CN108266268A - 发动机 - Google Patents

发动机 Download PDF

Info

Publication number
CN108266268A
CN108266268A CN201611270045.6A CN201611270045A CN108266268A CN 108266268 A CN108266268 A CN 108266268A CN 201611270045 A CN201611270045 A CN 201611270045A CN 108266268 A CN108266268 A CN 108266268A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
cylinder
engine
fuel
common rail
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611270045.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108266268B (zh
Inventor
许传国
王令金
杨加成
胡志峰
张鹏波
马旗
张思国
姜志超
王衍超
王瑞丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corp
CNPC Jichai Power Complex
Jinan Diesel Engine Co Ltd
Original Assignee
China National Petroleum Corp
CNPC Jichai Power Complex
Jinan Diesel Engine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Petroleum Corp, CNPC Jichai Power Complex, Jinan Diesel Engine Co Ltd filed Critical China National Petroleum Corp
Priority to CN201611270045.6A priority Critical patent/CN108266268B/zh
Publication of CN108266268A publication Critical patent/CN108266268A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108266268B publication Critical patent/CN108266268B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • F02B75/221Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement with cylinder banks in narrow V-arrangement, having a single cylinder head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/03Mounting or connecting of lubricant purifying means relative to the machine or engine; Details of lubricant purifying means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01MLUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/002Cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F02B29/0412Multiple heat exchangers arranged in parallel or in series
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D41/3827Common rail control systems for diesel engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/006Camshaft or pushrod housings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1832Number of cylinders eight
