CN103821622B - 内燃发动机及凸轮驱动排放阀致动系统 - Google Patents

Abstract

一种大型低速多缸体涡轮增压二冲程单流式内燃发动机（1），包括具有至少一个排放阀（11）的缸体、设有排放凸轮（29）的至少一个凸轮轴（28）以及与每个缸体（6）中的排放阀（11）相关联的液压推杆，发动机设有装置（50），其构造为在排放凸轮（29）的闭合侧翼（73）活动用于延长排放阀（11）的打开时间期间，将一定体积的液压流体选择性地增加到液压活塞杆中的液压流体中，并且所述装置（50）构造为在闭合侧翼（73）停止活动用于允许排放阀（11）返回到其阀座（18）相对于凸轮轮廓延迟的时刻以后，以一定延迟将增加到液压活塞杆的一定体积的液压流体从液压活塞杆移除。

Description

内燃发动机及凸轮驱动排放阀致动系统

技术领域

本发明涉及一种具有十字头的大型低速涡轮增压二冲程内燃发动机以及凸轮驱动排放阀致动系统。

背景技术

具有十字头的大型低速涡轮增压二冲程内燃发动机是具有至少一个缸体与容纳在其中的往复活塞的发动机。这些发动机具有布置在活塞与曲轴之间的十字头。燃烧室限定在活塞、内部缸体壁与位于缸体一端处的缸体覆盖件之间。缸体覆盖件包括可控且间歇地可打开的排放阀，以将燃烧残余物从燃烧室排放到排放管道系统。这些发动机还具有用于在缸体的第二端附近的燃烧室（在其中燃烧之前）内间歇性地形成开口的部件，以便朝向第一端净化（scavenging）通过开口引入的包括氧气的加压净化空气（scavenge air），并且这些发动机包括用于将燃料喷射到用于燃烧室中的内部燃烧的压缩净化空气的部件。

根据上面定义的发动机通常称作“大型涡轮增压二冲程单流式十字头柴油机”，并且通常包括成直线的多个直立缸体，它们的活塞在单个曲轴上工作；这些发动机可以具有纯二冲程工作顺序并且关于缸体直径与活塞冲程通常具有大的物理尺寸，通常使此发动机与壳体一样高，以便以相对低的旋转速度（约80rpm到200rpm）传送多兆瓦的功率，用以驱动发电厂发电机或者用于在MW+范围内推进海上船只。

对于改良性能、能量效率与减小排放的期望已经产生了关于这些大型二冲程柴油机的共轨电液压控制的排放阀致动系统的研发。这些系统的优点是它们增加的灵活性，因为排放阀的闭合与打开的计时可以自由地选择为与发动机的运转状态匹配。然而，由于在打开过程期间需要消耗更多能量并且在闭合过程期间无需恢复，因此与传统凸轮驱动系统相比，这些共轨电液压系统相对昂贵并且消耗更多能量。这些两个缺点消除了电控发动机的多个优点。

JP2009203865公开了一种具有使用液压推杆的类型的凸轮轴驱动排放阀致动系统的大型二冲程柴油机。液压推杆连接到体积控制装置，其在来自电控单元的指令下能够吸收来自液压推杆的一定体积的液压流体。体积控制装置包括限定体积控制室的弹性偏置控制活塞。控制活塞的特征经由液压阀受到电控单元影响，所述液压阀可以将由控制活塞限定的控制室选择性地连接到液压蓄能器。用于灵活地控制排放阀的打开与闭合的计时的此系统提供了关于具有凸轮轴操作的排放阀致动系统的大型二冲程柴油机的解决方案。然而，此解决方案相对复杂，要求精确控制，没有摆脱压力峰值并且仍使用显著数量的能量来建立用于排放阀的灵活计时。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供具有十字头的大型低速涡轮增压二冲程内燃发动机以及相对简单并且使用很少能量的灵活的凸轮驱动排放阀致动系统。

