CN112081681A - 用于大型柴油发动机的气缸的气缸盖和维修气缸盖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于大型柴油发动机的气缸的气缸盖和维修气缸盖的方法。气缸盖具有容纳燃料喷射喷嘴的至少一个燃料孔(4)和界定燃烧室(2)的燃烧室表面(5)，燃烧室(2)具有燃烧室轴线(A)，其中燃料孔(4)在燃料轴线(B)的方向上延伸并通向燃烧室表面(5)，在燃料孔(4)中设置有用于燃料喷射喷嘴的座面(41)，其中该座面(41)具有与燃料轴线(B)重合的对称轴线，其中座面(41)通过喷嘴通道(42)连接到燃烧室表面(5)，并且其中喷嘴通道(42)具有长度比，该长度比是喷嘴通道(42)的最大长度(L1)与喷嘴通道(42)的最小长度(L2)的比，该长度比最大等于二。此外，提出了维修气缸盖(1)的方法和一种大型柴油发动机。

Description

用于大型柴油发动机的气缸的气缸盖和维修气缸盖的方法

技术领域

本发明涉及一种用于大型柴油发动机的气缸的气缸盖以及用于维修气缸盖的方法。

背景技术

可以被设计成二冲程或四冲程发动机(例如，纵向扫气式二冲程大型柴油发动机)的大型柴油发动机通常被用作船只的驱动单元或甚至在静止操作中使用，例如用于驱动大型发电机以生成电能。发动机在连续操作中通常运行相当长的时段，这对操作安全性和可用性提出了高要求。因此，特别长的维护间隔、低磨损和对操作材料的经济处理是操作员的中心准则。大型柴油发动机通常具有气缸，该气缸的内径(缸孔)至少为200mm。如今，使用的是缸孔高达960mm或甚至更大的大型发动机。

已知不同类型的大型柴油发动机，各种柴油发动机都可以被设计成二冲程或四冲程发动机。传统上，大型柴油发动机用重燃油作为燃料来操作。关于经济且有效的操作、符合废气排放阈值和资源的可用性方面，还寻找大型柴油发动机中的燃料重燃油的替代品。在这方面，既使用液体燃料(即，以液态引入燃烧室中的燃料)，又使用气体燃料(即，以气态引入燃烧室中的燃料)。

作为重燃油的已知替代品的液体燃料的示例是其它重烃，该其它重烃尤其是从石油精炼物(petroleum refineries)、醇(尤其是甲醇或乙醇)、汽油、柴油或乳化液或悬浮液中遗留的产物。例如，已知使用称为MSAR(多相超细雾化残渣)的乳化液作为燃料。众所周知的悬浮液是煤尘和水的悬浮液，这种悬浮液也用作大型发动机的燃料。诸如LNG(液化天然气)之类的天然气被称为气体燃料。

使用重燃油进行纯操作的另一众所周知的另选方式是将大型柴油发动机设计成使得大型柴油发动机可以用两种或甚至更多种不同的燃料来操作，其中，根据操作状况或环境，发动机可以用一种燃料或另一种燃料来操作。

可以用两种不同的燃料来操作的大型柴油发动机的已知设计是当今使用的术语为“双燃料发动机”的类型的发动机。一方面，这些发动机可以在气体模式下操作，其中，气体燃料(例如，天然气或甲烷)被引入燃烧室进行燃烧；并且另一方面，可以在液体模式下操作，其中，液体燃料(诸如，重燃油或另一种液体燃料)可以在同一发动机中燃烧。这些大型柴油发动机可以是二冲程和四冲程发动机，尤其是纵向扫气式二冲程大型柴油发动机。

可以用至少两种或甚至更多种不同的液体或气态燃料来操作的大型发动机通常根据当前使用的燃料以不同的操作模式操作。在通常被称为柴油操作的操作模式中，燃料的燃烧通常基于燃料的压缩点燃或自燃原理。在通常被称为奥托(Otto)操作的模式中，燃烧通过可点燃的预混合空气燃料混合物的火花点燃来进行。该火花点燃可以例如通过电火花(例如，利用火花塞)或者还通过少量喷射的燃料的自燃(然后该燃料会致使另一种燃料的火花点燃)来进行。通常将旨在用于自燃的少量燃料喷射到连接到燃烧室的预燃室。

此外，还有从奥托操作和柴油操作获知的混合形式。

在本申请的框架内，术语“大型柴油发动机”是指可以至少以柴油操作来操作的这样的发动机。尤其是，术语“大型柴油发动机”还包括这样的双燃料或多燃料大型发动机：除了柴油操作之外，这样的双燃料或多燃料大型发动机还可以以不同的操作(例如奥托操作)来操作。