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1848Number of cylinders twelve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1864Number of cylinders sixteen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/1868Number of cylinders twenty
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809Common rail control systems
    • F02D2041/3881Common rail control systems with multiple common rails, e.g. one rail per cylinder bank, or a high pressure rail and a low pressure rail
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

本发明公开了一种发动机,属于机械工程领域。所述发动机包括:气缸体;所述气缸体包括多个气缸,所述多个气缸的缸径均为175毫米;所述多个气缸呈V字型对称排列;所述多个气缸具体包括:8个气缸、12个气缸、16个气缸、18个气缸或20个气缸;所述发动机为四冲程发动机,所述四冲程中的每个冲程包括190毫米~215毫米。本发明实施例提供的发动机由于该发动机中的每个气缸缸径均为175毫米,该发动机的体积较小,质量较小,且功率密度大,因此,该发动机性能较好。本发明实施例提供的发动机用于石油钻井。

Description

发动机
技术领域
本发明涉及机械工程领域,特别涉及一种发动机。
背景技术
新中国成立以来,经过石油机械工作者的艰苦创业,我国石油钻机制造业从无到有,从小到大,取得了巨大的成就和发展,其中发动机是石油钻机的动力泉源。
目前用于石油钻机的发动机主要是以190系列发动机为主。该系列发动机中的气缸体是由12个或者8个气缸呈V字型对称排列构成的,其中每个气缸的缸径为190mm(毫米)。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
功率密度是衡量发动机性能的一个综合指标,具体是指发动机的最大功率与发动机的质量之比,通常功率密度与发动机性能成正比,也即功率密度越高,发动机性能越好,而190系列发动机体积较大,质量比较大,发动机的功率密度偏低,因此,其发动机性能较差。
发明内容
为了解决现有技术的发动机的功率密度偏低导致发动机性能较差的问题,本发明实施例提供了一种发动机。所述技术方案如下:
本发明实施例提供了一种发动机,所述发动机包括:气缸体;
所述气缸体包括多个气缸,所述多个气缸的缸径均为175毫米;
所述多个气缸呈V字型对称排列;
所述多个气缸具体包括:8个气缸、12个气缸、16个气缸、18个气缸或20个气缸;所述发动机为四冲程发动机,所述四冲程中的每个冲程包括190毫米~215毫米。
可选的,所述发动机还包括:设置在所述气缸体的一端的前端罩壳;
所述前端罩壳设置有机油泵、机油冷却器、机油离心式滤清器、机油滤清器、高温水泵、低温水泵、高温水调温阀、低温水调温阀、高温水过滤器和机油调温阀;
所述机油泵分别与所述机油滤清器和机油离心式滤清器连接;
所述机油滤清器、所述机油调温阀、所述机油冷却器和所述气缸体顺次连接;
所述高温水泵、所述高温水调温阀与所述高温水过滤器顺次连接;
所述高温水调温阀与所述气缸体连接;
所述低温水泵与所述机油冷却器连接。
可选的,所述发动机还包括:设置在所述气缸体的另一端的中冷器罩壳;
所述中冷器罩壳设置有一级中冷器和二级中冷器,在所述中冷器罩壳上安装有涡轮增压器;
在所述涡轮增压器、所述一级中冷器、二级中冷器和所述气缸体顺次连接;
所述高温水泵、所述气缸体和所述一级中冷器顺次连接;
所述低温水泵、所述气缸体和所述二级中冷器顺次连接。
可选的,所述发动机还包括:曲轴箱和油底壳;
所述曲轴箱与所述气缸体铸成一体为一体件,所述曲轴箱为龙门式结构,所述曲轴箱下端开口,所述油底壳扣置在所述曲轴箱的开口处;
所述曲轴箱设置有油路,所述油底壳的侧面设置有加强筋。
可选的,所述发动机还包括:高压共轨燃油喷射系统和电子控制系统;
所述高压共轨系统燃油喷射系统包括:输油泵、燃油粗滤器、燃油精滤器、高压燃油共轨泵、分配块、两个共轨管和喷油器,
所述输油泵、所述燃油粗滤器、所述燃油精滤器、所述高压燃油共轨泵和所述分配块依次连接,所述分配块还与所述两个共轨管连接,每个所述共轨管与多个喷油器连接;
其中,所述输油泵将燃油从燃油箱中吸出,依次经过所述燃油粗滤器和所述燃油精滤器过滤之后进入所述高压燃油共轨泵,所述高压燃油共轨泵将所述燃油增压之后进入所述分配块,所述分配块将所述燃油分为两部分分别进入两根所述共轨管,两根所述共轨管均连有多个所述喷油器;
所述电子控制系统与每个所述喷油器连接,用于控制每个所述喷油器喷射所述燃油。
可选的,所述电子控制系统包括电子控制单元ECU和每个所述喷油器上设置的第一电磁阀,以及所述高压燃油共轨泵上设置的第二电磁阀,