通过提供具有十字头的大型低速多缸体涡轮增压二冲程单流式内燃发动机实现上述目的，该发动机包括：多个缸体，每个缸体都具有至少一个排放阀与一个排放阀座，排放阀构造为在其静止在阀座上的闭合位置与打开位置之间可移动；气动弹簧，其与各排放阀关联，气动弹簧布置为使与其相关联的排放阀沿着闭合方向偏向阀座并且偏置在阀座上；至少一个凸轮轴，其设有排放凸轮，排放凸轮设有凸轮轮廓，所述凸轮轮廓用于致动与相关排放凸轮相关联的排放阀；凸轮轮廓包括打开侧翼（flank）、闭合侧翼、将打开侧翼连接到闭合侧翼的停留部分、以及将闭合侧翼连接到打开侧翼的基部直径部分；液压推杆，其与每个缸体的排放阀相关联，液压推杆包括：液压活塞泵，其包括由凸轮轴的排放凸轮驱动的泵活塞；液压致动器，其包括作用在排放阀上的用于沿着打开方向使相关的排放阀移动的致动活塞；以及液压导管，其将液压活塞泵与液压致动器连接；以及液压流体，其在泵活塞与致动活塞之间的液压推杆中，发动机还包括装置，其构造为在闭合侧翼活动用于延长排放阀的打开时间的期间选择性地将一定体积的液压流体增加到液压活塞杆中的液压流体中，并且此装置构造为在闭合侧翼停止活动用于允许排放阀返回到其阀座的时刻相对于由凸轮轮廓限定的闭合时刻延迟以后，以一定延迟将增加到液压活塞杆的一定体积的液压流体从液压活塞杆移除。

气动弹簧构造为足够“强力”或“刚性”，以避免凸轮辊子在减速过程中在打开冲程的终端跳出凸轮。因此，由于气动弹簧被充分地压缩，因此在停留阶段液压推杆中的压力是高的。这意味着在停留阶段增加液压流体要求高的压力，并且相应地，与现有技术中的相对复杂的解决方案类似，如果不设置用于将能量存储在被移除的一定体积的液压流体中的特定装备，那在将一定体积的液压流体从液压推杆移除时就会损失大量能量。当闭合侧翼活动时，在液压推杆中的压力显著下降，并且通过在此阶段增加一定体积的液压流体，额外的体积可以以足够低的压力增加，这要求足够低的能量，因此不需要复杂的能量存储系统。

在实施方式中，当排放阀停留在其打开位置中并且排放凸轮的停留部分活动时，气动弹簧的压缩在液压推杆中的液压流体中产生保压压力（dwellpressure），并且其中装置构造为利用低于保压压力的压力将一定体积的液压流体推动到推杆中。

通过在排放阀闭合阶段以与在液压推杆中的压力相应的一定压力推动要增加的一定体积的液压流体，平稳地启动进入到液压推杆中的流动，由此避免在系统中的压力振荡。

在实施方式中，装置包括：调节活塞，其在完全收回位置与完全延伸位置之间具有冲程，调节室处于调节活塞的一侧，调节室与液压推杆中的液压流体流体连通；以及电控致动系统，其作用在调节活塞上，所述电控致动系统构造为从停留部分活动期间的时间点并且利用与低于保压压力的调节室中的压力相应的作用力将调节活塞开始从完全收回位置推动到延伸位置，使得由于闭合侧翼变得活动而使液压推杆中的液压流体中的压力下降到保压压力以下之前，调节活塞不会朝向其延伸位置开始移动。

通过允许调节活塞从其完全收回位置启动，能够在没有液压流体向回流动危险的情况下，利用实质上比要求克服保压压力的作用力低的作用力来推动调节活塞。

在另一个实施方式中，电控致动系统构造为在停留部分活动的期间开始将调节活塞从其完全收回位置推向其延伸位置，并且电控致动系统构造为朝向其延伸位置继续推动调节活塞直到经过一定延迟，并且之后推动或允许调节活塞移回到其完全收回位置。

因此，液压流体流动到液压活塞杆的启动计时自动地调节自身并且不要求复杂且准确的控制系统。此外，此特征确保进入到液压推杆中的流体的软启动并且由此避免了有害的压力峰值。

在实施方式中，调节活塞连接到延伸活塞以便将调节活塞朝向其延伸位置推动，并且调节活塞连接到返回活塞以便将调节活塞朝向其收回位置推动。

在实施方式中，延伸活塞具有与其相关联的操作室，并且其中操作室连接到将操作室连接到压力源或储槽的电控液压阀。

在实施方式中，装置包括延伸活塞、返回活塞以及电控液压阀。

在实施方式中，电控阀连接到电控单元。

在实施方式中，返回活塞具有比所述延伸活塞小的直径，并且其中返回活塞具有与其相关联的、连续地连接到压力源的操作室。由此能够使控制系统简单化。

在实施方式中，发动机还包括指示曲轴或凸轮轴的角位置的位置传感器，并且其中使所述电控液压阀起作用，以根据基于期望的压缩压力与净化压力的比率参数图的转换参数图通过受控的延迟来延迟所述排放阀的闭合。

在实施方式中，电控单元构造为在闭合侧翼已经停止活动的时刻以后指示电控阀以一定延迟将操作室连接到储槽，以使所述排放阀返回到其阀座并且所述调节活塞返回到与其收回位置一致的座。

