CN106062337A - 用于指示尤其用于船的涡轮增压发动机布置的燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险的方法和装置，以及用于船的涡轮增压发动机布置 - Google Patents
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Abstract
为了提供用于指示尤其用于船的涡轮增压发动机布置(100)的燃烧室(10)的部件的腐蚀或擦伤风险的方法，其中涡轮增压发动机布置包括涡轮增压器(15)和增压气体冷却器(19a)，其中环境气体的第一气流(13)进入涡轮增压器(15)，其中增压气体的第二气流(18)从涡轮增压器(15)流到增压气体冷却器(19a)，其中增压气体的第二气流(18)进入增压气体冷却器(19a)，其中增压气体的第三气流(21)从增压气体冷却器(19a)流到燃烧室(10)，并且其中增压气体的第三气流(21)进入燃烧室(10)，本发明提出了，该方法包括如下步骤：a)测量参数，其中测得的参数包括至少一个气体温度、至少一个气体压力、第三气流(21)的增压气体的第一水含量(1)以及燃烧室(10)的缸套(25)的缸套温度(TL)，以及b)基于测得的参数来确定尤其是计算燃烧室(10)中的气体的第二水含量(2)，以及c1)指示所确定的第二水含量(2)作为燃烧室(10)的部件的腐蚀或擦伤风险的指示符，和/或c2)将所确定的第二水含量(2)与至少一个预先确定值进行比较并且当所确定的第二水含量(2)高于和/或等于和/或低于至少一个预先确定值时指示所述燃烧室(10)的部件腐蚀或擦伤的风险，和/或c3)调节涡轮增压式增压发动机的工作参数。
Description
技术领域
本发明涉及用于指示尤其用于船的涡轮增压发动机布置的燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险的方法。此外，本发明涉及用于指示尤其用于船的涡轮增压发动机布置的燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险的装置。此外，本发明涉及包括用于指示燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险的装置的涡轮增压发动机布置。
背景技术
涡轮增压发动机，尤其是涡轮增压两冲程发动机，通常用于海运船中用于推进。用于海运船的涡轮增压两冲程发动机进而通常配置为柴油发动机，也称为压燃式发动机。在两冲程柴油发动机中，在空气于燃烧室中压缩之后，注入燃料，使得燃料自燃。然而，还可能的是燃料空气混合物被注入燃烧室中且压缩，直到燃料空气混合物自燃。
在点燃的燃料或空气燃料混合物膨胀后，清扫气体，尤其是清扫空气，被注入燃烧室中。清扫气体能够分别经由燃烧室的空气入口或空气燃料混合入口或者经由单独的扫气端口被注入燃烧室中。对于扫气，两冲程柴油发动机要求机械驱动鼓风机或涡轮增压器来对气缸装料。在涡轮增压器中，气体，尤其是空气，被压缩。由于压缩，气体的温度升高。然而，清扫气体或增压气体的升高的温度相应第降低了涡轮增压两冲程发动机的效率。因此，压缩气体随后在增压气体冷却器尤其是增压空气冷却器中被冷却。增压气体冷却器也称为中间冷却器。然后，压缩的、增压的且冷却的增压气体注入两冲程柴油发动机的燃烧室中，以对燃烧室进行扫气且提供气体，尤其是空气，从而在下一压缩和点火循环中增压燃烧室。
然而，随着增压气体的温度在增压气体冷却器中下降，增压气体的相对水分或湿度增加且会增至湿度达到饱和的水平。水随后可以从增压气体中凝聚且分别积聚在清扫气体管道或增压气体管道中。根据发动机的汇水器的效率以及清扫气体或增压气体的压力，水凝聚会被清扫气体或增压气体流入燃烧室而阻碍且增加了燃烧室的部件的腐蚀风险或者甚至干扰了活塞环与缸套之间的油膜且会导致研磨性磨损或擦伤。