所述ECU与所述第一电磁阀,用于控制所述第一电磁阀的开启和关闭;
所述ECU还与所述第二电磁阀连接,用于控制所述第二电磁阀的开启和关闭。
可选的,所述分配块上设置有两个压力传感器,所述两个压力传感器分别与所述两根共轨管连接,且所述两个压力传感器均与所述ECU连接。
可选的,每个所述气缸包括缸体,所述发动机还包括:设置在每个所述气缸上的动力单元部件;
在一个气缸上,所述动力单元部件包括:缸盖、水套、气缸套、活塞和连杆;
所述缸盖扣置在所述缸体上,所述气缸套设置在所述缸体中,所述气缸套中设置有所述活塞,所述活塞连接有所述连杆,所述水套设置在所述缸盖和所述气缸套之间。
可选的,所述发动机还包括:油气分离器,所述油气分离器分别与所述气缸体、所述涡轮增压器和所述油底壳连接,其中,空气从所述发动机的进气口进入,经过所述涡轮增压器进入所述气缸体,燃烧后产生废气,
所述废气中的一部分经过所述涡轮增压器从所述发动机的排气口排出,所述废气中的另一部分从所述活塞及所述气缸套之间泄露,进入所述气缸体内并与机油混合成油气,所述油气经过所述油气分离器,分离的所述废气进入所述涡轮增压器,分离的所述机油流入所述油底壳。
可选的,所述发动机还包括:依次连接的氧化催化转化器、选择性催化还原SCR催化转化器和氨分子捕捉器,
所述废气中的一部分经过所述涡轮增压器从所述发动机的排气口排出后,依次经过所述氧化催化转化器、所述选择性催化还原SCR催化转化器和所述氨分子捕捉器排出。
可选的,所述发动机包括轴系部件,所述轴系部件包括曲轴和一个凸轮轴;
所述曲轴与每个所述气缸上的连杆连接;
所述凸轮轴采用分段式设计,所述凸轮轴包括多个可拆卸的凸轮轴段,且所述凸轮轴为中置凸轮轴。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
本发明实施例提供的发动机由于该发动机中的每个气缸缸径均为175毫米,该发动机的体积较小,质量较小,且功率密度大,因此,该发动机性能较好。并且该发动机采用动力单元部件、模块化前端罩壳结构、超高增压两级中冷系统、电子控制系统、高压共轨燃油喷射系统、油气分离系统、SCR尾气处理系统可以使得发动机动力性能和经济性能增高,并且可以满足美国EPA Tier4阶段排放指标要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1-1是本发明实施例提供的一种发动机前端的轴侧图;
图1-2是本发明实施例提供的一种发动机后端的轴侧图;
图2是本发明实施例提供的一种电子控制系统控制高压共轨燃油喷射系统的工作原理图;
图3是本发明实施例提供的一种动力单元部件结构示意图;
图4是本发明实施例提供的一种前端罩壳结构示意图;
图5是本发明实施例提供的一种中冷器罩壳结构示意图;
图6是本发明实施例提供的一种发动机尾气处理系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1-1是本发明实施例提供一种发动机前端的轴侧图,参见图1-1,该发动机包括:气缸体11。
该气缸体11包括多个气缸111,且多个气缸的缸径均为175毫米。
该多个气缸111呈V字型对称排列。
多个气缸111具体包括:8个气缸、12个气缸、16个气缸、18个气缸或20个气缸;该发动机为四冲程发动机,四冲程中的每个冲程包括190毫米~215毫米。
实际应用中,请参考图1-1和图1-2,图1-2是本发明实施例提供一种发动机后端的轴侧图,该多个气缸111呈V字型对称排列是指将多个气缸111分成两组,每组气缸包括多个线性阵列排布的气缸,两组气缸以预设截面对称设置,且两组气缸之间形成一定夹角,从侧面看多个气缸111呈V字型。该预设截面垂直下曲轴箱12底端所在的平面,可以为如图1-1和图1-2所示的截面L。
综上所述,本发明实施例提供的发动机由于该发动机中的每个气缸缸径均为175毫米,该发动机的体积较小,质量较小,且功率密度大,因此,该发动机性能较好。
可选的,该多个气缸具体包括:8个气缸、12个气缸、16个气缸、18个气缸或20个气缸。例如,当为12个气缸时,请参考图1-1和图1-2,该12个气缸,分为两组气缸,每组气缸的个数为6个,且该两组气缸以截面L对称设置。
可选的,该发动机为四冲程发动机,冲程包括190毫米~215毫米。该四冲程发动机包括有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程,其中,冲程是指气缸中的活塞从一个极限位置(也即上止点)到另一个极限位置(也即下止点)的距离。
实际应用中,发动机工作环境不同时,所需要发动机发出的总功率也不同,可以选择适合的缸数和冲程的发动机,从而使得发动机适合不同的工作环境。
可选的,如图1-1所示,发动机还包括:曲轴箱和油底壳12;曲轴箱与气缸体11铸成一体为一体件,该曲轴箱为龙门式结构,该曲轴箱下端开口,油底壳扣置在曲轴箱的开口处。其中,曲轴箱中设置有油路,没有水路,使得该发动机的结构简单,质量较轻;油底壳12的侧面设置加强筋结构121,可以满足发动机三点支撑的要求,并且可以增大发动机的强度和刚度。
