动机典型地具有6至12个直列气缸。发动机从底板2向上建造，底板具有用于曲轴3的主轴承。根据可用的制造设备而将底板分成具有合适尺寸的部分。焊接设计的A形曲轴箱架4安装在底板上。气缸座5安装在曲轴箱架4的顶部上。拉紧螺栓(未示出)将底板连接到气缸座，并将该结构保持在一起。气缸6由气缸座5支承。排气门组件18安装在每个气缸6的顶部上。气缸座5还承载排气收集器17、涡轮增压器10和扫气收集器9。
图1A示出用于发动机动力和速度的布置图。图中包括四个布置点L1、L2、L3和L4。L1代表在100％的发动机功率和100％的发动机速度Rm处的额定最大连续功率(额定MCR)。大型两冲程柴油机的100％发动机速度(Rm)典型地位于76(对于最大型的具有高达1080mm的气缸孔)到250rpm(对于较小型的具有低至260mm的孔)的范围内。发动机功率范围从100.000kw(对于最大型)到1600kw(对于较小型)。L2代表在最大发动机速度处的最小发动机功率，L3代表在最小发动机速度处的最大发动机功率，L4代表最小发动机速度处的最小发动功率。
图2示出内燃机的气缸6的进一步细节。气缸6是单向流动类型并具有设置在空气箱8中的扫气口7，其从扫气收集器9供以由涡轮增压器10(图1)增压的扫气。未示出的十字头经由未示出的曲柄将活塞杆14与曲轴3连接(图1)。
排气门11在气缸顶部居中地安装在气缸盖12上。在膨胀冲程末期，排气门11在发动机活塞13向下经过废气口7之前打开，由此，燃烧室15中在活塞13上的燃烧气体通过打开到排气收集器17的排气通道16流出，并且燃烧室15中的压力释放。排气门11在活塞13向上运动期间在可调节的时刻再次关闭，该时刻可以例如取决于随后燃烧所需的有效压缩比。考虑到气门11的耐久性以及燃烧室中状况的有利的和精确的控制乃至发动机的效率，排气门11可以有利地非常精确地控制。
借助排气门组件18而打开和关闭排气门11，排气门组件18包括空气弹簧和液压活塞气缸组件。阀体直接安装到排气门组件18的壳体上。阀体包括控制阀60，控制阀60根据经由线30的控制计算机27的指令控制进出排气门组件的液压流体的流动。控制计算机27经由线28接收反馈和其它信号。通过将阀体上的入口连接到由控制台23支撑的分配箱22的上表面上的出口的压力管道21向阀体供应高压液压流体。回流管道20将阀体的出口连接到分配箱22的上表面上的回流口。分配箱22连接到高压液压流体源和罐(图2中未示出)。
每个气缸6设置有由环形管道(未示出)连接的两个或三个喷射器24(仅示出一个)。燃料从分配箱22通过供给管道25提供到喷射器24。喷射器24通过回流管道19连接到分配箱22上的回流口。
图3是根据本发明实施方式的排气门组件18的示意图。排气门11能够在关闭位置和打开位置之间移动，在关闭位置时，阀头31抵靠住阀座32。排气门11的打开程度能够根据例如运行状况而变化。双动作空气弹簧40通过弹簧活塞41以可操作的方式连接到排气门，弹簧活塞固定到阀杆33。双动作空气弹簧40包括两个弹簧室42和43。弹簧室42在排气门朝向关闭位置移动时被压缩，而弹簧室43在排气门11朝向打开位置移动时被压缩。弹簧室42和43用作势能蓄力器。当弹簧室42被压缩时，存储在其内的势能能够在打开方向上驱动排气门11。当弹簧室43压缩时，存储在其内的能量能够在关闭方向上驱动排气门11。当排气门11大致在关闭和打开位置中间时，如图3所示，两个弹簧室42和43中的压力大致相等，并且双动作弹簧40在此位置不向排气门11有效地施加任何力。空气弹簧40能够替代地由两个具有其各自的弹性活塞的单独的气缸形成(未示出)。
空气弹簧40与排气门11的质量以及例如弹簧活塞41等与排气门11一起运动的任何部件的质量一起形成一个质量弹簧系统，该质量弹簧系统能够一旦设定为运动就能够主要使用在双动作气体弹簧40的弹簧室42和43中储存和释放的能量而在关闭位置和打开位置之间振动。排气门11和与其一起运动的任何其它部件的动能被转换成气体弹簧40的弹簧室中的势能，反之亦然。只有由于摩擦和粘性耗散而引起的能量损失需要补偿，以保持排气门11在关闭位置和打开位置之间振动，即避免该振动运动衰减。
双动作液压缸50也连接到阀杆33。液压缸50包括固定到阀杆33的双动作活塞51。双动作活塞51将液压缸分成压力室52和压力室53。替代地，排气门11能够连接到两个单独的液压缸，而不是一个双动作气缸(如下所述)。
压力室52经由管道66连接到控制阀60的口A。压力室53经由管道67连接到控制阀60的口B。控制阀60经由口P连接到高压液压流体源，例如发动机的共用液压管线(未示出)或者高压泵或泵站(未示出)。控制阀60经由口T和包括单向阀72的管道71连接到液压流体池或罐73。
当压力室52被加压时，其在打开方向上驱动排气门11，而压力室53在被加压时，其在关闭方向上驱动排气门11。压力室52和53的加压由控制阀60根据来自控制计算机27的指令而控制(图2)。在下面将更详细地描述其确切的操作。原则上，只有由于粘性耗散以及由于摩擦所损失的能量需要经由双动作液压缸50提供，以保持排气门11的振动运动。
为了在十字头型的大型两冲程柴油机中使用，排气门11必须在发动机循环的一部分期间保持关闭并且在发动机循环的另一部分期间保持打开，即排气门11不能被允许在打开和关闭位置之间自由地振动。排气门11的振动运动能够在正弦波的顶部或底部停止，即在关闭位置和打开位置停止，并且保持在那儿而不会有明显的能量损失。当排气门11稍后释放时，相应的弹簧室42和43中的势能将转换成排气门11的动能，并且振动运动将持续。尽管有停止，排气门11的振动运动能够由确定排气门11的速度分布图的特征频率表征。
必须确保排气门11从打开位置到关闭位置移动以及反向的运动足够快。在具有可变特征频率的系统中，需要质量弹簧系统的特征频率(单位为Hz)在任何时间至少等于实际曲轴速度R(单位为转每分钟RPM)的2倍到10倍。如果质量弹簧系统以固定的特征频率运行，该固定的特征频率必须至少等于在发动机的标称最大连续功率时的曲轴速度Rm(单位为转每分钟RPM)，并且优选地在Rm的2到60倍的范围内。
排气门11的振动运动在两个极限位置由双动作液压缸50停止。在图3中，控制阀60借助6位置4路阀的例子来解释。同样液压连接还能够由其它阀装置获得，以获得能够向排气门11的振动运动提供额外能量并在关闭位置和打开位置停止排气门11的液压控制系统。
液压控制阀60运行，以有利于控制排气门11的样式产生并终止口A、B、P和T之间的连接。这些样式在图3中通过将液压控制系统的模式列出而表示：
模式1：口A连接到口T并且口P连接到口B。在此模式中，加压流体被引导到压力室53，而压力室52连接到罐或排出管。该模式用于将排气门停止在关闭位置，并且存储在弹簧室42中的势能不释放。该模式还能够用于强迫关闭排气门11，并用于在关闭冲程期间向排气门11提供额外能量。
模式2：口P连接到口A并且口B连接到口T。在此模式中，加压流体被引导到压力室52，而压力室53连接到罐或排出管。该模式能够用于强迫打开排气门11(若需要)，并用于在打开冲程期间向排气门提供额外能量。
模式3：口A和B都连接到口T。压力室52和53彼此连接并连接到罐。这将允许流体从压力室52流到压力室53，反之亦然。单向阀72支持这种效果。该模式用于允许排气门11由弹簧室42中的势能驱动而从关闭位置自由地移动到打开位置，并且由弹簧室43中的势能驱动而从打开位置自由地移动到关闭位置。在此模式中，排气门的运动基本上不受双动作液压缸的阻碍并且不受其支持，并且在此模式中排气门11将大致上作为自由振动的质量弹簧系统运行。
模式4a：所有的口都关闭，从而液压流体被截留在两个压力室52和53中并且阻止双动作液压活塞51的运动。
模式4b：口A和T关闭。口P连接到口B。压力室52中的液压流体被截留，而压力室53中将保持高压。
模式4c：口B和T关闭。口P连接到口A。压力室53中的液压流体被截留，而压力室52中将保持高压。
当模式4a、4b或4c生效时，排气门11的运动将停止。在特定的设计中，只有4a、4b和4c其中一个模式是必需的。该模式用于将排气门11停止在打开位置或者其它任何所需点。使用哪个模式，取决于液压系统的配置。
控制阀60优选地为比例阀，使得各个模式之间的过渡能够平滑，很少有节流，从而使得系统中由于质量的突变和流体锤效应产生的压力峰值最小。由于高加速力产生的机械载荷从而也得以减小。
图4更详细地示出了控制阀60的实施方式。在此实施方式中，控制阀60是滑阀，具有由图4右侧的阀的表示符示出的内部连接。控制阀包括其中设置有主阀芯62的壳体61、电气驱动的导阀63、电子稳压器64和线性位置传感器65。稳压器64接收来自于控制计算机27的指令以及来自于直线位置传感器的反馈阀芯位置信号。稳压器64以公知的闭环方式控制阀芯62的位置。
图5示出控制阀60的替代实施方式，其中口A和B互换。该阀的所有其它特征与图4中示出的实施方式相同，该阀具有与图4的控制阀相同的表示符。