对于柴油两冲程发动机，在慢流模式中，最优的是保持增压气体或清扫气体的温度尽可能低而使得最大量的水从增压气体中凝聚，因为在慢流模式中汇水器能够更高效地工作。然而，在全负荷模式下，增压气体的质量流率非常高，并且因此，水凝聚物被带入燃烧室中的风险增加。由于水进入燃烧室的风险增加，燃烧室的部件擦伤和腐蚀的风险同样增加。因此，在现有技术中，选择了更高的增压气体温度来降低增压气体的质量流率以及降低水凝聚物被带入燃烧室的风险。
在EP 0 508 069 A1中披露了控制内燃机的增压空气温度的装置。增压空气的露水温度是根据增压空气的湿度和温度的测量值来确定的，并且通过升高增压空气温度，防止增压空气中的水蒸汽的凝聚。
本发明基于与现有技术的假设相反的发现：较高的增压气体温度不会降低进入燃烧室的水的质量流率，因为由于较高的增压气体温度，更多的水以水蒸气的形式进入燃烧室。此外，本发明还考虑到在燃烧过程中产生与经由增压空气或清扫空气注入燃烧室中的几乎相同量的水。
发明概述
本发明的目的之一是提供用于指示尤其用于船的涡轮增压发动机布置的燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险的方法，以及提供用于进行所述方法的装置。
本发明提供了用于指示尤其用于船的涡轮增压发动机布置的燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险的方法，其中所述涡轮增压发动机布置包括涡轮增压器和增压气体冷却器，其中环境气体的第一气流进入所述涡轮增压器，其中增压气体的第二气流从所述涡轮增压器流入所述增压气体冷却器，其中增压气体的第二气流进入所述增压气体冷却器，其中增压气体的第三气流从所述增压气体冷却器流入所述燃烧室，并且其中增压气体的第三气流进入所述燃烧室，所述方法包括以下步骤：
a)测量参数，其中测得的参数包括至少一个气体温度、至少一个气体压力、所述第三气流的增压气体的第一水含量以及所述燃烧室的缸套的缸套温度，以及
b)基于测得的参数来确定尤其是计算所述燃烧室中的气体的第二水含量，以及
c1)指示所确定的第二水含量作为所述燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险的指示符，和/或
c2)将所确定的第二水含量与至少一个预先确定值进行比较，以及当所确定的第二水含量高于和/或等于和/或低于所述至少一个预先确定值时指示所述燃烧室的部件腐蚀或擦除的风险，和/或
c3)调节所述涡轮增压发动机的工作参数。
在本发明的上下文中，术语“湿度”和“相对水含量”能够互换使用。此外，术语“水含量”可是指“绝对水含量”或“相对水含量”。
在根据本发明的方法中，测量第三气流的增压气体的第一水含量。换言之，测量从所述增压气体冷却器流到燃烧室，即在所述增压气体冷却器与燃烧室之间的的增压气体的水含量或相对水含量或湿度。通过测量第三气流的第一水含量，有益的是能够可靠地，尤其是基本上精确地确定进入燃烧室之前的尤其在燃烧室的气体入口或扫气端口进入燃烧室之前的增压气体的水含量或相对水含量或湿度。第三气流的第一水含量或湿度的确定尤其有益，因为已经通过增压气体冷却器(也称为中间冷却器)冷却的第三气流的水蒸汽会凝聚且不能精确地预测例如通过汇水器能够排出多少凝聚的水。因此，虽然原则上能够基于涡轮增压器和增压气体冷却器的性能数字计算出进入燃烧室的增压气体的湿度或水含量，以及例如计算出进入涡轮增压器的环境气体的环境温度、压力和湿度，但是该计算具有极大的不确定性的，因为不能可靠地预测出实际上排出多少水。特别地，申请人发现，计算进入燃烧室的增压气体的水含量，通过冷却增压气体所生成的水凝聚物的量以及随着增压气体流被带入燃烧室的水凝聚物的量不是非常可靠。因此，有利的是测量在增压气体冷却器与燃烧室之间的增压气体第三气流的第一水含量或湿度。