可选的,该发动机还包括:高压共轨燃油喷射系统和电子控制系统。其中,电子控制系统可以控制高压共轨燃油喷射系统中的喷油器向气缸喷射燃油;燃油可以为柴油。
图2是本发明实施例提供的一种电子控制系统控制高压共轨燃油喷射系统的工作原理图,该工作原理图包括:高压油路a、低压油路b和电路c。请参考图2,该高压共轨系统燃油喷射系统包括:输油泵23、燃油粗滤器22、燃油精滤器24、高压燃油共轨泵25、分配块26、两个共轨管27和喷油器28,其中,燃油粗滤器22、输油泵23、燃油精滤器24、高压燃油共轨泵25和分配块26依次连接,分配块26还与两个共轨管27连接,每个共轨管27与多个喷油器28连接。
实际应用中,如图2所示,输油泵23将燃油从燃油箱21中吸出,依次经过燃油粗滤器22和燃油精滤器过滤24,将含在燃油中的氧化铁、粉尘等固体杂物除去,防止该固体杂物堵塞喷油器28中的喷油嘴281;燃油经过燃油粗滤器22和燃油精滤器21过滤之后进入高压燃油共轨泵25,该高压燃油共轨泵25可以将燃油增压,例如将燃油增压到180MPa(兆帕斯卡);燃油经过高压燃油共轨泵25增压之后进入分配块26,该分配块26可以将高压燃油分成两部分分别进入两根共轨管27,该两根共轨管27均连有多个喷油器28,共轨管27将高压燃油共轨泵25提供的高压燃油分配到各喷油器28中,该喷油器28可以通过喷油器28中的喷油嘴281向气缸中喷射高压燃油;喷油器28喷射完燃油后由多余的燃油会回流到燃油箱21中。需要说明的是,两根共轨管连接的喷油器的个数相同,且喷油器的总个数应该与发动机气缸的个数保持一致,例如,该发动机可以有8个气缸,则两跟共轨管上分别连接4个喷油器。
通过高压共轨燃油喷射系统可以使从喷油器喷射出来的燃油雾化效果好,通常情况下雾化效果越好燃油在气缸中燃烧越充分,该燃油雾化直接影响发动机的动力性、经济性及排放特性等一系列性能指标,良好的雾化效果是实现高效燃烧的前提。一般情况下,燃油雾化效果与喷油器中的喷油压力有关,现有技术提供的190系列发动机,采用机械式喷油,喷油压力只有120MPa,本发明实施例提供的发动机采用高压共轨燃油喷射系统,喷油压力可以达到180MPa,燃油雾化效果好。
可选的,如图2所示,电子控制系统包括电子控制单元(英文:Electronic ControlUnit;简称:ECU)29和每个喷油器28上设置的第一电磁阀282,以及高压燃油共轨泵25上设置的第二电磁阀251,其中,该ECU29与第一电磁阀282连接,用于控制第一电磁阀282的开启和关闭,进而控制喷油28的喷油时刻和喷油周期;该ECU29还与第二电磁阀251连接,用于控制第二电磁阀251的开启和关闭,进而控制在两根共轨管27中燃油量。本发明实施例提供的发动机还包括安装在凸轮轴和曲轴上的凸轮轴转速传感器和曲轴转速传感器,该凸轮轴转速传感器和曲轴转速传感器均匀ECU29连接。ECU29可以通过凸轮轴转速传感器和曲轴转速传感器反馈的实际转速,进而控制第一电磁阀和第二电磁阀的开启或关闭。
实际应用中,如图2所示,分配块26上设置有两个压力传感器261,两个压力传感器261分别与两根共轨管27连接,且两个压力传感器261均与ECU29连接。压力传感器261可以将检测到燃油压力反馈给ECU29,当共轨管27中的燃油压力没有达到预设的燃油压力阈值时,例如该燃油压力阈值为180MPa,该ECU29可以控制高压燃油共轨泵25使得燃油增压后到达预设的燃油压力阈值。该ECU29还可以控制发动机的启停、发动机的转速、发动机的报警保护等。
可选的,每个气缸包括缸体,发动机还包括:设置在每个气缸上的动力单元部件;请参考图3,图3是本发明实施例提供的一种动力单元部件结构示意图,在一个气缸上,动力单元部件包括:缸盖31、水套32、气缸套33、活塞34和连杆35。实际应用中,缸盖31扣置在缸体上,气缸套33设置在缸体中,气缸套中设置有活塞34,活塞34连接有连杆35,水套33设置在缸盖31和气缸套33之间。其中,当活塞34位于上止点时,活塞34顶面以上、缸盖31底面以下所形成的空间称为燃烧室;连杆35与曲轴相连,且连杆35的宽度d与曲轴中曲柄销直径相匹配。
本发明实施例中,通过设置动力单元部件,使得连杆的宽度取决于缸体的内径而不是气缸套的内径,给曲柄销直径的增大提供了空间,从而可以提高曲轴的强化程度从而提高发动机的强化程度。
可选的,缸体和缸盖之间设置有气缸垫。设置气缸垫是为了填补缸体和气缸盖之间的微观孔隙,保证结合面处有良好的密封性,进而保证燃烧室的密封防止气缸漏气和水套漏水。
可选的,如图1-1所示,该发动机还包括:前端罩壳13和中冷器罩壳14,该前端罩壳13设在气缸体11的一端,中冷器罩壳14设在气缸体11的另一端。