如图3所示，液压控制系统能够包括单个液压阀，或者能够由一个或多个液压阀的组合形式形成，可能由一个或多个单向阀组合而成。
这种替代实施方式的例子是图6中示出的两位置三路阀60A和具有位置反馈的比例三位置三路阀60B。比例三路阀60B由控制器27控制以平滑地打开和关闭，从而避免由于液压流体中突然的压力变化而产生的“水锤”和其它损害。根据该实施方式的系统不具有运行模式4b和4b。其能够将排气门保持在模式4c中的位置。三路阀60A能够是比例阀，但是对于此阀而言，液体冲击效应不太重要，从而可以配置开/关型阀。然而，在该实施方式以及在其它实施方式中，控制流体流入和流出压力室52和53的阀构件是主动部件，例如伺服阀，因为用于最优控制所需的精度和速度难以由被动部件获得。
在运行中低压源75在任何时刻都保持系统充满。
图6b示出一个发动机循环中阀60A和60B的打开和关闭正时以及因之而产生的排气门运动分布图。在循环开始时，比例阀60B处于将压力室53连接到高压源的位置，而伺服阀60A处于将压力室52连接到罐73的位置。从而，液压活塞装置50在关闭方向上向排气门11施加力，从而将排气门保持在关闭位置，而不管驱动排气门11在打开方向上运动的弹簧室42中的压力如何。在排气门11需要被打开的排气门循环的时间点，控制器27向比例阀60B发送信号以使其移动到压力室53与罐73连接的位置，并且同时控制器27向伺服阀60A发送信号使其移动到压力室52与高压源连接的位置。从而，排气门11由液压活塞装置50和双动作弹簧装置二者驱动而在打开方向上运动。液压活塞装置50的帮助保证排气门11能够克服燃烧室中在关闭方向上驱动排气门的压力并且在打开方向上快速加速。当排气门11已经移动到打开位置的大约2/3时，控制器向伺服阀60A发送信号使其移动一段较短时间，到达其将压力室52连接到罐73的位置。从而，两个压力室都连接到罐73，并且弹簧室43中压力升高，并确保排气门朝向排气门11的打开位置平滑地减速。当排气门到达其打开位置时，控制器向伺服阀60A发送信号使其移动到其将压力室52与高压流体源连接的位置，并且控制器同时向比例阀60B发送信号使其移动到其关闭压力室53的位置(在比例阀60B的该位置，不可能有流体进出压力室53)。从而，排气门11被保持在其打开位置，压力室52驱动排气门在打开方向上的移动由关闭的压力室53所阻止。从而，排气门被保持在打开位置，抵抗弹簧室43中在关闭方向上驱动排气门11的压力。当发动机循环已经前进到排气门11需要被关闭的时刻时，控制器向伺服阀60A发送信号使其移动到压力室52与罐73连接的位置，并且同时向比例阀60发送信号使其稍微移动到比例阀完全打开并将压力室53与高压流体源连接的位置。压力室53中这个短的高压动力脉冲确保排气门将在其关闭运动中在压力室53和弹簧室43的力的作用下快速加速。伺服阀60B仅保持打开一段非常短的时间。当排气门11接近阀座32时，控制器27指令比例阀60B改变到其仅部分打开的位置，使得从高压流体源到压力室53的流动被节流。这确保排气门11的头部31柔和地抵达阀座32。一旦排气门11已经抵达其阀座32，控制器向比例阀60B发送信号使其移动到其完全打开的位置，使得排气门稳固地保持在其阀座上，并且系统准备好新的发动机循环。伺服阀60A和60B的打开和关闭的正时以及比例阀60B打开的程度由控制器根据来自于检测排气门的位置/速度的传感器(图6中未示出)的位置/速度信号而确定。控制器配置成根据位置/速度信号通过将排气门的实际位置/速度与预定的期望值相比较而确定，或者根据数学模型模拟排气门的物理特性确定，即控制器计算获得排气门的期望速度分布图所需的额外能量的大小。
图7示出具有与图4和5的实施方式相比较为不复杂的阀芯构造的液压系统的替代实施方式。根据该实施方式的控制阀60是5位置4路滑阀，其与单向阀68和69组合。
图8示出液压控制阀和系统的另一优选实施方式，其基本上与图7的实施方式相同，然而，单向阀68和69被结合到该滑阀中。
图9示出图8实施方式的控制阀60的机械轮廓及其表示符。使用图8和图9的控制阀60的整个系统在图10中示出。供给管道91分支成压力管道92和93，以将来自高压空气源的高压空气供应到弹簧室42和43。供应管道91中的压力保持为典型地位于3至10巴范围内的底压。支路92导向弹簧室42并包括单向阀94和减压阀95。支路93导向弹簧室43并包括单向阀96和减压阀97。单向阀94和96允许相应的弹簧室42和43以底压供应额外空气，以补偿运行期间从弹簧室42和43泄漏的任何空气。减压阀95和97允许弹簧室42和43在弹簧室中的压力超过预定阈值时排气。
位置传感器55检测排气门11的位置。在优选实施方式中，位置传感器55是涡电流类型的传感器，其包括与阀杆33协调地运动的铁磁材料的锥形元件56和固定到排气门组件18的壳体的静止的拾取元件57。其它传感器类型能够替代地使用，例如包括线性可变差动变压器的传感器或包括磁致伸缩棒的传感器。位置传感器55的信号经由线28传递到控制计算机27(控制器)。
在该实施方式中，冲程阻尼器58和59的两个可选液压端部包括在液压缸50中。当排气门11在打开冲程中超程时，冲程阻尼器59的端部防止排气门损坏。当阀头31以过大的速度抵达阀座32时，冲程阻尼器58的端部防止排气门11损坏。冲程阻尼器58的端部能够是自我调节的类型。
控制计算机27经由线30向控制阀60提供电气控制信号。液压控制系统与图8的控制系统相同，然而，添加了空气释放阀82和孔83。空气释放阀82用于从液压系统中除去空气，而孔82允许液压控制系统中的油更新，以避免过热或其它破坏情况。
运行
参照图11更详细地描述排气门组件18的运行。在图11的线图中，绘出排气门11的位置和控制阀60的位置在排气门11的一个打开和关闭运动中随时间的曲线，这个打开和关闭运动在曲轴3的每次转动中出现一次。在线图的开始处，液压控制阀60由控制计算机27保持在位置“1”并且排气门11由双动作液压缸50驱动而停留在关闭位置。当到时间打开排气门11时，控制计算机27根据曲轴的实际角位置、曲轴转动速度(提供这些信号的传感器未示出)并且可能还根据例如环境压力和温度等其它参数做出判断，并依赖于操作员选择的发动机程序(燃料经济程序、低排放程序等)。然后，控制计算机27指令控制阀60移动到位置“5”，从而将加压油传送到压力室52，并将压力室53连接到罐。从而双动作液压活塞50在打开方向上驱动排气门11，以给出长度“a”的动力脉冲。动力脉冲的长度由控制计算机27根据包括曲轴角位置和转动速度以及排气门心轴33的位置和速度的反馈信号来确定。还可测量液压供应管线中的压力，并将其用于微调动力脉冲的长度“a”。控制计算机27根据这些反馈信号计算动力脉冲长度，以使其不长于克服燃烧室中压在心轴上的加压排出气体的打开力所必需的长度。长度“a”从而能够适于发动机的载荷，以仅使用所需的加压液压流体的量，从而使得能量消耗最小：例如，在低载荷，脉冲“a”可能不需要空气弹簧40的力就足以打开排气门11。
当执行动力脉冲时，控制计算机27指令控制阀60位于位置“4”，从而使得质量弹簧系统无阻碍地朝向打开位置运动。
在排气门11的打开冲程期间，能够可选地增加额外的具有长度“b”的动力脉冲。然而，这是可选的，并且仅在控制计算机27根据反馈信号确定打开斜坡不足以陡峭得将排气门11打开到所需的打开高度才执行。该可选的动力脉冲能够有利于排气门11的整体性能，使其能量消耗最小。在可选的脉冲“b”后，排气门质量弹簧系统返回到无阻碍的运动状态，控制阀由控制计算机指令而位于位置4。
当排气门11将要到达完全打开位置时，其速度将减小，因为排气门以及与其一起运动的质量的动能转换成弹簧室43中的势能。具有长度“a”和“b”的动力脉冲校正与理想升起高度之间的任何偏差。
当来自于位置和速度传感器55的信号指示排气门11已经到达其完全打开位置时，控制计算机27指令控制阀60位于位置“3”，从而防止排气门11开始其返回冲程。当控制计算机27检测到排气门11可能超程时，控制阀60轻柔地——即很少有节流地——移动到位置“3”，以避免液压系统中的冲击波。
控制计算机27根据曲轴角位置和转动速度、其它参数并且根据发动机操作员选择的程序来确定何时关闭排气门11。在此时刻，控制计算机27及时指令控制阀位于位置2，并且储存在弹簧室43中的势能向关闭位置驱动排气门11。
就在排气门到达完全关闭位置之前，控制计算机指令控制阀60位于位置“1”，向排气门11给出一个关闭脉冲。根据控制计算机的输入，关闭脉冲将构型为以所需的关闭速度关闭排气门11。在此实施方式中，冲程阻尼器58的液压端部确保阀头31轻柔地抵达阀座32。
当排气门11已经到达关闭位置时，控制计算机27指令控制阀60位于位置“1”，以保持排气门11关闭，并且结束该循环。
图12示出排气门组件18的另一优选实施方式。该实施方式与图9和10的实施方式主要不同在于，质量弹簧系统的特征频率能够变化。