此外，本发明提出测量燃烧室的缸套的缸套温度。在在主要压力下缸套的内表面紧邻处燃烧室中的湿度是缸套的内表面上水凝聚风险的度量，其中所述凝聚又与缸套和燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险有关。此处，利用的是如下实现：虽然在燃烧室中湿度不均匀，但因为温度在接近燃烧室的排气口处比在缸套内表面附近高得多，所以凝聚仅取决于缸套温度，尤其是缸套的表面温度以及主要的气缸压力。因此，通过测量缸套温度，能够可靠地确定在缸套内表面上凝聚的水的量以及因此确定燃烧室的部件的腐蚀或擦伤的风险。申请人已经发现，虽然原则上燃烧室的缸套的缸套温度可利用发动机的性能数字来计算，即扭矩、转数、气缸的冷却系统的效率和冷却能力，但是该计算的燃烧室缸套的缸套温度具有高的不确定性。因此，有利的是测量缸套温度。
通过测量至少一个气体温度和至少一个气体压力以及第三气流的增压气体的第一水含量以及燃烧室的缸套的缸套温度，能够确定燃烧室中的气体的第二水含量或湿度，尤其是邻近缸套内表面的燃烧室中的气体的第二水含量或湿度。有益地，第二水含量的确定是通过利用已知的热动力学关系计算而完成的。然而，还能够使用将测量的参数与燃烧室中邻近缸套内表面的气体的第二水含量或湿度相关的表。至少一个气体温度和至少一个气体压力可以例如在从增压气体冷却器流到燃烧室的增压气体的第三气流中测量。然而，还能够在环境气体或增压气体的第一和/或第二气流中测量至少一个气体温度和/或至少一个气体压力。
根据本发明，所确定的第二水含量被指示为燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险的指示符。例如，所确定的第二水含量可以可视地或者声学地指示给操作者或者是操作涡轮增压发动机布置的操作人。因此，操作者或操作人有益地能够利用所确定的第二水含量的信息来调节涡轮增压发动机的工作参数从而降低燃烧室的部件腐蚀或擦伤的风险。可选地或者同时地，根据本发明，所确定的第二水含量能够与至少一个预先确定值进行比较，并且当所确定的第二水含量高于和/或等于和/或低于至少一个预先确定值时指示燃烧室的部件的腐蚀或擦伤的风险。燃烧室的部件的腐蚀或擦伤的风险可以可视地或者声学地指示，并且负责涡轮增压发动机布置的操作者或者操作人可以利用该信息来调节涡轮增压发动机布置的工作参数，从而降低燃烧室的部件的腐蚀或擦伤的风险。
此外，可选地或者同时地，根据本发明的方法，可以调节涡轮增压发动机的工作参数。例如，调节可通过操作者或操作人手动地进行，或者可以自动地执行涡轮增压发动机的工作参数的调节。因此，通过本发明的方法，可以指示和/或降低燃烧室的部件的腐蚀或擦伤的风险。
优选地，涡轮增压发动机的工作参数可基于所确定的第二水含量和/或基于所确定的第二水含量与至少一个预先确定值的比较来调节。
根据本发明的方法能够优选地用于涡轮增压两冲程发动机布置。然而，该方法还可用于涡轮增压四冲程发动机布置。
在本发明的优选的实施方案中，至少一个温度是环境气体的第一气流的温度和/或增压气体的第二气流的温度和/或增压气体的第三气流的温度，和/或至少一个气体压力是环境气体的第一气流的压力和/或增压气体的第二气流的压力和/或增压气体的第三气流的压力和/或燃烧室中的气体的压力。
有利地，至少一个温度是所述温度之一，至少一个气体压力所述压力之一。通过有益的方式，至少一个温度和至少一个气体压力能够与第三气流的增压气体的第一水含量和燃烧室的缸套的缸套温度相结合使用来确定或计算燃烧室中邻近缸套内表面的第二水含量或湿度。例如，至少一个温度可以是第三气流的温度，即从增压气体冷却器流到燃烧室的增压气体的温度。此外，至少一个气体压力可以是从增压气体冷却器流到燃烧室的增压气体的气体压力。因此，在该情况下，燃烧室中邻近缸套表面的第二水含量或湿度能够基于至少一个温度、缸套温度、至少一个气体压力和第一水含量来计算，其中至少一个温度、至少一个气体压力和第一水含量是在从增压气体冷却器流到燃烧室的增压气体的第三气流中测得的。在该情况下，有益的是燃烧室中的第二水含量能够基于发动机的性能数字，尤其是发动机的压缩比计算出而无明显的不确定性。然而，原则上还能够在环境气体的第一气流和/或增压气体的第二气流中测量至少一个温度和/或至少一个气体压力，即环境温度和/或进入涡轮增压器的气体的压力或者从涡轮增压器流入增压气体冷却器的气体的温度和/或压力，以及使用涡轮增压器和/或增压气体冷却器的性能数字来计算燃烧室中邻近燃烧室的缸套处的第二水含量或湿度。