上述目的还通过提供用于操作具有十字头的大型低速多缸体涡轮增压二冲程单流式内燃发动机的方法来实现，所述发动机包括：多个缸体，每个缸体都具有至少一个排放阀与一个排放阀座；气动弹簧，其与各排放阀关联，气动弹簧布置为使与其关联的排放阀沿着闭合方向偏向阀座并且偏置在阀座上；至少一个凸轮轴，其设有排放凸轮，排放凸轮设有凸轮轮廓，所述凸轮轮廓用于致动与相关排放凸轮相关联的排放阀；液压推杆，其与每个缸体的排放阀关联以将凸轮轮廓传输到排放阀，液压推杆包含液压流体，排放阀具有通过凸轮轮廓控制的操作顺序，凸轮轮廓包括打开侧翼、闭合侧翼、将打侧翼连接到闭合侧翼的停留部分以及将闭合侧翼连接到打开侧翼的基部直径部分，在停留期间空气弹簧的偏压在液压推杆中的液压流体中产生给定的预定保压压力，该方法包括：在闭合侧翼活动的期间，以比停留期间在液压杆的体积中存在的压力低的压力将一定量的液压流体增加到液压推杆中的液压流体中；以及以在闭合侧翼已经停止活动的时刻以后的一定延迟将一定体积的液压流体从所述液压推杆中的一定体积的液压流体中移除。

在方法的实施方式中，通过在完全收回位置与完全延伸位置之间具有冲程的调节活塞增加一定量的流体，调节室处于调节活塞的一侧，并且调节室与液压推杆中的液压流体流体连通，此方法包括从在停留部分活动期间的时间点起、利用可能导致调节室中的比保压压力低的压力的调节活塞上的作用力，将调节活塞从完全收回位置推向完全延伸位置，使得由于闭合侧翼变得活动而使液压推杆中的液压流体中的压力下降到保压压力以下之前，调节活塞不会朝向其延伸位置开始移动。

在此方法的实施方式中，基于指示曲轴角位置的信号来确定用于开始将一定量的液压流体从液压推杆中的一定体积的液压流体中移除的时间点。

在此方法的实施方式中，用于开始将一定量的液压流体从液压推杆中的一定体积的液压流体中移除的时间点被用于控制相关所述缸体的所述燃烧室中的压缩压力。

通过详细的描述，根据本发明的具有十字头的大型低速涡轮增压二冲程内燃发动机与凸轮驱动排放阀致动系统和方法的其它目的、特征、优点和特性将会变得显而易见。

附图说明

在下面的本说明书的详细部分中，将参照附图中示出的示例性实施方式更加详细地说明本发明，在附图中:

图1是根据本发明的示例性实施方式的发动机的横截面视图；

图2是图1中示出的发动机的一个缸体部分的纵截面视图；

图3是图1中示出的发动机的顶部的细节横截面视图，此视图示出了排放阀与排放阀致动系统的示例性实施方式；

图4是排放阀、液压活塞杆、凸轮轴与用于将一定体积的液压流体选择性地增加到图1中示出的发动机的液压活塞杆中的液压流体中的装置的截面图；

图5是图4中的示出用于延长排放阀相对于凸轮轮廓的打开时间的装置的示例性实施方式的细节的截面图；

图6是图1中示出的发动机的排放阀致动系统的示例性实施方式的象征性图示；

图7是凸轮轮廓的示例性实施方式的细节图；

图8示出了图1中示出的利用传统凸轮驱动阀致动的发动机的阀提升轮廓的曲线图；

图9示出了图1中示出的利用传统凸轮驱动阀致动的发动机的阀提升轮廓的与用于延长排放阀相对于活动的凸轮轮廓的打开时间的装置的曲线图；

图10示出了聚焦在图9中示出的曲线图中的排放阀闭合轮廓上的细节；以及

图11示出了图9的曲线图，还示出了在排放阀致动器与液压推杆中的液压流体的压力。

具体实施方式

图1和图2相应地示出了根据本发明的示例性实施方式的发动机1的横截面视图和纵截面视图（出于实际原因仅示出了覆盖一个缸体的发动机的一部分长度，但是应该理解的是在发动机中具有至少四个缸体）。发动机1是十字头式单流式低速二冲程十字头内燃发动机，其可以是船舶中的推进系统或者发电厂中的原动机。这些发动机通常地具有成直线的4到高达14个缸体。例如，发动机可以用作远洋轮船中的主发动机或者用作用于操作发电站中的发电机的固定发动机。发动机的总输出可以，例如在从5,000kW到110,000kW的范围。