至此，弹簧室42和43中的底压调节到与所需的特征频率相对应的等级。控制计算机27根据曲轴3的转动速度并且可选地还根据例如操作员选择的运行程序等其它参数来确定质量弹簧系统的所需特征频率。如上所述，控制计算机27典型地将保持质量弹簧系统的特征频率在曲轴的实际速度R(单位为转每分钟RPM)的2至10倍的范围内。
供给管道91分支成压力管道92和93，以将来自高压空气源的高压空气供应到弹簧室42和43。供给管道91中的压力由减压阀90调节，该减压阀由控制计算机根据来自于压力传感器99的压力反馈信号提供指令，该压力传感器检测压力管道91中的实际压力。
压力管道92导向弹簧室42并包括单向阀94和压力控制减压阀95’。压力管道93导向弹簧室43并包括单向阀96和减压阀97’。单向阀94和96允许压力室42和43以调节的压力供应压力管道91中的额外空气，以在控制计算机27已经确定特征频率需要升高时增大弹簧室42和43中的压力。
减压阀95’和97’由气动活塞而不是机械弹簧被引导操作。供给管道91中受控的压力作用在气动活塞上。减压阀95’和97’的打开压力从而是供给管道91中受控的压力的放大。减压阀95’和97’的放大系数由阀座和气动活塞的面积的差值给定，并且选择为大致等于弹簧室42和43的压缩比。在控制计算机27的指令下在供给管道91中受控的压力降低时，减压阀95’和97’允许弹簧室42和43排出一些空气。
在此实施方式中，减压阀90(或压力调节阀)公用于弹簧室42和43，于是发动机1仅需要单个减压阀90。
图13示出包括两个减压阀90和90’的另一优选实施方式，其中减压阀90调节流入到发动机的整个弹簧室42的气流，而减压阀90’调节流入到发动机的整个弹簧室43的气流。该实施方式允许在上气缸和下气缸中有不同压力。该实施方式允许上弹簧室42和下弹簧室43中具有不同的压力。从而，自由振动的幅度能够受到影响。例如，通过降低上弹簧室42中的供给压力，能够减小排气门11的自然升起高度。在发动机载荷低时，随着升起高度减小，移动排气门所需的能量大小能够进一步减小。
参照图12和13示出的系统允许在发动机运行时通过平滑地改变弹簧室42和43中的空气压力而改变空气弹簧的特性。
图14、15和16更详细地示出了排气门组件18的优选实施方式的机械构造。排气门组件18包括三段壳体101A、101B和101C。下壳体101A包括阀座31、排气通道16的第一部分102，并包括用于引导和密封阀杆33的衬套103。下壳体部分101A安装到气缸盖12中(图2)。中壳体101B包括双动作弹簧气缸弹簧40以及压力室53的主要部件。控制阀60直接安装到中壳体部分101B，用于使控制阀60和压力室52、53之间的液压管道的长度最短。上壳体部分101C包括双动作气缸40的次要部分以及压力室52。位置传感器55的静止拾取元件57安装在上壳体101C中。
弹簧活塞41设置有向上开口的锥形夹头孔，其内容纳有楔形圈110(图16Z)。楔形圈110通过楔形效应将弹簧活塞41固定到阀杆33。楔形效应由安装到阀杆33的周向沟槽中的楔形圈上向内突出的突出部放大。该构造同样地非常适于承受施加到弹簧活塞41的向上的力。然而，弹簧室42中受压的空气在弹簧活塞41上施加明显向下的力。从而，朝向具有向下的夹头孔的弹簧活塞41的凸缘114放置在弹簧活塞41之上。由向内的突出部接合周向沟槽113的楔形圈116容纳在夹头孔中。凸缘114由多个穿过凸缘组装的张紧螺栓117紧固到弹簧活塞41，从而将楔形圈110和114迫压到它们相应的夹头孔中。楔形圈110和114从而径向被紧固以抵住阀杆33的外周，从而与阀杆形成可靠的接合。两个相对设置的楔形圈110和116确保弹簧活塞41到阀杆33的连接能够承受向上和向下的力。
弹簧活塞41包括向下延伸的套筒47，套筒与中壳体部分101B中的孔密封地接合。压力室53形成于孔下。当排气门11向下运动时，向下延伸的套筒47插入到压力室53中，并且向下延伸的套筒47从而用作液压活塞51”，当压力室53由液压流体加压时，液压活塞在关闭方向上驱动排气门11。
液压活塞51’放置在阀杆33的顶部上。液压活塞51’容纳在上壳体部分101C中的孔中，从而形成压力室52。如图16W所示，一个同样是传统的自调节冲程阻尼器58的液压端部设置在液压活塞51’的顶部。
凸缘114包括向上延伸的套筒115。向上延伸的套筒115包括由铁磁材料制成的锥形截面形状的锥形部件56。如图16X所示，锥形部件56与排气门位置传感器55的拾取元件57相配合。拾取元件57包括涡电流传感器，该涡电流传感器测量到铁磁体的距离，铁磁体在此情形中为锥形部件56。
图16Y示出包括弹性偏置活塞126的安全阀125。安全阀放置在换气管道124中，换气管道将上弹簧室42连接到外部大气。活塞126由液压系统压力朝向其关闭位置驱动。内部的空气压力向其打开位置驱动活塞126。当液压系统压力在正常值的范围内时，活塞126克服来自于空气压力的力并且位于其关闭位置。如果液压系统压力由于破裂或者其它原因而下降，空气压力偏置活塞126将位于打开位置，并且弹簧室42中的空气将排出。从而，如果液压系统压力消失或者降低到低于预定阈值，排气门11将位于关闭位置。
图17示出排气门组件18的另一优选实施方式。该实施方式与参照16描述的实施方式大致相同，但有下列改变。凸缘114未设置有向上延伸的套筒。位置传感器55’是磁致伸缩的杆传感器。其内具有磁铁(未示出)的特富龙(Teflon
)圈放置在阀杆33的顶部中的凹陷内。传感器杆59附连到上壳体部分101C的顶部，并延伸到阀杆33的孔(未示出)中。特富龙
圈不接触而沿着传感器杆59移动。传感器信号与阀杆33的位置(以及计算的速度)相对应。由于杆进入到移动的阀杆33的油填充的孔中产生的任何“泵效应”通过孔的直径超过杆的直径而得以避免。顶部阀杆33自身形成液压活塞51’，没有冲程阻尼器的液压端部防止阀头32以过大的速度抵靠阀座31。冲程阻尼器端部的功能由控制计算机27接管。至此，当控制计算机27基于位置传感器55’的信号检测到阀头32即将以过大速度抵靠住阀座31时，控制计算机27增加压力室52中的压力。阀头32抵达阀座31的容许速度位于0.05m/s-0.4m/s的范围内。
图18示出排气门组件18的另一实施方式。该实施方式与参照16描述的实施方式大致相同，但有下列改变：弹簧活塞41配合在阀杆33的细长或者直径减小部分上，并通过由过渡部形成的肩台抵靠住阀杆33的正常直径部分。弹簧活塞41包括向上延伸的套筒48。液压活塞51也配合在细长的阀杆部分上。液压活塞51是双动作的，并且液压活塞51的下表面搁置在套筒48的上表面上。液压活塞51包括向上延伸的套筒54。螺纹接合到细长的阀轴部分上的螺母119放置在套筒54的顶部上，并且紧固配合在细长的阀轴部分上的部件，并且锥形部件56是阀杆33的顶部上的集成部件。
图19示出排气门组件18的另一实施方式。该实施方式与参照16描述的实施方式大致相同，但有下列改变：液压活塞51是双动作的。液压活塞51安装在阀杆33的细长或者直径减小的部分上，并通过由过渡部形成的肩台抵靠住阀杆33的正常直径部分。液压活塞51包括向上延伸的套筒54。弹簧活塞41也配合在细长阀杆部分上，并且弹簧活塞41的下表面搁置在套筒54的上表面上。螺纹接合到细长的阀轴部分上的螺母119’放置在弹簧活塞41的顶部上，并且紧固配合在细长的阀轴部分上的部件，并且锥形部件56是的螺母119’的集成部件。
排气门18的上述实施方式允许完全控制两冲程柴油机1的排气门11，而在任何载荷点和在变化的液压供给压力下无需凸轮轴，同时仅需要最小的能量。通过测量排气门位置、液压供给压力和曲轴角位置，控制计算机27将能够对加压液压流体的所需量进行计量。
尽管已经出于解释的目的详细地描述了本发明，需要理解的是，这些细节仅仅出于该目的，并且本领域技术人员可以在不偏离本发明的范围的情况下得到变化形式。
Claims (68)
1.一种具有排气门组件(18)的十字头型大型两冲程柴油机(1)，所述组件(18)包括：
-排气门(11)，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(40)，其以可操作的方式连接到所述排气门(11)，并与所述排气门(11)以及任何和所述排气门(11)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(11)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(40)储存能量，以在相反的方向上随后推动所述排气门(11)；
-位置传感器(55)，其提供指示所述排气门(11)的位置的信号；
-控制器(27)，其接收来自于所述位置传感器(55)的信号；和
-液压装置(50)，其用于根据来自于所述控制器(27)的指令将所述排气门(11)保持在所述关闭位置和打开位置中，
