CN104564315A - 大型低速运行的涡轮增压二冲程内燃机及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有十字头型的大型低速运行的二冲程单流式内燃机。包括：多个汽缸，每个连接至扫气接收器以及废气接收器；涡轮增压器，其具有接收来自废气接收器的废气的涡轮和提供增压扫气的压缩机；扫气路径，用于将增压扫气从涡轮增压器的压缩机的出口引导至扫气接收器；以及废气再循环路径，其用于将来自汽缸或者来自废气接收器的废气的至少一部分再循环至扫气接收器。所述扫气路径具有鼓风路径在其处分叉出的分流点。发动机还包括鼓风机，鼓风机接收来自废气再循环路径的任何废气并且接收来自鼓风路径的任何被分叉出来的扫气，并且鼓风机朝向扫气接收器推动任何接收到的废气和接收到的扫气。

Description

大型低速运行的涡轮增压二冲程内燃机及其操作方法
技术领域
本发明涉及具有十字头以及废气或者燃气再循环的大型低速运行的涡轮增压二冲程内燃机。进一步地，本发明涉及用于操作具有十字头以及废气或者燃气再循环的大型低速运行的涡轮增压内燃机的方法。
背景技术
具有十字头的大型低速运行二冲程内燃机通常用在大型船舶的推进系统中或者用作发电厂的原动机。这些发动机具有在活塞和曲轴之间布置的十字头。WO 02068809公开了根据权利要求1的前序中的大型低速运行二冲程内燃机。
排放需求已经并且将更加难以满足，尤其是关于单氮氧化物(NOx)水平。
目前，许多理论选项存在，以通过施加到发动机过程的变化尤其是以下变化来减少在大型低速运行二冲程涡轮增压内燃机中的NOx形成：
·废气或者燃气再循环(EGR)
·水乳化燃料的使用
·新鲜充量增湿，即扫气加湿-(SAM)
·选择性催化还原法(SCR)。
废气再循环(EGR)为熟知的辅助小型快速运行柴油机以减少NOx排放的措施。然而，现在仅存在很少适于商业上操作的使用废气再循环的大型二冲程柴油机。原因在于已经证实了在大型二冲程柴油机中实现废气再循环具有挑战。已经证实了在大型二冲程柴油机中实现废气再循环具有挑战的一个原因在于：通常使用具有高含量硫磺的重燃油来操作这些柴油发动机的事实。因此，废气中的硫磺含量远高于在对没有或者具有很少硫磺含量的燃油进行操作的较小型柴油机中的硫磺含量。高浓度的硫磺极大地减少了清洗方法和设备的选择，这是因为大多数的清洗方法和设备不能忍受燃烧具有高硫含量的大型二冲程柴油机的燃烧重质燃料的废气中存在的硫磺和硫酸的水平。
已经能够抵抗这些高硫磺水平的用于消除大型二冲程柴油机中的废气的一种技术是湿法洗涤(wet scrubbing)。在该技术中，废气通过了使用水作为涤气溶液的所谓湿式洗涤器。
另一个挑战是需要大量功率来将再循环的废气从废气接收器运输到扫气流。在大型二冲程柴油机中，扫气压力通常比大型二冲程柴油机的废气接收器中的压力高多达大约0.3巴。因此，需要鼓风机或者其它装置，以用于将再循环的废气从废气接收器推动到扫气系统中。在大孔径12或14汽缸二冲程柴油机例如MAN B&W 12K98MC-C发动机中，用于驱动这种鼓风机所需要的功率将接近于0.5MW。这是相当大量的能量以在废气系统中使用电动机来驱动鼓风机，而这么大的功率需求是极其昂贵的。
因此，由于这些部件的尺寸，所以用于大型柴油机的废气再循环系统中的机器(例如湿式洗涤器和鼓风机)的最初成本总计为实质总和。
当大型低速运行二冲程内燃机取决于该内燃机和涡轮增压器特性来在中负荷条件至低负荷条件例如低于该内燃机的最大持续额定的25％至45％下进行操作时，该内燃机需要辅助鼓风机以辅助涡轮增压器的压缩机在扫气接收器中获得足够高的扫气压力。因此，专用辅助鼓风机被设置在现存的大型低速运行内燃机中以用于在低负荷条件至中负荷条件下保证操作。
