CN102119267A - 用于活塞式发动机的基座 - Google Patents

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Abstract

一种用于大型涡轮增压活塞式发动机(2)的基座(12)，在该基座上能够安装活塞式发动机(2)，其特征在于：所述基座(12)包括用于被加压的增压空气的空气外壳(15)，在所述空气外壳(15)中布置有增压空气冷却器(9，11)。

Description

用于活塞式发动机的基座
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于活塞式发动机的基座，在该基座上能够安装活塞式发动机。
背景技术
在用于发电厂中以及用作船只中的主发动机和备用发动机的大型涡轮增压活塞式发动机中，通常在两个阶段执行增压，即，首先在低压增压器中执行增压然后在高压增压器中执行增压。增压空气在增压阶段之间以及在高压增压器之后在引导到发动机缸体之前被冷却。在大型发动机中，涡轮增压器和增压空气冷却器尺寸很大，因此难以将它们与发动机适配相连。这尤其在V型发动机中是成问题的，在V型发动机中两列缸体都可具有自己的低压涡轮增压器、高压涡轮增压器以及增压空气冷却器。由于发动机的顶部没有太多的空间，涡轮增压器以及空气冷却器通常设置在发动机体的端部上安装的支架上。在大型发动机中，涡轮增压器和具有连接通道的空气冷却器很重，从而在支架上存在很大的载荷，并且质量中心远离发动机体。这引起例如振动、隔离、噪音以及密封问题。此外，支架与发动机体之间的安装表面区域通常非常小，从而不允许质量大的物体放置在支架上。以一个阶段进行增压的活塞式发动机也伴随有类似问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决方案，通过这种解决方案能够减少上述问题。
本发明的目的通过所附的权利要求1中所公开的内容而实现。根据本发明，在其上可以安装发动机的基座包括用于被加压的增压空气的空气外壳。增压空气冷却器布置在所述空气外壳中。
通过本发明获得了极大的好处。因为增压空气冷却器适配在与发动机基座整合在一起的所述空气外壳中，所以在所述发动机体上安装的支架上承载的重量更轻，并且质量中心相对地靠近所述发动机体，从而发生更少的振动问题。由此，涡轮增压器更好地运行，因此发动机以及可能与该发动机相连接的发电机组也更好地运行。
附图说明
下面，参照所附的示意图以实施例的方式更详细地描述本发明，在附图中：
图1是在两个阶段进行涡轮增压的活塞式发动机的示意图；
图2示出了基座，在该基座上可以安装根据图1的活塞式发动机；
图3示出了根据图2的基座以及在该基座上安装的活塞式发动机；
图4示出了根据本发明的另一个基座，在该基座上可以安装根据图1的活塞式发动机；
图5示出了根据图4的基座以及在该基座上安装的活塞式发动机；
图6示出了根据本发明的第三个基座，在该基座上可以安装根据图1的活塞式发动机。
具体实施方式
图1示意性示出了在两个阶段进行涡轮增压的活塞式发动机2。发动机是例如用作船只中的主发动机和备用发动机以及用于发电厂中的大型活塞式发动机。发动机2包括低压涡轮增压器3，该低压涡轮增压器3设置有低压压缩机4与低压涡轮机5。此外，发动机2包括高压涡轮增压器6，该高压涡轮增压器6设置有高压压缩机7与高压涡轮机8。在低压压缩机4与高压压缩机7之间的流动通道设置有低压增压空气冷却器9，通过该低压增压空气冷却器9，被低压压缩机4加压的增压空气在被引导到高压压缩机7之前被冷却。高压压缩机7与发动机缸体10之间的流动通道设置有高压增压空气冷却器11，被高压压缩机7加压的增压空气在被引导到缸体10之前通过该高压增压冷却器11被冷却。发电机组13连接到发动机2。
发动机2(更具体地说是它的发动机体14)安装在基座12上。如果存在连接到发动机2的发电机组13，则发电机组13也安装到基座12上。基座12在发动机2的整个长度上延伸。基座12还可以用作发动机2的贮油槽。基座12还用作安装框架，该安装框架用于对通向发动机2的管道以及从发动机2导出的管道进行支撑。在发电厂中或其它固定设备应用中，基座12附接到混凝土基部，并且在船只应用中附接到船体。可以在基座12与发动机体14之间设置柔性阻尼器以防止发动机的振动传递到基座12。阻尼器(例如弹簧)可以设置在基座12与其安装框架之间，以抑制振动传递到安装框架。
基座12包括用于发动机的加压的增压空气的空气外壳15。空气外壳15与基座12是一体的。空气外壳15包括用于低压增压空气的低压空间16以及用于高压增压空气的高压空间17。用于低压增压空气的冷却器9布置在低压空间16中，并且用于高压增压空气的冷却器11布置在高压空间17中。在下述实施方式中更详细地描述基座12的结构。
当发动机2运转时，空气被引导到低压压缩机4，通过低压压缩机4空气的压力提高到大约4bar。接着，低压增压空气被引导到低压空间16，在低压空间16中其被低压增压空气冷却器9冷却。冷却的增压空气从低压空间16被引导到高压压缩机7，通过高压压缩机7增压空气的压力提高到大约8bar。接着，高压增压空气被引导到高压空间17并且被高压增压空气冷却器11冷却。冷却的高压增压空气从高压空间17被引导到缸体10中用作燃烧空气。增压空气被供给到增压空气冷却器9、11的发动机的冷却水所冷却。来自缸体10的废气传送到高压涡轮机8并且随后传送到低压涡轮机5。高压涡轮机8驱动高压压缩机7并且低压涡轮机5驱动低压压缩机3。