-由此，所述控制器配置成控制所述液压装置响应来自于所述位置传感器的信号而将所述排气门停止在任意所需的打开程度并将所述排气门精确地保持在期望位置。
2.如权利要求1所述的大型两冲程柴油机(1)，其特征在于，用于保持所述排气门(11)的所述液压装置(50)包括两个气缸活塞装置(50、51、51’、51”)，每个气缸活塞装置包括一个压力室(52、53)并在相反方向上作用。
3.如权利要求1所述的大型两冲程柴油机(1)，其特征在于，用于保持所述排气门(11)的所述液压装置(50)包括双动作气缸活塞装置(51)类型，该双动作气缸活塞装置包括两个压力室(52、53)。
4.如权利要求2或3所述的大型两冲程柴油机(1)，其中一个或 多个液压阀(60)控制进出所述压力室(52、53)的液压流体的流动。
5.如权利要求4所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述一个或多个液压阀(60)接收来自于所述控制器单元(27)的控制信号。
6.如权利要求4所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述一个或多个液压阀(60)能够在其位置的至少其中一个位置关闭进出一个或者两个所述压力室(52、53)的液压流体的流动，用于将所述排气门(11)保持在所述关闭或打开位置。
7.如权利要求5或6所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述液压阀(60)能够在其位置的至少其中一个位置在两个压力室(52、53)之间形成流体连通路径，用于释放所述排气门(11)并允许所述弹簧组件(40)推动所述排气门(11)。
8.如权利要求4-7中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述液压阀(60)能够在其位置的至少其中一个位置将其中一个压力室(52)连接到高压液压流体源(P)，用于向所述排气门(11)供应额外能量，以补偿所述组件(18)中消耗的能量。
9.如权利要求8所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述液压阀(60)能够在其位置的至少其中一个位置将另一个压力室(53)连接到高压液压流体源(P)，用于向所述排气门供应额外能量，以补偿所述组件中消耗的能量。
10.如权利要求4-9中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述液压阀(60)是比例阀，其配置成节流进入或流出其中一个或两个所述压力室(52、53)的液压流体，用于使所述排气门(11)减速。
11.如权利要求1-10中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，还包括冲程阻尼器(58、59)的端部，用于在关闭冲程和/或打开冲程的最后阶段使所述排气门(11)减速。
12.如权利要求11所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述冲程阻尼器(58、59)的一个或多个端部是所述压力室(52、53)的集成部件。
13.如权利要求1-12中任一项所述的阀组件，其中所述双动作弹簧装置(40)是空气弹簧装置，包括至少两个弹簧室(42、43)，当所述排气门(11)在打开方向上运动时，一个弹簧室(43)中的空气被压缩，当所述排气门(11)在关闭方向上运动时，另一个弹簧室(42)中的空气被压缩。
14.如权利要求13所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述双动作弹簧装置(40)由以可操作的方式连接到所述排气门(11)的双动作弹簧活塞(41)形成，所述弹簧活塞(41)将所述阀组件(18)中的气缸(40)分成两个相对的弹簧室(42、43)。
15.如权利要求13所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述液压活塞气缸装置(51’、52；51”、53)从移动的方向看，设置在所述空气室的相对两侧。
16.一种具有排气门组件(18)的十字头型大型两冲程柴油机(1)，所述组件(18)包括：
-排气门(11)，其能够在关闭位置和打开位置之间移动；
-双动作弹簧组件(40)，其以可操作的方式连接到所述排气门(11)，并与所述排气门(11)以及任何和所述排气门(11)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(11)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(40)储存能量，以在相反的方向上随后推动所述排气门(11)；
-位置传感器(55)，其提供指示所述排气门(11)的位置的信号；
-控制器(27)，其接收来自于所述位置传感器(55)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(11)保持在所述关闭位置和打开位置的装置(50、60)；
-用于释放被保持在所述关闭位置中的排气门(11)的装置(50、60)，以允许所述双动作弹簧组件(40)朝向所述打开位置推动所述排气门(11)；
-用于释放被保持在所述打开位置中的排气门(11)的装置，以允许所述双动作弹簧组件(40)朝向所述关闭位置推动所述排气门(11)；和
-液压装置(50、60)，用于根据来自于所述控制器(27)的指令将确定量的额外能量供应到所述排气门(11)，以补偿在所述组件(18)中能量的消耗。
17.如权利要求16所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述控制器(27)配置成使用来自于所述位置传感器(55)的信号以及可选的其它参数来确定将要供给到所述系统的额外能量的大小，并配置成指令用于供应额外能量的所述液压装置(50、60)，以传递确定量的液压能量。
18.如权利要求16或17所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述控制器(27)配置成指令用于供应额外能量的所述液压装置(50、60)，以提供能量的初始量，该能量的初始量能够由所述控制器根据所述柴油机(1)的运行参数而预定或确定。
19.如权利要求18所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述控制器(27)配置成在所述排气门(11)的至少一部分冲程期间周期性地或者持续地监视来自于所述位置传感器(55)的信号。
20.如权利要求19所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述控制器(27)配置成将实际的位置和/或速度与预期的位置和/或速度相比较。
21.如权利要求20所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述控制器(27)配置成校正所述排气门(11)的实际速度和预期速度之间的偏差，其方式为通过指令用于供应额外能量的所述液压装置(50)传递一定量的额外能量，或者通过指令用于保持的所述液压装置(50)使所述排气门(11)减速。
22.如权利要求16-20中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述控制器(27)配置成使用来自于所述位置传感器(55)的信号以及可选的其它参数来确定所述排气门(11)会超程或者太快地接近所述阀座(32)，并配置成在所述排气门(11)超程或者以过大的速度撞上所述阀座(32)之前指令用于保持的所述液压装置(50)使所述排气门(11)减速。
23.如权利要求16-22中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中用于将所述排气门(11)保持在所述关闭位置和所述打开位置的所述装置(50)、用于释放被保持在所述关闭位置的排气门(11)的所述装置(50)、用于释放被保持在所述打开位置的排气门(11)的所述装置(50)、以及用于向所述排气门(11)提供额外能量的所述装置(50)由一对相反动作液压缸活塞组件(50、51、51’、51”、52)形成。
24.如权利要求16-23中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述控制器将实际的位置和/或速度与预定的所需分布图相比较，并通过将实际分布图与所需分布图相比较而确定待施加的额外能量的大 小或者破裂量的大小。
25.如权利要求16-23中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述控制器将实际分布图与所需分布图之间的偏差应用到模拟所述排气门的物理特性的数学模型，以确定待施加的额外能量的大小或者破裂量的大小。
