CN1847639A - 大型发动机 - Google Patents
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Abstract
一种大型发动机，具有一增压空气容器(6)，所述增压空气容器可以借助于一废气涡轮增压器(1)和/或借助于至少一个具有可通过电机(9)驱动的鼓风机叶轮(13)的辅助鼓风机(10)被供给增压空气，增压空气可借助于一带有设置在后面的液滴分离器的增压空气冷却器进行调节，并且设有一设置在废气涡轮增压器(1)后面的调节壳体(8)，它具有至少一个用于一增压空气冷却器的隔间(19)和至少一个用于一液滴分离器的隔间(11)，一辅助鼓风机(10)的至少一个鼓风机腔(12)在入口侧与它连接，在这种大型发动机中，可以通过这样的方式达到非常紧凑和抗振性好的结构，即，每个鼓风机腔(12)和相应的相邻隔间(11)具有至少一个公共壁(15)，所述公共壁包含鼓风机腔(12)的入口。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型发动机，特别是二冲程大型柴油机，其气缸至少成组地连接在一共同的增压空气容器上，所述增压空气容器可以借助于一废气涡轮增压器和/或借助于至少一个具有可通过电机驱动的鼓风机叶轮的辅助鼓风机被供给增压空气，增压空气可借助于一带有设置在后面的(下游的)液滴分离器的增压空气冷却器进行调节，并且设有一设置在废气涡轮增压器后面的调节壳体，它具有至少一个用于一增压空气冷却器的隔间和至少一个用于一液滴分离器的隔间，一辅助鼓风机的至少一个鼓风机腔在入口侧与它连接。
背景技术
在这种类型的已知装置中，每个辅助鼓风机具有一自己的鼓风机壳体，此鼓风机壳体在吸气侧和压力侧具有配备连接法兰的连接管接头，并用它法兰连接在调节壳体或增压空气容器上。这不仅需要高的装配费用，而且还导致非常花费位置以及特别是非常不稳定的对振动敏感的结构。因此只能采用具有较小直径的鼓风机叶轮的辅助鼓风机。但是这种鼓风机叶轮需要高的转速，这使得在电机和鼓风机叶轮之间常常需要使用变速箱，因此更加提高费用和位置需求。
发明内容
因此，由此出发本发明的目的是，用简单和经济的方式这样地改进开头所述类型的装置，使得提高稳定性和抗振刚性。
按照本发明，这个目的通过这样的方式实现，即，一辅助鼓风机的每个鼓风机腔和调节壳体的一个相应的相邻隔间具有至少一个公共壁，所述公共壁包含鼓风机腔的入口。
这个措施使得辅助鼓风机的鼓风机壳体和调节壳体在结构上集成为一共同的壳体模块，其中取消了连接管接头和法兰连接，并且公共壁由于连接在它上面的限界鼓风机腔的壁区而提高了刚性。因此本发明的措施不仅造成用于连接鼓风机壳体的装配费用的取消，而且造成非常高的稳定性和抗振刚性。因此，可以有利地采用具有较大直径的鼓风机叶轮，它们可以不用中间连接变速轮系而直接与相配的电机的电机轴连接。因此它可以方便地安装在鼓风机壳体的位于公共壁对面的壁上。用本发明可以实现的优点可以有利地与辅助鼓风机的布局无关地达到。辅助鼓风机可以安装在调节壳体的同一侧上或相互对置的侧面上。
所采取的措施的优良方案和适宜的改进结构在从属权利要求中给出。
鼓风机腔和调节壳体的相邻隔间之间的公共壁和连接在其上的鼓风机腔的壁区适宜于相互焊接。这有利地得到一个一体式的构造成焊接结构的壳体模块，它既包含用于增压空气冷却器和液滴分离器的隔间，也包括鼓风机壳体。
所采取的措施的另一种改进结构是，电机法兰连接在封闭鼓风机腔的位于鼓风机腔和调节壳体相邻隔间之间的公共壁对面的壁上的孔的盖板上。这一方面可以使鼓风机叶轮方便地装入鼓风机腔，另一方面具有紧凑的结构。
鼓风机叶轮可以有利地配设一个构成鼓风机腔入口的吸入喷嘴，它装入鼓风机腔和调节壳体相邻隔间之间的公共壁内。吸入喷嘴保证在采用径流式鼓风机时有一种可靠的轴向吸入流动。
