CN1877107A - 内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一个内燃机，它具有许多气缸单元(20)，其中每个气缸单元(20)具有一个气缸头(21)和一个气缸套(22)。按照本发明每个气缸单元(20)还包括一个冷却水和起动空气的管道装置(23)，其中该冷却水和起动空气的管道装置(23)在一区段上包围气缸头(21)和气缸套(22)，在该区段上连接气缸头(21)和气缸套(22)，并且其中所述冷却水和起动空气的管道装置(23)以及气缸头(21)和气缸套(22)限制各气缸单元的一个起动空气输入通道通道段、一个冷却水输入通道通道段和一个冷却水排出通道的通道段。

Description

内燃机
技术领域
本发明涉及一种内燃机。
背景技术
内燃机，例如在船上使用的大型柴油发动机具有许多气缸单元，其中每个气缸单元具有一个气缸头和一个气缸套。在气缸头与气缸套之间构成一个气缸头密封，用于在气缸头与气缸套之间的缝隙位置上密封每个气缸单元的一个燃烧室。在气缸头中组合用于将燃烧空气输入到一个气缸单元里面的通常的进气阀以及用于从气缸单元中排出废气的排气阀。除了这些进气阀和排气阀以外在每个气缸头中通常还组合一个燃料喷射阀。为了冷却气缸单元需要将冷却水流输送到气缸单元，以及在气缸单元冷却后将冷却水流从气缸单元中排出。此外必须将用于内燃机的所谓起动空气输入到每个气缸单元，用于在每个气缸单元内部建立燃料燃烧冲程。为了输入起动空气以及为了输入和排出冷却水对于由实践中已知的内燃机需要在气缸单元上具有许多安装结构以及形成独立的管道。这使得内燃机结构是复杂的。
发明内容
由此提出本发明要解决的问题是，实现一个具有简单结构的新型内燃机。
为此本发明提供一种内燃机，具有许多气缸单元，每个气缸单元除了气缸头和气缸套以外还包括一个冷却水和起动空气的管道装置，其中该冷却水和起动空气的管道装置在一区段上包围气缸头和气缸套，在该区段上连接气缸头和气缸套，并且其中所述冷却水和起动空气的管道装置以及气缸头和气缸套限制各气缸单元的一个起动空气输入通道、一个冷却水输入通道和一个冷却水-排出通道的通道段。
本发明建议，每个气缸单元除了气缸头和气缸套以外具有一个冷却水和起动空气的管道装置。每个气缸单元的冷却水和起动空气的管道装置在一区段或部位上包围气缸头以及气缸套，在该区段上连接各气缸单元的气缸头和气缸套。所述冷却水和起动空气的管道装置以及气缸头和气缸套限制各气缸单元的一个起动空气输入通道通道段、一个冷却水输入通道通道段和一个冷却水排出通道的通道段，即或者单独地或者相互地连接。由此能够实现一个内燃机气缸单元的一个更简单以及更紧凑的结构。
由从属权利要求和下面的描述给出本发明的优选改进方案。借助于附图详细描述本发明的实施例，但不局限于这些实施例。附图中：
附图说明
图1局部地示出一个按照本发明的内燃机中三个排成一排的气缸单元的部位，
图2示出按照图1的内燃机的一个气缸单元，
图3示出按照图2的气缸单元的一个气缸头，
图4示出按照图2的气缸单元的一个气缸套，
图5示出按照图2的气缸单元的一个冷却水和起动空气的管道装置，
图6示出按照图2的气缸单元的俯视图，
图7示出图2中的气缸单元在按照图6的截切方向VII-VII的横截面图，
图8示出图2中的气缸单元在按照图6的截切方向VIII-VIII的另一横截面图，
图9示出图2中的气缸单元在按照图6的截切方向IX-IX的另一横截面图，
图10示出图2中的气缸单元在按照图6的截切方向X-X的另一横截面图。
具体实施方式
下面借助于图1至图10详细描述本发明。