发明内容
在此背景下，本发明的一个目的在于提供一种具有更简单、更可靠以及较便宜的构造的十字头型和EGR的大型低速运行的二冲程单流式内燃机。
通过提供一种十字头型的大型低速运行的二冲程单流式内燃机来实现该目的，该内燃机包括：多个汽缸，每个汽缸连接至扫气接收器以及废气接收器；涡轮增压器，其具有接收来自所述废气接收器的废气的涡轮和提供增压扫气的压缩机；扫气路径，用于将增压扫气从涡轮增压器的压缩机的出口引导至扫气接收器；废气再循环路径，其用于将来自汽缸或者来自废气接收器的废气的至少一部分再循环至扫气接收器；所述扫气路径具有分流点，鼓风路径在该分流点处分叉出来；鼓风机，其接收来自废气再循环路径的任何废气并且接收来自鼓风路径的任何被分叉出来的扫气，并且鼓风机朝向扫气接收器来推动任何接收到的废气和接收到的扫气。
通过提供接收了再循环废气和来自分叉出来的鼓风路径的扫气二者的鼓风机，可以将单个鼓风机用于两个目的，即在低负荷条件至中负荷条件期间辅助涡轮增压器且在EGR操作期间提供再循环废气流。鼓风机的这种组合使用简化了内燃机的构造并且减少了成本。与具有不同功能性的两个鼓风机形成对照，仅具有一个鼓风机节约了材料和空间。
在一个实施例中，该扫气路径包括管道、位于分流点上游的扫气冷却器、用于在鼓风机的操作期间避免回流的位于分流点下游的止回阀、以及位于止回阀下游的混合器室。止回阀在低负荷下阻止回流，同时鼓风机用于支持EGR操作并且作为辅助鼓风机用于涡轮增压器。在该双重功能下，在混合气体进入到混合器室之前，在鼓风机中有效执行气体混合。
在较高负荷下，不需要辅助鼓风机支持，混合器室允许再循环废气与从正常气体通道通过止回阀进入混合室的扫气的主流进行混合。
在一个实施例中，鼓风机的出口连接至混合器室的入口，并且混合器室的出口经由止回阀连接至扫气接收器。
在一个实施例中，扫气再循环路径包括管道和EGR冷却器。
在一个实施例中，鼓风路径从分流点延伸至鼓风机的入口，并且包括用于控制且平衡EGR流路径中的流以及扫气路径中的流的流控制阀。
在一个实施例中，内燃机还包括用于在鼓风机的操作期间避免回流的在鼓风路径中的止回阀。
在一个实施例中，内燃机还包括位于接收来自EGR流路径的废气流的鼓风机的入口上游的止回阀，并且止回阀被配置为在没有EGR支撑的情况下在内燃机的正常操作期间避免回流。
在一个实施例中，内燃机还包括电子控制单元，其被配置为针对给定的EGR比率来在扫气接收器中维持给定的扫气压力以及气体中给定的氧气含量水平或者CO2含量水平。
在一个实施例中，电子控制单元接收表示氧气含量或者CO2含量的信号以及表示扫气压力的信号，并且其中，电子控制单元被配置为控制鼓风控制阀的位置以及EGR鼓风机流。
在一个实施例中，将再循环废气引导至鼓风机的入口的流动路径包括EGR控制阀，并且其中电子控制单元被配置为控制EGR控制阀的位置。
在一个实施例中，鼓风机辅助涡轮增压器的压缩机在当需要时达到期望扫气压力并且当需要时辅助以获得再循环废气的所需流。
也通过提供一种用于操作十字头型的大型低速运行二冲程单流式内燃机的方法来实现上述目的，该内燃机包括：多个汽缸，每个汽缸连接至扫气接收器以及废气接收器；涡轮增压器，其具有接收来自所述废气接收器的废气的涡轮和提供增压扫气的压缩机；扫气路径，用于将增压扫气从涡轮增压器的压缩机的出口引导至扫气接收器；废气再循环路径，其用于将来自汽缸或者来自废气接收器的废气的至少一部分再循环至扫气接收器；鼓风机，其接收来自废气再循环路径的任何废气并且接收来自鼓风路径的任何分叉出来的扫气，并且使用鼓风机来向扫气接收器推动由鼓风机接收到的任何废气和扫气。