在本发明的进一步的优选的实施方案中，提供测量环境空气的第一气流的温度、增压气体的第二气流的温度以及增压气体的第三气流的温度中的一个或多个以及测量环境气体的第一气流的压力、增压气体的第二气流的压力以及增压气体的第三气流的压力以及燃烧室中的气体的的压力中的一个或多个。此外，能够有益地在涡轮增压器处或涡轮增压器中和/或在增压气体冷却器处或增压气体冷却器中测得至少一个温度和至少一个压力。有利地，附加的温度和压力的测量可以用于更精确地计算或确定燃烧室中的第二水含量或湿度和/或将热动力计算与测量值进行交叉校验。
在另一优选的实施方案中，第一气流的环境气体是环境空气，和/或第二气流的增压气体是增压空气，和/或第三气流的增压气体是增压空气，和/或燃烧室中的气体是增压气体，尤其是增压空气，或气体燃料混合物，尤其是空气燃料混合物。进一步有益地，环境空气可以是发动机室空气。环境空气还可称为进气。
在本发明的另一优选的实施方案中，测量气体的第三水含量，其中第三水含量是环境气体的第一气流的水含量和/或增压气体的第二气流的水含量。此外，可对于涡轮增压器中的和/或增压气体冷却器中的气体测量第三水含量。
在实施方案中，气体的第三水含量的附加的测量能够用于更精确地确定或计算燃烧室中的第二水含量或湿度，或者将热动力计算与测量值进行交叉校验。当环境气体是发动机室空气时，气体的第三水含量可以是发动机室空气的水含量或湿度。
在进一步优选的实施方案中，本发明提出了，涡轮增压发动机布置的工作参数是缸套的缸套温度，和/或增压气体的第三气流的温度，和/或润滑剂对燃烧室的部件的润滑率，和/或润滑剂的碱度，和/或涡轮增压器的增压气体压力，也称为增压压力。
有利地，缸套的缸套温度可以自动地升高或者通过操作者或操作人来升高。有益的是提高缸套温度，并且因此降低邻近缸套表面处的相对水含量或湿度。因此，通过减小邻近缸套表面的相对水含量或湿度，水在缸套表面上凝聚的风险降低，并且因此，同样燃烧室的部件腐蚀或擦伤的风险降低。
此外，有益的是降低增压气体的第三气流的温度，即，降低从增压气体冷却器流到燃烧室的增压气体的温度，从而将相对水含量或湿度增至饱和水平，使得增压气体中水蒸汽的凝聚启动或开始。换言之，第三气流的增压气体的温度降至露水温度，并且增压气体的第三气流的湿度或水含量凝聚而脱离增压气体。因此，以水蒸汽形式进入燃烧室的水量减少。
此外，在优选的实施方案中，可以增加润滑剂对燃烧室的部件的润滑率。进入燃烧室的作为液态或蒸汽的水以及凝聚在缸套内表面上的水蒸汽或在空气燃料混合物燃烧期间产生的且凝聚在缸套内表面上的水与燃烧产物和燃烧室中的润滑剂反应或者干扰活塞环与缸套之间的油膜。在反应中，会产生酸性流体。因此，润滑剂对燃烧室的部件的润滑率的增加提高了润滑剂被取代的速率且因此减轻了酸对燃烧室的部件的腐蚀效应或者形成了较厚的油膜来降低由于干扰油膜的液态水导致的擦伤的风险。此外，有益的是提高润滑剂的碱度并且提高润滑剂的中和容量。
在本发明的进一步优选的实施方案中，通过调节缸套冷却系统的冷却流体的温度来调节缸套温度。
有益地，通过调节缸套冷却系统的冷却流体的温度，能够极其可靠地调节缸套温度。
在本发明的进一步优选的实施方案中，当燃烧室中的湿度超过预先确定值50％，优选地60％，更优选地75％时，指示燃烧室的部件的腐蚀或擦伤的高风险。此外，在优选的实施方案中，当燃烧室的湿度或第二水含量降至预先确定值60％、更优选地55％、尤其优选地50％以下时，指示燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险低。优选地，根据发动机设计、发动机速度(rpm)和时间，尤其是反应过程的典型的时间标度来设定预先确定值。
申请人已经发现，当燃烧室中的湿度超过50％，优选地60％，更优选地75％时，燃烧室的腐蚀或擦伤风险增加。
在本发明的甚至更进一步的优选的实施方案中，燃烧室的部件的腐蚀或擦伤的风险可通过可视指示器，例如灯或一系列颜色编码灯、图形显示器或者投影到屏幕上或者显示在显示器上的文本来指示。然而，燃烧室的部件的腐蚀或擦伤的风险还可以通过任何适合的手段来指示，例如通过扬声器系统传送的可听信号。
本发明的目的进而通过提供用于指示尤其用于船的涡轮增压发动机布置的燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险的装置来解决，其中涡轮增压发动机布置包括涡轮增压器和增压气体冷却器，所述装置包括处理单元和至少一个用于测量参数的传感器，所述参数包括从增压气体冷却器流到燃烧室的第三气流的增压气体的第一水含量、至少一个气体温度以及至少一个气体压力，其特征在于
所述至少一个传感器包括用于测量燃烧室的缸套的缸套温度的传感器，
所述处理单元被配置为基于至少一个传感器测量的参数来确定尤其是计算燃烧室中的气体的第二水含量，和/或
处理单元被配置为将所确定的第二水含量与至少一个预先确定值进行比较，
所述装置包括通知器件，所述通知器件用于将所确定的第二水含量指示为燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险的指示符和/或当所确定的第二水含量高于和/或等于和/或低于至少一个预先确定值时来指示燃烧室的部件的腐蚀或擦伤的风险，和/或
该装置包括用于调节涡轮增压发动机布置的工作参数的调节器件。
有益地，第二水含量或湿度和/或燃烧室的部件的腐蚀或擦伤风险被指示而使得操作增压发动机布置的操作者或操作人员能够采取预防措施从而降低燃烧室的部件腐蚀或擦伤的风险。此外，有益的是能够通过调节器件来自动地调节涡轮增压发动机的工作参数。
在进一步优选的实施方案中，至少一个温度是进入涡轮增压器的环境气体的第一气流的温度和/或从涡轮增压器流到增压气体冷却器的增压气体的第二气流的温度和/或增压气体的第三气流的温度，和/或至少一个气体压力是环境气体的第一气流的压力和/或增压气体的第二气流的压力和/或增压气体的第三气流的压力和/或燃烧室中的气体的压力。
在更进一步优选的实施方案中，第一气流的环境气体是环境空气，和/或第二气流的增压气体是增压空气，和/或第三气流的增压气体是增压空气，和/或燃烧室中的气体是增压气体，尤其是增压气体空气，或者是气体燃料混合物，尤其是空气燃料混合物。；
在该装置的进一步优选的实施方案中，调节器件被配置为调节缸套温度和/或增压气体的第三气流的温度和/或润滑剂对燃烧室的部件的润滑率，和/或润滑剂的碱度，和/或涡轮增压器的增压气体压力，也称为增压压力。
在该装置的另一优选的实施方案中，该装置包括缸套冷却系统，其中调节器件被构造为调节缸套冷却系统的冷却流体的温度。
在进一步优选的实施方案中，通知器件可配置为显示器，和/或监控器和/或颜色编码光发射器，和/或声发射器。
本发明的目的的进一步的解决方案是通过包括上述的装置的涡轮增压发动机布置来提供的。
附图说明
本发明的优选的实施方案显示在附图中。
图1是涡轮增压发动机布置的剖视图，
图2是涡轮增压发动机布置的另一剖视图，以及
图3是涡轮增压发动机布置的示意图。
发明详述
图1以剖视图示出了用于海运船的涡轮增压发动机布置。涡轮增压发动机布置100包括气缸11中的燃烧室10以及活塞12。如箭头所指示的进气或环境空气或发动机室空气的第一气流13流入涡轮增压器15的进气管14。在进气管14与涡轮增压器15之间，布置有用于将第一气流13从进气管14引导至涡轮增压器15的第一管道16。第二管道17布置成将增压空气的第二气流18引导到构造为增压空气冷却器19的增压气体冷却器19a。将增压空气冷却器19与燃烧室10连接的第三管道20将箭头所指示的增压或冷却的空气的第三气流21从增压空气冷却器19引导到燃烧室10。汇水器32设在第三管道20中，以排出从第三气流21中凝聚的水蒸汽。在操作中，环境空气进入进气管14且作为第一气流13流到涡轮增压器15，在涡轮增压器中环境空气被压缩且增压到高压。在进气或环境空气的压缩过程中，进气的温度Ta升高。加压且加热后的环境空气也称为增压空气或清扫空气。增压空气随后作为第二气流18被引导到增压空气冷却器19，在增压空气冷却器19中增压空气被冷却。取决于环境空气的温度Ta、压力pa和湿度的初始值以及涡轮增压器15和增压空气冷却器19的工作参数的初始值，增压空气的湿度在增压空气冷却器19中升高且会饱和而使得水蒸汽开始凝聚。加压且冷却后的增压空气作为第三气流21经由第三管道20和汇水器32从增压空气冷却器19引导到燃烧室10。
如图2所示，传感器22，23，24布置在涡轮增压发动机布置100上或者集成到涡轮增压发动机布置100中。第一传感器22布置在进入涡轮增压器15的环境空气的第一气流13中，第二传感器23布置在从增压空气冷却器19经由第三管道20流入燃烧室10的第三气流21中，并且第三传感器24布置在包括燃烧室10的气缸11的缸套25上或者集成在其中。第一传感器22测量进入涡轮增压器15的环境空气的温度Ta、压力pa和湿度布置在增压空气冷却器19与燃烧室之间的第二传感器23测量从增压空气冷却器19流入燃烧室10的第三气流21的加压且冷却后的增压空气的温度T1、压力p1和湿度第三传感器24布置在气缸11的缸套25上或者集成在气缸1的缸套25中并且测量缸套25的温度TL。此外，传感器24能够配置为还测量燃烧室10内的压力p2。
在图3中，以本发明的装置的示意显示示出了本发明的方法。第一传感器22测量进气，例如环境空气或发动机室空气的环境条件Ta，pa，进气被引导经由第一管道16经过进气过滤器33而进入涡轮增压器15，在涡轮增压器中进气被压缩，并且其中温度由于压缩而升高。压缩且加热后的空气作为第二气流18流经第二管道17进入增压空气冷却器19，在增压空气冷却器19中取决于Ta，pa，以及涡轮增压器15和增压空气冷却器19的工作参数，生成凝聚物的质量流率，即每时间间隔内凝聚水的量。凝聚物经由汇水器32从涡轮增压发动机布置100中去除。可能的是利用热动力学关系来计算将第三气流21从增压空气冷却器19引导到燃烧室10的第三管道20中的冷却后的增压空气的温度Tc、压力pc和湿度第二传感器23测量从增压空气冷却器19流入燃烧室10的第三气流21中的增压空气的湿度此外，传感器23测量从增压空气冷却器19流入燃烧室10的增压空气的温度T1和压力p1。这允许进行温度Tc、压力pc和湿度的计算值与温度T1、压力p1和湿度的测量值之间的额外的交叉校验。对于温度Tc、压力pc和湿度的计算和交叉校验，传感器22和23经由传输器件26将测量值传输到处理单元27，处理单元27计算从增压空气冷却器19流入燃烧室10的第三气流21的增压空气的温度Tc、压力pc和湿度增压空气作为第三气流21流入涡轮增压发动机布置100的燃烧室10以清扫燃烧室10的燃烧产物或者前一燃烧循环的残余物，以及对于下一压缩和点火循环用增压空气对燃烧室10增压。然后，燃料被注入燃烧室10中，并且燃料空气混合物自燃。第三传感器24测量燃烧室10的缸套内表面28的缸套温度TL。此外，传感器24测量燃烧室10中的压力p2。可选地，燃烧室10内的压力p还可以经由涡轮增压发动机布置100的已知压缩比来计算。第三传感器24将燃烧室10中的缸套温度TL和压力p2的测量值传输到处理单元27，处理单元27基于第三气流21的测量温度T1、第三气流的测量压力p1、第三气流21中的增压空气的测量湿度以及燃烧室10的缸套温度TL和压力p2来计算邻近缸套内表面28的湿度当计算出的邻近燃烧室10中的缸套内表面28的湿度超过预先确定值时，例如，处理单元27经由传输器件30向通知器件29发送信号。通知器件29构造为显示燃烧室10的部件的腐蚀风险以及可选地或者另外地邻近缸套内表面28处的湿度的计算值的显示器。
操作涡轮增压发动机布置100的操作者或操作人员可以基于所指示的燃烧室10的部件的腐蚀风险和/或计算的湿度的显示值来决定是否调节涡轮增压发动机布置100的工作参数。
进一步在图3中示出了排气锅炉31，其是将排气中的燃烧热转换成电能的换热器。
附图标记列表
100 涡轮增压发动机布置
10 燃烧室
11 气缸
12 活塞
13 第一气流
14 进气
15 涡轮增压器
16 第一管道
17 第二管道
18 第二气流
19 增压空气冷却器
19a 增压气体冷却器
20 第三管道
21 第三气流
22 第一传感器
23 第二传感器
24 第三传感器
25 缸套
26 传输器件
27 处理单元
28 缸套内表面
29 通知器件
30 传输器件
31 排气锅炉
32 汇水器
33 进气过滤器
Ta 环境空气或进气的温度
pa 环境空气或进气的压力
环境空气或进气的湿度
T1 第三气流的温度
p1 第三气流的压力
第三气流的湿度
Tc 第三气流的计算温度
pc 第三气流的计算压力
第三气流的计算湿度
TL 缸套的温度
p2 燃烧室中的压力
燃烧室中邻近缸套内表面的湿度
Claims (12)
1.用于指示尤其用于船的涡轮增压发动机布置(100)的燃烧室(10)的部件的腐蚀或擦伤风险的方法，其中所述涡轮增压发动机布置包括涡轮增压器(15)和增压气体冷却器(19a)，其中环境气体的第一气流(13)进入所述涡轮增压器(15)，其中增压气体的第二气流(18)从所述涡轮增压器(15)流入所述增压气体冷却器(19a)，其中增压气体的第二气流(18)进入所述增压气体冷却器(19a)，其中增压气体的第三气流(21)从所述增压气体冷却器(19a)流入所述燃烧室(10)，并且其中增压气体的第三气流(21)进入所述燃烧室(10)，所述方法包括以下步骤：
a)测量参数，其中测得的参数包括至少一个气体温度、至少一个气体压力、所述第三气流(21)的增压气体的第一水含量以及所述燃烧室(10)的缸套(25)的缸套温度(TL)，以及
b)基于测得的参数来确定尤其是计算所述燃烧室(10)中的气体的第二水含量以及
c1)指示所确定的第二水含量作为所述燃烧室(10)的部件的腐蚀或擦伤风险的指示符，和/或
c2)将所确定的第二水含量与至少一个预先确定值进行比较，以及当所确定的第二水含量高于和/或等于和/或低于所述至少一个预先确定值时指示所述燃烧室(10)的部件腐蚀或擦除的风险，和/或
c3)调节所述涡轮增压式增压发动机的工作参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个温度是环境气体的第一气流(13)的温度(Ta)和/或增压气体的第二气流(18)的温度和/或增压气体的第三气流(21)的温度(T1)，和/或其中所述至少一个气体压力是环境气体的第一气流(13)的压力(pa)和/或增压气体的第二气流(18)的压力和/或增压气体的第三气流(21)的压力(p1)和/或燃烧室(10)中的气体的压力(p2)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一气流(13)的环境气体是环境空气和/或其中所述第二气流(18)的增压气体是增压空气和/或其中第三气流(21)的增压气体是增压空气和/或其中所述燃烧室(10)中的气体是增压气体，尤其是增压空气，或者气体燃料混合，尤其是空气燃料混合物。