图1局部地示出一个按照本发明的内燃机中三个排成一排的气缸单元的部位，其中每个气缸单元20包括一个气缸头21、一个气缸套22以及一个冷却水和起动空气的管道装置23。在所示实施例中在每个气缸单元20的气缸头21中组合两个用于燃烧空气的进气阀24以及两个用于废气的排气阀。在进气阀24与排气阀25之间的部位中，组合在气缸头21中的开孔26(见图6)中一个未示出的用于燃料的喷射阀组合到气缸单元20里面。每个气缸单元20的冷却水和起动空气的管道装置23在截段中包围各气缸单元20的气缸头21和气缸套22，在该截段上连接气缸头21与气缸套22。这一点可以最清楚地从按照图7至10的截面图中看出。
如同下面详细描述的那样，每个气缸单元20的冷却水和起动空气的管道装置23以及气缸头21和气缸套22或者单独地或者相互组合地限定出各气缸单元20的一个起动空气输入通道、一个冷却水输入通道和一个冷却水排出通道的通道段，由此使这些通道是气缸头21和/或气缸套22和/或冷却水和起动空气的管道装置23的集成的组成部分。由此可以实现按照本发明的内燃机的气缸单元20的一个特别简单以及紧凑的结构形式。
如图1所示，每个气缸单元20的每个冷却水和起动空气的管道装置23具有一个耦联段27，其中相邻的气缸单元20、即相邻气缸单元20的起动空气输入通道、冷却水输入通道和冷却水排出通道可以通过耦联段27和与耦联段27共同起作用的管道28，29和30耦联或连接。在图1所示的实施例中管道28用于耦联起动空气输入通道，管道29用于耦联冷却水输入通道而管道30用于耦联气缸单元20的冷却水排出通道。为此使管道28，29和30嵌入到耦联段27的相应空隙里面。
下面参照图7至10的截面图详细描述气缸单元20的起动空气输入通道、冷却水输入通道以及冷却水排出通道的结构以及气缸单元20的相应通道段组合在气缸头21、气缸套22和冷却水和起动空气的管道装置23中的结构示例，其中在图7至10中通过箭头31表示起动空气的流动，通过箭头32表示冷却水的输入并通过箭头33表示冷却水的排出。
每个气缸单元20的起动空气输入通道包括一个围绕气缸单元20延伸的环形通道段34，其中该环形通道段34在一侧由气缸套22限制而在另一侧由冷却水和起动空气的管道装置23限制。在环形通道段34处所述气缸套22构成一轮廓，其中在气缸套22的该处的轮廓加大了环形通道段的表面-容积比例并由此提供一个冷却筋板功能。通过这种方式和方法能够通过特别简单的机构使一个防火结构组合到气缸单元20里面，由此在环形通道形成火焰的情况下可以负责有效地熄灭火焰。在起动空气输入通道的环形通道段34上连接一个上升通道段35，它组合到冷却水和起动空气的管道装置23里面。该起动空气输入通道的上升通道段35在所示实施例中通到三个排放通道段36，其中排放通道段36可以由一个未示出的起动空气阀关闭和打开。所述起动空气输入通道的排放通道段36组合到气缸头21里面。未示出的起动空气阀导引到气缸头21内部的一个孔37，其中起动空气阀由一个电磁阀38控制。该电磁阀38以及用于电磁阀38的控制空气管道39组合到各气缸单元20的气缸头21里面，其中电磁阀38的控制空气管道与起动空气输入通道的上升通道段35处于连接。因此在起动空气输入通道以及用于电磁阀38的控制管道39里面存在相同的压力。
每个气缸单元20的冷却水输入通道包括两个环形通道段40和41，如同由图10可以最清楚地看到的那样。第一环形通道段40由气缸套22和冷却水和起动空气的管道装置23限制，而第二环形通道段41由气缸头21和冷却水和起动空气的管道装置23限制。第一环形通道段40在形成一个环缝42的条件下过渡到第二环形通道段41，其中通过环缝42的一个相应尺寸可以调节或精整从环形通道段40到环形通道段41的冷却水过程。由气缸头21和冷却水和起动空气的管道装置23限制的环形通道段41过渡到气缸头21一个底部的底部通道段43，其中气缸头21的这个底部通道段43通到一个由气缸头21定义的水腔或空腔44里面。该空腔44包围气缸头21的通过进气阀24或排气阀25控制的进气通道45或排气通道46，其中通过冷却水尤其使通导热废气流的排放通道46冷却。