请参考图4,图4是本发明实施例提供的一种前端罩壳结构示意图,该前端罩壳13中设置有机油泵41、机油冷却器42、机油滤清器44和机油离心式滤清器45、高温水泵46a、低温水泵46b、高温水调温阀47a、低温水调温阀47b、高温水过滤器48和机油调温阀43。其中,机油泵41分别与机油滤清器44和机油离心式滤清器45通过前端罩壳13的内部通道连接;机油滤清器44、机油调温阀43、机油冷却器42和气缸体11通过前端罩壳13的内部通道顺次连接;高温水泵46a、高温水调温阀47a与高温水过滤器48通过前端罩壳13的内部通道顺次连接;高温水调温阀47a与气缸体11通过前端罩壳13的内部通道连接;低温水泵46a、低温水调温阀47b与机油冷却器通过前端罩壳13的内部通道顺次连接。本发明实施例提供的发动机,前端罩壳13中设置的各个部件可以通过前端罩壳13内部通道连接,在前端罩壳13外部没有设置各个部件连接的通道。
可选的,如图1-1、图1-2和图4所示,该前端罩壳13中设置有7高压燃油共轨泵25、输油泵23、燃油粗滤器22、燃油精滤器24、ECU29和减震器49,本发明实施例提供的发动机通过设计前端罩壳,使该发动机结构紧凑,简化了发动机外壳上的零件安装,并且在发动机维修时变得简单方便。
请参考图5,图5是本发明实施例提供的一种中冷器罩壳结构示意图,该中冷器罩壳14设置有一级中冷器51a、二级中冷器51b和涡轮增压器支架52,在涡轮增压器支架52上安装有涡轮增压器53。其中,涡轮增压器53、一级中冷器51a和二级中冷器51b通过管路顺次连接;高温水泵46a、气缸体11和一级中冷器51a顺次连接;低温水泵46b、气缸体11和二级中冷器51b顺次连接。本发明实施例提供的发动机采用超高增压两级中冷系统,即空气从发动机进气口521进入后,分别经过涡轮增压器53、一级中冷器51a和二级中冷器51b,通过涡轮增压器53可以使得空气的进气量增加,就可以增加发动机的输出功率,但是当空气进入涡轮增压器52后其温度会大幅升高,如果直接进入气缸中会因空气温度过高导致发动机损坏甚至死火的现象,因此高温空气需要进入一级中冷器51a和二级中冷器51b中,具体的,该高温空气分别通过一级中冷器51a和二级中冷器51b中高温水和低温水,使得冷却效果更好。
可选的,请参考图1-1、图1-2和图5该发动机还包括:油气分离器15,油气分离器15分别与气缸体11、涡轮增压器53和油底壳12连接,空气从发动机的进气口531进入,分别经过涡轮增压器53、一级中冷器51a和二级中冷器51b。后进入气缸体,燃烧后产生废气,该废气中的一部分经过涡轮增压器53从发动机的排气口532排出,该废气中的另一部分从活塞及气缸套之间泄露,进入气缸体11内并与机油混合成油气,油气经过油气分离器,分离的废气进入涡轮增压器53,分离的机油流入油底壳12。
本发明实施例提供的发动机通过采用油气分离系统,保证从活塞及气缸套之间泄露的废气不从曲轴箱中排出,进一步的起到了环保的作用。
可选的,请参考图6,图6是本发明实施例提供的一种发动机尾气处理系统结构示意图。其中,该发动机还包括:依次连接的氧化催化转化器61、尿素喷射器和62、选择性催化还原(英文:Selective catalytic reduction;简称SCR)催化转化器63和氨分子捕捉器64。废气从涡轮增压器增压后,依次经过氧化催化转化器61、SCR催化转化器63和氨分子捕捉器64排出。
实际应用中,如图6所示,废气进入氧化催化转化器61,将废气中含有一氧化碳(CO)的成分氧化为二氧化碳(CO2);在排气管中设置尿素喷射器62,喷射出的尿素可以水解为氨气(NH3)和二氧化碳(CO2);此时废气携带氨气(NH3)进入SCR催化转化器63,在SCR催化转化器63中,利用氨气(NH3)可以将废气中含有氮氧化物(NOx)的成分还原为氮气(N2);排气管尾部还设置有氨分子捕捉器64,可以捕捉到泄露的氨气(NH3)分子,并将其氧化为氮气(N2)。
本发明实施例提供的发动机,通过SCR尾气处理系统可以满足美国国家环境保护局(英文:Environmental Protection Agency;简称:EPA)第4等级(英文:TIER 4)的排放指标。
可选的,该发动机包括轴系部件,轴系部件包括曲轴和一个凸轮轴。其中,曲轴与每个气缸上的连杆连接;凸轮轴采用分段式设计,该凸轮轴包括多个可拆卸的凸轮轴段,且该凸轮轴为中置凸轮轴。在本发明实施例提供中,该凸轮轴是由若干个凸轮轴段组成的,例如,当发动机有8个气缸时,则该凸轮轴是由4个凸轮轴段组成,且每个凸轮轴段可以拆卸或组装,当凸轮轴故障时,只需要拆卸并且维修出故障的凸轮轴段即可,使得维修该凸轮轴时成本低并且维修方便。该凸轮轴采用中置凸轮轴,使得发动机的零部件减少,结构紧凑。
为了更清楚的说明本发明实施例提供的发动机与现有技术提供的190系列发动机的区别,本发明实施例提供一种冲程为190毫米当用于机械钻井时的发动机技术指标,并与现有技术提供的190系列发动机的技术指标作比较,请参见表1。
表1
实际应用中,平均有效压力越大,发动机的做功能力越强,可以发出更多的功率。由表1可以得出,本发明提供的发动机与190系列发动机相比,单缸排量减小,但平均有效压力增大,进而可以发出更多的功率,因此,本发明实施例提供的发动机动力性能好;本发明提供的发动机与190系列发动机相比,燃油消化率和机油消耗率均降低,且最大初修期增大,因此,本发明提供的发动机经济性增高。