在一个实施例中，该方法还包括：连续操作具有EGR的发动机，并且使用鼓风机来推动EGR流，并且使用鼓风机来在低负荷下辅助涡轮增压器的压缩机获得扫气压力，并且还在高负荷下辅助燃烧室的涡轮增压器冷却。
也通过提供具有十字头的大型低速运行二冲程单流式内燃机及来实现上述目的，该内燃机包括：多个汽缸，每个汽缸连接至扫气接收器以及废气接收器；涡轮增压器，其具有接收来自废气接收器的废气的涡轮和提供增压扫气的压缩机；扫气路径，用于将增压扫气从涡轮增压器的压缩机的出口引导至扫气接收器；废气再循环路径，其用于将来自汽缸或者来自废气接收器的废气的至少一部分再循环至扫气接收器；鼓风机，用于将EGR流推动到扫气接收器中；以及传感器，用于提供表示扫气接收器中的O2水平或者CO2水平的信号。电子控制单元接收来自传感器的信号，并且该电子控制单元ECU被配置为响应于来自传感器的信号而控制EGR流。
根据本发明的大型低速运行的涡轮增压二冲程内燃机以及方法的进一步的目的、特征、优点和性质将从详细描述中变得显而易见。
附图说明
在本说明书的以下详细部分中，将参考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是根据示例性实施例的内燃机的图解描述，
图2是图1的内燃机的电子控制单元和控制阀的详细视图，并且
图3是根据另一个示例性实施例的内燃机的图解描述。
具体实施方式
在下面的详细描述中，将通过示例性实施例描述根据本发明的具有十字头的大型低速运行的涡轮增压二冲程内燃机(柴油机)。
具有十字头的大型低速运行的涡轮增压二冲程内燃机的构造和操作是众所周知的，因此应当不需要在本文中进一步解释。下面提供关于废气系统的操作的进一步细节。
图1示出单流型的大型低速运行的涡轮增压二冲程内燃机(柴油机)1的第一示例性实施例。内燃机(柴油机)机1可以例如用作远洋船舶中的主发动机或者用作操作发电站中发电机的固定发动机。发动机的总输出可以例如在2000到110000kW的范围内。
该发动机设置有多个汽缸2，该多个汽缸2一个挨一个排成一行。每个汽缸2设置有与该气缸的汽缸盖相关联的排气阀3。可以通过排气阀3开通和关闭排气通路。也示出将活塞杆连接至曲轴的大头的发动机的十字头4a以及连接杆4b。排气弯管5连接至废气接收器6。废气接收器6设置为与汽缸行2平行。经由排气导管将废气的至少实质大部分从废气接收器6朝向涡轮增压器7(可能存在超过一个涡轮增压器39)的涡轮T引导。废气的另一部分被再循环并且进入下面将进一步详细描述的废气再循环流动路径。废气经由出口9a,9b或者通过废气旁路54的出口9c被布置到位于涡轮增压器7的涡轮下游的空气中。
涡轮增压器7还包括连接至新鲜空气引入口10a的压缩机C。压缩机C经由扫气流动路径将增压扫气递送至扫气接收器11，在该示例性实施例中，该扫气流动路径包括冷却器12和水雾捕集器13。当扫气被冷却时，水雾捕集器13移除任何冷凝水。扫气路径从水雾捕集器13经由止回阀24继续到混合器室25。混合器室25也接收来自下面将更详细描述的废气再循环路径的再循环废气。
扫气流动路径包括位于水雾捕集器13下游和止回阀24上游的分流点23。鼓风导管26在分流点23和鼓风机30的入口之间延伸。鼓风导管26允许扫气的一部分或者全部被引导至鼓风机30的入口。鼓风导管26包括止回阀27和鼓风控制阀28。
扫气从分流点经由止回阀24或者经由鼓风导管26和鼓风机30进入混合器室25。
