CN102140977A - 具有排气再循环控制系统的大型二冲程柴油发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有排气再循环控制系统的大型二冲程柴油发动机。具体地，本发明涉及一种十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机，其包括：多个气缸，所述多个气缸每一个连接至排气接收器；用于将至少一部分排气再循环到扫气空气通道中的排气再循环流动通道。排气再循环流动通道的至少一部分包括至少两个并联链路，其中，每个链路形成流动通道，并且每个链路包括用于处理或控制再循环排气的至少一个装置。本发明还涉及一种用于控制十字头式的大型涡轮增压二冲程柴油发动机中的排气再循环系统的方法。

Description

具有排气再循环控制系统的大型二冲程柴油发动机

技术领域

本发明涉及一种具有排气净化系统的十字头式的大型涡轮增压二冲程柴油发动机，具体地涉及一种具有排气再循环系统的十字头式大型二冲程柴油发动机。

背景技术

十字头式的大型二冲程发动机被典型地用在大型船舶的推进系统中，或者用作发电站中的原动机。排放要求已经并且将会逐渐地难以满足，特别是关于一氮氧化物(NO_x)的水平。

排气再循环(EGR)是已知的帮助柴油发动机减少NO_x排放的一种措施。然而，至今还没有在商业上运行的使用排气再循环的大型二冲程柴油发动机。原因是已经证实在大型二冲程柴油发动机中实施排气再循环是极大的难题。已经证实难以在大型二冲程柴油发动机中实施排气再循环的一个原因是事实上通常使用具有大量硫的重油来运行这些发动机。因此，排气中的硫含量远高于使用不具有硫含量或者具有低硫含量的燃油运行的较小的柴油发动机。硫的高浓度大大减少了清洁方法和装置的选择，由于大部分的清洁方法和装置将不能耐受在大型二冲程柴油发动机的排气中存在的硫和硫酸水平。

一种已经能够抵抗这些高硫水平的用于清洁大型二冲程柴油发动机的排气的技术是湿式洗涤。在该技术中，排气经过将水用作洗涤溶液的所谓的湿式洗涤器。

然而，由于与被洗涤的气体一起向下游牵引的蒸发的水，所以具有用于清洁再循环排气的基于水的排气洗涤器的大型涡轮增压二冲程柴油发动机的排气再循环系统将会消耗相当大量的水用于洗涤。例如对于MAN B&W型7S50MC发动机@20％EGR(即，20％的扫气气体由来自排气的再循环气体组成)：水可能是被洗涤气体质量流量的13％，或者说是2.1m³/h。这表示着淡水的大量使用，而淡水是远洋航行船舶上的稀缺资源。

另一个难题是需要大量的功率以将再循环的排气从排气接收器传送到扫气空气流中。在大型二冲程柴油发动机中，扫气空气压力典型地大约为比大型二冲程柴油发动机的排气接收器中的压力高0.3bar。因此，需要鼓风机或其它装置用于将再循环的排气从排气接收器推动到扫气空气系统中。在大型孔12或14气缸二冲程柴油发动机中，例如MAN B&W 12K98MC-C发动机，驱动这样的鼓风机所需的功率将会接近5MW。这是用在排气净化系统上的相当大量的能量，用于驱动具有这样大功率需求的鼓风机的电动机非常昂贵。

因此，在大型柴油发动机的排气再循环系统中，用于例如湿式洗涤器和鼓风机的机器的成本由于这些部件的尺寸而总计达到相当大的总额。这些部件中的一些、例如电动机非常大，使得它们已经进入价格随着尺寸成指数地增加的区域，并且这些大型电动机的价格变成非常重要的因素。

文献DE 19809618 A1公开了一种具有排气再循环系统的大型二冲程柴油发动机。发动机的每个气缸具有三个用于排气的出口。将来自三个出口中的一个出口的排气收集并再循环到扫气空气中。在二冲程发动机的实施例中，在将再循环排气引导经过冷却器和鼓风机之前，在干式过滤器中清洁其中的烟灰微粒，从而将冷却的再循环排气推进到扫气空气中以用于再利用。

