用于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體供給系統(tǒng)及安裝方法
【專利說(shuō)明】用于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體供給系統(tǒng)及安裝方法
[0001]本發(fā)明涉及用于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體供給系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及安裝氣體供給系統(tǒng)的方法。
[0002]氣體操作的往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)使用氣體供給閥來(lái)向氣缸的進(jìn)氣口內(nèi)供給氣體燃料。在進(jìn)氣口內(nèi)，氣體燃料與發(fā)動(dòng)機(jī)的助燃空氣混合并在之后引導(dǎo)入氣缸中。每個(gè)進(jìn)氣口設(shè)置有自己的氣體供給閥。氣體燃料可通過(guò)氣體歧管供給到氣體供給閥，該氣體歧管與氣缸組的氣缸的全部氣體供給閥相連接。例如，US 2008/0184964A1公開了這樣的氣體供給系統(tǒng)。
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體供給系統(tǒng)及安裝這種系統(tǒng)的方法。
[0004]本發(fā)明的目的可通過(guò)根據(jù)相應(yīng)的獨(dú)立權(quán)利要求的氣體供給系統(tǒng)和安裝方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的氣體供給系統(tǒng)包括:用于引導(dǎo)助燃空氣和氣體燃料到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸的進(jìn)氣口 ；用于供給氣體燃料到進(jìn)氣口的氣體供給閥，其中每個(gè)進(jìn)氣口設(shè)置有自己的氣體供給閥；以及圍繞氣體供給閥的閥殼體。氣體供給系統(tǒng)進(jìn)一步包括分立的氣體管線部，所述氣體管線部用于引導(dǎo)氣體燃料到氣體供給閥，每個(gè)氣體管線部被布置在兩個(gè)相鄰的閥殼體之間，使得氣體管線部的一端部在一個(gè)閥殼體內(nèi)而另一端部在另一閥殼體內(nèi)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的氣體供給系統(tǒng)具有模塊化的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)使得能夠在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造中使用所述系統(tǒng)，例如，在具有不同氣缸數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)中。因?yàn)闅怏w管線部的端部被插入到相鄰的閥殼體內(nèi)，閥殼體支撐氣體管線部，并且不需要單獨(dú)的支架或其他支撐結(jié)構(gòu)。這縮短了氣體供給系統(tǒng)的安裝時(shí)間。氣體供給閥保養(yǎng)更容易，因?yàn)橹挥斜槐ｐB(yǎng)的氣體供給閥的閥殼體的蓋必須被移除。進(jìn)一步的，根據(jù)本發(fā)明的氣體供給系統(tǒng)可無(wú)焊接結(jié)構(gòu)的實(shí)施，這樣降低了系統(tǒng)的制造成本并且這是有利的尤其在腐蝕和振動(dòng)環(huán)境中。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)閥殼體設(shè)置有固定機(jī)構(gòu)，用以將氣體管線部的一端部固定于閥殼體內(nèi)的期望位置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，氣體管線部包括用于氣體燃料的內(nèi)部氣體管線部和用于收集可能泄漏的氣體燃料的外部氣體管線部，內(nèi)部氣體管線部被布置在外部氣體管線部的內(nèi)部。泄漏空間可設(shè)置在內(nèi)部氣體管線部的外表面與外部氣體管線部的內(nèi)表面之間，泄漏空間與閥殼體的內(nèi)部流動(dòng)連接。閥殼體可設(shè)置有用來(lái)測(cè)量閥殼體內(nèi)部的氣體燃料含量的傳感器。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)閥殼體被安裝到相應(yīng)的進(jìn)氣口。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，連接件被設(shè)置在每一個(gè)閥殼體的內(nèi)部以在氣體管線部與氣體供給閥的入口之間形成流動(dòng)連接。由于具有連接件，整個(gè)氣體供給系統(tǒng)可被制成是雙壁的。