26.一种十字头型大型两冲程柴油机(1)，该柴油机在其标称最大连续额定功率时具有以转/分为单位的预定的发动机转速Rm，所述柴油机具有排气门组件(18)，该组件包括：
-排气门(11)，其能够在关闭位置和打开位置之间移动；
-双动作弹簧组件(40)，其以可操作的方式连接到所述排气门(11)，并与所述排气门(11)以及任何和所述排气门(11)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(11)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(40)储存能量，以在相反的方向上随后推动所述排气门(11)；
-用于将所述排气门(11)保持在所述关闭位置和打开位置的装置(50)；
-用于释放被保持在所述关闭位置中的所述排气门(11)的装置(50)，以允许所述双动作弹簧组件(40)朝向所述打开位置推动所述排气门(11)；
-用于释放被保持在所述打开位置中的所述排气门(11)的装置(50)，以允许所述双动作弹簧组件(40)朝向关闭位置推动所述排气门(11)；
-液压装置(50)，用于将额外能量供应到所述排气门以补偿在所述组件(11)中的能量消耗，
-其特征在于所述双动作弹簧组件(40)包括双动作空气活塞(41)，该空气活塞以可操作的方式连接到所述排气门(11)，所述质量 弹簧系统具有位于1至64倍Rm的范围内的特征频率。
27.如权利要求26所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述双动作空气活塞(41)安装在所述阀杆(33)上，并借助楔形连接件(110、112)相对于所述阀杆固定以防止移动。
28.如权利要求26所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述双动作空气活塞(41)安装在所述阀杆(33)上，并借助形成于所述阀杆(33)中的肩台相对于所述阀杆固定以防止移动。
29.如权利要求26所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述液压装置(50)包括至少一个活塞，所述活塞由所述阀杆形成或者设置在所述阀杆上。
30.一种十字头型大型两冲程柴油机(1)，所述柴油机具有以转/分为单位的发动机转速R，所述柴油机具有排气门组件，该排气门组件包括：
-排气门(11)，其能够在关闭位置和打开位置之间移动；
-双动作弹簧组件(40)，其以可操作的方式连接到所述排气门(11)，并与所述排气门(11)以及任何和所述排气门(11)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(11)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(40)储存能量，以在相反的方向上随后推动所述排气门(11)；
-用于将所述排气门(11)保持在所述关闭位置和打开位置的装置(50)；
-用于释放被保持在所述关闭位置中的所述排气门(11)的装置(50)，以允许所述双动作弹簧组件(40)朝向所述打开位置推动所述排气门(11)；
-用于释放被保持在所述打开位置中的所述排气门(11)的装置(50)，以允许所述双动作弹簧组件(40)朝向所述关闭位置推动所述排气门(11)；
-液压装置(50)，用于将额外能量供应到所述排气门(11)以补偿在所述组件中的能量消耗，
-所述双动作弹簧组件(40)的类型为：其中气体介质从底压被压缩到更高的压力以储存能量，并且所述气体介质从更高的压力膨胀到所述底压，以推动所述排气门(11)；
-控制器(27)，其配置成确定用于所述质量弹簧系统的特征频率的所需值，并配置成相应地控制/调节所述双动作弹簧组件中气体介质的底压。
31.如权利要求30所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述控制器(27)确定作为实际发动机速度的函数的期望特征频率。
32.如权利要求30或31所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述控制器(27)在实际发动机速度的2至10倍的范围内确定期望的特征频率。
33.如权利要求30-32中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中通过改变所述空气缸(40)中的压力来调节所述特征频率。
34.如权利要求33所述的大型两冲程柴油机(1)，其中每一个所述弹簧室(42、43)连接到压力管线(92、93)，所述压力管线具有由所述控制器单元(27)控制的压力。
35.如权利要求34所述的大型两冲程柴油机(1)，其中每个压力管线(92、93)中的压力能够针对每个弹簧室(42、43)而单独受到控制。
36.如权利要求35所述的大型两冲程柴油机(1)，其中单向阀(94、96)设置在每个压力管线(92、93)中，用于防止从相应的弹簧室(42、43)回流，在每个压力管线(92、93)中，压力控制减压阀(95、97)设置在所述单向阀(94、96)和所述弹簧室(42、43)之间，由此用于所述减压阀(95、97)的控制压力是相应的单向阀(94、96)的上游的压力。
37.如权利要求36所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述减压阀(95、97)的打开压力是所述控制压力的K倍，其中K分别约等于相应的弹簧室(42、43)在所述关闭位置和打开位置的压缩比。
38.如权利要求34-37中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，还包括所述单向阀(94、96)上游的压力传感器(99、99’)，用于向所述控制器(27)提供反馈信号。
39.一种十字头型大型两冲程柴油机(1)，所述柴油机具有排气门组件(18)，该排气门组件(18)包括：
-阀壳体(101A、101B、101C)；
-排气门(11)，其能够在关闭位置和打开位置之间移动；
-双动作空气弹簧组件(40)，其包括安装在所述排气门(11)的杆(33)上的活塞(41)，并与所述排气门(11)以及任何和所述排气门(11)一起运动的其它部件的质量一起形成质量弹簧系统，
-所述活塞(41)和所述排气门的杆(33)之间的连接由单一接头形成，该单一接头包括两个相对设置的楔形物。
40.如权利要求39所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述楔形物由楔形圈(110、116)或楔形衬套形成。
41.如权利要求39所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述组件(18)包括凸缘(114)，该凸缘设置在所述阀杆(33)上朝向所述弹簧活塞(41)。
42.如权利要求39所述的大型两冲程柴油机(1)，其中，其中一个所述楔形圈(110、116)容纳在设置于所述弹簧活塞(41)内的锥形夹头孔中，另一个所述楔形圈(110、116)容纳在设置于所述凸缘(114)内的锥形夹头孔中，所述凸缘(114)紧固到所述弹簧活塞(41)，从而相对设置的楔形圈(110、116)被驱动到其相应的夹头孔中并且抵靠住所述阀杆(33)的外周而被径向紧固，从而将所述弹簧活塞(41)和凸缘(114)固定到所述阀杆(33)。
43.如权利要求42所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述凸缘(114)由穿过所述凸缘(114)组装的张紧螺栓(117)紧固到所述弹簧活塞(41)。
44.如权利要求39-43中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述液压活塞缸装置(50、51、51”、53)的至少一个在所述关闭方向上驱动所述排气门(11)的液压活塞(51)包括绕着所述排气门(11)的杆(33)设置的环形活塞(51”)。
45.如权利要求44所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述环形活塞(51”)由连接到所述弹簧活塞(41)的套筒(47)形成。
46.如权利要求45所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述套筒(47)朝向所述阀头(32)并且与所述弹簧活塞(41)形成为一体。
47.如权利要求39-46中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中用于控制进出所述液压活塞缸组件(50)的液压流体流动的液压阀 体直接附连到所述阀壳体(101A、101B、101C)。