在混合器室25中，经由止回阀24进入的扫气在EGR操作中与再循环废气混合，并且混合器室25的出口经由止回阀31连接至扫气接收器11。扫气路径为扫气单元36的一部分，在示例性实施例中，该扫气单元36包括扫气冷却器12、水雾捕集器13、分流点23、止回阀24、混合器室25以及止回阀31。
将扫气或者与再循环废气混合的扫气从扫气接收器11传递到个别汽缸2的扫气口14。
废气旁路54被设置以快速处理发动机的减速操作并且/或者将在高负荷操作下与废气旁路匹配的涡轮增压器一起使用以避免涡轮增压器过载。
汽缸旁路47可以被添加，以便于减少排气接收器6和扫气接收器11之间的压力差。当热气从涡轮增压器7压缩机出口C旁路到排气接收器6时，鼓风机将需要较少的功率，以克服减少的压差。到排气接收器6的旁路入口61远离废气单元37的入口62以不减少引入到废气再循环单元37中的CO2的废气浓度。
废气接收器6由形成废气再循环单元37的一部分的出口62也连接至废气再循环路径。废气再循环单元37可以位于发动机上或者发动机附近。再循环路径包括前置洗涤器15，后面跟着EGR冷却器16，后面跟着洗涤器17，后面跟着水雾捕集器18，后面跟着气体吸入室19。在一个实施例中，洗涤器15、17为以下湿式洗涤器，在该湿式洗涤器中，废气被带入到与来自一个或者多个喷嘴的、被雾化成和蒸发成气体的洗涤液滴以及蒸汽进行接触。洗涤液和蒸汽通常是水基性的。洗涤液滴和蒸汽吸收微粒(例如催化剂粉末、燃料残留物、烟尘颗粒)以及气体(例如硫化物)，且由此清洗该气体。除了清洗废气之外，湿法洗涤作用也冷却废气。在EGR冷却器16中，气体被冷却，并且水可以在EGR冷却器16中冷凝。水雾捕集器18(单独装置)收集冷凝水以及微小的水滴，该微小的水滴可能由气流从洗涤器被携带。水雾捕集器18中收集的水经由出口排水渠(未示出)被丢弃并且可以在冲洗过程之后被再利用。
废气单元37可以用在两种基本不同方式中：
·在正常操作中
·在EGR操作中
下面提供与废气单元37的操作有关的进一步细节。
在正常操作中：
废气单元37在操作中用作具有关合的阀43、开通的阀41+42以及涡轮增压器39的正常空气冷却器单元。在负荷和高负荷下，正常空气在没有捕集器支持的情况下通过废气单元37并最后引导通过止回阀29而到达扫气接收器11。在气体进入混合室25之前，气体将在低负荷下通过导管21和鼓风机30且通过止回阀31而到达扫气接收器11。因此，废气再循环单元37此刻用作正常空气冷却器单元。截止阀41和截止阀42用于连接或者断开第二涡轮增压器39。当第二涡轮增压器39有效时，第二涡轮增压器39的压缩机C将压缩空气直接传送到EGR冷却器16并且前置洗涤器15被旁路。为此目的，关合在废气接收器6和前置洗涤器15之间延伸的导管62中的截止阀43。一旦在没有EGR情况下的基本发动机为排放匹配Tier 2，则可以选择没有EGR的操作。
当由涡轮增压器7和39一起提供的扫气压力不足以保证适当燃烧时，鼓风机30可以在低负荷情况下用作辅助鼓风机。在此种情况下，气体从EGR冷却器16通过无效的洗涤器17、水雾捕集器18、气体吸入室19、导管21、通过鼓风机30到混合室、在其行进中通过止回阀31到扫气接收器11。
在EGR操作中
废气单元37用作具有开通的阀43、关合的阀41+42以及无效的涡轮增压器39的废气清洗设备。废气从排气接收器6通过开口62而通过洗涤器15。在前置洗涤器15中，在水和气体被引导通过EGR冷却器16以用于进一步冷却之前，气体被冷却和清洗。该流继续流过洗涤器17以用于进一步清洗并且捕获来自废气的大部分洗涤器水。在清洗和冷却的废气进入吸入室19之前，清洗和冷却的废气通过额外的水雾捕集器18。因为吸入室19中的压力低于扫气接收器11中的压力，止回阀29被关合。气体吸入室19的出口连接至通向鼓风机30的入口的导管21。导管21包括止回阀20和EGR控制阀22。止回阀20在鼓风机操作中阻止回流。