尽管公开的二冲程柴油发动机能够再循环一部分排气，然而，当例如由于发动机上的负荷中的重大变化而导致排气的量出现重大变化时，其不能满足排气再循环的需求。

发明内容

基于该背景技术，本发明的目的是提供一种大型涡轮增压二冲程燃烧发动机，其具有灵活的并且在商业上可行的排气再循环系统。

通过提供一种十字头式的大型二冲程燃烧发动机而实现该目的，其包括多个气缸，其中的每一个连接至排气接收器；包括连接至每个气缸的扫气空气接收器的扫气空气通道；用于将至少一部分排气再循环到扫气空气通道中的排气再循环流动通道，所述排气再循环流动通道的至少一部分包括至少两个并联链路，每个链路形成流动通道，并且每个链路包括用于处理或控制再循环排气的至少一个装置。

在排气再循环系统中应用至少两个并联链路，其中的每个链路形成流动通道且包括用于处理或控制再循环排气的至少一个装置，这提供了不但非常灵活且非常有用、而且经济的方式以操作大型燃烧发动机中的排气再循环系统。这是由于本发明允许在排气再循环系统中使用比至今可能在排气再循环系统中使用的更小和更便宜的元件的事实。此外，排气再循环系统可以更容易和更好地适应部分负荷情况。本发明提供了能够非常精确地运行和调整的排气再循环系统，从而获得燃烧发动机的非常经济的且稳定的操作。

由于可以在并联链路中并行使用多个装置，所以用于处理或控制再循环排气的单个装置可以具有较小的尺寸，从而通过增加而实现与使用较大装置所达到的相同的效果。这还给出选择以使用是工业标准元件的并且能够以合理成本获得的装置。此外，通过运行条件的适当选择，可以获得装置的改进的稳定性和控制。由于在发动机的部分负荷期间，可能将各装置单独地保持在相对高的负荷，所以还可以从各装置实现更好的性能，这用于最优化它们的效率。诸如鼓风机的装置具有产生高效率的狭窄的运行范围。当在较低范围内运行发动机时，如果仅有一个鼓风机，所述鼓风机形成其尺寸以用于在较高范围内运行的发动机，则可能在鼓风机的低效率范围内停止。此外，由于装置可能较小，所以对于空间的要求减小，并且还将会更容易地将装置放置在发动机系统中，这提供了更多的灵活性。具体地，由于不是为EGR而设计的发动机将不具有容纳传统EGR系统的空间，所以将EGR系统装配到现有的这种发动机中变得更容易。

该过程实际上重新产生淡水(在冷却器中)，所以不存在淡水的实际使用，而是在该过程中产生淡水。

尽管将链路描述为并联链路，它们不必按照字面意义地是平行的。并联链路必须构造为“加工链路”，在其中并行地执行加工或处理。链路的物理外观将作为诸如管线、阀和用于处理排气的装置的发动机部件。

根据本发明的十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机包括排气再循环流动通道，该排气再循环流动通道从排气流中的一个位置延伸至扫气空气流中的一个位置。基本上，排气再循环流动通道从排气空气流中的分叉的位置延伸至其进入扫气空气流的位置。该延伸还限定了排气再循环流动通道的全长。在经过排气再循环通道的过程中，排气经历一个或多个处理，例如清洁处理或用于控制温度的处理。这些一个或多个处理可以在排气再循环通道的全长上或者在排气再循环通道的一部分中执行。此外，可以在排气再循环通道中执行一系列处理。这给排气再循环流动通道的设计提供了极大的灵活性，并且大大增加了其有用性。

因此，根据实施例，链路在排气再循环流动通道的全长的一部分上延伸，并且因此由一个或多个装置在排气再循环通道的全长的一部分上执行链路中的排气的处理。当链路是两个或多个并联链路的一部分时，在排气再循环通道的全长的一部分上相似地执行对该组并联链路中的排气的处理或控制。然而，也可能仅在两个链路中的一个或者仅在多于两个链路中的一些中执行对排气的处理或控制，而使剩余的链路停用。后一种运行方式由于可能根据排气再循环的整体需求而单独地调整每个链路中的每个装置，而给出了选择以改进用于在排气再循环通道的一部分中使用两个或多个链路进行处理和控制的装置的控制。

根据可替换实施例，链路在排气再循环流动通道的全长上延伸。因此，在排气再循环通道的全长上由一个或多个装置执行对链路中的排气的处理或控制。如果链路是两个或多个并联链路的一部分，则在排气再循环通道的全长上相似地执行对该组并联链路中的排气的处理或控制。在该实施例中，由于能够如上所述地单独地调整在并联链路中的用于处理或控制排气的更多的相似装置，所以也可能改进排气再循环的调节，从而改进整体调节。

在链路在排气再循环流动通道的全长的一部分上延伸的实施例中，可能在排气再循环流动通道中的一个位置处将链路分成两个或更多个并联链路。所述两个或更多个并联链路可以在排气再循环流动通道的全长的另一(第二)部分上延伸。所述两个或更多个并联链路可以在扫气空气通道中终止，或者它们可以在排气再循环流动通道中的一个位置处合并。

因此，在进一步的实施例中，可能在排气再循环流动通道中的一个位置处合并两个或多个链路。

当排气再循环通道设计为在排气再循环通道的一部分中在并联链路中执行一系列处理时，在排气再循环通道中的一个位置处将链路分成两个或更多个并联链路的可能性以及在排气再循环通道中的一个位置处合并两个或更多个链路的可能性允许很大的变化。

为了易于链路的分裂和合并，可以通过再循环接收器将链路分成两个或更多个链路，并且可以由再循环排气接收器合并两个或更多个链路。再循环排气接收器用作用于再循环排气流的中间容器，并且具有使其适于与两个或更多个链路连接的形状和尺寸。

根据本发明，排气再循环流动通道的至少一部分包括至少两个并联链路，其中每个链路形成包括用于处理或控制再循环排气的至少一个装置的流动通道，并且优选地从由湿式洗涤器、干式过滤器、冷却器、凝结器、加热器、水雾捕获器、鼓风机、压缩机和阀组成的组里选择所述用于处理或控制再循环排气的至少一个装置。对于处理排气，诸如湿式洗涤器、干式过滤器、凝结器和水雾捕获器的装置都是非常适合于例如清洁气体的目标的。诸如冷却器、加热器、鼓风机、压缩机和阀的装置适于控制再循环排气中的条件。

在实施例中，至少一个链路包括用于激活或停用相关链路的阀。可以闭合阀以停用链路，并且打开阀以激活链路。以这样的方式，能够响应于用于再循环排气的处理的整体需求，而以容易的方式导通或关断链路。

根据本发明的十字头式的二冲程燃烧发动机进一步包括控制器，所述控制器连接至用于处理或控制再循环排气的装置的一个或多个。控制器监控用于处理或控制再循环排气的装置中的条件，并且响应于来自监控的输入，该控制器能够调节装置中的条件，从而改善发动机的性能。控制器可以是计算机或相似的装置。到控制器的输入可以是以物理参数的形式，例如温度、压力、流动速度和湿度。根据这些参数，控制器估算装置上的负荷，并且如果需要，可以在装置上进行调节。

在实施例中，控制器构造成根据链路中的局部条件而控制该链路中的装置。在该实施例中，控制器使一个链路中的条件最优化，这可以减少在该链路中的装置上的负荷，从而积极地影响装置的使用寿命。

在进一步的实施例中，控制器构造成根据发动机中的运行条件而控制所有链路中的装置。在该实施例中，控制器试图使排气再循环流动通道中的运行条件最优化，并且从而使发动机的运行最优化。

在进一步的方面中，本发明涉及一种控制十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机中的排气再循环系统的方法，该发动机包括：

多个气缸，所述多个气缸每一个连接至排气接收器，

排气再循环通道，所述排气再循环通道用于将至少一部分排气再循环到扫气空气通道中，

其中排气再循环流动通道的至少一部分包括多个并联链路，每个链路形成流动通道，

所述方法包括选择性地打开或闭合至少一个所述链路，以用于再循环排气的经过。

通过使用根据本发明的方法，可能以非常灵活的方式运行排气再循环系统，并且同时减少系统中的装置上的负荷。这是由于多个并联链路，在其中可能选择性地打开或闭合至少一个链路，以用于再循环排气的经过。自然地，取决于再循环排气的量而可能打开所有链路、打开一个或更多个链路、或者闭合到所有链路的通道。然而，如果闭合所有的并联链路，则将不再循环任何排气。

因此，在实施例中，该方法包括监控发动机的运行条件，并且响应于运行条件以确定对于再循环排气的要求。通过使用该实施例，可能通过最优化再循环排气的量，而最优化发动机的运行。实践中，通过依照对于再循环排气的需求而选择性地打开或闭合链路以用于再循环排气的经过，而获得该优化。

然而，就最优化发动机的运行而言，在再循环排气通道中的再循环排气可能不完全满足最优运行所需的条件，例如再循环排气的温度或压力可能不是最优的。因此，为了获得最优属性，可能需要对再循环排气的处理或控制，并且因此，根据本发明的方法包括实施例，其中的一个或多个链路中的每一个包括用于处理或控制再循环排气的装置。此外，该实施例包括使用控制器，例如用于调节或控制相关链路中的装置的计算机。以这样的方式，可能获得再循环排气中的所需性能，从而实现发动机的最优运行。

在该方法的进一步实施例中，允许再循环排气经过的链路的不同组合允许对再循环排气的不同类型的处理。

不同组合可以包括并联链路，其中每个链路执行的处理不同于由其它链路执行的处理。然而，也可以是并联的相似链路的串联，其中一组并联链路执行的处理不同于在另一组并联链路中执行的处理。这可以例如是由第二组并联的相同链路跟随的第一组相同的并联链路，其中第一组中的链路包括的装置在类型/功能性方面不同于第二组的链路中的装置。这些实施例允许很大的自由以设计最优的排气再循环系统。

本发明以相似的方式包括这样的实施例，其中允许再循环排气经过的链路的不同组合允许再循环排气的不同容量。

根据本发明的方法，优选地从包括湿式洗涤器、过滤器、冷却器、加热器、除水器、鼓风机、压缩机和阀的组里选择链路中的装置。就处理排气而言，诸如湿式洗涤器、干式过滤器、凝结器和水雾捕获器的装置都是非常适合于例如清洁气体的目标的。诸如冷却器、加热器、鼓风机、压缩机和阀的装置适于控制再循环排气中的条件。因此，通过这样的装置的适当组合，可能获得排气的最优处理和控制。

在根据本发明的方法的进一步实施例中，链路具有不同的容量，并且链路或链路的组合被用于实现期望的排气再循环容量。例如，可能具有三个并联链路，其中第一链路具有低容量，第二链路具有中间容量，并且第三链路具有高容量。通过组合使用这三个链路，例如通过激活一个或更多个链路，可能获得再循环排气系统中的任何期望容量。

从详细说明，根据本发明的大型二冲程燃烧发动机和方法的进一步的目的、特征、优点和性能将会变得明显。

附图说明

在本说明书的下面的详细部分中，将参照在附图中示出的示例性实施例更详细地解释本发明，其中：

图1是根据本发明的发动机的示意图，

图2是根据本发明的发动机的可替换实施例的示意图，

图3是根据本发明的实施例的示意图，以及

图4是根据本发明的进一步实施例的示意图。

具体实施方式

在下文中，将通过优选实施例描述根据本发明的十字头式的大型涡轮增压二冲程柴油发动机，以及用于操作十字头式的大型涡轮增压二冲程柴油发动机的方法的详细说明。

十字头式的大型涡轮增压柴油发动机的结构和操作同样是已知的，并且在本文中不应要求进一步的解释。在下文中提供了关于排气系统的运行的进一步细节。

图1显示了单向流动型的大型二冲程柴油发动机1的第一示例性实施例，其特别地适于加压的排气再循环。发动机1例如可以被用作远洋航行船舶中的主发动机，或者被用作用于操作发电站中的发电机的固定式发动机。发动机的总输出量可以例如是从5,000至110,000kW的范围。

发动机设置有沿直线相互并排布置的多个气缸2。每个气缸2设置有与它们的气缸盖相关联的排气门3。可以通过排气门3而打开和闭合排气通道。还示出了将活塞杆连接至曲柄轴的较大末端的发动机的十字头4。排气弯管5连接至排气接收器6。排气接收器6并联于气缸2的排而布置。从排气接收器6，经由排气导管8将一部分排气朝向涡轮增压器7的涡轮引导(可以有多于一个涡轮增压器)。其余的排气被再循环，并进入将在下文中更详细地描述的排气再循环流动通道。经由出口9而将排气处理到涡轮增压器7的涡轮的下游的大气中。

涡轮增压器7还包括连接至新鲜空气入口10的压缩机。压缩机经由扫气空气冷却器12和互连扫气空气导管13而将加压的扫气空气传递到扫气空气接收器11。冷却器12是组合的中间冷却器和水雾捕获器。水雾捕获器部件将除去在气体被冷却时凝结的任意的水。如果新鲜空气相对较热，则其可能包含相当大量的蒸汽形式的水。当在冷却器12中冷却新鲜空气时，该蒸汽凝结为水，其由水雾捕获器收集。以这样的方式，该系统可以实际上产生淡水。扫气空气从填充/扫气空气接收器11经过，到达单个气缸2的扫气口14。

排气接收器6还连接至排气再循环导管15，其形成排气再循环通道16的一部分。再循环线路15被分成两个并联链路17a和17b。

每个链路分别包括湿式洗涤器18a和18b。在每个湿式洗涤器18a和18b中，使排气与从一个或多个喷嘴雾化成气体的洗涤液滴接触。洗涤液体通常是基于水的。洗涤液滴吸收诸如催化细粒、燃料残渣、烟灰微粒的微粒，以及诸如硫化合物的气体，并且从而清洁气体。除了清洁排气以外，湿式洗涤作用还冷却排气。可以在一个或多个步骤中执行洗涤过程。在湿式洗涤器18a和18b的出口处，随着被洗涤的气体与气体流分离而携带洗涤液滴，并且经由出口(未示出)丢弃。

由冷却器19a和19b分别跟随湿式洗涤器18a和18b。冷却器19a和19b可以设置有集成的水雾捕获器。在冷却器19a和19b中将排气冷却，并且起源于燃烧过程以及洗涤器18a和18b中的排气的蒸发的水可能在冷却器中凝结。集成的水雾捕获器(分离装置)收集凝结的水以及由排气流从洗涤器18a和18b携带的微小水滴。将在各个冷却器19a和19b的水雾捕获器中收集的水经由出口(未示出)丢弃。从再循环排气除去水减少了再循环排气的质量流量，从而减少了经过在冷却器19a、19b之后处理排气的装置的质量流量。

在冷却器19a的下游设置鼓风机20a，并且在冷却器19b的下游设置鼓风机20b。鼓风机20a、20b用于增加排气的压力，以获得与在扫气空气流中引入再循环排气的点处的扫气空气的压力大致相应的压力。

在每个链路17a、17b的末端处，安装阀21a和21b。可以分别打开阀21a和21b并且激活链路17a和17b。可替换地，可以分别闭合阀21a和21b并且停用链路17a和17b。当然，也可能使阀21a打开并使阀21b闭合，而且反之亦然。假设链路17a和17b具有相等的容量，当对排气再循环的实际需求为中等时，这些链路将会是激活的。当对再循环排气的需求较高时，两个阀21a和21b都将会打开。链路17a的容量可以不同于链路17b的容量。在实施例中，链路17a的容量是链路17b的容量的两倍。该实施例允许仅链路17b激活时为33％的容量设置，仅链路17a激活时为66％的容量设置，并且链路17a和链路17b都激活时为100％的容量设置。可以将该原理扩展用于更多的并联链路，以提供甚至更多的容量设置。

洗涤器18a、18b，冷却器19a、19b，鼓风机20a、20b和阀21a、21b都连接至控制器，例如监控链路17a、17b的运行并且响应于链路中的实际条件而调节洗涤器、冷却器、鼓风机和阀的运行的计算机。

链路17a和17b在排气再循环线路15a中终止，所述排气再循环线路15a将再循环排气引导至点22，在所述点22处，由阀(未示出)将气体再循环线路15a分成三个线路22a、22b和22c。线路22a可以将再循环排气供应到新鲜空气中，所述新鲜空气经过涡轮增压器7来自新鲜空气入口10。将获得的气体混合物供应到中间冷却器12。线路22a还具有分支22d，其通过阀(未示出)而提供选择以将再循环排气直接供应至冷却器12。

线路22b绕过冷却器12，并且使再循环排气与冷却器12之后的扫气空气混合。当再循环排气不需要进一步的冷却但是期望更高的压力时，这是一种可使用的选择，可以通过辅助鼓风机24而获得更高的压力，这典型地用在发动机1的低的和部分负荷情况下。当不需要再循环排气的进一步处理时，线路22c提供将再循环排气直接供应至扫气空气接收器11的选择。

将扫气空气接收器11与冷却器12之间的扫气空气导管13分成两个线路13a和13b。线路13a安装有单向阀23，当气体的压力足够并且辅助鼓风机没有激活时，其允许来自冷却器12的气体进入填充空气接收器。线路13b设置有辅助鼓风机24，如果气体的压力不够高、即在低的或部分的发动机负荷条件下，则将来自冷却器12的气体引导经过所述辅助鼓风机24。

图2显示了根据本发明的发动机的可替换实施例。发动机1已经修改为适于低压排气再循环，即在涡轮增压器7的低压侧处的排气再循环。相同的附图标记表示与图1中相同的部件。在该图中，为了简明而将气缸、活塞、十字头和排气弯管仅示为由2′表示的矩形。图2的实施例与图1的实施例的不同之处在于排气再循环通道16从来自涡轮增压器7的排气出口9分支。在排气再循环通道16中，将排气引导穿过到并联的链路17a和17b，并且在进入排气再循环线路15之前，在每个链路中经过湿式洗涤器18a、18b，具有集成的水雾捕获器的冷却器19a、19b，鼓风机20a、20b和阀21a、21b。在再循环通道16中对排气的处理与图1中描述的处理相对应。

将再循环排气经由排气再循环线路15而引导至涡轮增压器7。在进入涡轮增压器7之前，将再循环排气与来自新鲜空气入口10的新鲜空气混合。从涡轮增压器7，将扫气空气经由导管10a引导至冷却器12，并经由线路13a或13b引导至填充空气接收器11。线路13a安装有单向阀23，当来自冷却器12的扫气空气的压力足够高时，其允许来自冷却器12的扫气气体混合物直接进入填充空气接收器11。线路13b设置有辅助鼓风机24，如果来自冷却器12的扫气空气的压力不够高、例如在低负荷条件下，其增加来自冷却器12的扫气空气的压力。

图3和图4图示了本发明的进一步实施例。在这些图中，为了简明而仅示出发动机的最相关部件。在图3和图4中图示的实施例适于应用在高压排气再循环系统和低压排气再循环系统中。

图3图示了排气接收器20和扫气气体接收器21。排气在入口20a处进入排气接收器20，并且经由出口20a离开排气接收器。新鲜空气以相似的方式经由入口21a进入扫气气体接收器21，并且扫气气体经由出口21a离开扫气气体接收器21。在排气接收器20与扫气气体接收器21之间形成排气再循环通道22。排气再循环通道22包括三个并联的链路23a、23b和23c。每个链路包括湿式洗涤器24a、24b和24c，冷却器25a、25b和25c，鼓风机26a、26b和26c以及阀27a、27b和27c。各装置在排气上执行与如上对于相似装置所述的相同的操作。

链路23a、23b和23c中的每一个可以具有相同的容量。因此，当对再循环排气的需求等于所有链路组合起来的总容量的大致33％时，例如链路23a是使用的唯一链路。当对再循环排气的需求等于全容量的大致66％时，使用两个链路(例如23a和23b)。当对再循环排气的需求在全容量的大约66％至大约100％的范围内时，同时使用三个链路23a、23b和23c。当然，当容量需求低时，可能改变所使用的链路用作唯一的链路。可以将链路23b或23c用作唯一的链路。当需要两个链路时，可以一起使用链路23a和23c或者23b和23c。因此，该系统对于再循环排气提供了极大的灵活性。

可替换地，链路23a、23b和23c中的每一个可以具有与另两个链路的容量不同的容量。例如，链路23a可以具有系统的全容量的0-20％，链路23b具有系统的全容量的0-30％，并且链路23c具有系统的全容量的0-50％。该可替换实施例对于排气再循环系统的设计和运行也提供了高的灵活性。当容量需求为大致50％时，可以单独使用链路23c，或者可以同时使用链路23a和23c。同样地，当容量需求为大致80％时，同时使用链路23b和23c。

图4图示了可替换实施例。在图4中看到排气接收器30和扫气气体接收器31。排气在入口30a处进入排气接收器30，并且经由出口30a离开排气接收器。新鲜空气经由入口31a进入扫气气体接收器31，并且扫气气体经由出口31b离开扫气气体接收器31。在排气接收器30与扫气气体接收器31之间形成排气再循环通道32。排气再循环通道32包括具有三个并联链路33a、33b和33c的第一部分，以及具有两个并联链路33d和33e的第二部分。

在三个并联链路33a、33b和33c中，每个链路包括湿式洗涤器34a、34b和34c。在第二部分中，两个并联链路33d和33e中的每个链路包括冷却器35a和35b，鼓风机36a和36b以及阀37a和37b。两组并联链路经由洗涤气体接收器38而连接。

三个链路33a、33b和33c可以具有相同的容量，或者它们可以具有不同的容量。而且，就再循环排气而言，两个链路33d和33e可以具有相同的容量，或者它们可以具有不同的容量。取决于对再循环排气的实际需求，可以通过阀37a和37b单独地激活或停用链路33d和33e。在链路33a、33b和33c中也可以分别在湿式洗涤器34a、34b和34c的上游包括阀37c、37d和37e。在该实施例中，可能单独地运行湿式洗涤器，这可以改善流量控制和耗水量。

例如当对洗涤的需求量高(可能是由于例如燃料中的高硫含量而导致排气中的污染相对较高的情况)、并且另一方面对于冷却和鼓风的需求量相对低时，这样的具体实施例可能是适合的，其具有包含三个并联链路33a、33b和33c的第一部分，该第一部分由具有两个并联链路33d和33e的部分跟随，其中，所述三个并联链路33a、33b和33c具有洗涤器34a、34b、34c，所述两个并联链路33d和33e具有冷却器35a、35b和鼓风机36a、36b。本发明对于这种情况提供了经济有利的解决方案。

可替换地，可能在链路33a、33b和33c中使用较小的湿式洗涤器34a、34b和34c，并且在链路33d和33e中使用较大的冷却器35a和35b以及鼓风机36a和36b。

此外，可能将湿式洗涤器34a、34b和34c集成到洗涤气体接收器38中，该洗涤气体接收器38在本实施例中将作为用于三个分离洗涤系统的共同接收器。

因此，本发明为排气再循环系统提供了很多种可能的设计和适应方法。

本发明的学说具有许多优点。不同的实施例或实现方式可以产生一个或多个下列优点。应该注意到，这不是全面无遗漏的清单，并且可能存在没有在这里描述的其它优点。本申请的学说的一个优点是其在排气再循环系统的设计和运行中提供了很大的灵活性。

此外，由于其灵活性和有限的空间需求，可以将本发明用在已经存在的、还不具有再循环排气系统的发动机中。

尽管为了图示的目的已经详细描述了本申请的学说，但是应该理解这样的细节仅用于该目的，并且本领域技术人员可以在其中做出变化而不会背离本申请的学说的范围。

还应该注意到，有多种实施本发明的学说的可替换方式。例如，可以将多链路排气再循环系统改型至现有的发动机。

如在权利要求中使用的术语“包括”不排除其它元件或步骤。如在权利要求中使用的术语“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个。单个处理器或其它单元可以满足权利要求中陈述的几个装置的功能。

因此，甚至预见了具有单纯鼓风链路和/或单纯冷却链路或者例如一个共同的洗涤装置的部分，以及可能包括位于鼓风装置下游的洗涤气体冷却的组合。而且预见由权利要求的范围覆盖具有内部的部分链路分支、开关、再连接、添加、组合或突变，以及仅具有局部相似功能链路的实施例。

Claims (19)

1.一种十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机(1)，包括：

多个气缸(2)，所述多个气缸(2)每一个连接至排气接收器(6)，

扫气空气通道，所述扫气空气通道包括连接至每个气缸(2)的扫气空气接收器(11)，

排气再循环流动通道(16)，所述排气再循环流动通道(16)用于将排气的至少一部分再循环到所述扫气空气通道中，

其特征在于

所述排气再循环流动通道(16)的至少一部分包括至少两个并联链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)，每个链路形成流动通道，并且每个链路包括用于处理或控制再循环排气的至少一个装置(19a、19b、20a、20b、24a、24b、24c、25a、25b、25c、26a、26b、26c、34a、34b、34c、35a、35b、36a、36b)。

2.根据权利要求1所述的十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机(1)，其中所述排气再循环流动通道(16)从排气流中的一位置延伸至扫气空气流中的一位置。

3.根据权利要求1所述的十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机(1)，其中链路(33a、33b、33c、33d、33e)在所述排气再循环流动通道(16)的全部长度的一部分上延伸，或者其中链路(17a、17b、23a、23b、23c)在所述排气再循环流动通道的全部长度上延伸。

4.根据权利要求1所述的十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机(1)，其中在所述排气再循环流动通道中的一位置处，链路被分成两个或更多个链路。

5.根据权利要求1或权利要求4所述的十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机，其中在所述排气再循环流动通道(32)中的一位置处，两个或更多个链路合并。

6.根据权利要求5所述的十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机，其中通过再循环排气接收器(38)合并两个或更多个链路(33a、33b、33c)。

7.根据权利要求1所述的十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机(1)，其中从由湿式洗涤器、干式过滤器、冷却器、凝结器、加热器、水雾捕获器、鼓风机、压缩机和阀组成的组选择用于处理或控制再循环排气的所述装置。

8.根据权利要求1所述的十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机(1)，其中至少一个所述链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)包括用于激活或停用相关链路的阀。

9.根据权利要求1所述的十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机(1)，进一步包括控制器，所述控制器连接至用于处理或控制再循环排气的一个或多个所述装置。

10.根据权利要求9所述的十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机(1)，其中所述控制器构造成根据链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)中的局部状态来控制链路中的所述装置。

11.根据权利要求9所述的十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机(1)，其中所述控制器构造成根据发动机(1)的运行状态来控制所有链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)中的所述装置。

12.一种控制十字头式的大型涡轮增压二冲程燃烧发动机(1)中的排气再循环系统的方法，该发动机包括：

多个气缸(2)，所述多个气缸(2)每一个连接至排气接收器(6)，

排气再循环通道(16)，所述排气再循环通道(16)用于将排气的至少一部分再循环到扫气空气通道中，

其特征在于

所述排气再循环流动通道(16)的至少一部分包括多个并联链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)，其中每个链路形成流动通道，

所述方法包括：选择性地打开或闭合至少一个所述链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)，以用于再循环排气的经过。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法包括：监控发动机(1)的运行状态，并且响应于所述运行状态来确定对再循环排气的需求。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：根据对再循环排气的需求，选择性地打开或闭合所述链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)，以用于再循环排气的经过。

15.根据权利要求12所述的方法，其中一个或多个所述链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)包括装置(19a、19b、20a、20b、24a、24b、24c、25a、25b、25c、26a、26b、26c、34a、34b、34c、35a、35b、36a、36b)，该装置用于处理或控制再循环排气，并且调节或控制在相关链路中的装置。

16.根据权利要求12所述的方法，其中允许再循环排气经过的链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)的不同组合允许对再循环排气的不同类型的处理。

17.根据权利要求12所述的方法，其中允许再循环排气经过的链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)的不同组合允许整个排气再循环通道(16)的不同容量。

18.根据权利要求12所述的方法，其中从由湿式洗涤器、过滤器、冷却器、加热器、除水器、鼓风机、压缩机和阀组成的组选择所述链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)中的装置。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述链路(17a、17b、23a、23b、23c、33a、33b、33c、33d、33e)具有不同的容量，并且使用所述链路或所述链路的组合以获得期望的排气再循环容量。

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