各个鼓风机腔适宜于设置在调节壳体的配属于液滴分离器的隔间旁边。由此确保辅助鼓风机可以吸入无液滴的空气。
另一个适宜的措施可以是，配属于液滴分离器的隔间和相邻的鼓风机腔分别具有至少一个通向增压空气容器的出口，给它配设一个压力控制的关闭机构。由此可以避免流动故障以及流动损失。
在上述措施的另一种改进结构中，出口可以通入一共同的处在配属于液滴分离器的隔间和鼓风机腔侧面的壳体模块输出腔内。这个措施使得可以简单地设计关闭机构。在此，它可以设计成可绕一直立的、相对于铅垂线这样倾斜的轴回转的阀门，使得在开启时重心升高，从而通过重力作用实现关闭运动。
所采取的措施的其他有利结构和适宜的改进在其余从属权利要求中给出，并可以从以下借助于附图对实施例的说明详细地得知。
附图说明
在下面介绍的附图中表示：
图1 设计成二冲程大型柴油机的带有一设置在侧面的废气涡轮增压器连同设置在后面的调节装置以及两个辅助鼓风机的大型发动机的侧视图，
图2 按图1布局的调节装置局部剖开的俯视图，
图3 本发明的带有单侧设置的辅助鼓风机的另一个实施例的水平剖视图，
图4 图3中的设计成关闭机构的阀门的视图，
图5 带有上下叠置的鼓风机腔的双鼓风机结构的视图。
具体实施方式
图1表示一本发明的大型发动机。这里它可以是二冲程大型柴油机。这种发动机的基本结构和工作原理是众所周知的，它们例如可以用作船舶驱动装置或发电机驱动装置。
图1中所示的发动机配有一废气涡轮增压器1，其涡轮机2利用在发动机气缸中燃烧时产生的废气工作，其压缩机3压缩经由空气滤清器4吸入的空气，空气作为增压空气输入气缸。涡轮机2经由一供应管与一通过各相应的气缸的废气收集管5连接，相应的气缸的废气出口连接在此废气收集管5上。在所示实施例中，废气收集管在发动机的所有成行并排排列的气缸上延伸。由压缩机3压缩的空气被供入增压空气容器6内，至少一组配设的气缸连接在它上面。在所示实施例中，发动机的所有气缸都连接在设计为在发动机整个长度上延伸的管子的同一个增压空气容器6上。
压缩机3的出口通过一扩压器7与一设置在后面的增压空气冷却器连接，它冷却由于压缩而发热的空气。这时附带产生的冷凝物接着在一液滴分离器中分离，此液滴分离器和增压空气冷却器组合在一起。这种类型的装置是公知的(例如DE 199 11 252 C1)。液滴分离器的出口与增压空气容器6相连。增压空气冷却器和液滴分离器实际上构成一调节装置。它安置在一共同的调节壳体8内，该调节壳体设置在废气涡轮增压器1下方发动机的纵侧上，并如由图2和3可见，具有用于至少一个增压空气冷却器和至少一个液滴分离器的隔间19或11。当然也可以设想，将废气涡轮增压器1和调节装置设置在发动机的一个端面上。
在起动阶段和空运转时或在最低负荷区域内，由废气涡轮增压器1提供的作为增压空气的空气常常不够。为了在这种运行方式时提供足够的增压空气，设置至少一个可通过一电机9驱动的辅助鼓风机10，借助于它，可附加地或者与废气涡轮增压器1二者择一地给增压空气容器6供给压缩的增压空气。在所示实施例中，设有两个可分别通过一配设的电机9驱动的、安装在调节壳体8相互对置的侧面上的辅助鼓风机10。
如由图2和3可见，辅助鼓风机10分别设置在调节壳体8的配属于液滴分离器的隔间11的旁边，并在吸入侧与之相连。在辅助鼓风机10开动的情况下，其出口与增压空气容器6相连。
这里，辅助鼓风机10设计成径流式鼓风机，它们分别包含一设置在一由螺线形壳体围成的鼓风机腔12内的鼓风机叶轮13，给所述鼓风机叶轮配设一同轴的吸气喷嘴14。鼓风机叶轮13的直径可以这样大，使其可以直接安装在各个配设的电机9的电机轴上。这里不需要中间轮系，但是当然也是可以考虑的。辅助鼓风机10的壳体集成在包含增压空气冷却器或液滴分离器的调节壳体8内。因此鼓风机壳体12和调节壳体8的配属于一液滴分离器的各相邻隔间11具有一个公共壁15，它同时限界隔间11和位于它旁边的鼓风机腔12。在周侧限界鼓风机腔12的壁16焊接在公共壁15上，如由焊缝17所示。鼓风机壳体的分别位于公共壁15对面的壁18可以焊接在周侧的壁16上。用这种方式得到辅助鼓风机10的一种非常刚硬的集成于构成调节壳体8的焊接结构内的鼓风机壳体结构。因此既包含用于液滴分离器的隔间11又包含用于增压空气冷却器的隔间19以及鼓风机腔12的焊接结构构成一个一体式的壳体模块。
隔间11和一紧邻的鼓风机腔12的公共壁15包含鼓风机腔12的入口，因此被吸气喷嘴14穿通，吸气喷嘴一端伸入隔间11内，另一端一直伸展到配设的鼓风机叶轮13处。吸气喷嘴14配备一法兰20，并用它固定在公共壁15的一个相配的孔的边缘上。鼓风机壳体16的位于共同壁15对面的壁18同样配备一个孔，鼓风机叶轮13可通过该孔装入鼓风机腔12内。该孔通过一盖板21封闭，盖板固定在相应的孔的边缘上，配属于各个相邻的鼓风机叶轮13的电机9用法兰连接在此盖板上。
每个配属于液滴分离器的隔间11和每个鼓风机腔12分别具有至少一个出口22，此出口通向增压空气容器6。在按图2的视图中出口22和增压空气容器6位于图纸平面上方，因此在图2中仅仅通过中断的线条来表示。为了避免压力损失等等，给出口22分别配设一个自己的压力控制的关闭机构。
由图3可以清楚地看出这种关闭机构。这里它们设计成单叶片阀门23。出口22分别通过一环绕的框架限界，配属的阀门23在关闭位置时贴合在此框架上，其中，在贴合区内可以设置一环绕的密封件。鼓风机腔2和位于它旁边的隔间11的出口22通入共同的壳体模块的一个共同的输出腔24内，此输出腔处在隔间11和位于它旁边的鼓风机腔12侧面，并且与增压空气容器6连通。
输出腔24与隔间11和鼓风机腔12通过一直立的尤其是铅垂的壁25隔开，该壁包含出口22。这里配属于出口22的、起关闭机构作用的阀门23绕一直立轴线26可回转地支承在边缘区域内。其中，阀门23的轴线26，如由图4可以最清楚地看到的那样，相对于垂直方向略微倾斜，使得在开启运动时阀门23的重心略微抬升。轴线26的倾斜适合于配属于所属阀门23的框架一侧的整个贴合区，因此整个阀门23在关闭位置相对于一垂直平面、因此也相对于铅垂的壁23倾斜布置。几度的轻微倾斜就足够了。在所示实施例中设置10°左右的倾角。由于轴线26的倾斜，其下端相对于包含上端的铅垂线略微偏出。由此确保，阀门23由于其重力而自动地关闭，如果从内部，亦即来自隔间11或鼓风机腔12，不存在足够大的将阀门23置于开启位置的反压力的话。由此达到，当辅助鼓风机10运行时，配属于鼓风机腔12的阀门23自动开启，而配属于相邻隔间11的阀门23自动关闭，以及反过来。
在简单的情况下用一个辅助鼓风机就够了。在所示实施例中分别设置两个辅助鼓风机10。在图1和2中所示的结构中，废气涡轮增压器1和调节壳体8安装在发动机纵侧区域内。这里，两个辅助鼓风机10处在调节壳体8的相互对置的侧面上。其中，鼓风机叶轮13与管状的增压空气容器6轴线平行地布置。
在按图3的结构中，增压空气容器6以一端连接在调节壳体8的输出腔24上。在废气涡轮增压器和调节壳体设置在发动机端面区域内的情况下得到这种配置。在可由图3得知的那种结构中，两个辅助鼓风机10可以轴线平行地重叠设置在配设于液滴分离器的隔间11的同一侧上。这里如图5中所示，对于两个辅助鼓风机10，适宜于设置一共同的包含两个鼓风机叶轮的鼓风机腔，它具有两个设置在公共壁区域内的通向相邻隔间11的入口和一个通向输出腔24的共同的出口22。其中，连接在公共壁上的周围边界可以设计成分布在两个鼓风机腔上的公共的周围边界27。
总之，将辅助鼓风机10的鼓风机壳体集成在调节壳体8的结构中得到了一种刚性非常好的抗振的结构，这就使得可以实现比较大的鼓风机叶轮13直径和相应地比较低的转速，同时取消鼓风机壳体的单独安装。
Claims (13)
1.大型发动机，特别是二冲程大型柴油机，其气缸至少成组地连接在一共同的增压空气容器(6)上，所述增压空气容器可以借助于一废气涡轮增压器(1)和/或借助于至少一个具有可通过电机(9)驱动的鼓风机叶轮(13)的辅助鼓风机(10)被供给增压空气，增压空气可借助于一带有设置在后面的液滴分离器的增压空气冷却器进行调节，并且设有一设置在废气涡轮增压器(1)后面的调节壳体(8)，所述调节壳体具有至少一个用于一增压空气冷却器的隔间(19)和至少一个用于一液滴分离器的隔间(11)，一辅助鼓风机(10)的至少一个鼓风机腔(12)在入口侧与它连接，其特征为：一辅助鼓风机(10)的每个鼓风机腔(12)和调节壳体(8)的一个相应的相邻隔间(11)具有至少一个公共壁(15)，所述公共壁包含鼓风机腔(12)的入口。
2.按权利要求1所述的大型发动机，其特征为：所述公共壁(15)和鼓风机腔(12)的连接在其上的壁区相互焊接。
3.按上述权利要求之任一项所述的大型发动机，其特征为：有一构造成焊接结构的包括至少一个用于一增压空气冷却器的隔间(19)、至少一个用于一液滴分离器的隔间(11)和至少一个用于一辅助鼓风机(10)的鼓风机腔(12)的一体式的壳体模块。
4.按上述权利要求之任一项所述的大型发动机，其特征为：电机(9)安装在一封闭鼓风机腔(12)的位于公共壁(15)对面的壁(18)上的孔的盖板(21)上。
5.按上述权利要求之任一项所述的大型发动机，其特征为：给鼓风机叶轮(13)配设一个构成配属的鼓风机腔(12)入口的吸气喷嘴(14)，它装入相邻的尤其是配属于液滴分离器的隔间(11)与鼓风机腔(12)之间的公共壁(15)内。
6.按权利要求5所述的大型发动机，其特征为：吸气喷嘴(14)配备一法兰(15)，所述法兰固定在隔间(11)与鼓风机腔(12)之间的公共壁(15)的一配属的孔的边缘上。
7.按上述权利要求之任一项所述的大型发动机，其特征为：每个鼓风机腔(12)设置在调节壳体(8)的一个配属于液滴分离器的隔间(11)旁。
8.按上述权利要求之任一项所述的大型发动机，其特征为：所述配属于液滴分离器的隔间(11)和所述鼓风机腔(12)分别具有至少一个通向增压空气管(6)的出口(22)，给所述出口配设一压力控制的关闭机构。
9.按权利要求8所述的大型发动机，其特征为：出口(22)通入调节壳体(8)的位于配属于液滴分离器的隔间(11)和鼓风机腔(12)侧面的一个共同的输出腔(24)内。
10.按权利要求8或9所述的大型发动机，其特征为：所述配属于液滴分离器的隔间(11)和所述鼓风机腔(12)在出口侧由一直立的壁(25)限界，关闭机构分别设计成阀门(23)，所述阀门可绕一相对于垂直方向倾斜的直立轴线(26)回转。
11.按上述权利要求之任一项所述的大型发动机，其特征为：为每个废气涡轮增压器(1)设置至少两个分别带有鼓风机腔(12)的辅助鼓风机(10)，所述鼓风机腔集成到配属于涡轮增压器(1)的调节壳体(8)内。
12.按权利要求11所述的大型发动机，其特征为：有一带有两个轴线平行地上下叠置的鼓风机叶轮(13)的、设置在配属隔间(11)的一侧上的双鼓风机结构，所述鼓风机叶轮安装在一共同的鼓风机腔(12)内，此鼓风机腔具有两个入口和一个公共的出口(22)。
13.按权利要求11所述的大型发动机，其特征为：在配属的隔间(11)相互对置的侧面上分别设置至少一个辅助鼓风机(10)。
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