大型柴油发动机包括至少一个气缸，但是通常包括多个气缸，其中，在各个气缸中设置有活塞，该活塞被布置成能够在上止点与下止点之间来回移动。此外，各个气缸包括气缸盖，该气缸盖与活塞一起界定燃烧室。在操作期间，将燃料引入到燃烧室中，如果活塞在上止点附近，则该燃料根据操作模式被火花点燃或自燃。

尤其是对于例如以重燃油用作燃料的柴油操作，众所周知的措施是，在气缸盖处设置至少一个但经常还有多个燃料喷射喷嘴，燃料利用该燃料喷射喷嘴在高压下喷射到燃烧室中。对于各个燃料喷射喷嘴，通常在缸盖中设置有一个孔，该孔延伸到燃烧室中。在该孔中，设置了座面(seat surface)，燃料喷射喷嘴座置在该座面上，即，在座面下游，该孔被设计成具有显著更小直径的喷嘴通道。燃料喷射喷嘴在其端部具有喷嘴头，通过该喷嘴头喷射燃料。如果将燃料喷射喷嘴布置在孔中，则喷嘴头穿过喷嘴通道延伸到燃烧室中。这意味着喷嘴头突出超过界定燃烧室的壁。喷嘴头具有多个喷嘴孔，燃料通过该喷嘴孔以本身已知的方式喷射到燃烧室中。

燃料喷射喷嘴通常被布置成使得燃料喷射喷嘴相对于气缸的气缸轴线或燃烧室轴线倾斜地延伸，其中，燃烧室轴线通常与气缸轴线重合。然后，燃料喷射喷嘴的纵向轴线与气缸轴线围成锐角。由于非常有限的可用空间，所以通常不可能以相对于气缸轴线的任何角度来布置燃料喷射喷嘴，而是可实现的角度范围非常有限。

在大型柴油发动机的操作期间，燃料喷射喷嘴的喷嘴头延伸到燃烧室的燃烧室壁的那些区域暴露于特别高的热负荷。这尤其适用于位于喷嘴孔(燃料通过该喷嘴孔进入燃烧室)的出口区域中的区域。在喷嘴通道通向燃烧室的孔边缘处，可能存在材料去除并因此形成危险的裂纹，这需要复杂且昂贵的维修或维护工作。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种用于大型柴油发动机的气缸的气缸盖，其中，至少显著地降低了在喷嘴通道的区域中的裂纹形成的风险，喷嘴头通过该喷嘴通道的区域延伸到燃烧室中。此外，本发明的目的是提出一种用于修理气缸盖的方法，利用该方法可以至少显著降低将来裂纹形成的风险。

本发明的满足这些目的主题的特征在于相应类别的独立专利权利要求的特征。

根据本发明，因此提出了一种用于大型柴油发动机的气缸的气缸盖，该气缸盖具有用于容纳燃料喷射喷嘴的至少一个燃料孔以及用于界定燃烧室的燃烧室表面，该燃烧室具有燃烧室轴线，其中，燃料孔在燃料轴线的方向上延伸并通向燃烧室表面，其中，在燃料孔中设置有用于所述燃料喷射喷嘴的座面，其中，座面具有与燃料轴线重合的对称轴线，其中，座面通过喷嘴通道连接到燃烧室表面，并且其中，喷嘴通道具有长度比，该长度比是喷嘴通道的最大长度与喷嘴通道的最小长度的比，并且其中，该长度比最大等于二。

对于本发明而言至关重要的认识是，当在喷嘴通道的圆周上观察时，将燃料孔的座面连接到燃烧室的喷嘴通道的变化的长度是燃烧室壁中的裂纹形成的主要原因。在气缸盖的已知设计中，情况是，当在燃料喷射喷嘴的圆周上观察时，燃料孔中的座面(燃料喷射喷嘴安置在该座面上)距离燃烧室具有相对变化很大的距离。当沿着座面的圆周观察时，座面位于距燃烧室的不同距离处。这导致喷嘴通道在其圆周的某些点处具有比在其它点处显著更短的长度。现在通过本发明提出减小喷嘴通道的长度的这些改变，使得长度比(该长度比是喷嘴通道的最大长度与最小长度的比)最大为二。通过这样减小当在喷嘴通道的圆周上观察时喷嘴通道的长度的改变，可以至少显著减少燃烧室中的裂纹形成。