鼓风机30接收来自EGR流动路径的废气以及来自鼓风路径(导管)26的分叉出来的扫气。鼓风机30由电子驱动电动机或者由液压驱动电动机或者蒸汽涡轮或者废气扩展器来供电，并且用于增加鼓风机30接收的废气和/或扫气的压力，以由此推动废气和/或扫气经由止回阀31到扫气接收器11中。鼓风机的操作(鼓风机速度或者/和扩散器位置)由图2中示出的电子控制单元(ECU)来控制。
电子控制单元接收来自传感器51的表示扫气接收器11中的气体的氧气(O2)水平(含量)或者二氧化碳(CO2)水平(含量)的信号以及来自压力传感器52的表示扫气接收器11中的压力的信号。如图2所示，电子控制单元向导管26中的鼓风控制阀28和/或导管21中的EGR控制阀22发布控制信号。电子控制单元被配置为保证发动机(通过EGR比率)以给定的扫气氧气或者CO2含量以及足够的扫气压力进行操作。发动机1可以在电子控制单元的控制之下在具有不同EGR比例的操作之间进行灵活改变。如果发动机为船舶发动机，则这将是有利的，以便于满足地理上变化废气需求，例如与NOX的输出有关的限制。这些需求的示例为IMO NOX Tier II以及Tier III规定。
假定从涡轮增压器压缩机C到鼓风机30的入口的压降小于从EGR模块37之上的废气接收器6到鼓风机30的入口的压降，则鼓风控制阀28可以节流来自分流点的扫气(这是典型情况)。鼓风控制阀28的节流将平衡来自扫气模块36以及EGR模块37的流动，并且因此控制EGR比率。
总混合质量流根据来自电子控制单元的命令由鼓风机30的速度和/或鼓风机30的扩散器位置来控制。
通过导管27的流被匹配为使得：随着鼓风控制阀28完全开通，就在正常辅助鼓风机定位点之前，在负荷下针对高EGR流而给出所需EGR比率。(在大约25％-30％负荷下的Tier III模式)。
对于具有较低NOX限制的Tier III模式而言，EGR比率由鼓风机流增加，以便于在扫气接收器11中达到期望的氧气含量。在低负荷下，也包括导管26，以用支持涡轮增压器7。鼓风控制阀28可以被节流以在扫气接收器11中获得适当扫气压力和氧气含量。
简化的设置：
图3示出类似于上述实施例的而具有较简化的设置的另一个示例性实施例。在该实施例中，EGR系统是连续运行的。该实施例简化了构造，并且使用了双配置组件，例如总是湿式运行条件的EGR冷却器。湿式冷却器表面也起到洗涤器的作用。因此，不需要洗涤器17。由于鼓风机是连续运行的，并且在EGR鼓风机30流下基于该模式和负荷范围完全控制该流，因此该实施例不具有EGR阀43和22。一个止回阀20被包括，以避免到EGR单元37的回流，这在低负荷操作或者鼓风机失败期间可能是相关的。然而，不存在第二涡轮增压器，也删除阀41+42，也删除具有将EGR单元37直接连接至扫气接收器11的止回阀29的导管，这是因为不需要存在这些组件。可以根据将取决于导管54的应用的不同匹配策略来匹配涡轮增压器7。在最简单的设置中，可以在没有导管54的情况下匹配涡轮增压器。进一步地，由于假定该发动机控制系统将处理低速操作，以足够快速地避免涡轮增压器7的超速，所以该实施例不具有废气旁路54。该实施例使用单个鼓风机或者并行多个鼓风机30以用于辅助鼓风和EGR鼓风。一旦相应地匹配EGR鼓风机30，则可以中止导管47。在该实施例中，EGR冷却器16将连续操作在湿式运行条件下。湿式冷却器表面同时起到洗涤器的作用，并且因此不需要单独的洗涤器17。由于鼓风机30是连续操作的并且在EGR鼓风机30和控制阀28下基于该模式和负荷范围完全控制该流，因此在EGR导管21中不需要节流/控制阀22。