48.如权利要求39-47中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，还包括位置传感器(55)，该位置传感器包括由铁磁体材料制成的锥形部件(56)。
49.如权利要求48所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述锥形部件(56)是从所述凸缘(114)延伸的衬套(115)的集成部件。
50.如权利要求39-49中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中在所述打开方向上驱动所述排气门(11)的所述液压活塞(52)由所述阀杆(33)的顶部形成。
51.如权利要求39-50中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述阀杆(33)的顶部设置有纵向孔，该孔用于检测所述排气门(11)的位置。
52.如权利要求39所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述空气弹簧组件(40)包括双动作弹簧活塞(41)，并且所述液压活塞缸装置(50)包括一个公用的双动作液压活塞(51)，由此所述弹簧活塞(41)和双动作液压活塞(51)安装在所述阀杆(33)的较细的上部上，并夹在所述阀杆(33)的较粗的下部和螺母(119、119’)之间，所述螺母螺接到所述阀杆(33)的上部。
53.如权利要求52所述的大型两冲程柴油机(1)，其中衬套(54)安装在所述阀杆(33)的较细的上部上，并设置在所述双动作液压活塞(51)和所述双动作弹簧活塞(41)之间。
54.如权利要求52或53所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述 螺母(119’)的至少一部分逐渐变细以用于位置传感器。
55.如权利要求39-54中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述阀杆(33)的至少一部分逐渐变细以用于位置传感器(55)。
56.一种十字头型大型两冲程柴油机(1)，所述柴油机具有排气门组件(18)，该排气门组件包括：
-排气门(11)，其能够在关闭位置和打开位置之间在相反的方向上移动；
-双动作空气弹簧组件(40)，其以可操作的方式连接到所述排气门(11)，并与所述排气门(11)以及任何和所述排气门(11)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(11)在所述关闭和打开位置之间来回移动的过程中，包括两个弹簧室(42、43)的所述双动作弹簧组件(40)储存能量，以在相反的方向上随后推动所述排气门(11)；
-液压装置(50)，用于根据来自于所述控制器(27)的指令保持所述排气门；
-用于排空所述弹簧室(42)的装置，当液压压力消失时，所述弹簧室(42)在打开方向上驱动所述排气门(11)，从而在液压压力消失或下降到预定阈值之下时，所述排气门(11)将会自动地位于关闭位置。
57.如权利要求56所述的大型两冲程柴油机(1)，其中用于排空的所述装置包括减压阀(125)，该减压阀由弹性装置或者所述弹簧室(42)中的空气压力朝向打开位置驱动，并且由液压朝向关闭位置驱动，从而当液压压力消失或下降到预定阈值之下时，所述弹性装置或空气压力将会将所述减压阀(125)驱动到所述打开位置。
58.一种十字头型大型两冲程柴油机(1)，所述柴油机具有排气门 组件，该排气门组件包括：
-排气门(11)，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(11)，并与所述排气门(11)以及任何和所述排气门(11)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(11)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(40)在两个相反动作弹簧室中储存能量，以在相反的方向上随后推动所述排气门(11)；
-用于将所述排气门(11)保持在所述关闭位置和打开位置的装置(50)；
-用于释放被保持在所述关闭位置中的排气门(11)的装置(50)，以允许所述双动作弹簧组件(40)朝向所述打开位置推动所述排气门(11)；
-用于释放被保持在所述打开位置中的排气门(11)的装置(50)，以允许所述双动作弹簧组件(40)朝向所述关闭位置推动所述排气门(11)；
-液压装置(50)，用于将额外能量供应到所述排气门(11)，以补偿在所述组件中消耗的能量；
-所述双动作弹簧组件(40)被配置成与当所述排气门在打开位置时在关闭方向上驱动所述排气门的所述弹簧室中相比，在当所述排气门在排气的关闭位置时在打开方向上驱动所述排气门的所述弹簧室中储存更大量的能量；以及
-控制器(27)，其耦联到用于提供额外能量的所述液压装置(50)，并耦联到所述双动作弹簧组件(40)；
-所述控制器(27)配置成控制相对的弹簧室中的能量的差值并调节该差值，从而使得需要传递到所述排气门(11)的额外液压能量的大小最小。
59.如权利要求58所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述双动 作弹簧组件(40)包括设置在气缸内部的活塞，其中压力室设置在所述活塞的任一侧上。
60.如权利要求58或59所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述双动作弹簧组件(40)为这样的一种类型：其中气体介质从底压被压缩到较高压力以储存能量，并且所述气体介质从所述较高压力膨胀到所述底压以推动所述排气门(11)，在所述打开方向上驱动所述排气门的所述弹簧室上的底压高于在所述关闭方向上驱动所述排气门的所述弹簧室中的底压。
61.如权利要求60所述的大型两冲程柴油机(1)，还包括控制器(27)，该控制器配置成根据所述发动机的运行状况和/或根据所述排气门的测量位置和/或速度来确定所述弹簧室之间的底压的期望差值。
62.如权利要求58或59所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述活塞一侧的有效面积与所述活塞另一侧的有效面积不同。
63.如权利要求58-62中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中在所述排气门(11)的关闭位置将所述排气门(11)向所述打开位置驱动的所述弹簧室(42)的体积小于在所述排气门(11)的打开位置将所述排气门(11)向所述关闭位置驱动的所述弹簧室(43)的体积。
64.如权利要求58-63中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中在所述排气门(11)的关闭位置将所述排气门(11)向所述打开位置驱动的所述弹簧室(42)中的空气压缩比高于在所述排气门(11)的打开位置将所述排气门(11)向所述关闭位置驱动的所述弹簧室(42)中的空气压缩比。
65.如权利要求58-64中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)， 其中在所述排气门的打开冲程的开始阶段期间以液压方式供应额外能量，以克服施加到所述排气门的力，并且在所述排气门的打开冲程的末期以液压方式供应额外能量，以确保所述排气门到达所述打开位置。
66.如权利要求58-65中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中在所述排气门的关闭冲程的末期以液压方式供应额外能量，以确保所述较大量的能量储存在朝向所述打开位置驱动所述排气门(11)的弹簧室(42)中。
67.如权利要求58-66中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中所述两个液压活塞缸装置(50、51、51’、51”)包括：至少一个第一压力室(52)，其用于在打开方向上向所述排气门施加力；以及至少一个第二压力室(53)，其用于在关闭方向上向所述排气门施加力。
68.如权利要求58-67中任一项所述的大型两冲程柴油机(1)，其中正向液压从压力源施加到所述至少一个第一压力室(52)，而进出所述至少一个第二压力室(53)的液压流体的流动被阻碍。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2005/003934 WO2006108438A1 (en) | 2005-04-14 | 2005-04-14 | Exhaust valve assembly for a large two-stroke diesel engine |
| EPPCT/EP2005/003934 | 2005-04-14 | ||
| PCT/EP2006/003364 WO2006108629A2 (en) | 2005-04-14 | 2006-04-12 | A large two-stroke diesel engine with improved fuel efficiency |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101160457A CN101160457A (zh) | 2008-04-09 |
| CN101160457B true CN101160457B (zh) | 2011-01-12 |
Family
ID=35427945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2006800120100A Expired - Fee Related CN101160457B (zh) | 2005-04-14 | 2006-04-12 | 具有改进的燃料效率的大型两冲程柴油机 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4601014B2 (zh) |
| KR (1) | KR100950539B1 (zh) |
| CN (1) | CN101160457B (zh) |
| WO (2) | WO2006108438A1 (zh) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4597908B2 (ja) * | 2006-05-18 | 2010-12-15 | 愛三工業株式会社 | 燃料噴射弁 |
| AT504981B1 (de) * | 2007-03-06 | 2013-06-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | Ventilantrieb |
| AT504980B1 (de) * | 2007-03-06 | 2013-06-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg | Ventilantrieb |
| JP4686561B2 (ja) * | 2008-02-14 | 2011-05-25 | エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド | 大型２サイクルディーゼルエンジン用の排気弁アクチュエータ |
| JP4592770B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2010-12-08 | エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー・ティスクランド | カムシャフトを備える大型２サイクルディーゼルエンジンの可変バルブタイミング |
| DK177410B1 (en) * | 2010-02-24 | 2013-04-02 | Man Diesel & Turbo Deutschland | Valve actuation system for a large two stroke diesel engine |
| DK177283B1 (en) * | 2010-02-24 | 2012-10-08 | Man Diesel & Turbo Deutschland | Valve arrangement |
| JP5342592B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2013-11-13 | 三菱重工業株式会社 | 内燃機関のシリンダ構造 |
| DK177676B1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-02-17 | Man Diesel & Turbo Deutschland | Exhaust valve arrangement for a large slow-running two-stroke internal combustion engine with crossheads |
| JP6574440B2 (ja) | 2014-03-25 | 2019-09-11 | ハンス イェンセン ルブリケイターズ アクティーゼルスカブ | シリンダに潤滑油を注油する方法及びシステム |
| KR101448429B1 (ko) | 2014-05-12 | 2014-10-10 | 케이알이피에스 주식회사 | 실린더 작동식 개폐밸브 |
| US9506382B2 (en) * | 2015-03-30 | 2016-11-29 | Caterpillar Inc. | Variable valve actuator |
| DK178787B1 (en) * | 2015-05-06 | 2017-02-06 | Man Diesel & Turbo Filial Af Man Diesel & Turbo Se Tyskland | A large turbocharged two-stroke self-igniting internal combustion engine with an exhaust valve actuation system |
| DE102017206151B3 (de) * | 2017-04-11 | 2018-10-11 | Ford Global Technologies, Llc | Brennkraftmaschine umfassend Ventiltriebe mit Ventilfedern und Verfahren zum Montieren einer derartigen Ventilfeder |
| JP7397695B2 (ja) * | 2020-01-30 | 2023-12-13 | 川崎重工業株式会社 | 判定装置、船陸間通信システム及び判定方法 |
| CN113738471B (zh) * | 2021-09-29 | 2024-05-28 | 中船动力镇江有限公司 | 船用二冲程柴油机排气阀驱动器正时单元 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4930464A (en) * | 1988-10-28 | 1990-06-05 | Daimler-Benz Ag | Hydraulically operating actuating device for a lift valve |
| US5253619A (en) * | 1992-12-09 | 1993-10-19 | North American Philips Corporation | Hydraulically powered actuator with pneumatic spring and hydraulic latching |
| US5809950A (en) * | 1996-05-31 | 1998-09-22 | Daimler-Benz Ag | Hydraulic valve control arrangement |
| WO1998057048A1 (en) * | 1997-05-29 | 1998-12-17 | Man B & W Diesel A/S | A hydraulically actuated exhaust valve for an internal combustion engine |
| WO1999017003A1 (en) * | 1997-09-30 | 1999-04-08 | Kvaerner Asa | Control device for poppet valves for engines |
| US6315265B1 (en) * | 1999-04-14 | 2001-11-13 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Variable valve timing actuator |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK167499B1 (da) * | 1991-06-27 | 1993-11-08 | Man B & W Diesel Gmbh | Spaerreluftarrangement ved en forbraendingsmotor |
| DK170123B1 (da) * | 1993-06-04 | 1995-05-29 | Man B & W Diesel Gmbh | Fremgangsmåde til mindskning af ekstraspændinger fra torsionssvingninger i en hovedaksel til en stor totakts dieselmotor |
| US5619965A (en) * | 1995-03-24 | 1997-04-15 | Diesel Engine Retarders, Inc. | Camless engines with compression release braking |
| FR2815075B1 (fr) * | 2000-10-05 | 2003-01-24 | Renault Sport | Dispositif d'actionnement de soupapes, et procede de commande pour un tel dispositif |
| DE10161438B4 (de) * | 2001-12-14 | 2004-07-15 | Man B&W Diesel A/S | Hubkolbenmaschine |
| US6857404B1 (en) * | 2003-08-06 | 2005-02-22 | General Motors Corporation | Hydraulic engine valve actuator |
-
2005
- 2005-04-14 WO PCT/EP2005/003934 patent/WO2006108438A1/en not_active Application Discontinuation
-
2006
- 2006-04-12 CN CN2006800120100A patent/CN101160457B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-04-12 KR KR1020077023937A patent/KR100950539B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2006-04-12 JP JP2008503451A patent/JP4601014B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-04-12 WO PCT/EP2006/003364 patent/WO2006108629A2/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4930464A (en) * | 1988-10-28 | 1990-06-05 | Daimler-Benz Ag | Hydraulically operating actuating device for a lift valve |
| US5253619A (en) * | 1992-12-09 | 1993-10-19 | North American Philips Corporation | Hydraulically powered actuator with pneumatic spring and hydraulic latching |
| US5809950A (en) * | 1996-05-31 | 1998-09-22 | Daimler-Benz Ag | Hydraulic valve control arrangement |
| WO1998057048A1 (en) * | 1997-05-29 | 1998-12-17 | Man B & W Diesel A/S | A hydraulically actuated exhaust valve for an internal combustion engine |
| WO1999017003A1 (en) * | 1997-09-30 | 1999-04-08 | Kvaerner Asa | Control device for poppet valves for engines |
| US6315265B1 (en) * | 1999-04-14 | 2001-11-13 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Variable valve timing actuator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006108438A1 (en) | 2006-10-19 |
| WO2006108629A9 (en) | 2007-02-01 |
| JP4601014B2 (ja) | 2010-12-22 |
| WO2006108629A2 (en) | 2006-10-19 |
| CN101160457A (zh) | 2008-04-09 |
| WO2006108629A8 (en) | 2006-12-07 |
| KR20070118127A (ko) | 2007-12-13 |
| KR100950539B1 (ko) | 2010-03-30 |
| WO2006108629A3 (en) | 2007-04-26 |
| JP2008534848A (ja) | 2008-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101160457B (zh) | 具有改进的燃料效率的大型两冲程柴油机 | |
| JP2008534848A5 (zh) | ||
| JP4597255B2 (ja) | クロスヘッド型大型ユニフロー式２サイクルディーゼル機関 | |
| KR101387772B1 (ko) | 가변 압축비 엔진의 제어 잭을 폐쇄 루프로 구동시키는 전기유압 장치 | |
| CN101275527B (zh) | 用于大型两冲程柴油发动机的凸轮驱动燃料喷射系统 | |
| JP2009532615A5 (zh) | ||
| CN101509402B (zh) | 用于大型两冲程柴油发动机的排气门致动器 | |
| JP2008527239A5 (zh) | ||
| JP6574440B2 (ja) | シリンダに潤滑油を注油する方法及びシステム | |
| JP4657386B2 (ja) | 電子制御式排気弁作動システムを備える大型２サイクルディーゼルエンジン | |
| CN110043783A (zh) | 增压可控式注油装置及注油方法 | |
| US9206738B2 (en) | Free piston engines with single hydraulic piston actuator and methods | |
| US4992031A (en) | Internal combustion engine driven multiple pump | |
| KR101438189B1 (ko) | 크로스헤드와 캠 구동 배기 밸브 액추에이션 시스템을 구비한 대형 저속 터보차져 2-행정 단류 내연 엔진 | |
| CN208203357U (zh) | 定量供给调压控制二冲程能量转换气动发动机 | |
| JP4597264B2 (ja) | クロスヘッド型大型ユニフロー式２サイクルディーゼル機関 | |
| KR910000667B1 (ko) | 포핏 밸브용 유압식 작동기구 | |
| KR101780206B1 (ko) | 배기 밸브 작동 시스템을 구비한 대형 터보차지 2행정 자체점화 내연기관 | |
| KR102122224B1 (ko) | 배기 밸브 작동 시스템 및 대형 2행정 내연 기관 | |
| CN213175730U (zh) | 一种碟片弹簧油动机 | |
| CN108412552A (zh) | 定量供给调压控制二冲程能量转换气动发动机 | |
| RU25204U1 (ru) | Центробежный регулятор частоты вращения тепловозного дизель-генератора | |
| CN102251895A (zh) | 十字头型的大型单流式双冲程柴油发动机 | |
| KR19980013816A (ko) | 유압 실린더 장치의 충격 완화 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110112 Termination date: 20140412 |