通常在燃料轴线的方向上延伸的喷嘴通道通常以不同于90°的角度通向燃烧室，即，燃料轴线与燃烧室表面围成不同于90°的角度。通常，该角度小于90°且大于零度。如果燃料轴线垂直于燃烧室表面，则一般不会出现上述问题，因为座面距离燃烧室的距离将会在喷嘴通道的圆周上保持恒定。然而，一般而言，由于空间原因，大型柴油发动机的气缸盖不可能以喷嘴通道垂直通向燃烧室表面的方式布置某一喷嘴通道或多个喷嘴通道。

在理想的情况中，最大长度与最小长度的比等于一，即，最大长度和最小长度相同，使得当在喷嘴通道的整个圆周上观察时，喷嘴通道具有恒定的长度。然而，在许多应用中，出于实际原因，无法实现这种理想情况。然而，已经表明的是，尤其是如果长度比为最大1.5并且优选地小于1.4，则即使不是完全抑制，也可以实现至少很好地减少裂纹形成。

用于减小长度比的尤其优选的实施方式是在燃烧室表面上设置珠状凸起(elevation)，该凸起界定喷嘴通道的一部分。由于该措施，喷嘴通道可以在那些区域(在那些区域中，如果没有凸起，则喷嘴通道将比在其它区域中更短)中沿着其圆周都被延长。在该实施方式的情况下，喷嘴通道在没有凸起的情况下具有最小长度的那些区域中被延长。

优选地，凸起在喷嘴通道的面向燃烧室轴线的一侧界定喷嘴通道，因为该区域通常是座面距离燃烧室的距离最小的区域。

优选地，凸起被设计成使得其将长度比减小到预定值。如已经提及的，长度比的最小值等于一。然而，对于许多应用而言，实际上将长度比调整到大于1的值(例如，调整到1.4)就完全足够了。然后可以通过凸起的几何尺寸实现长度比的相应的期望值。

由于凸起主要旨在减小或补偿在没有凸起的情况下喷嘴通道的最大长度与在没有凸起的情况下喷嘴通道的最小长度之间的差，所以当在喷嘴通道的圆周方向上观察时，如果凸起至多在喷嘴通道的圆周的一半上延伸是有利的。

为了尽可能减小长度比，有利的是，当在喷嘴通道的圆周方向上观察时，凸起的高度改变。凸起的高度是指凸起垂直于燃烧室表面的延伸范围。

此外，优选的是，凸起具有最大宽度，该最大宽度至少与喷嘴通道的半径的一半一样大，并且优选地至少与喷嘴通道的半径一样大。凸起的宽度是指燃烧室表面中的凸起远离喷嘴通道延伸多远的尺寸。

用于减小长度比的另一优选实施方式是在燃烧室表面中设置凹部，喷嘴通道通向该凹部。

由于该措施，在那些区域(在那些区域中，如果没有凹部，则喷嘴通道将比在其它区域中更长)中，喷嘴通道可以沿着其圆周都被缩短。在该实施方式中，喷嘴通道在没有凹部的情况下具有最大长度的那些区域中被缩短。

优选地，凹部被设计成使得其将长度比减小到预定值。如已经提及的，长度比的最小值等于一。然而，对于许多应用而言，实际上将长度比调整到大于1的值(例如，调整到1.5)就完全足够了。然后可以通过凹部的几何尺寸实现长度比的相应的期望值。

由于凹部主要旨在减小或补偿在没有凹部的情况下喷嘴通道的最大长度与在没有凹部的情况下喷嘴通道的最小长度之间的差，所以当在喷嘴通道的圆周方向上观察时，如果凹部至少在喷嘴通道的圆周的一半上延伸是有利的。

当在喷嘴通道的圆周方向上观察时，凹部也可以在喷嘴通道的整个圆周上延伸。当在喷嘴通道的圆周方向上观察时，凹部的深度以这样的方式改变：喷嘴通道的最大长度最大与喷嘴通道的最小长度的两倍一样大。在喷嘴通道的整个圆周上提供凹部的优点在于，可以避免在喷嘴通道的边界处的尖锐边缘或非常薄的区域。