下面的表示出了图3的实施例的操作的可能模式的示例：
模式2是失败安全模式，在鼓风机失败的情况下，不能使用模式3或者4.在该模式下，负荷受限于涡轮增压器7的最大容量。
模式3是低EGR模式，以满足例如IMO Tier II排放需求。发动机可以在0到110％的负荷范围之内进行操作。鼓风机30用于提供再循环废气的低流，即再循环废气的足够流，以达到导致NOX排放循环值低于Tier II阈值的EGR比率。EGR比率例如处于0到15％的范围之内。在该模式中，当发动机负荷为中到高(例如，在25％之上)时，关合鼓风控制阀28，并且在实现所需扫气压力的过程中不需要辅助涡轮增压器7的压缩机C。当负荷为低例如0和25％之间时，鼓风控制阀28被开通或者节流，并且由于鼓风机30还辅助涡轮增压器7的压缩机C以实现所需扫气压力，所以鼓风机30具有两个功能。
模式4为高EGR模式，以满足例如IMO Tier III排放需求。发动机1可以在0到110％的负荷范围之内进行操作。鼓风机30用于提供再循环废气的显著流，即再循环废气的足够流，以达到导致NOX排放循环值低于限制的Tier III阈值的EGR比率。EGR比率例如处于30％到40％的范围之内。在该模式中，当发动机负荷为中到高(例如，在25％之上)时，关合鼓风控制阀28，并且在实现所需扫气压力的过程中不需要辅助涡轮增压器7的压缩机C。当负荷为低例如0和25％之间时，鼓风控制阀28被开通或者节流，并且由于鼓风机30还辅助涡轮增压器7的压缩机C以实现所需扫气压力，所以鼓风机30具有两个功能。
本发明的教义具有多个优势。不同实施例或者实现方式可以产生下列优势中的一个或者多个。应当注意的是，这不是一份详尽列举，并且可以存在没有在本文中描述的其它优势。
该申请的教义的一个优势在于该申请提供具有废气再循环的大型低速运行二冲程内燃机的气体交换系统的更简单构造。另一个优势在于本申请提供在部分负荷下在IMO Tier II排放模式下允许燃料最优化操作的具有废气再循环的大型低速运行二冲程内燃机的更灵活操作。然而，大量组件的减少是明显的，以便于减少本申请的最后成本。
虽然出于说明目的已经详细描述了本申请的教义，但是应当理解的是，这种细节仅出于该目的，并且本领域的技术人员可以在不脱离本申请的教义的范围的情况下对本申请做出变化。示例可以将本原理缩放到其中可以并行需要更多涡轮增压器和废气系统以覆盖流需求的大型发动机。可以对鼓风机的应用做出相同缩放考虑，其中典型超过一个的鼓风机将被安装，这或者由于流容量需求，或者仅出于针对辅助鼓风机操作的冗余的简单需求。
还应当注意的是，存在用于实现本发明的教义的多个可替换方式。例如，用于增加再循环废气和扫气二者的压力的鼓风机被改装到现有发动机。或者是集成的发动机系统或者作为位于发动机附近的且使用相等导管连接至发动机的单独废气单元。
在另一个示例实施例中，具有十字头的大型低速运行二冲程单流式内燃机1包括：多个汽缸2，每个汽缸连接至扫气接收器11以及废气接收器6；涡轮增压器7，其具有接收来自废气接收器的废气的涡轮T和提供增压扫气的压缩机C；扫气路径，用于将增压扫气从涡轮增压器7的压缩机C的出口引导至扫气接收器11；废气再循环路径，其用于将来自汽缸2或者来自废气接收器6的废气的至少一部分再循环至扫气接收器11；鼓风机30，用于将EGR流推动到扫气接收器中；以及传感器51，用于提供表示扫气接收器11中的O2水平或者CO2水平的信号。电子控制单元ECU接收来自传感器51的信号，并且该电子控制单元ECU被配置为响应于来自传感器51的信号而控制EGR流。
在另一个示例实施例中，具有十字头的大型低速运行二冲程单流式内燃机包括：多个汽缸2，每个汽缸连接至扫气接收器11以及废气接收器6；涡轮增压器7，其具有接收来自废气接收器6的废气的涡轮T和提供增压扫气的压缩机C；扫气路径，用于将增压扫气从涡轮增压器7的压缩机C的出口引导至扫气接收器11；废气再循环路径，其用于将来自汽缸2或者来自废气接收器6的废气的至少一部分再循环至扫气接收器11；鼓风机30，用于将EGR流推动到扫气接收器中；以及传感器51，用于提供表示扫气接收器11中的O2水平或者CO2水平的信号。电子控制单元ECU接收来自传感器51的信号，并且该电子控制单元ECU被配置为响应于来自传感器51的信号而控制EGR流。
当测量O2水平时，电子控制单元ECU在一个实施例中被配置为：当扫气接收器11中的O2水平在阈值之上时增加EGR比率，并且可能地，当扫气接收器11中的O2水平在特定阈值之下时降低EGR比率。
当测量CO2水平时，电子控制单元ECU在一个实施例中被配置为：当扫气接收器11中的CO2水平在阈值之上时降低EGR比率，并且可能地，当扫气接收器11中的CO2水平在特定阈值之下时增加EGR比率。
在这个实施例的一个变形中，电子控制单元ECU被配置为通过改变鼓风机30的速度来控制EGR比率。
权利要求书中使用的术语“包括”不排除其它元件或者步骤。权利要求书中使用的术语“一”或“一个”不排除多个。
电子控制单元可以实现权利要求书中引用的若干个装置的功能。
权利要求书中使用的参考符号不应当解释为对范围的限制。
虽然出于说明目的，已经详细描述了本发明，但是应理解，这些细节仅用于说明目的，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下对其作出各种变化。

Claims (13)

1.一种具有十字头的大型低速运行的二冲程单流式内燃机(1)，包括：
多个汽缸(2)，每个汽缸(2)连接至扫气接收器(11)以及废气接收器(6)；
涡轮增压器(7)，其具有接收来自所述废气接收器(6)的废气的涡轮(T)和提供增压扫气的压缩机(C)；
扫气路径，用于将所述增压扫气从所述涡轮增压器(7)的所述压缩机(C)的出口引导至所述扫气接收器(11)；
废气再循环路径，其用于将来自所述汽缸(2)或者来自所述废气接收器(6)的废气的至少一部分再循环至所述扫气接收器(11)，
其中，
所述扫气路径具有分流点(23)，鼓风路径(26)在所述分流点(23)处分叉出来，
鼓风机(30)，其接收来自所述废气再循环路径的任何废气并且接收来自所述鼓风路径(26)的任何被分叉出来的扫气，并且所述鼓风机(30)朝向所述扫气接收器(11)推动任何接收到的废气和接收到的扫气。
2.根据权利要求1所述的内燃机(1)，其中，所述扫气路径包括管道、位于所述分流点(23)上游的扫气冷却器(12)、用于在鼓风机(30)的操作期间避免回流的位于所述分流点(23)下游的止回阀(24)、以及位于所述止回阀下游的混合器室(25)。