发动机1由具有用于曲轴3的主轴承的台板2构造。曲轴3是半组合式（semi-built type）。半组合式由通过收缩配合连接与主轴颈连接的锻钢或铸钢曲拐制成。台板2可以制成一件或者根据生产设备分成适当尺寸的部分。台板包括侧壁与具有轴承支撑件的焊接交叉梁。在本技术领域中交叉梁也称作“横梁”。油盘43焊接到台板2的底部并且收集来自强制润滑与冷却油系统的回油。

连接杆8将曲轴3连接到十字头轴承22。十字头轴承22在竖直引导平面23之间被引导。

焊接设计A-状框架箱4安装在台板2上。框架箱4是焊接设计。在排放侧上框架箱4设有用于每个缸体的释放阀，同时在凸轮轴侧上框架箱4设有用于每个缸体的大型铰接门。十字头引导平面23集成在框架箱4中。

缸体框架5安装在框架箱4的顶部上。拉紧螺栓27连接台板2、框架箱4与缸体框架5并且将该结构保持在一起。拉紧螺栓27通过液压千斤顶紧固。

最终地通过集成的凸轮轴壳体25，缸体框架5铸造成一件或多件，或者其是焊接设计。根据另一个实施方式（未示出），凸轮轴28容纳在附接到缸体框架5的单独的凸轮轴壳体中。

缸体框架5设有检测盖（access covers），用以清理净化空气空间并且用于从凸轮轴侧检查净化孔与活塞环。其与缸体衬套6一起形成净化空气空间。净化空气接收器9将其打开侧螺接到缸体框架5。在缸体框架的底部具有活塞杆填料箱，其设有用于净化空气的密封环，并且设有防止排放产物浸入框架箱4与台板2的空间中的刮油环，并且通过此种方式保护了存在于此空间中的全部轴承。

活塞13包括活塞冠与活塞裙边。活塞冠由耐热钢制成并且具有在凹槽的上表面和下表面上镀有硬铬的四个环形凹槽。

活塞杆14通过四个螺钉连接到十字头22。活塞杆14具有两个共轴孔（在附图中不可见），其与冷却油管结合，形成用于活塞13的冷却油的入口与出口。

缸体衬套6通过被缸体框架5承载。缸体衬套6由合金铸铁制成并且通过低定位的凸缘悬置在缸体框架5中。衬套的最上端部分被铸铁冷却护套围绕。缸体衬套6具有用于缸体润滑的钻孔（未示出）。

缸体是单流式并且具有定位在空气箱中的净化空气端口7，其从净化空气接收器9（图1），供给以由涡轮增压器10（图1）加压的净化空气。

发动机1安装有一个或多个涡轮增压器10，涡轮增压器10布置在用于4-9个缸体发动机的发动机的后端上并且在布置用于10或更多个缸体发动机的排放侧上。

到涡轮增压器10的进气通过涡轮增压器的进气消音器（未示出）直接产生于发动机室。从涡轮增压器10，空气经由排放空气管（未示出）、空气冷却器（未示出）与净化空气接收器9被引导到缸体衬套6的净化端口7。

发动机1设有电驱动净化空气鼓风机（未示出）。鼓风机的抽吸侧连接到空气冷却器之后的净化空气空间。在空气冷却器与净化空气接收器之间安装有当辅助鼓风机供给空气时自动地关闭的止回阀（未示出）。辅助鼓风机有助于在低载荷和中载荷情形下的涡轮增压器压缩机。

燃料阀40同心地安装在缸体覆盖件12上。在压缩冲程的终端，喷射阀40通过它们的喷射喷嘴以高压将燃料作为细雾喷射到燃烧室15中。排放阀11居中地安装在缸体覆盖件12中的缸体的顶部中并且当其在设置于相关缸体衬套6的顶板中的阀座18上闭合时静止。在延伸冲程的终端，在发动机活塞13向下传送经过净化空气端口7以前排放阀11打开，由此在活塞13上方的燃烧室15中的燃烧气体通过通向排放气体接收器17中的排放通道16流出并且缓解了燃烧室15中的压力。在活塞13向上运动过程中排放阀11再次关闭。排放阀11通过将各排放阀11连接到凸轮轴28上的相应的排放凸轮29的液压推杆致动。空气弹簧38确保排放阀沿着在排放凸轮29上的闭合侧翼前行并且返回到阀座18。