由于凹部沿着喷嘴通道的圆周的至少一部分延伸，所以凹部具有半径。优选地，该半径至少与喷嘴通道的半径的两倍一样大。

此外，通过本发明提出了一种用于维修大型柴油发动机的气缸的气缸盖的方法，该气缸盖具有用于容纳燃料喷射喷嘴的至少一个燃料孔以及用于界定燃烧室的燃烧室表面，该燃烧室具有燃烧室轴线，其中，燃料孔在燃料轴线的方向上延伸并通向燃烧室表面，其中，在燃料孔中设置有用于所述燃料喷射喷嘴的座面，其中，座面具有与燃料轴线重合的对称轴线，并且其中，座面通过喷嘴通道连接到燃烧室表面。该方法的特征尤其在于，气缸盖的燃烧室表面被机加工成使得喷嘴通道具有最大等于二的长度比，该长度比是喷嘴通道的最大长度与喷嘴通道的最小长度的比。

根据本发明的方法还尤其适合用于这样的气缸盖：其中，燃料轴线不垂直于燃烧室表面，而是以不同于90°的角度位于燃烧室表面上，并且喷嘴通道以不同于90°的角度通向燃烧室表面，优选地以小于90°的角度通向燃烧室表面。

对于本发明而言至关重要的认识是，当在喷嘴通道的圆周上观察时，将燃料孔的座面连接到燃烧室的喷嘴通道的变化的长度是燃烧室壁中的裂纹形成的主要原因，该认识也可以有利地用于维修大型柴油发动机的气缸盖。在这样的维修期间，燃烧室表面因而被机加工成使得所维修的气缸盖被实施成根据本发明的气缸盖。

优选地，通过将珠状凸起施加到燃烧室表面或者通过在燃烧室表面中设置凹部来改变长度比。

此外，通过本发明提出了一种大型柴油发动机，尤其是纵向扫气式二冲程大型柴油发动机，该大型柴油发动机具有至少一个气缸，其中，该气缸具有气缸盖，根据本发明设计该气缸盖或通过根据本发明的方法维修该气缸盖。

本发明的进一步的有利的措施和实施方式由从属权利要求得出。

附图说明

在下文中，基于实施方式并参照附图，在设备和过程工程两个方面更详细地解释本发明。在附图中示出了：

图1是从大型柴油发动机的燃烧室向上到气缸的气缸盖的示意图，其中，根据本发明的气缸盖的第一实施方式在左侧表示出，而来自现有技术的气缸盖在右侧表示出；

图2与图1一样，但是为沿着图1中的剖面线II-II的剖视图；

图3是来自图2的放大的细节；

图4是根据本发明的气缸盖的第二实施方式的沿着气缸轴线的截面的剖视图；以及

图5是来自图4的放大的细节。

具体实施方式

术语“大型柴油发动机”是指这样的发动机：其通常用作船只的主驱动单元，或者也在静止操作中使用，例如用以驱动大型发电机以生成电能。典型地，大型柴油发动机的气缸各自具有至少约200mm的内径(缸孔)。术语“纵向扫气”是指在下端的区域中将扫气或增压空气引入到气缸中。

在基于实施方式的本发明的以下描述中，以示例性性质的方式参照对于实践尤其重要的大型发动机的情况，该大型发动机被设计成双燃料发动机，即，可以用两种不同的燃料来操作的发动机。特别是，大型柴油发动机的该实施方式可以在液体模式中下操作，其中，仅液体燃料被喷射到气缸的燃烧室中。通常，液体燃料(例如，重燃油或柴油)在合适的时间被直接喷射到燃烧室中，并根据柴油自燃原理在该处点燃。该大型柴油发动机也可以在气体模式中操作，其中，作为燃料的气体(例如，天然气)以预混合的空气-燃料混合物的形式在燃烧室中被点燃。在气体模式中，大型柴油发动机尤其根据低压方法操作，即，将气体以气态引入到气缸中，其中，气体的喷射压力为至多50巴，优选地为至多20巴。空气-气体混合物根据奥托原理在燃烧室中被火花点燃。通常通过在合适的时候将少量的自燃液体燃料(例如，柴油或重燃油)引入燃烧室或预燃室中(然后该自燃液体燃料自燃并致使燃烧室中的空气-气体混合物进行火花点燃)来实现这种火花点燃。

在此处描述的实施方式中，大型发动机被设计成纵向扫气式双燃料二冲程大型柴油发动机。

应当理解的是，本发明不限于这种类型的大型柴油发动机，并且也不限于这种用途，而是一般涉及大型柴油发动机。如已经提到的那样，术语“大型柴油发动机”也包括这样的发动机：其除了柴油操作之外，还可以在诸如奥托操作之类的另一种操作中来操作。当然，大型柴油发动机也可能仅设计成燃烧单一的液体燃料，诸如，重燃油或柴油。大型发动机也可以被设计成多燃料大型发动机，该多燃料大型发动机被设计成燃烧多于两种的燃料。

大型柴油发动机具有至少一个气缸，但是通常具有多个气缸，其中，活塞以本身已知的方式被布置在各个气缸的内部，以能够沿着气缸轴线在上止点与下止点之间来回移动。活塞的上侧与气缸盖1一起界定燃烧室2，在燃烧室2中引入用于燃烧的燃料。燃烧室具有燃烧室轴线A(图1)，当将气缸盖1安装在气缸上时，该轴线通常与气缸轴线重合。活塞以本身已知的方式经由活塞杆连接到十字头，该十字头经由推杆连接到曲轴，使得活塞的移动经由活塞杆、十字头和推杆传递到曲轴，以便使曲轴旋转。

图1示出了从大型柴油发动机的燃烧室2、2'向上到气缸的气缸盖1、1'的示意图。为了更好地理解，图1被分成两个部分，其中，根据该表示在左侧表示了根据本发明的气缸盖1的第一实施方式，并且根据该表示在右侧表示了从现有技术获知的气缸盖1'。在从现有技术中获知的设计中，使用利用破折号或倒单引号标记的附图标记。在根据本发明的实施方式中，使用没有单引号的附图标记。

图2示出了沿着燃烧室轴线A的截面的图1的实施方式的剖视图，其中，如图1所示，根据该表示在左侧表示了根据本发明的气缸盖1的第一实施方式，并且根据该表示在右侧表示了从现有技术获知的设计。

图3在放大的表示中示出了图2的细节，以便例示不同尺寸的限定。在图3中，仅示出了根据本发明的气缸盖1的第一实施方式。

气缸盖1、1'包括用于容纳出口阀(未示出)的中心孔3、3'以及用于容纳燃料喷射喷嘴(未示出)的至少一个燃料孔4、4'，燃料(例如，重燃油)可以通过燃料喷射喷嘴引入到燃烧室2、2'中。在许多实施方式中，在各个气缸盖1、1'中设置有多个燃料喷射喷嘴，例如，两个或三个燃料喷射喷嘴。可以理解的是，然后为各个燃料喷射喷嘴设置单独的燃料孔4、4'。由于足以理解，所以在下文中仅涉及一个燃料孔4，其中，根据本发明的实施方式自然也可以设置多个燃料孔4，各个燃料孔都容纳燃料喷射喷嘴。

还存在可能的实施方式，其中，为各个气缸设置几个孔，以在气缸盖中容纳多个出口阀。例如，各个气缸有可能具有三个或四个出口阀。对于这些出口阀中的各个出口阀，然后在气缸盖1中设置孔，或者在气缸盖中设置更大的孔，该更大的孔容纳其中包含几个出口阀的结构单元。

气缸盖1、1'进一步包括燃烧室表面5、5'，该燃烧室表面5、5'界定燃烧室2、2'。在此处描述的实施方式中，燃烧室表面5被设计成截锥形状。在其它实施方式中，燃烧室表面5或5'还可以具有球形表面的形状或球形和截锥形表面的混合形状。用于容纳出口阀的中心孔3、3'在燃烧室轴线A的方向上延伸。由于燃烧室表面5、5'在此是截锥形表面，所以具有圆锥轴线。通常，燃烧室表面具有对称轴线。如果将气缸盖1安装在气缸上，则该截锥轴线或对称轴线与燃烧室轴线A重合，并且因此与气缸轴线重合。用于容纳燃料喷射喷嘴的燃料孔4、4'在燃料轴线B、B'的方向上延伸并通向燃烧室表面5、5'，其中，燃料轴线B、B'通常以不同于90°、优选地小于90°的角度通向燃烧室腔表面5、5'。在燃料孔4、4'中，设置有用于燃料喷射喷嘴的座面41、41'，当燃料喷射喷嘴被插入燃料孔4、4'中时，该燃料喷射喷嘴支撑在座面41、41'上。座面41、41'被垂直于燃料轴线B、B'布置。座面41、41'经由喷嘴通道42、42'连接到燃烧室表面5、5'。喷嘴通道42、42'被设计成这样的方式或尺寸，使得燃料喷射喷嘴突出到燃烧室2、2'中，即，燃料喷射喷嘴延伸超过喷嘴通道42、42的端部，使得设置在燃料喷射喷嘴中的喷嘴孔(燃料通过该喷嘴孔被引入到燃烧室2、2'中)被布置在燃烧室2、2'中，即，在喷嘴通道42、42'的外部。

座面41、41'通常被设计成截锥的形状，在附图中这可以仅被视为示意性的。因此，座面41、41'具有对称轴线。该对称轴线与燃料轴线B、B'重合。

通常，燃料轴线B、B'与燃烧室轴线A、A'围成角度，该角度不同于零，并且根据气缸盖1的设计或气缸上的空间条件，该角度可以为最大45°。尤其是，燃料轴线B、B'与燃烧室表面5、5'形成角度，该角度不同于90°并且优选地小于90°并且大于零度。

大型柴油发动机的结构和单个部件(诸如，用于液体模式的喷射系统、用于气体模式的供气系统、气体交换系统、排气系统或用于提供扫气空气或增压空气的涡轮增压器系统以及用于大型柴油发动机的检查和控制系统)在被设计成二冲程发动机以及被设计成四冲程发动机两个方面对于本领域技术人员来说是众所周知的，因此，在此不需要赘述。在现代大型柴油发动机中，检查和控制系统是电子系统，通常可以利用该电子系统来调整或控制或调节所有发动机或气缸功能，尤其是喷射(喷射的开始和结束)以及出口阀的致动。

根据本发明，喷嘴通道42具有最大等于二的长度比，其中，该长度比被限定成喷嘴通道42的最大长度L1与喷嘴通道的最小长度L2的商。这些长度将在下面基于图3进行详细说明。

由于燃料孔4和燃烧室表面5的相对布置，通常情况下，对称轴线与燃料轴线B相同的座面41不平行于燃烧室表面5。因此，作为燃料孔4的一部分的喷嘴通道42不会以直角通向燃烧室表面5中，而是以不同于90°并且优选地在0°至90°之间的角度通向燃烧室表面5中。结果，当沿着喷嘴通道42的圆周移动时，喷嘴通道42的长度(即，喷嘴通道42在燃料轴线B方向上的延伸)改变。这显然是由于以下事实：喷嘴通道42不垂直地通向燃烧室表面5，或者座面41不平行于燃烧室表面5。这意味着当沿着喷嘴通道42的圆周移动时，喷嘴通道42的长度在燃烧室轴线B的方向上在最大长度L1与最小长度L2之间改变，在该最大长度L1处，座面41相对于燃烧室表面5的距离最大，在该最小长度L2处，座面41相对于燃烧室表面5的距离最小。

对于本发明而言重要的认识是，当沿喷嘴通道42的圆周观察时喷嘴通道42的变化的长度是在燃烧室壁2中尤其是在燃烧室表面5中的裂纹形成的主要原因。因此，通过本发明提出减小喷嘴通道42的长度的这些改变，使得长度比(该长度比是喷嘴通道42的最大长度L1与最小长度L2的比)最大为二。当在喷嘴通道42的圆周上观察时，喷嘴通道42的长度改变的这种减小允许在燃烧室2中尤其是在燃烧室表面5中的裂纹的形成被至少显著地减小。

此外，喷嘴通道42被设计成使得或被设计成这样的尺寸使得燃料喷射喷嘴在被插入燃料孔4中时突出超过燃烧室表面5并进入燃烧室2中，从而使得设置在燃料喷射喷嘴的远端的区域中的喷嘴孔(燃料通过该喷嘴孔被引入到燃烧室2中)被布置在燃烧室2中。

可以预期的是，理想地，最大长度L1与最小长度L2的比应该等于一，即，最大长度L1和最小长度L2相同，使得当在喷嘴通道42的整个圆周上观察时，喷嘴通道42具有恒定的长度。然而，在许多应用中，出于实际原因，无法实现这种理想情况。然而，实践已经表明，尤其是如果长度比为至多1.5并且优选地小于1.4，则即使不是完全抑制裂纹形成，也可以实现至少很好地减少裂纹形成。

为了将L1和L2的长度比减小到至多为二的值，在第一实施方式中，在燃烧室表面5上设置有珠状的凸起6，该凸起6界定喷嘴通道42的一部分，即，该凸起6形成喷嘴通道42的壁的一部分。

如尤其在图1的左侧上可以看到的那样，凸起6不围绕喷嘴通道42的整个开口延伸，而是仅在喷嘴通道42的面向燃烧室轴线A的一侧上延伸。优选地，凸起6至多围绕喷嘴通道42的圆周的一半延伸。

如已经说明的，凸起6的主要功能是减少喷嘴通道42的长度的变化。因此，优选的是，当在喷嘴通道42的圆周方向上观察时，凸起6的高度H改变。高度H是指凸起6垂直于燃烧室表面5的延伸。在图3中，在高度H最大的位置绘制了高度H。优选地，高度H在如果没有凸起6则喷嘴通道42将具有其长度的最小值的地方具有其最大值。

喷嘴通道42的长度和凸起6的高度的尺寸被确定成使得当插入燃料喷射喷嘴时，离开燃料喷射喷嘴的喷嘴孔的燃料不迎着凸起6喷射而是经过凸起6。

凸起6进一步具有最大宽度B，该最大宽度B至少与圆柱形喷嘴通道42的半径R的一半一样大。宽度B是指燃烧室表面5中的凸起6远离喷嘴通道42的开口延伸多远的尺寸。优选地，该最大宽度B至少与喷嘴通道42的半径R一样大。

存在用于制造凸起6的几种可能方式。例如，凸起可以已经在气缸盖1的生产期间以锻造或铸造处理与气缸盖1制造成一个工件。然而，也可以在生产气缸盖之后，在单独的工作处理中(例如借助于诸如堆焊之类的焊接处理)来制造凸起6。如果要维修或维护已经使用的气缸盖1，则提及的后一措施尤其有利。

在图4和图5中，例示了根据本发明的气缸盖的第二实施方式。图4示出了沿着燃烧室轴线A的截面的第二实施方式的剖视图。图5以类似于图3的方式示出了图4的细节的放大视图。

在第二实施方式中，为了减小喷嘴通道42的最大长度L1和最小长度L2之间的长度比，在燃烧室表面5中设置有凹部7，喷嘴通道42通向该凹部。优选地，该凹部7被设计成环形段的形式或环形的形式，并且与圆柱形喷嘴通道42同轴，该圆柱形喷嘴通道42的轴线是燃料轴线B。凹部7的半径由参考符号RA指示。

由于该措施，在那些区域(在那些区域中，如果没有凹部7则喷嘴通道42将比在其它区域中更长)中，喷嘴通道42可以沿着其圆周被缩短。在该实施方式中，喷嘴通道42至少在如果没有凹部7则其将具有最大长度的那些区域中被缩短。

尤其在图5中可以看出的是，在第二实施方式中，存在最大长度L1与最小长度L2相同(即，L1＝L2)的实施方式的示例，并且这意味着当沿喷嘴通道42的圆周观察时喷嘴通道42的长度具有恒定值，因此长度比等于1。

优选地，凹部7被设计成使得其将L1到L2的长度比减小到预定值。如已经提及的，长度比的最小值等于一。然而，对于许多应用而言，实践上将长度比调整到大于1的值(例如，调整到1.5)就完全足够了。然后可以通过凹部的几何尺寸实现长度比的相应的期望值。

由于凹部7主要旨在减小或补偿在没有凹部7的情况下喷嘴通道42的最大长度与在没有凹部7的情况下喷嘴通道的最小长度之间的差，所以当在喷嘴通道的圆周方向中观察时，如果凹部7沿喷嘴通道42的圆周的至少一半延伸是有利的。当在喷嘴通道42的圆周方向中观察时，凹部7也可以沿喷嘴通道42的整个圆周延伸。凹部7的垂直于燃烧室表面5的深度在喷嘴通道7的圆周方向中改变，以便将最小长度L2与最大长度L1之间的差减小到期望值。

优选地，凹部7的半径RA至少与喷嘴通道42的半径R的两倍一样大。

存在用于制造凹部7的几种可能方式。例如，凹部7可以已经在气缸盖1的生产期间以锻造或铸造处理与气缸盖1制造成一个工件。然而，也可以在生产气缸盖1之后，在单独的工作处理中(例如借助于诸如铣削之类的机加工处理)来制造凹部7。如果要维修或维护已经使用的气缸盖1，则提及的后一措施尤其有利。

对于本发明而言重要的认识是，当在喷嘴通道42的圆周上观察时，将燃料孔4的座面41连接到燃烧室2的喷嘴通道42的变化的长度是燃烧室壁2中的裂纹形成的主要原因，也可以有利地用于维修大型柴油发动机的气缸盖1。

根据本发明的用于维修大型柴油发动机的气缸的气缸盖1的方法的特征在于，气缸盖1的燃烧室表面5被机加工成使得喷嘴通道42具有最大等于二的长度比，该长度比是喷嘴通道42的最大长度L1与喷嘴通道的最小长度L2的比。

为此目的，优选地，通过例如借助于焊接处理将珠状凸起6施加到燃烧室表面5或者通过例如通过铣削在燃烧室表面5中设置凹部来改变长度比。

Claims (15)

1.一种用于大型柴油发动机的气缸的气缸盖，所述气缸盖具有用于容纳燃料喷射喷嘴的至少一个燃料孔(4)以及用于界定燃烧室(2)的燃烧室表面(5)，所述燃烧室(2)具有燃烧室轴线(A)，其中，所述燃料孔(4)在燃料轴线(B)的方向上延伸并通向所述燃烧室表面(5)，其中，在所述燃料孔(4)中设置有用于所述燃料喷射喷嘴的座面(41)，其中，所述座面(41)具有与所述燃料轴线(B)重合的对称轴线，并且其中，所述座面(41)通过喷嘴通道(42)连接到所述燃烧室表面(5)，其特征在于，所述喷嘴通道(42)具有长度比，所述长度比是所述喷嘴通道(42)的最大长度(L1)与所述喷嘴通道(42)的最小长度(L2)的比，所述长度比最大等于二。

2.根据权利要求1所述的气缸盖，其中，所述长度比最大为1.5，并且优选地小于1.4。

3.根据权利要求1或2所述的气缸盖，其中，在所述燃烧室表面(5)上设置有珠状的凸起(6)，所述凸起界定所述喷嘴通道(42)的一部分。

4.根据权利要求3所述的气缸盖，其中，所述凸起(6)在所述喷嘴通道(42)的面向所述燃烧室轴线(A)的一侧界定所述喷嘴通道(42)。

5.根据权利要求3或4所述的气缸盖，其中，所述凸起(6)被设计成使得所述凸起(6)将所述长度比减小到预定值。

6.根据权利要求3至5中的任一项所述的气缸盖，其中，当在所述喷嘴通道(42)的圆周方向上观察时，所述凸起(6)至多在所述喷嘴通道(42)的圆周的一半上延伸。

7.根据权利要求3至6中的任一项所述的气缸盖，其中，当在所述喷嘴通道(42)的圆周方向上观察时，所述凸起(6)的高度(H)改变。

8.根据权利要求3至7中的任一项所述的气缸盖，其中，所述凸起(6)具有最大宽度(B)，所述最大宽度(B)至少与所述喷嘴通道(42)的半径(R)的一半一样大，并且优选地至少与所述喷嘴通道(42)的所述半径(R)一样大。

9.根据权利要求1或2所述的气缸盖，其中，在所述燃烧室表面(5)中设置有凹部(7)，所述喷嘴通道(42)通向所述凹部。

10.根据权利要求9所述的气缸盖，其中，所述凹部(7)被设计成使得所述凹部(7)将所述长度比减小到预定值。

11.根据权利要求9或10所述的气缸盖，其中，当在所述喷嘴通道(42)的圆周方向上观察时，所述凹部(7)至少在所述喷嘴通道(42)的圆周的一半上延伸。

12.根据权利要求9至11中的任一项所述的气缸盖，其中，所述凹部(7)具有至少与所述喷嘴通道(42)的半径(R)的两倍一样大的半径(RA)。

13.一种用于维修大型柴油发动机的气缸的气缸盖的方法，所述气缸盖具有用于容纳燃料喷射喷嘴的至少一个燃料孔(4)以及用于界定燃烧室(2)的燃烧室表面(5)，所述燃烧室(2)具有燃烧室轴线(A)，其中，所述燃料孔(4)在燃料轴线(B)的方向上延伸并通向所述燃烧室表面(5)，其中，在所述燃料孔(4)中设置有用于所述燃料喷射喷嘴的座面(41)，其中，所述座面(41)具有与所述燃料轴线(B)重合的对称轴线，并且其中，所述座面(41)通过喷嘴通道(42)连接到所述燃烧室表面(5)，所述方法的特征在于，所述气缸盖(1)的所述燃烧室表面(5)被机加工成使得所述喷嘴通道(42)具有最大等于二的长度比，所述长度比是所述喷嘴通道(42)的最大长度(L1)与所述喷嘴通道(42)的最小长度(L2)的比。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过将珠状的凸起(6)施加到所述燃烧室表面(5)或者通过在所述燃烧室表面(5)中设置凹部(7)来改变所述长度比。

15.一种大型柴油发动机，尤其是纵向扫气式二冲程大型柴油发动机，所述大型柴油发动机具有至少一个气缸，其中，所述气缸具有根据权利要求1至12中的任一项设计或通过根据权利要求13至14中的任一项所述的方法维修的气缸盖(1)。

Images