在通流由气缸头21定义的空腔44以后冷却水通过冷却水排出通道从气缸单元20中排出，其中冷却水排出通道在一侧由一个抽出通道段47限制而在另一侧由一个环形通道段48限制。该抽出通道段47在空腔44的最高点与空腔44连接。这一点在图10中可以最清楚地看出。通过抽出通道段47可以从空腔44中取出冷却水并导入到冷却水排出通道的环形通道段48里面。冷却水排出通道的环形通道段48包围气缸单元20并在一侧由气缸头21限制而在另一侧由冷却水和起动空气的管道装置23限制。使气缸头21空腔44与环形通道段48连接的抽出通道段47组合到气缸头21里面。
因此冷却水和起动空气的管道装置23一方面与气缸套22一起而另一方面与气缸头21一起分别限制两个环形通道段。
因此冷却水和起动空气的管道装置23与气缸套22一起限定出起动空气输入通道的环形通道段34和冷却水输入通道的第一环形通道段40。冷却水和起动空气的管道装置23与气缸头21一起限定出冷却水输入通道的第二环形通道段41和冷却水排出通道的环形通道段48。这些环形通道段34，40，41和48都围绕气缸单元20延伸并以轴向间距相互定位，其中环形通道段34和40以及环形通道段41和48相邻并相互间密封。在相邻的环形通道段40与41之间构成环缝42。尤其如图10所示，起动空气输入通道、冷却水输入通道和冷却水排出通道的环形通道段34，40，41和48通过孔与耦联段27的相应通道段连接，由此使起动空气输送到各气缸单元20以及将冷却水输送到各气缸单元20并从气缸单元中排出。
按照本发明的内燃机与由实践中已知的内燃机相比具有许多优点。通过内燃机每个气缸单元20的冷却水和起动空气的管道装置23并通过起动空气输入通道、冷却水输入通道和冷却水排出通道的集成式结构得到一个明显更紧凑的结构形式。相邻气缸单元20的起动空气输入通道、冷却水输入通道和冷却水排出通道能够通过耦联段27以及管道28，29和30方便地相互耦联。此外将防火结构、电磁阀以及环缝组合到气缸单元20里面，其中通过每个气缸单元20的冷却水输入通道的环形通道段40与41之间的环缝42可以在气缸套22与气缸头21之间建立一个确定的冷却水过程并由此可以建立一个均匀的温度分布。通过将防火结构以及电磁阀组合到气缸单元20里面能够简化内燃机的结构。通过从在空腔的最高点从空腔44中取出冷却水负责空腔44的排气，由此对于空腔44可以省去单独的排气装置。
所述气缸头21的排放通道46最短地构成，由此在排放通道46处产生微少的能量损失。由此可以减少内燃机在废气负荷中的燃料消耗。
附图标记清单
20    气缸单元
21    气缸头
22    气缸套
23    冷却水和起动空气的管道装置
24    进气阀
25    排气阀
26    孔
27    耦联段
28    管道
29    管道
30    管道
31    箭头
32    箭头
33    箭头
34    环形通道段
35    上升通道段
36    排放通道段
37    孔
38    电磁阀
39    控制空气通道
40    环形通道段
41    环形通道段
42    环缝
43    通道段
44    空腔
45    进气通道
46    排放通道
47    抽出通道段
48    环形通道段

Claims (10)

1.一种内燃机，具有许多气缸单元(20)，其中每个气缸单元(20)具有一个气缸头(21)和一个气缸套(22)，其特征在于，每个气缸单元(20)还包括一个冷却水和起动空气的管道装置(23)，其中该冷却水和起动空气的管道装置(23)在一区段上包围气缸头(21)和气缸套(22)，在该区段上连接气缸头(21)和气缸套(22)，并且其中所述冷却水和起动空气的管道装置(23)以及气缸头(21)和气缸套(22)限定出各气缸单元(20)的一个起动空气输入通道的通道段、一个冷却水输入通道的通道段和一个冷却水排出通道的通道段。
2.如权利要求1所述的内燃机，其特征在于，每个气缸单元(20)的冷却水和起动空气的管道装置(23)具有一个耦联段(27)，其中通过耦联段(27)可以使相邻气缸单元(20)的起动空气输入通道、冷却水输入通道和冷却水排出通道耦联或连接。
3.如权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于，每一个气缸单元(20)的起动空气输入通道具有一个围绕气缸单元(20)延伸的、由冷却水和起动空气的管道装置(23)限制的环形通道段(34)，其中在起动空气输入通道的环形通道段(34)中组合一个防火结构。
4.如权利要求3所述的内燃机，其特征在于，所述防火结构由气缸套(21)的一个轮廓段构成。
5.如权利要求3或4所述的内燃机，其特征在于，在每个气缸单元(20)的起动空气输入通道的环形通道段(34)上连接起动空气输入通道的一个上升通道段(35)，其中该上升通道段(35)组合到冷却水和起动空气的管道装置(23)里面并且过渡到起动空气输入通道的至少一个排放通道段(36)上，其中该排放通道段或每个排放通道段(36)组合到气缸单元(20)的气缸头(21)里面，并且该排放通道段或每个排放通道段(36)可以由一个起动空气阀关闭或打开。
6.如权利要求1至5中任一项所述的内燃机，其特征在于，一个用于控制一个起动空气阀的电磁阀(38)和用于起动空气阀的控制空气管道(39)组合到每个气缸单元(20)的气缸头(21)里面。
7.如权利要求1至6中任一项所述的内燃机，其特征在于，每个气缸单元(20)的冷却水输入通道具有一个围绕气缸单元(20)延伸的、由冷却水和起动空气的管道装置(23)和气缸套(22)限制的环形通道段(40)，它过渡到一个同样围绕气缸单元(20)延伸的、由冷却水和起动空气的管道装置(23)和气缸头(21)限制的环形通道段(41)，其中在冷却水输入通道的两个环形通道段(40，41)之间构成一个环缝(42)，通过它可以确定地调节冷却水过程。
8.如权利要求7所述的内燃机，其特征在于，由冷却水和起动空气的管道装置(23)和气缸头(21)限制的冷却水输入通道的环形通道段(41)过渡到气缸头(21)的至少一个底部通道段(43)，其中气缸头的该底部通道段或每个底部通道段(43)通到一个由气缸头(21)定义的、包围气缸单元(20)的废气通道(46)的空腔(44)里面。
9.如权利要求1至8中任一项所述的内燃机，其特征在于，每个气缸单元(20)的冷却水排出通道具有一个围绕气缸单元(20)延伸的、由冷却水和起动空气的管道装置(23)和气缸头(21)限制的环形通道段(48)，它通过一个组合到气缸头(21)里面的抽出通道段(47)与一个由气缸头(21)定义的、包围气缸单元(20)的废气通道(46)的空腔(44)连接，其中通过抽出通道段(47)可以从各气缸单元(20)的空腔(44)中排出冷却水。
10.如权利要求9所述的内燃机，其特征在于，所述抽出通道段(47)在空腔(44)的最高点与空腔连接，由此在空腔(44)的最高点上取出同一空腔的冷却水并通过冷却水通道从各气缸单元(20)中排出。
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