在根据图2和图3的实施方式中，空气外壳15布置在基座12的一个端部处。空气外壳15包围用于被低压压缩机5加压的增压空气的低压空间16以及用于被高压压缩机8加压的增压空气的高压空间17。高压增压空气冷却器11布置在高压空间17中。低压增压空气冷却器9布置在低压空间16中。空气外壳15的盖子设置有入口21和出口22，该入口21用于将来自低压压缩机4的增压空气引导到低压空间16，该出口22用于从低压空间16排出冷却的增压空气。此外，空气外壳15设置有第二入口23，该第二入口23用于将来自高压压缩机7的增压空气引导到高压空间17。空气外壳15设置有第二出口24，该第二出口24用于从高压空间17排出冷却的增压空气。入口21与低压压缩机的出口流动连通，并且出口22与高压压缩机的入口流动连通。第二入口23与高压压缩机的出口流动连通，第二出口24与通向缸体的增压空气通道流动连通。低压涡轮增压器3由空气外壳15支承。高压涡轮增压器6适配在发动机体14上安装的支架上。基座12包括用于发动机润滑油的贮油槽18。
在根据图4和图5的实施方式中，空气外壳15包括细长的低压空间16和细长的高压空间17，该低压空间16用于被低压压缩机5加压的增压空气，该高压空间17用于被高压压缩机8加压的增压空气。低压空间16布置在基座12的一侧上，高压空间17布置在基座12的另一侧上。低压空间12的定位在基座16的一侧上的部分平行于高压空间17的定位在基座的另一侧上的部分。此外，低压空间16的端部和高压空间17的端部都设置有与基座12的端部相平行的端部部分。低压空间16的定位在基座12的一侧上的部分和高压空间17的定位在基座12的另一侧上的部分是管状的。低压空间16和高压空间17都在发动机的整个长度上延伸。用于发动机润滑油的贮油槽18设置在低压空间16与高压空间17之间。低压增压空气冷却器9布置在低压空间17的定位在基座12的一侧上的部分中。高压增压空气冷却器11布置在高压空间17的定位在基座12的另一侧上的部分中。高压增压空气冷却器11与低压增压空气冷却器9连接到发动机2的冷却液体回路。
低压涡轮增压器3和高压涡轮增压器6布置在发动机2的相对两端。涡轮增压器3、6设置在发动机体14上安装的支架上。低压涡轮增压器3还可被支撑到基座12。空气外壳15设置有入口21和出口22，该入口21用于将来自低压压缩机4的增压空气引导到低压空间16，该出口22用于从低压空间16排出冷却的增压空气。入口21与低压压缩机4的出口流动连通并且出口22与高压压缩机7的入口流动连通。入口21与出口22定位在低压空间16的相对两端，即，入口21定位在面向低压涡轮增压器3的端部处，并且出口22定位在面向高压涡轮增压器6的端部处。此外，空气外壳15设置有第二入口23和第二出口24，该第二入口23用于将来自高压压缩机7的增压空气引导到高压空间17，该第二出口24用于从高压空间17排出冷却的增压空气。第二入口23与高压压缩机7的出口流动连通，并且第二出口24与通向缸体的增压空气通道流动连通。第二入口23和第二出口24定位在高压空间17的相对两端，即，第二入口23定位在面向高压涡轮增压器6的端部处，并且第二出口24定位在面向低压涡轮增压器3的端部处。
在根据图6的实施方式中，空气外壳15适配在基座12的端部处。空气外壳15包括用于被低压压缩机4加压的增压空气的低压空间16。低压增压空气冷却器9是模块化的。冷却器9可移除地布置在空气外壳15中。可以将冷却器9安装在空气外壳15中并且可以从空气外壳15移除而无需打开空气外壳15。
本发明不限于上述的实施方式，而且在所附权利要求的范围之内可以想到多个变型。可以在一个阶段而不是在两个单独的阶段执行增压。在这种情形中，在空气外壳中存在用于仅处于一种压力水平的增压空气的空间。
在根据图4和图5的实施方式中，空气外壳可以仅布置在基座的一侧上。在这种情形中，空气外壳中存在这样的空间，该空间用于仅处于一种压力水平的增压空气并且用于增压空气冷却器。如果在两个阶段中执行增压，可以存在这样的空间，该空间用于低压增压空气并且用于定位在基座的一侧上的空气外壳中的增压空气冷却器。用于高压增压空气的冷却器设置在发动机体上安装的支架上。
其它发动机功能也可以整合到基座12。例如，废气门通道的阀和/或旁路管的阀可以被支撑在基座12上。废气门和/或旁路管可以整合到基座12。沿着废气门通道引导废气经过仅一个涡轮机或者两个涡轮机5、8。引导加压的增压空气沿着旁路管经过发动机进入到废气通道，到达在涡轮机5、8中任一个涡轮机之前的位置。旁路管的入口在增压空气的流动方向上布置在低压压缩机4与高压压缩机7之间或者在高压压缩机7之后的位置。旁路管的入口可以定位在增压空气冷却器9、11之前或之后。类似地，旁路管的出口在增压空气的流动方向上布置在高压涡轮机8之前的位置或者在高压涡轮机8与低压涡轮机5之间的位置。
可以将润湿增压空气所用的装置的供水通道整合到基座12。可以将用于增压空气的液滴分离器整合到基座12。而且，可以将发动机的冷却水通道整合到基座12。可以将空气废气门通道整合到基座12。将加压的增压空气引导通过空气废气门通道以在缸体外使用。

Claims (11)

1.一种用于大型涡轮增压活塞式发动机(2)的基座(12)，在所述基座上能够安装所述活塞式发动机(2)，所述基座的特征在于：所述基座(12)包括用于被加压的增压空气的空气外壳(15)，在所述空气外壳(15)中布置有增压空气冷却器(9，11)。
2.根据权利要求1所述的基座(12)，其特征在于：所述空气外壳(15)包括用于低压增压空气的低压空间(16)以及用于高压增压空气的高压空间(17)，所述低压空间(16)设置有低压增压空气冷却器(9)，并且所述高压空间(17)设置有高压增压空气冷却器(11)。
3.根据权利要求1或2所述的基座(12)，其特征在于：所述空气外壳(15)布置在所述基座(12)的端部处。
4.根据前述权利要求中任一项所述的基座(12)，其特征在于：所述空气外壳(15)布置在所述基座(12)的一侧上。
5.根据权利要求4所述的基座(12)，其特征在于：所述空气外壳(15)布置在所述基座(12)的两侧上。
6.根据权利要求5所述的基座(12)，其特征在于：在所述基座(12)的一侧上的所述空气外壳(15)包括用于低压增压空气的低压空间(16)以及用于低压增压空气的冷却器(9)，并且在所述基座(12)的另一侧上的所述空气外壳(15)包括用于高压增压空气的高压空间(17)以及用于高压增压空气的冷却器(11)。
7.根据权利要求6所述的基座(12)，其特征在于：在所述低压空间(16)与所述高压空间(17)之间设置有用于发动机润滑油的贮油槽。
8.根据前述权利要求中任一项所述的基座(12)，其特征在于：在不打开所述空气外壳(15)的情况下，所述增压空气冷却器能够被从该增压空气冷却器的位置移除并且能够被适配在该增压空气冷却器的位置上。
9.一种活塞式发动机设备(1)，该活塞式发动机设备包括设置有涡轮增压器(6)的活塞式发动机(2)，所述活塞式发动机设备的特征在于：所述设备包括根据权利要求1至8中任一项所述的基座(12)，所述活塞式发动机(2)安装在所述基座上。
10.根据权利要求9所述的活塞式发动机设备(1)，其特征在于：在所述基座(12)上安装有与所述活塞式发动机(2)相连接的发电机组(13)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的活塞式发动机设备，其特征在于：所述活塞式发动机(2)设置有低压涡轮增压器(3)和高压涡轮增压器(6)。
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