3.根据权利要求2所述的内燃机(1)，其中，所述鼓风机(30)的出口连接至所述混合器室(25)的入口，并且所述混合器室(25)的出口经由止回阀(31)连接至所述扫气接收器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机(1)，其中，所述扫气再循环路径包括管道和EGR冷却器(16)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的内燃机(1)，其中，所述鼓风路径(26)从所述分流点(23)延伸至所述鼓风机(30)的所述入口，并且包括用于在所述鼓风路径中对流进行控制的流控制阀(28)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的内燃机(1)，还包括接收来自所述EGR流路径的废气流的位于所述鼓风机(30)的入口上游的止回阀(20)，并且所述止回阀(20)被配置为在所述鼓风机(30)的操作或者失败期间避免回流。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的内燃机(1)，还包括电子控制单元(ECU)，其被配置为针对给定的EGR比率来维持所述扫气接收器(11)中的给定的扫气压力以及气体中给定的氧气含量水平或者CO2含量水平。
8.根据权利要求7所述的内燃机(1)，其中，所述电子控制单元(ECU)接收表示所述氧气含量或者所述CO2含量的信号以及表示所述扫气压力的信号，并且其中，所述电子控制单元(ECU)被配置为控制所述鼓风控制阀(28)的位置。
9.根据权利要求8所述的内燃机(1)，其中，所述电子控制单元(ECU)被配置为：当由所述涡轮增压器的所述压缩机传送的所述扫气压力在低负荷内燃机操作期间不充足时通过控制所述鼓风机(30)的速度并且通过保持所述鼓风控制阀(28)开通、并且当由所述涡轮增压器的所述压缩机传送的所述扫气压力在中负荷到高负荷内燃机操作期间充足时通过关合所述鼓风控制阀(28)，来控制所述扫气接收器中的所述扫气压力以及所述氧气含量和所述CO2含量。
10.根据权利要求8所述的内燃机(1)，其中，将再循环废气引导至所述鼓风机(30)的所述入口的所述流动路径包括EGR控制阀(22)，并且其中所述电子控制单元(ECU)被配置为控制所述EGR控制阀(22)的位置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的内燃机(1)，其中，所述鼓风机(30)辅助所述涡轮增压器的所述压缩机在需要时达到期望扫气压力并且当需要时辅助获得再循环废气的所需流。
12.一种用于操作具有十字头型的大型低速运行的二冲程单流式内燃机(1)的方法，所述内燃机(1)包括：
多个汽缸(2)，每个汽缸(2)连接至扫气接收器(11)以及废气接收器(6)；
涡轮增压器(7)，其具有接收来自所述废气接收器的废气的涡轮(T)和提供增压扫气的压缩机(C)；
扫气路径，用于将所述增压扫气从所述涡轮增压器(7)的压缩机(C)的出口引导至所述扫气接收器(11)；
废气再循环路径，其用于将来自所述汽缸(2)或者来自所述废气接收器(6)的废气的至少一部分再循环至所述扫气接收器(11)，
鼓风机(30)，其接收来自所述废气再循环路径的任何废气并且接收来自所述鼓风路径(26)的任何被分叉出来的扫气，
使用所述鼓风机(30)来朝向所述扫气接收器(11)推动由所述鼓风机接收到的任何废气和扫气。
13.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括：连续操作具有EGR的所述内燃机(1)，并且使用所述鼓风机(30)来推动所述EGR流，并且仅在低负荷条件下使用所述鼓风机来辅助所述涡轮增压器(7)的所述压缩机获得扫气压力。
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