综上所述,本发明实施例提供的发动机由于该发动机中的每个气缸缸径均为175毫米,该发动机的体积较小,质量较小,该发动机的功率密度会增大,因此,该发动机性能较好。并且该发动机采用动力单元部件、模块化前端罩壳结构、超高增压两级中冷系统、电子控制系统、高压共轨燃油喷射系统、油气分离系统和SCR尾气处理系统可以使得发动机动力性能和经济性能增高,并且可以满足美国EPA Tier4阶段排放指标要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种发动机,其特征在于,所述发动机包括:气缸体;
所述气缸体包括多个气缸,所述多个气缸的缸径均为175毫米;
所述多个气缸呈V字型对称排列;
所述多个气缸具体包括:8个气缸、12个气缸、16个气缸、18个气缸或20个气缸;所述发动机为四冲程发动机,所述四冲程中的每个冲程包括190毫米~215毫米。
2.根据权利要求1所述的发动机,其特征在于,所述发动机还包括:设置在所述气缸体的一端的前端罩壳;
所述前端罩壳设置有机油泵、机油冷却器、机油离心式滤清器、机油滤清器、高温水泵、低温水泵、高温水调温阀、低温水调温阀、高温水过滤器和机油调温阀;
所述机油泵分别与所述机油滤清器和机油离心式滤清器连接;
所述机油滤清器、所述机油调温阀、所述机油冷却器和所述气缸体顺次连接;
所述高温水泵、所述高温水调温阀与所述高温水过滤器顺次连接;
所述高温水调温阀与所述气缸体连接;
所述低温水泵与所述机油冷却器连接。
3.根据权利要求2所述的发动机,其特征在于,所述发动机还包括:设置在所述气缸体的另一端的中冷器罩壳;
所述中冷器罩壳设置有一级中冷器和二级中冷器,在所述中冷器罩壳上安装有涡轮增压器;
在所述涡轮增压器、所述一级中冷器、二级中冷器和所述气缸体顺次连接;
所述高温水泵、所述气缸体和所述一级中冷器顺次连接;
所述低温水泵、所述气缸体和所述二级中冷器顺次连接。
4.根据权利要求1所述的发动机,其特征在于,
所述发动机还包括:曲轴箱和油底壳;
所述曲轴箱与所述气缸体铸成一体为一体件,所述曲轴箱为龙门式结构,所述曲轴箱下端开口,所述油底壳扣置在所述曲轴箱的开口处;
所述曲轴箱设置有油路,所述油底壳的侧面设置有加强筋。
5.根据权利要求1所述的发动机,其特征在于,所述发动机还包括:高压共轨燃油喷射系统和电子控制系统;
所述高压共轨燃油喷射系统包括:输油泵、燃油粗滤器、燃油精滤器、高压燃油共轨泵、分配块、两个共轨管和喷油器,
所述输油泵、所述燃油粗滤器、所述燃油精滤器、所述高压燃油共轨泵和所述分配块依次连接,所述分配块还与所述两个共轨管连接,每个所述共轨管与多个喷油器连接;
其中,所述输油泵将燃油从燃油箱中吸出,依次经过所述燃油粗滤器和所述燃油精滤器过滤之后进入所述高压燃油共轨泵,所述高压燃油共轨泵将所述燃油增压之后进入所述分配块,所述分配块将所述燃油分为两部分分别进入两根所述共轨管,两根所述共轨管均连有多个所述喷油器;
所述电子控制系统与每个所述喷油器连接,用于控制每个所述喷油器喷射所述燃油。
6.根据权利要求5所述的发动机,其特征在于,
所述电子控制系统包括电子控制单元ECU和每个所述喷油器上设置的第一电磁阀,以及所述高压燃油共轨泵上设置的第二电磁阀,
所述ECU与所述第一电磁阀,用于控制所述第一电磁阀的开启和关闭;
所述ECU还与所述第二电磁阀连接,用于控制所述第二电磁阀的开启和关闭。
7.根据权利要求6所述的发动机,其特征在于,所述分配块上设置有两个压力传感器,所述两个压力传感器分别与所述两根共轨管连接,且所述两个压力传感器均与所述ECU连接。
8.根据权利要求1至7任一所述的发动机,其特征在于,每个所述气缸包括缸体,所述发动机还包括:设置在每个所述气缸上的动力单元部件;
在一个气缸上,所述动力单元部件包括:缸盖、水套、气缸套、活塞和连杆;
所述缸盖扣置在所述缸体上,所述气缸套设置在所述缸体中,所述气缸套中设置有所述活塞,所述活塞连接有所述连杆,所述水套设置在所述缸盖和所述气缸套之间。
9.根据权利要求5所述的发动机,其特征在于,所述发动机还包括:油气分离器,所述油气分离器分别与所述气缸体、所述涡轮增压器和所述油底壳连接,其中,空气从所述发动机的进气口进入,经过所述涡轮增压器进入所述气缸体,燃烧后产生废气,
所述废气中的一部分经过所述涡轮增压器从所述发动机的排气口排出,所述废气中的另一部分从所述活塞及所述气缸套之间泄露,进入所述气缸体内并与机油混合成油气,所述油气经过所述油气分离器,分离的所述废气进入所述涡轮增压器,分离的所述机油流入所述油底壳。
10.根据权利要求9所述的发动机,其特征在于,所述发动机还包括:依次连接的氧化催化转化器、选择性催化还原SCR催化转化器和氨分子捕捉器,
所述废气中的一部分经过所述涡轮增压器从所述发动机的排气口排出后,依次经过所述氧化催化转化器、所述选择性催化还原SCR催化转化器和所述氨分子捕捉器排出。
11.根据权利要求10所述的发动机,其特征在于,所述发动机包括轴系部件,所述轴系部件包括曲轴和一个凸轮轴;
所述曲轴与每个所述气缸上的连杆连接;