图3至图7示出了根据本发明的排放阀致动系统的实例实施方式。排放阀致动系统用于相对于单缸示出的全部实施方式。尽管单个凸轮轴28承载多个排放凸轮29，但在多缸体发动机中对于每个缸体将具有相同的设置。排放阀致动系统包括具有多个凸轮29（仅示出一个）的凸轮轴28。辊子30沿着凸轮的表面（凸轮轮廓）前行并且连接到活塞泵31的活塞32。活塞泵31经由导管36连接到排放阀致动器34。排放阀致动器34安装在排放阀11的顶部上并且包括在排放阀11的阀杆的顶部上动作的致动活塞35。气体弹簧38也连接到排放阀11的阀杆并且气体弹簧38的压力室中的气体压力沿着闭合方向推动排放阀11并且将排放阀11推动到其座18上。气体弹簧38构造为足够刚性以确保辊子30在凸轮轮廓的表面上与闭合侧翼73保持接触。

凸轮29与排放阀11之间的操作连接称作液压推杆。液压推杆包括：液压活塞泵31；液压致动器34，其包括作用在排放阀11上以便使排放阀移动的致动活塞35和将液压活塞泵31与液压致动器34连接的液压导管36；以及液压流体，其处于所述泵活塞32与所述致动活塞35之间的液压推杆中。

当阀致动器34被加压时，其沿着打开方向推动排放阀11。通过连接到发动机的电控单元90的传感器（未示出）来测量排放阀11的位置。在操作中，凸轮轴28与曲轴3一起旋转。凸轮29的轮廓确定活塞泵31的运动，并且凸轮轮廓包括打开侧翼71、闭合侧翼73、将打开侧翼71连接到闭合侧翼73的停留部分72、以及将闭合侧翼73连接到打开侧翼71的基部直径部分70。

凸轮轴28沿着由箭头A指示的方向旋转。基部部分70与打开侧翼71之间的过渡通过虚线I标记。打开侧翼71与停留部分72之间的过渡通过虚线II标记。停留部分72与闭合侧翼73之间的过渡通过虚线III标记，并且闭合侧翼73与基部部分70之间的过渡通过虚线IV标记。凸轮轴28沿着由箭头A指示的方向旋转，并且打开侧翼71在基部部分70之后是活动的，停留部分72在打开侧翼71之后是活动的，闭合侧翼73在停留部分72之后是活动的，以及基部部分70在闭合侧翼73之后是活动的。图8中示出的相应虚线示出了如通过凸轮轮廓限定的排放阀11的打开轮廓的曲线图。

在基部部分70活动期间，排放阀11静止在其阀座上，并且由于气体弹簧38未被太多压缩因此液压推杆中的压力处于低等级。在图8中涉及此期间，图8示出了作为虚线IV与虚线I之间的定位期间的仅根据凸轮轮廓的排放阀11的打开轮廓的曲线图。在打开侧翼71活动期间，排放阀11从其阀座18上的闭合位置移动到其打开位置，并且液压推杆中的压力由于气体弹簧38增加的压缩而增加到高的等级。此期间涉及图8中的虚线I与虚线II之间的打开期间。在停留部分72活动期间，由于气体弹簧38完全被压缩，因此液压推杆中的压力基本上是恒定的（除了在此期间的开始（参见图11））并且处于高等级。此期间涉及图8中的虚线II与虚线III之间的停留期间。在闭合侧翼73活动期间，液压推杆中的压力从高等级减小到低等级。此期间涉及图8中的虚线III与虚线IV之间的闭合期间。

液压流体的压力不仅由气体弹簧38的作用确定；如在图11中可以看到的还受到涉及的质量块的加速与减速的影响，但是整体上压力发展是如上所述的。

当容积式泵活塞32向上移动时，促使液压流体经由导管36进入到阀致动器34中。致动器34促使排放阀11逆着燃烧室中的压力与气体弹簧38的压力打开。当容积式泵活塞32向下移动时，气体弹簧38促使排放阀11与排放阀致动器34向上移动，由此排放阀致动器34中的流体回流到容积式泵31。在排放阀11的打开运动过程中转移到排放阀致动器34大部分能量存储在气体弹簧中并且在排放阀致动器34的返回冲程过程中通过在容积式泵31中产生的压力返回到凸轮轴28。由此，需要打开排放阀11的液压能量的仅一小部分消散。

根据本实施方式的排放阀致动系统包括用于将一定体积的流体增加到液压推杆并且用于再次移除所增加体积的流体的装置50。为了延迟排放阀11相对于由凸轮轮廓限定的闭合时刻（由与线IV与凸轮轮廓交叉位置以及虚线IV与图8中的时标交叉点相应的凸轮轮廓限定的闭合时刻）而闭合（其头部静止在阀座18上）的时刻的目的，将一定体积的液压流体增加到液压推杆。

闭合时刻的延迟，即延迟的时间长度，被用于可变化地控制缸体6中的净化空气的压缩压力。所需延迟基于运行状态和涉及运行状态的其它参数通过电控单元90来确定，所述运行状态诸如例如发动机载荷、净化空气压力和rpm，涉及运行状态的其它参数如通过多个传感器连通到电控单元90并且通过使用例如用于相关的特定类型发动机的发动机参数图中的数据。发动机参数图可以包括用于期望的压缩压力与净化空气压力比率（此比率是排放阀闭合角度的无因次测量）的表。通过用于延迟的电控单元90的确定也可以根据由操作员选定的操作模式或者根据发动机的地理位置自动地选择，以便例如在操作的燃料节约优化模式与操作的NOx优化模式之间切换。

在本实施方式中，装置50附接到活塞泵31并且经由部分形成在活塞泵31的壳体中的导管63与液压推杆中的液压流体连通。应该指出的是，尽管装置50优选地在液压活塞杆附近，但是装置50可以在任何位置，例如在排放阀致动器34处。

在本实施方式中，装置50包括壳体51并且设有容纳在形成于壳体51内部的缸体中的调节活塞52。缸体与调节活塞52一起限定在调节活塞52的一侧上的调节室53，并且调节室53在操作过程中填充以液压流体。调节活塞52在完全收回位置与完全延伸位置之间具有冲程。完全收回位置与完全延伸位置由物理端止动件限定，物理端止动件诸如与其容纳在其中的缸体的相应端对接的调节活塞。端止动件确保增加到液压推杆的液压流体的最大体积不能超过预定小量。调节室53经由导管63与所述液压推杆中的液压流体流体连通。

调节活塞52可操作地连接到延伸活塞54以便朝向其延伸位置推动调节活塞52，并且调节活塞52可操作地连接到返回活塞56以便将调节活塞52朝向其收回位置推动。延伸活塞54具有与其相关联的操作室55。操作室55连接到电控3/2液压阀69，电控液压阀69基于其位置选择性地将操作室55连接到液压压力源80或储槽。压力源优选地是恒定压力，其选择为与要求施加到调节活塞52的作用力匹配。在实施方式中，调节活塞52与延伸活塞54的尺寸（直径）利用恒定参考压力选定并且液压压力源不用于压缩压力控制的部件。

电控阀69连接到电控单元90并且电控单元90确定电控阀69的位置。

返回活塞56具有比延伸活塞小的直径。返回活塞56具有与其关联的操作室57，其通过导管60持续地连接到液压压力源80。当操作室55和57被加压时，即当电控阀将操作室55连接到液压源80时，在延伸活塞54与返回活塞56之间的直径差产生朝向调节活塞52的延伸位置推动调节活塞52的作用力。朝向调节活塞52的延伸位置推动调节活塞52的作用力的量级确定推动液压流体进入到液压推杆中所用的压力。如在图8至图11中可以看到的，与此作用力相应的压力选择为，使得大约在闭合侧翼活动期间的中间并且以在停留阶段期间稳定压力的约三分之一的压力，使液压流体开始移动到液压推杆中。

如根据在图9和图11中的关于电控阀的信号可以看到的，如果通过电控单元90已经确定需要延长排放阀11的打开时间，那么电控单元90从所述停留部分72活动（停留阶段）的所述期间中的时间点开始将所述调节活塞52从所述完全收回位置推动到所述延伸位置。只要在液压推杆中的压力仍未下降到由调节活塞52产生的压力以下的时间点以前，那么电控液压阀69的精确致动点就不重要。如通过图9至图11的曲线图中可以看到的，由于将调节活塞52推动到其延伸位置的作用力与低于保压压力的所述调节室53中的压力相应，因此在由于闭合侧翼73变得活动而使所述液压推杆中的液压流体中的压力下降到所述保压压力以下之前，调节活塞52不会朝向其延伸位置开始移动。

电控单元90构造为在停留部分70活动期间将调节活塞52从其完全收回位置朝向其延伸位置开始推动，使得由于液压推杆中的高压调节活塞不能向后移动，因此机械端止动件防止调节活塞52向后移动。

如通过图9至图11可以看到的，电控单元90构造为将调节活塞52持续朝向其延伸位置推动直到在由凸轮轮廓（与虚线IV相应）限定的闭合期间终止以后经过一定延迟。然后，电控单元90通过将电控阀69切换到操作室55连接到储槽的位置推动调节活塞52向回移动到其完全收缩位置，以使作用在返回活塞56上的操作室57中的液动流体的压力产生作用在朝向其收回位置的调节活塞52上的作用力。通过调节室53中的压力有助于调节活塞52的返回运动。调节活塞52到其收回位置的运动将早期增加到那里的一定体积的液压流体移除，并且由此允许排放阀11返回到闭合并且返回到其座18。

排放阀11的闭合延迟长度对发动机缸体6中的压缩压力具有显著影响，并且因此延迟的长度是重要的并且被准确地控制。用于排放阀11的闭合延迟的期望长度的确定如上所述，并且可以包括使用基于期望压缩压力与净化压力比率参数图转化参数图。

装置50可以不同于上述实施方式而构造。适合用于本发明中的任何装置构造为能够以低于保压压力并且高于基部压力的压力相应的压力将一定体积的液压流体推入到液压推杆中，并且构造为在停留阶段（在闭合侧翼变得活动以前）期间开始将一定体积的液压流体推动到液压推杆中，以及构造为以闭合侧翼停止活动（与线IV与凸轮轮廓交叉的位置相应）的时刻以后受控延迟将该体积从液压推杆移除。

如在权利要求中使用的术语“包括”不排除其它的元件。如在权利要求中使用的术语“一个（a）”或“一个（an）”不排除多个。

尽管出于说明的目的详细地描述了本发明，但是应该理解的是此细节仅用于此目的，并且其中在不偏离本发明的范围的情况下本领域中的技术人员可以对其作出修改。

Claims (15)

1.一种具有十字头(22)的大型低速多缸体涡轮增压二冲程单流式内燃发动机(1)，所述发动机(1)包括：

多个缸体，每个缸体具有至少一个排放阀(11)与至少一个排放阀座(18)，所述排放阀(11)构造为在其静止于所述排放阀座(18)上的闭合位置与打开位置之间可移动；

气动弹簧(38)，其与各所述排放阀(11)关联，所述气动弹簧(38)布置为使与其相关联的所述排放阀(11)沿着闭合方向偏向所述排放阀座(18)并且偏置在所述排放阀座(18)上；

至少一个凸轮轴(28)，其设有排放凸轮(29)，所述排放凸轮(29)设有凸轮轮廓，所述凸轮轮廓用于致动与相关的所述排放凸轮相关联的所述排放阀(11)，

所述凸轮轮廓包括打开侧翼(71)、闭合侧翼(73)、将所述打开侧翼(71)连接到所述闭合侧翼(73)的停留部分(72)、以及将所述闭合侧翼(73)连接到所述打开侧翼(71)的基部直径部分(70)；

液压推杆，其与每个所述缸体(6)的所述排放阀(11)相关联，所述液压推杆包括：

液压活塞泵(31)，其包括由所述凸轮轴(28)的排放凸轮(29)驱动的泵活塞(32)；

液压致动器(34)，其包括作用在所述排放阀(11)上的用于沿着打开方向使所述相关的排放阀移动的致动活塞(35)，以及

液压导管(36)，其将所述液压活塞泵(31)与液压致动器(34)连接，以及

液压流体，其在所述泵活塞(32)与所述致动活塞(35)之间的所述液压推杆中；

其特征在于，

所述发动机还包括装置(50)，其构造为在所述闭合侧翼(73)活动用于延长所述排放阀(11)的打开时间的期间，将一定体积的液压流体选择性地增加到所述液压推杆中的所述液压流体中，并且所述装置(50)构造为在所述闭合侧翼(73)停止活动用于允许所述排放阀(11)返回到其排放阀座(18)的时刻相对于由凸轮轮廓限定的闭合时刻延迟以后，以一定延迟将增加到所述液压推杆的所述一定体积的液压流体从所述液压推杆移除。

2.根据权利要求1所述的发动机，其中，当所述排放阀(11)停留在其打开位置中并且所述排放凸轮(29)的所述停留部分(70)活动时，所述气动弹簧(38)的压缩在所述液压推杆中的所述液压流体中产生保压压力，并且其中所述装置(50)构造为利用低于所述保压压力的压力将所述一定体积的液压流体推动到所述推杆中。

3.根据权利要求2所述的发动机，其中所述装置(50)包括：

调节活塞(52)，其在完全收回位置与完全延伸位置之间具有冲程，调节室(53)处于所述调节活塞(52)的一侧处，所述调节室(53)与所述液压推杆中的所述液压流体流体连通，

电控致动系统，其作用在所述调节活塞(52)上，所述电控致动系统构造为从所述停留部分(72)活动期间的时间点并且利用与低于所述保压压力的所述调节室(53)中的压力相应的作用力将所述调节活塞(52)开始从所述完全收回位置推动到所述延伸位置，使得由于所述闭合侧翼(73)变得活动而使所述液压推杆中的所述液压流体中的压力下降到所述保压压力以下之前，所述调节活塞(52)不会朝向其延伸位置开始移动。

4.根据权利要求3所述的发动机，其中，所述电控致动系统构造为在所述停留部分(70)活动期间开始将所述调节活塞(52)从其完全收回位置推向其延伸位置，并且所述电控致动系统构造为朝向其延伸位置继续推动所述调节活塞直到经过所述一定延迟，并且之后推动或允许所述调节活塞(52)移回到其完全收回位置。

5.根据权利要求3所述的发动机，其中，所述调节活塞(52)连接到延伸活塞(54)以便将所述调节活塞(52)朝向其延伸位置推动，并且其中所述调节活塞(52)连接到返回活塞(56)以便将所述调节活塞(52)朝向其收回位置推动。

6.根据权利要求5所述的发动机，其中，所述延伸活塞(54)具有与其相关联的操作室(55)，并且其中所述操作室(55)连接到将所述操作室(55)选择性地连接到压力源(80)或储槽的电控液压阀(69)。

7.根据权利要求6所述的发动机，其中，所述装置(50)包括所述延伸活塞(54)、所述返回活塞与所述电控液压阀(69)。

8.根据权利要求7所述的发动机，其中，所述电控液压阀(69)连接到电控单元(90)。

9.根据权利要求6所述的发动机，其中，所述返回活塞(56)具有比所述延伸活塞(55)小的直径，并且其中所述返回活塞(56)具有与其相关联的、连续地连接到所述压力源(80)的操作室(57)。

10.根据权利要求8所述的发动机，还包括指示曲轴(3)或所述凸轮轴(28)的角位置的位置传感器，并且其中使所述电控液压阀(69)起作用，以便根据基于期望的压缩压力与净化压力的比率参数图的转换参数图通过受控的延迟来延迟所述排放阀的闭合。

11.根据权利要求8所述的发动机，其中，所述电控单元(90)构造为在所述闭合侧翼(73)已经停止活动的时刻以后指示所述电控液压阀(69)以一定延迟将所述操作室(55)连接到储槽，以使所述排放阀(11)返回到其排放阀座(18)并且所述调节活塞(52)返回到与其收回位置一致的座。

12.一种用于操作具有十字头(22)的大型低速多缸体涡轮增压二冲程单流式内燃发动机(1)的方法，所述内燃发动机(1)包括：

多个缸体(6)，每个缸体都具有至少一个排放阀(11)与至少一个排放阀座(18)，

气动弹簧(38)，其与各排放阀(11)关联，所述气动弹簧(38)布置为使与其关联的所述排放阀(11)沿着闭合方向偏向所述排放阀座(18)并且偏压在所述排放阀座(18)上；

至少一个凸轮轴(28)，其设有排放凸轮(29)，所述排放凸轮(29)设有用于致动与相关排放凸轮相关联的所述排放阀(11)的凸轮轮廓，

液压推杆，其与每个所述缸体(6)的所述排放阀(11)关联以将凸轮轮廓传输到所述排放阀(11)，所述液压推杆包含液压流体，

所述排放阀(11)具有通过所述凸轮轮廓控制的操作顺序，所述凸轮轮廓包括打开侧翼(71)、闭合侧翼(73)、将所述打开侧翼(71)连接到所述闭合侧翼(73)的停留部分(72)、以及将所述闭合侧翼(73)连接到所述打开侧翼(71)的基部直径部分(70)，

在停留期间所述气动弹簧(38)的偏压在所述液压推杆中的所述液压流体中产生给定的预定保压压力，

其特征在于，所述方法包括：

在所述闭合侧翼(73)活动期间，以比所述停留期间在所述液压推杆的体积中存在的压力低的压力将一定量的液压流体增加到所述液压推杆中的所述液压流体中；以及

以在所述闭合侧翼(73)已经停止活动的时刻以后的一定延迟将一定量的所述液压流体从所述液压推杆中的一定体积的所述液压流体中移除。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，通过在完全收回位置与完全延伸位置之间具有冲程的调节活塞(52)增加所述一定量的流体，调节室(53)处于所述调节活塞(52)的一侧，并且所述调节室(53)与所述液压推杆中的所述液压流体流体连通，所述方法包括在所述停留部分(72)活动期间的时间点起、利用可能导致所述调节室(53)中的比所述保压压力低的压力的在所述调节活塞(52)上的作用力，将所述调节活塞(52)从所述完全收回位置推向所述完全延伸位置，使得由于所述闭合侧翼(73)变得活动而使所述液压推杆中的所述液压流体中的压力下降到所述保压压力以下之前，所述调节活塞(52)不会朝向其延伸位置开始移动。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，基于指示曲轴的角位置的信号来确定用于开始将所述一定量的液压流体从所述液压推杆中的所述一定体积的液压流体中移除的时间点。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，用于开始将所述一定量的液压流体从所述液压推杆中的所述一定体积的液压流体中移除的所述时间点被用于控制相关缸体(6)的燃烧室(15)中的压缩压力。