[0011]在安裝氣體供給系統(tǒng)的方法中，將第一閥殼體安裝到第一進(jìn)氣口，將第一氣體管線部的一端部插入到第一閥殼體內(nèi)，將第二閥殼體安裝到第二進(jìn)氣口，該第二閥殼體與第一閥殼體相鄰，并且將第一氣體管線部從第一閥殼體向外移動(dòng)并將第一氣體管線部的另一端部插入第二閥殼體內(nèi)，使得第一氣體管線部的一端部在第一閥殼體中并且另一端部在第二閥殼體中。
[0012]在安裝第二閥殼體之后，可將第二氣體管線部的一端部引入第二閥殼體內(nèi)，將第三閥殼體安裝到第三進(jìn)氣口，該第三閥殼體與第二閥殼體相鄰，并且將第二氣體管線部從第二閥殼體向外移動(dòng)并將第二氣體管線部的另一端部插入到第三閥殼體中以使得第二氣體管線部的一端部位于第二閥殼體內(nèi)而另一端部在第三閥殼體內(nèi)。
[0013]如果氣體管線部包括內(nèi)部氣體管線部和外部氣體管線部，則將第一氣體管線部的內(nèi)部氣體管線部的一端部和外部氣體管線部的一端部插入到第一閥殼體中，將第二閥殼體安裝到第二進(jìn)氣口，將內(nèi)部氣體管線部從第一閥殼體向外移動(dòng)并將內(nèi)部氣體管道的另一端部插入到第二閥殼體中，并且將外部氣體管線部從第一閥殼體向外移動(dòng)并將外部氣體管線部的另一端部插入到第二閥殼體內(nèi)。
[0014]接下來(lái)，將參考附圖以示例方式描述本發(fā)明，在附圖中:
[0015]圖1示意性的示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氣體供給系統(tǒng)；
[0016]圖2示出了圖1的氣體供給系統(tǒng)的兩個(gè)相鄰閥殼體和設(shè)置在所述閥殼體之間的氣體管線部；
[0017]圖3不出了圖2的閥殼體和氣體管線部的橫截面圖；以及
[0018]圖4是圖2的進(jìn)氣口和閥殼體的橫截面圖。
[0019]附圖中示出了往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體供給系統(tǒng)I。往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)采用氣體燃料例如甲烷運(yùn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)可以是燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)僅采用氣體燃料運(yùn)行。氣體燃料與助燃空氣在氣缸4的進(jìn)氣口 3內(nèi)混合。一些氣體燃料還被注入預(yù)燃室，在那里被火花塞點(diǎn)燃。來(lái)自預(yù)燃室的火焰點(diǎn)燃?xì)飧?中的氣體/空氣混合物。可選地，發(fā)動(dòng)機(jī)可以是所謂的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以采用兩種模式運(yùn)行。在液體燃料模式下，液體燃料(例如柴油或重燃油)作為燃燒期間唯一的能量源被直接地注入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸4。在氣體模式(或雙燃料模式)下，氣體燃料與助燃空氣在氣缸4的進(jìn)氣口 3內(nèi)混合并且少量的液態(tài)引燃燃料被注入氣缸4以點(diǎn)燃?xì)怏w混合物和氣體燃料。典型地，在氣體模式下消耗的引燃燃料少于總?cè)剂舷牡?%。
[0020]發(fā)動(dòng)機(jī)是大型往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)在船舶和/或用于發(fā)電和/或發(fā)熱的動(dòng)力廠可被用作主要和/或輔助發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)是中速四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，本發(fā)明還可應(yīng)用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速典型的為300至1500rpm。發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸4可以以單列布置或者以V形構(gòu)造雙列布置。在圖1的實(shí)施例中，氣缸4以單列布置。發(fā)動(dòng)機(jī)可以設(shè)置有渦輪增壓器。
[0021]發(fā)動(dòng)機(jī)包括用來(lái)存儲(chǔ)助燃空氣的儲(chǔ)氣罐17。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步包括用于從氣體源20(例如氣罐)傳導(dǎo)氣體燃料到氣缸4的氣體供給系統(tǒng)1，氣體供給系統(tǒng)I包括用于將來(lái)自儲(chǔ)氣罐17的助燃空氣并將氣體燃料傳導(dǎo)到氣缸4的進(jìn)氣口 3。每一個(gè)氣缸4設(shè)置有自己的進(jìn)氣口 3。如果發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)氣缸4設(shè)置有多于一個(gè)進(jìn)氣閥，每個(gè)進(jìn)氣口 3可被分成兩個(gè)或更多個(gè)通向進(jìn)氣閥的分支。進(jìn)氣口3的一部分布置在氣缸蓋內(nèi)部。氣體供給系統(tǒng)I進(jìn)一步包括用于輸送氣體燃料到進(jìn)氣口 3中的氣體供給閥2。每個(gè)進(jìn)氣口 3設(shè)有自己的氣體供給閥2。氣體供給閥2安裝到進(jìn)氣口 3。進(jìn)一步的，每個(gè)氣體供給閥2都被單獨(dú)的閥殼體5圍繞。閥殼體5也安裝到進(jìn)氣口 3。氣體供給閥2和圍繞的閥殼體5因而極為貼近進(jìn)氣口3。閥殼體5設(shè)置有可拆除的蓋6。
[0022]氣體供給系統(tǒng)I包括單獨(dú)的氣體管線部7，用于引導(dǎo)氣體燃料到氣體供給閥2。每個(gè)氣體管線部7被布置在兩個(gè)相鄰的閥殼體5之間。氣體管線部7可被布置在同一氣缸列的氣缸4的相鄰閥殼體5之間。氣體管線部7的一端部被插入到閥殼體5中而另一端部被插入相鄰的閥殼體5。閥殼體5包括兩個(gè)開口 11，氣體管線部7可穿過(guò)該開口 11插入到閥殼體5中。開口 11位于閥殼體5的相反側(cè)。開口 11可以具有公共中心軸線26。相鄰的閥殼體5的開口 11相互面對(duì)。氣體管線部7的中心軸線27是筆直的。
[0023]連接件14被放置在閥殼體5中。連接件14在插入所述閥殼體5的兩個(gè)氣體管線部7之間形成流動(dòng)連接。自然地，在氣缸列端部的那些閥殼體5中，只有一個(gè)氣體管線部7插入到閥殼體5。然而，相似的部件可被用于從氣體源20供應(yīng)氣體到該氣缸列的第一氣缸4的氣體供給閥2。連接件14也在所述氣體管線部7與氣體供給閥2的入口之間形成流動(dòng)連接。由于設(shè)置在閥殼體5內(nèi)的連接件14，整個(gè)氣體供應(yīng)系統(tǒng)都是雙壁的。連接件14包括環(huán)形法蘭21，氣體供給閥2借助該法蘭被安裝到進(jìn)氣口 3。在氣體管線的末端，連接件14的一端部可被連接到放出管線，在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行時(shí)，氣體可通過(guò)放出管線從系統(tǒng)移除。放出管線可以被設(shè)計(jì)成使得氣缸列的最后一個(gè)氣缸4的閥殼體5和連接件14可與其他氣缸4的部件5、14完全相同。
[0024]氣體管線部7包括用于氣體燃料的內(nèi)部氣體管線部9和用于收集可能泄漏的氣體燃料的外部氣體管線部10。內(nèi)部氣體管線部9設(shè)置在氣體管線部10內(nèi)部。泄漏空間13設(shè)置在內(nèi)部氣體管線部9的外表面和外部氣體管線部10的內(nèi)表面之間。泄漏空間13與閥殼體5的內(nèi)部18處于流動(dòng)連接。閥殼體5可以設(shè)置有傳感器19以測(cè)量閥殼體5的內(nèi)部18中的氣體燃料的含量。因此，來(lái)自內(nèi)部氣體管線部9的可能燃料泄漏可被檢測(cè)到。
[0025]閥殼體5設(shè)置有用于將氣體管線部7的端部固定在閥殼體5內(nèi)的期望位置的固定機(jī)構(gòu)。當(dāng)所述氣體管線部7的端部被從固定機(jī)構(gòu)釋放時(shí)，氣體管線部7能夠被更深入地移動(dòng)到閥殼體5內(nèi)。該固定機(jī)構(gòu)可被安裝到閥殼體5的蓋6。
[0026]在附圖所示出的實(shí)施例中，所述固定機(jī)構(gòu)包括用于將內(nèi)部氣體管線部9的端部固定在閥殼體5內(nèi)的期望位置的第一機(jī)構(gòu)。第一機(jī)構(gòu)由可附接至連接件14的固定元件22構(gòu)成。內(nèi)部氣體管線部9的外表面設(shè)置有槽12并且固定元件22設(shè)置有凸起23，凸起23與槽12接合并因此將內(nèi)部氣體管線部9的端部固定就位。固定機(jī)構(gòu)還包括用于將外部氣體管線部10的端部固定在閥殼體5內(nèi)的期望位置的第二機(jī)構(gòu)。外部氣體管線部10設(shè)置有第二槽15并且閥殼體的蓋6設(shè)置有凸起16，凸起16插入第二槽15并因此將外部氣體管線部10的端部固定就位。
[0027]在附圖所示的實(shí)施例中，連接件14在插入閥殼