所述凸轮轴采用分段式设计,所述凸轮轴包括多个可拆卸的凸轮轴段,且所述凸轮轴为中置凸轮轴。
CN201611270045.6A 2016-12-30 2016-12-30 发动机 Active CN108266268B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611270045.6A CN108266268B (zh) 2016-12-30 2016-12-30 发动机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611270045.6A CN108266268B (zh) 2016-12-30 2016-12-30 发动机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108266268A true CN108266268A (zh) 2018-07-10
CN108266268B CN108266268B (zh) 2020-06-09

Family

ID=62770370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611270045.6A Active CN108266268B (zh) 2016-12-30 2016-12-30 发动机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108266268B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109356744A (zh) * 2018-08-28 2019-02-19 中国北方发动机研究所(天津) 一种适于大功率发动机使用的传动箱集成装置
CN109505703A (zh) * 2018-12-28 2019-03-22 潍柴动力股份有限公司 一种发动机
CN115234365A (zh) * 2022-08-02 2022-10-25 中船动力研究院有限公司 一种船用高速发动机

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5992393A (en) * 1995-02-08 1999-11-30 Yanmar Diesel Engine Co., Ltd. V type diesel engine
JP2004092616A (ja) * 2002-09-04 2004-03-25 Nissan Motor Co Ltd V型内燃機関
US20060231060A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-19 Seiichi Mori Oil filter fixing system for V type engine
CN201025144Y (zh) * 2007-03-14 2008-02-20 中国兵器工业集团第七○研究所 柴油机机体结构
CN101644207A (zh) * 2008-04-23 2010-02-10 创科实业有限公司 四冲程发动机的整体部件和配气机构
CN101984238A (zh) * 2010-11-29 2011-03-09 中国石油天然气集团公司 柴油机多功能罩壳
CN102213123A (zh) * 2010-04-06 2011-10-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于再生排气过滤器的设备和方法
CN202228195U (zh) * 2011-08-31 2012-05-23 湖南奔腾动力科技有限公司 一种集成传感器和执行器的柴油机ems系统
CN104832278A (zh) * 2015-05-27 2015-08-12 无锡开普动力有限公司 V型发动机
CN106246429A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 潍柴动力股份有限公司 发动机燃油系统及包括这种发动机燃油系统的发动机

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5992393A (en) * 1995-02-08 1999-11-30 Yanmar Diesel Engine Co., Ltd. V type diesel engine
JP2004092616A (ja) * 2002-09-04 2004-03-25 Nissan Motor Co Ltd V型内燃機関
US20060231060A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-19 Seiichi Mori Oil filter fixing system for V type engine
CN201025144Y (zh) * 2007-03-14 2008-02-20 中国兵器工业集团第七○研究所 柴油机机体结构