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中气体的第三水含量被测量，其中所述第三水含量是环境气体的第一气流(13)的水含量和/或增压气体的第二气流(18)的水含量。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述涡轮增压发动机布置的工作参数是所述缸套(25)的缸套温度(TL)、和/或增压气体的第三气流(21)的温度(T1)、和/或润滑剂对所述燃烧室(10)的部件的润滑率，和/或润滑剂的碱度和/或所述涡轮增压器(15)的增压气体压力。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述缸套温度(TL)是通过调节缸套冷却系统的冷却流体的温度来调节的。
7.用于指示尤其用于船的涡轮增压发动机布置的燃烧室(10)的部件的腐蚀或擦伤风险的装置，其中所述涡轮增压发动机布置包括涡轮增压器(15)和增压气体冷却器(19a)，所述装置包括处理单元(27)以及用于测量参数的至少一个传感器(22，23，24)，所述参数包括从所述增压气体冷却器(19a)流入所述燃烧室(10)的第三气流(21)的增压气体的第一水含量至少一个气体温度和至少一个气体压力，
其特征在于传感器(22，23，24)包括用于测量所述燃烧室(10)的缸套(25)的缸套温度(TL)的传感器(24)，所述处理单元(27)被配置为用于基于由所述至少一个传感器(22，23，24)测得的参数来确定尤其是计算所述燃烧室(10)中的气体的第二水含量和/或所述处理单元(27)被配置为用于将所确定的第二水含量与至少一个预先确定值进行比较，所述装置包括通知器件(29)，所述通知器件用于指示所确定的第二水含量作为所述燃烧室(10)的部件的腐蚀或擦伤风险的指示符和/或当所确定的第二水含量高于和/或等于和/或低于所述至少一个预先确定值时用于指示所述燃烧室(10)的部件的腐蚀或擦伤风险，和/或
所述装置包括调节器件，所述调节器件用于调节所述涡轮增压发动机布置的工作参数。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述至少一个温度是进入所述涡轮增压器(15)的环境气体的第一气流(13)的温度(Ta)和/或从所述涡轮增压器(15)流入所述增压气体冷却器(19a)的增压气体的第二气流(18)的温度和/或增压气体的第三气流(21)的温度(T1)，和/或其中所述至少一个气体压力是所述环境气体的第一气流(13)的压力(pa)和/或增压气体的第二气流(18)的压力和/或增压气体的第三气流(21)的压力(p1)和/或燃烧室(10)中的气体的压力(p2)。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其中所述第一气流(13)的环境气体是环境空气和/或其中所述第二气流(18)的增压气体是增压空气和/或其中所述第三气流(21)的增压气体是增压空气和/或其中所述燃烧室(10)中的气体是增压气体，尤其是增压空气，或气体燃料混合物，尤其是空气燃料混合物。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的装置，其中所述调节器件别配置为调节所述缸套温度(TL)、和/或增压气体的第三气流(21)的温度(T1)、和/或润滑剂对所述燃烧室(10)的部件的润滑率、和/或所述润滑剂的碱度和/或所述涡轮增压器(15)的增压气体压力。
11.根据权利要求7至10中的任一项所述的装置，包括缸套冷却系统，其中所述调节器件被配置为用于调节所述缸套冷却系统的冷却流体的温度。
12.包括根据权利要求7至11中的任一项的装置的涡轮增压发动机布置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |