CN102066714A - 燃烧式发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃烧式发动机，该燃烧式发动机包括若干气缸(2a，2b)，这些气缸被布置成至少一排，所述发动机设置有空气压缩机(3)和压缩空气通路(4)，所述压缩空气通路基本上在所述气缸排的整个长度上延伸，用于将压缩空气供给到气缸(2a，2b)中，借此，压缩空气通路(4)被定位成与气缸排相邻，所述发动机还设置有排气歧管(5)，该排气歧管与气缸(2a，2b)连通，并且由压缩空气通路(4)支撑。根据本发明，在压缩空气通路(4)与排气歧管(5)之间布置有冷却装置。

Description

燃烧式发动机
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的燃烧式发动机，该燃烧式发动机包括若干气缸，这些气缸被至少布置成一排，该发动机设置有空气压缩机和压缩空气通路，该压缩空气通路基本上在所述气缸排的整个长度上延伸，用于将压缩空气供给到所述气缸中，其中，所述压缩空气通路被定位成与所述气缸排相邻，并且所述发动机还设置有排气歧管，该排气歧管与所述气缸连通并且由所述压缩空气通路支撑。
具体地，本发明涉及这样的燃烧式发动机，该燃烧式发动机适用于例如船舶的主发动机或者辅助发动机，或者适用于发热和/或发电的动力工厂。
背景技术
构成设置有空气压缩机的多缸燃烧式发动机的燃烧过程的一部分的空气在经过空气压缩机之后通过压缩空气通路被引导至发动机气缸。压缩空气的温度影响发动机的输出功率。从而，通过冷却来自于空气压缩机并且供给到发动机气缸中的发动机的进气，利用相同的体积流而获得更大量氧气。可通过空气压缩机后部的中冷器进行进气的冷却，借此冷却器还可位于与气缸排连接的压缩空气通路内，增压进气从所述通路分流到每个气缸。在专利说明书US 6910469B2中公开了与此类似的方案。
说明书US 2005/0235942A1示出了V型发动机，其中在所述气缸排之间和所述气缸附近，具有吸气歧管，在该吸气歧管上方设置冷却设备。在该方案中，排气歧管被放置在吸气歧管的不同侧的气缸排上。该技术方案也还算紧凑并节省空间。
同样有利于空间利用的一种方案是由与气缸排连接的压缩空气通路支撑排气管或排气歧管。因此存在的问题是热的排气还会加热压缩空气通路中的气体，因为热可以沿从排气歧管的结构到压缩空气通路的结构尤其通过传导传递。经测量显示，在使用气体燃料的燃烧式发动机中，例如，压缩空气通路中的压缩空气因从排气管路传导的热而被加热5℃。当压缩空气的温度超过55℃时，发动机功率以1％/1℃下降。在具有18个气缸的V型发动机中，该1％可以为170kW/℃。在具有10个发动机的动力工厂中，每一度而使工厂的生产量下降1.7MW。
另一方面，排气歧管可被支撑为距压缩空气通路一定的距离定位，从而热行进的距离增大。然而，实际上这样不能解决问题，因为仍有太多的热通过传导传递，从而引起发动机的功率损失，另一方面，该方案因此相应地变得更浪费空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使公知技术所涉及的上述问题减到最少的燃烧式发动机方案。特别是，本发明的目的在于提供一种具有紧凑结构的方案，该方案还对节能特别有利。
本发明的目的主要通过第一方面和其他方面中详细描述的方法来实现。根据本发明，在所述压缩空气通路与所述排气歧管之间布置冷却装置。这样，可以有效地防止热传递，所述热通过所述结构从所述排气歧管传导至供给到所述气缸中的压缩空气，并且可以有效地防止使发动机功率下降，同时可将发动机的结构保持得尽可能紧凑。
所述冷却装置是所述压缩空气通路的一体部件。在该情况下，它们例如可被铸造在一起。
通过借助间隔开的多个支撑元件将所述排气歧管附连到所述冷却装置，可以减少通过直接传导进行的热传递。
最简单地，所述冷却装置包括冷却剂通路，冷却介质被供给到该冷却剂通路中，所述冷却介质可优选地包括发动机的低温(LT)回路的冷却水。实践中，其温度大约为35-40℃。
所述冷却介质优选地通过所述发动机的位于所述空气压缩机那一侧的端部，即，通过所述排气歧管的较热端供给到所述冷却装置中。
关于空间利用，本发明可最优选地被应用于所述燃烧式发动机是所谓的V型发动机的情况下，其中，所述压缩空气通路、所述排气歧管以及所述冷却装置被放置在所述发动机的所述气缸排之间。
附图说明
在下文中，通过实施例并且参照所附的示意图来描述本发明，其中：
图1是根据本发明的燃烧式发动机的示意图；以及
图2示出根据本发明的一个实施方式的压缩空气通路与排气歧管的结合。
具体实施方式
附图中的附图标记1指的是燃烧式发动机，在该情况下该燃烧式发动机是V型发动机，该发动机包括：主体部1a，该主体部1a包括气缸2a；以及主体部1b，该主体部1b包括气缸2b。所述发动机设置有空气压缩机3，该空气压缩机的压缩机部将压缩空气供给到压缩空气通路4中，该压缩空气通路在整个气缸排上延伸，并且位于主体部1a和1b之间。压缩空气通路4与每个气缸2a和2b连通，用于供给燃烧过程中需要的气缸的进气。气缸的燃烧产物通过排气歧管5去除，排气歧管也与每个气缸2a和2b连通，并且连接到空气压缩机3的涡轮机部。
如图2所示，排气歧管5通过彼此间隔开一定距离的支撑元件5a附连到压缩空气通路4。根据本发明，压缩空气通路4设置有冷却剂通路6，该冷却剂通路一体形成在压缩空气通路中，并且位于压缩空气通路4与排气歧管5之间，使得支撑元件5a固定到冷却剂通路6。发动机的低温(LT)回路的冷却水通过泵7被供给到压缩空气通路中。已流动通过冷却剂通路6的冷却水然后供回到LT回路而被冷却，以被再次供应(未详细地示出)。
热沿支撑元件5a从被热的排出气体加热的排气歧管5传导。另外，热还通过辐射传递到其周围环境，但是在这种情况下其大小实质上较小。然而，通过包括冷却剂通路6的冷却装置，可以有效地防止热向压缩空气通路4传导，进而加热供给到气缸中的压缩空气或进气，从而发动机的功率相应地不会下降。实际上，已发现，与不采用根据本发明的冷却装置的对应结构相比，通过根据本发明的冷却装置，压缩空气通路的上部的温度可被降低大约120-130℃。
本发明可被应用，而与所使用的燃料(气体或液体)以及发动机采用的燃烧过程(奥托(Otto)过程，柴油机过程)无关。
本发明不限于上述实施方式，而是在所附的权利要求的范围内可以考虑各种修改。

Claims (4)

1.一种燃烧式发动机，该燃烧式发动机包括若干气缸(2a，2b)，这些气缸被布置成至少一排，所述发动机设置有空气压缩机(3)和压缩空气通路(4)，所述压缩空气通路基本上在气缸排的整个长度上延伸，用于将压缩空气供给到所述气缸(2a，2b)中，其中，所述压缩空气通路(4)被定位成与所述气缸排相邻，所述发动机还设置有排气歧管(5)，该排气歧管与所述气缸(2a，2b)连通，并且由所述压缩空气通路(4)支撑；其中，在所述压缩空气通路(4)与所述排气歧管(5)之间布置有冷却装置，所述燃烧式发动机的特征在于，所述冷却装置包括冷却剂通路(6)，该冷却剂通路是所述压缩空气通路(4)的一体部件，并且被布置成使所述排气歧管(5)通过彼此相距一定距离的多个支撑元件(5a)经由所述冷却装置附连到所述压缩空气通路(4)。
2.根据权利要求1所述的燃烧式发动机，其特征在于，冷却介质设置成被供给到所述冷却装置中，所述冷却介质优选地为所述发动机的低温(LT)回路的冷却水。
3.根据权利要求2所述的燃烧式发动机，其特征在于，所述冷却介质通过所述发动机的位于所述空气压缩机(3)那一侧的端部供给到所述冷却装置中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧式发动机，其特征在于，该燃烧式发动机是所谓的V型发动机，并且所述压缩空气通路(4)、所述排气歧管(5)以及所述冷却装置被放置在所述发动机的所述气缸排之间。
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