CN101644207A (zh) * 2008-04-23 2010-02-10 创科实业有限公司 四冲程发动机的整体部件和配气机构
CN102213123A (zh) * 2010-04-06 2011-10-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于再生排气过滤器的设备和方法
CN101984238A (zh) * 2010-11-29 2011-03-09 中国石油天然气集团公司 柴油机多功能罩壳
CN202228195U (zh) * 2011-08-31 2012-05-23 湖南奔腾动力科技有限公司 一种集成传感器和执行器的柴油机ems系统
CN104832278A (zh) * 2015-05-27 2015-08-12 无锡开普动力有限公司 V型发动机
CN106246429A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 潍柴动力股份有限公司 发动机燃油系统及包括这种发动机燃油系统的发动机

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109356744A (zh) * 2018-08-28 2019-02-19 中国北方发动机研究所(天津) 一种适于大功率发动机使用的传动箱集成装置
CN109505703A (zh) * 2018-12-28 2019-03-22 潍柴动力股份有限公司 一种发动机
CN109505703B (zh) * 2018-12-28 2023-09-19 潍柴动力股份有限公司 一种发动机
CN115234365A (zh) * 2022-08-02 2022-10-25 中船动力研究院有限公司 一种船用高速发动机
CN115234365B (zh) * 2022-08-02 2024-05-14 中船动力研究院有限公司 一种船用高速发动机

Also Published As

Publication number Publication date
CN108266268B (zh) 2020-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102733947B (zh) 一种对置二冲程发动机
US7793498B2 (en) Integrated charge air cooler and exhaust gas recirculation mixer
US10087894B2 (en) Cylinder head of an internal combustion engine
KR101846873B1 (ko) 엔진 시스템
US20110011084A1 (en) Exhaust gas recirculation system for internal combustion engine
CN1239815C (zh) 四冲程内燃机
EP3517767B1 (en) Engine intake and exhaust system and engine equipped therewith
CN102748132A (zh) 一种机-液双动力输出发动机
CN108266268A (zh) 发动机
CN204060916U (zh) 用于气体燃料内燃发动机的进气道和阀座的配置
CN104295398A (zh) 活塞的燃烧碗
CN104929767A (zh) 一种电控直喷多燃料两冲程发动机
EP3517768A1 (en) Engine intake and exhaust system, engine equipped therewith and method of providing the same
CN204877672U (zh) 一种电控直喷多燃料两冲程发动机
JPH0338408B2 (zh)
US4411224A (en) Fluid injection system for a turbocharged internal combustion engine
CN112377300A (zh) 一种抑制天然气发动机爆震燃烧的方法及系统
CN103206304A (zh) 一种对置活塞对置气缸自由活塞式发动机的进气系统
CN206889056U (zh) 一种油气分离器、曲轴箱通风回油系统及汽车
KR20140139532A (ko) 내연 기관용 차지 공기 안내 요소
CN209671120U (zh) 发动机的复合喷射系统
JP2012237231A (ja) ブローバイガス還流装置
CN109469531B (zh) 一种曲轴箱通风系统油气分离器总成及车辆
KR100953985B1 (ko) 내연기관 흡기 시스템
CN201090302Y (zh) 2.8升高压共轨电控柴油机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant