專利名稱：具有廢氣凈化系統(tǒng)的大型二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種十字頭型的大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，優(yōu)選涉及一種具有廢氣凈化系統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其涉及一種具有選擇性催化還原反應(yīng)器的十字頭型大型二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
十字頭型的大型二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)通常用于大型船只的推進(jìn)系統(tǒng)或者用作電廠中的原動(dòng)機(jī)。排放需求已經(jīng)并且將更加難以滿足，尤其是關(guān)于單氮氧化物(NOx)的水平。使用選擇性催化還原(SCR)反應(yīng)器是已知的用于輔助柴油發(fā)動(dòng)機(jī)減少NOx排放的措施。要求進(jìn)入SCR轉(zhuǎn)化器的廢氣的最低溫度為大約300至350°C，以使SCR反應(yīng)器正常運(yùn)行。但是，由于二沖程渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的特性，低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(例如低于與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的最大連續(xù)功率的40 % )下的廢氣溫度相對(duì)較低，即，對(duì)于廢氣來說太低而無法在SCR反應(yīng)器中被轉(zhuǎn)化。在上述低負(fù)載條件下，難以在大型渦輪增壓二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中保持足夠的掃氣壓力。因此，在這樣的低負(fù)載條件下使用輔助鼓風(fēng)機(jī)來保持掃氣壓力。從而，為了增加SCR 反應(yīng)器進(jìn)氣口處廢氣溫度所采取的任何方法都不應(yīng)對(duì)掃氣壓力造成負(fù)面影響。因此，需要一種克服上述缺陷或至少減少上述缺陷的渦輪增壓二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
在此背景下，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠在大范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載條件下與 SCR反應(yīng)器一起操作的大型渦輪增壓二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。通過提供一種十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)來實(shí)現(xiàn)上述目的，該內(nèi)燃機(jī)包括多個(gè)汽缸，每個(gè)汽缸連接至廢氣接收器；選擇性催化還原反應(yīng)器，其入口連接至廢氣接收器的出口 ；排氣管，其將選擇性催化還原反應(yīng)器的出口連接至渦輪增壓器的渦輪機(jī)；渦輪增壓器的壓縮機(jī)由該渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，該壓縮機(jī)將掃氣經(jīng)由包括掃氣冷卻器的掃氣路徑傳送至掃氣接收器；輔助鼓風(fēng)機(jī)，其在該掃氣路徑中，用于在低負(fù)載條件下輔助該壓縮機(jī)；該掃氣接收器連接至多個(gè)氣缸中的每個(gè)汽缸；可控旁路管線，其從掃氣路徑中該輔助鼓風(fēng)機(jī)下游的一個(gè)位置處或者從該掃氣接收器處延伸至該排氣管中位于該選擇性催化還原反應(yīng)器的出口與該渦輪機(jī)的入口之間的一個(gè)位置；電控單元，其可操作地連接至該旁路管線，該電控單元配置為在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)或在進(jìn)入該選擇性催化還原反應(yīng)器的廢氣的溫度低于給定閾值時(shí)，允許掃氣流從掃氣接收器通過可控旁路管線流向排氣管。在低負(fù)載下，將受控掃氣流從掃氣接收器引導(dǎo)至位于選擇性催化還原反應(yīng)器的下游和渦輪增壓器中的渦輪機(jī)的上游的位置處的排氣管。此措施使進(jìn)入選擇性催化還原反應(yīng)器的廢氣的溫度增加，而不負(fù)面地影響掃氣壓力。
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該排氣管可包括用于將旁路的掃氣與廢氣混合的三端口混合點(diǎn)。該旁路管線可包括閥，其用于控制掃氣通過該旁路管線的流動(dòng)。該閥可以是開環(huán)回路中由電控單元33控制的開-關(guān)型電控閥?？商鎿Q地，該閥可以是閉環(huán)回路中由電控單元控制的比例型電控閥。發(fā)動(dòng)機(jī)還可包括臨近于選擇性催化還原反應(yīng)器的入口的溫度傳感器。可配置該發(fā)動(dòng)機(jī)，使得可以通過該電控單元停用掃氣冷卻器。該電控單元可以配置為將打開該旁路管線作為第一措施，將停用該掃氣冷卻器作為第二措施。可以配置該發(fā)動(dòng)機(jī)，使得可以通過該電控單元將該掃氣冷卻器轉(zhuǎn)變?yōu)榧訜崞?。可以配置該發(fā)動(dòng)機(jī)，使得該電控單元配置為將使該掃氣冷卻器轉(zhuǎn)變?yōu)榧訜崞髯鳛?br> 第三措施。本發(fā)明的目的還可以通過提供一種十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)來實(shí)現(xiàn)， 該內(nèi)燃機(jī)包括多個(gè)汽缸，每個(gè)汽缸連接至廢氣接收器；選擇性催化還原反應(yīng)器，其入口連接至廢氣接收器的出口 ；排氣管，其將選擇性催化還原反應(yīng)器的出口連接至渦輪增壓器中的渦輪機(jī)；該渦輪增壓器的壓縮機(jī)由該渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，該壓縮機(jī)將掃氣經(jīng)由包括掃氣冷卻器的掃氣路徑傳送至掃氣接收器；輔助鼓風(fēng)機(jī)，其在該掃氣路徑中，用于在低負(fù)載條件下輔助該壓縮機(jī)；該掃氣接收器連接至多個(gè)汽缸中的每個(gè)汽缸；電控單元，配置為在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載小于給定閾值時(shí)或在進(jìn)入該選擇性催化還原反應(yīng)器的廢氣的溫度低于給定閾值時(shí)，降低或停用該掃氣冷卻器的冷卻功能。該發(fā)動(dòng)機(jī)還可以包括用于繞過掃氣冷卻器的掃氣旁路管。該發(fā)動(dòng)機(jī)還可以包括受電控單元的指令控制的一個(gè)或多個(gè)電控閥，用于控制掃氣通過該掃氣旁路管的流動(dòng)。該發(fā)動(dòng)機(jī)還可以包括具有電控分離閥的冷卻介質(zhì)供給管、冷卻介質(zhì)回流管和包括電控旁路閥的冷卻介質(zhì)旁路電路。該發(fā)動(dòng)機(jī)還可以包括再循環(huán)管和再循環(huán)泵。該發(fā)動(dòng)機(jī)還可以包括在該再循環(huán)管中的熱交換器，用于加熱流動(dòng)通過該再循環(huán)管的介質(zhì)。該發(fā)動(dòng)機(jī)還可以包括第二掃氣冷卻器，其中該電控單元配置為控制掃氣冷卻器中至少一個(gè)的冷卻能力。該發(fā)動(dòng)機(jī)還可以包括連接至掃氣路徑的蒸汽注入管，該蒸汽注入管包括受電控單元的指令控制的電控蒸汽注入控制閥。該發(fā)動(dòng)機(jī)還可以包括連接至掃氣路徑的廢氣注入管，該廢氣注入管包括受電控單元的指令控制的電控廢氣注入控制閥。該發(fā)動(dòng)機(jī)還可以包括在掃氣路徑中的加熱器單元。可以以熱空氣作為加熱介質(zhì)操作該加熱器單元。該發(fā)動(dòng)機(jī)還可以包括在冷卻介質(zhì)供給管中的熱交換器，用于將熱量供應(yīng)給流動(dòng)通過該冷卻介質(zhì)供給管的介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的大型二沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)一步的目的、特征、優(yōu)點(diǎn)和性質(zhì)將通過具體描述變得明顯。


在本說明書的以下具體部分中，將參照附圖中所示的示例性實(shí)施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的圖解示圖；圖2示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的圖解示圖；圖3至圖7示出了利用了掃氣的減少冷卻的更多實(shí)施例；以及圖8至圖12示出了利用了掃氣的主動(dòng)加熱的更多實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)描述中，將通過示例性實(shí)施例描述根據(jù)本發(fā)明的十字頭型大型渦輪增壓二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和用于操作十字頭型大型渦輪增壓二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。十字頭型大型渦輪增壓二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作是眾所周知的，因此不需要在本文中進(jìn)一步解釋。下面提供關(guān)于廢氣凈化系統(tǒng)的操作的詳細(xì)說明。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的大型二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1的第一示例性實(shí)施例。發(fā)動(dòng)機(jī) 1可以例如用作遠(yuǎn)洋船舶中的主發(fā)動(dòng)機(jī)或者用作運(yùn)行發(fā)電站中發(fā)電機(jī)的固定發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的總輸出可以例如在5000至IlOOOOkW的范圍內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)1設(shè)置有多個(gè)汽缸，所述多個(gè)汽缸一個(gè)挨一個(gè)排成一行。每個(gè)汽缸設(shè)置有與其汽缸蓋相關(guān)聯(lián)的排氣閥?？梢酝ㄟ^該排氣閥打開和關(guān)閉排氣路徑。發(fā)動(dòng)機(jī)的十字頭將活塞桿連接至曲軸的大頭。排氣彎管連接至廢氣接收器6。廢氣接收器6設(shè)置為與一行汽缸平行。廢氣接收器6是大容器，其尺寸特別適于發(fā)動(dòng)機(jī)特性，用于最佳氣流、反壓以及聲學(xué)的考慮。通常，廢氣接收器6是由鋼板制成的大的中空?qǐng)A柱體。由于其尺寸和體積較大， 出于振動(dòng)處理方面的目的，使廢氣接收器懸掛在發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上。將廢氣流從廢氣接收器6的出口經(jīng)由選擇性催化反應(yīng)器8 (SCR反應(yīng)器)和排氣管 10向渦輪增壓器的渦輪機(jī)12引導(dǎo)。因此，廢氣接收器6的出口連接至SCR反應(yīng)器8的入口。廢氣流經(jīng)SCR反應(yīng)器8，移除廢氣中的NOx或者至少大體上減少了廢氣中的NOx量，將 NOx轉(zhuǎn)化為氮和氧。SCR反應(yīng)器的出口連接至排氣管10，該排氣管10將熱且加壓的廢氣引至渦輪機(jī)12。廢氣被排入渦輪機(jī)12的大氣下游。渦輪增壓器還包括由渦輪機(jī)12驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)14。壓縮機(jī)14連接至空氣入口。壓縮機(jī)14將加壓的掃氣經(jīng)由掃氣流動(dòng)路徑16傳送到掃氣接收器22，該掃氣流動(dòng)路徑16包括掃氣冷卻器18和輔助鼓風(fēng)機(jī)20。以水作為冷卻介質(zhì)運(yùn)行掃氣冷卻器18。掃氣冷卻器18可以是各種類型。一種可能是平板冷卻器，其中冷卻介質(zhì)不直接與掃氣物理接觸。另一種可能是洗滌器(scrubber)， 其中冷卻介質(zhì)直接與掃氣接觸。輔助鼓風(fēng)機(jī)20通常由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)(也可以由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng))并且在低負(fù)載條件(通常低于最大連續(xù)功率的40% )下開始工作，以使壓縮機(jī)14保持足夠的掃氣壓力。當(dāng)不使用輔助鼓風(fēng)機(jī)時(shí)，其通過未示出的旁路繞過。掃氣接收器22是沿發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸延伸的細(xì)長(zhǎng)中空?qǐng)A柱體。掃氣流從掃氣接收器 22到達(dá)各汽缸的掃氣口?？煽嘏月饭芫€沈從掃氣接收器22開始分支?？煽嘏月饭芫€沈的另一端在三端口混合點(diǎn)30處與排氣管10連接。混合點(diǎn)30位于SCR反應(yīng)器8出口的下游和渦輪機(jī)12入
6口的上游?？商鎿Q地，可控旁路管線沈的起點(diǎn)可以位于掃氣管16中輔助鼓風(fēng)機(jī)20下游的位置處。在電控單元33的指令下，電控閥觀調(diào)節(jié)從掃氣流動(dòng)路徑16到排氣管10的掃氣的流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，閥觀是開環(huán)回路中由電控單元33控制的開/關(guān)型閥。在此實(shí)施例中，電控單元33配置為在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載下降到預(yù)定閾值以下時(shí)打開閥觀并且在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載升高到預(yù)定閾值以上時(shí)關(guān)閉閥觀。這兩個(gè)閾值不必相同并且可以定義為占發(fā)動(dòng)機(jī)的最大連續(xù)功率的百分比。在另一實(shí)施例中，電控閥觀是閉環(huán)回路中由電控單元33控制的比例閥。這里，控制器從溫度傳感器35接收關(guān)于SCR反應(yīng)器8入口處的廢氣溫度的信息，并且電控單元33 配置為響應(yīng)測(cè)得的進(jìn)入SCR反應(yīng)器8的廢氣溫度來控制閥觀的打開程度。因此，當(dāng)測(cè)得的溫度低于最小期望溫度時(shí)，電控單元33將增大電控閥觀的打開程度以增加廢氣溫度。該閾值也可以由渦輪機(jī)入口處的混合溫度來控制，即，在溫度比SCR反應(yīng)器8所需的溫度高時(shí)，旁路管線26關(guān)閉，在溫度比SCR反應(yīng)器8所需的溫度幾乎低得多時(shí)，旁路管線 26打開。在預(yù)設(shè)渦輪機(jī)入口處的混合溫度之后，以與所描述的負(fù)載控制相似的方式控制開
/關(guān)旁路。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的大型二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1的第二示例性實(shí)施例。與圖1 相同的附圖標(biāo)記指的是相同的部件。除了掃氣路徑16中的掃氣冷卻器18的以下方面之外， 根據(jù)圖2的實(shí)施例與圖1的實(shí)施例大部分都相同。供給管40將冷水傳送至掃氣冷卻器18并且回流管42將溫水從掃氣冷卻器18輸送走。在第二實(shí)施例中，冷卻介質(zhì)旁路電路43中的電控旁路閥44和作用于控制器33的指令下的電控分離閥46使供給管40中的冷水能夠不通過掃氣冷卻器18而偏離供應(yīng)到回流管42中。包括泵50和加熱器(或熱交換器)52的再循環(huán)管48確保水流動(dòng)通過掃氣冷卻器 18，此時(shí)掃氣冷卻器18變?yōu)榧訜崞鞑⑶矣行У赜米鳠峤粨Q器。加熱器52設(shè)置有溫的加熱介質(zhì)，例如構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的溫水，并且對(duì)循環(huán)通過掃氣冷卻器18的介質(zhì)進(jìn)行加熱。在第二實(shí)施例中，電控單元33可以通過經(jīng)由閥44和46使冷卻介質(zhì)旁路繞過而使冷卻器18不工作。同時(shí)，控制器33將激活泵50以確保介質(zhì)在掃氣冷卻器18中循環(huán)。此外，控制單元33可以通過將加熱介質(zhì)傳送至加熱器52來激活加熱器52，從而將掃氣冷卻器 18變?yōu)榧訜崞鳌ｋ娍貑卧?3配置為根據(jù)增加進(jìn)入SCR反應(yīng)器8的廢氣溫度的需求而采取各種措施以增加掃氣溫度。因此，如果使一些掃氣通過可控旁路管線沈進(jìn)入排氣管10就足夠，電控單元33 將不采取任何進(jìn)一步措施。但是，如果此第一措施不夠，那么電控單元33將停用掃氣冷卻器18的冷卻功能。如果此第二措施不夠，作為第三措施，電控單元33將把掃氣冷卻器18 轉(zhuǎn)變?yōu)榧訜崞饕灾鲃?dòng)加熱掃氣。圖2示出了系統(tǒng)中多個(gè)位置處的掃氣和廢氣的溫度的例子。這些例子用于低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載情況，例如低于與發(fā)達(dá)機(jī)相關(guān)的最大連續(xù)功率的40%。不帶括號(hào)的數(shù)字是通過旁路管線沈且在掃氣冷卻器18處被加熱的掃氣的溫度。括號(hào)中的數(shù)字是在常規(guī)地操作發(fā)動(dòng)機(jī)而不使掃氣通過旁路管線26且使掃氣冷卻器18冷卻掃氣時(shí)的溫度。采用新措施時(shí)，進(jìn)入SCR反應(yīng)器8的廢氣溫度是325°C，廢氣足夠熱而能夠在SCR反應(yīng)器8中被轉(zhuǎn)化。不采用新措施時(shí)，進(jìn)入SCR反應(yīng)器8的廢氣溫度是220°C，廢氣不夠熱而不能在SCR反應(yīng)器8中被轉(zhuǎn)化。圖3示出了冷卻介質(zhì)經(jīng)由冷卻介質(zhì)供給管40供給至掃氣冷卻器18和經(jīng)由冷卻介質(zhì)回流管42回流至掃氣冷卻器18。圖4至圖7示出了掃氣冷卻器18的冷卻能力的受控減少的多種實(shí)施例。在圖4中，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有用于繞過掃氣冷卻器18的掃氣旁路管17。掃氣旁路管 17包括用于在電控單元33的指令下打開和關(guān)閉掃氣旁路管17的電控閥23。掃氣路徑16 包括用于在電控單元33的指令下打開和關(guān)閉掃氣路徑16的另一電控閥21。因此，電控單元33可以根據(jù)增加掃氣溫度的需要來控制通過所述掃氣旁路管17的掃氣的流動(dòng)，從而增加進(jìn)入SCR反應(yīng)器8的廢氣溫度。在圖5中，冷卻介質(zhì)供給管40設(shè)置有電控分離閥46和冷卻介質(zhì)旁路電路43，該冷卻介質(zhì)旁路電路43包括電控旁路閥44并且將冷卻介質(zhì)供給管40直接連接至冷卻介質(zhì)回流管42。電控單元33對(duì)電子閥44和46發(fā)出指令，從而可以控制冷卻介質(zhì)通過掃氣冷卻器 18的程度(可以是開/關(guān)或者比例控制)。在圖6中，包括再循環(huán)泵(受電控單元33的控制)的再循環(huán)管48被加入圖5所示的實(shí)施例中，用于使冷卻介質(zhì)能夠在掃氣冷卻器18中循環(huán)。在圖7中，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有附加(第二)掃氣冷卻器19。電控單元33配置為控制如上所述的掃氣冷卻器18、19中的至少一個(gè)的冷卻能力。圖8至圖12示出了受控地將熱量加入掃氣中的多種實(shí)施例。在圖8中，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有連接至掃氣路徑16的蒸汽注入管50。蒸汽注入管90包括受電控單元33指令控制的電控蒸汽注入控制閥92。因此，通過可控地注入蒸汽，可以如期望地增加掃氣溫度，從而增加進(jìn)入SCR反應(yīng)器8的廢氣的溫度而不降低掃氣壓力。在圖9中，發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有連接至掃氣路徑16的廢氣注入管60。所述廢氣注入管 60包括受電控單元33指令控制的電控廢氣注入控制閥62。因此，通過可控地注入廢氣，可以如期望地增加掃氣溫度，從而增加進(jìn)入SCR反應(yīng)器8的廢氣的溫度而不降低掃氣壓力。在圖10中，發(fā)動(dòng)機(jī)在掃氣路徑16中設(shè)置有加熱器單元27。將加熱介質(zhì)(例如熱水或熱空氣)經(jīng)由加熱介質(zhì)供給管70供應(yīng)至加熱器單元27，并且通過加熱介質(zhì)回流管72 將回流的加熱介質(zhì)傳輸走。加熱介質(zhì)供給管70和加熱介質(zhì)回流管72設(shè)置有受電控單元33 指令控制的電控閥。因此，可以如期望地增加掃氣溫度的溫度，從而增加進(jìn)入SCR反應(yīng)器8 的廢氣的溫度而不降低掃氣壓力。圖11的實(shí)施例與圖6的實(shí)施例基本相同，但還包括用于將熱量加入循環(huán)通過掃氣冷卻器18的介質(zhì)的熱交換器。在圖12的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)在冷卻介質(zhì)供給管40中設(shè)置有熱交換器80，用于將熱量供應(yīng)給流經(jīng)冷卻介質(zhì)供給管40的介質(zhì)。雖然已經(jīng)為了例示的目的具體描述了本申請(qǐng)的教導(dǎo)，但是應(yīng)理解，這些細(xì)節(jié)僅用于例示的目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本申請(qǐng)的教導(dǎo)的范圍內(nèi)對(duì)其做出各種變化。上述實(shí)施例可以以任何可能的方式組合以改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的功能。還應(yīng)注意存在多種可替換方式來實(shí)施本發(fā)明的教導(dǎo)的設(shè)備。
權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語“包括”不排除其它元件或步驟。權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單處理器或其它單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求書中所引用的若干個(gè)裝置的功能。
權(quán)利要求
1.一種十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)(1)，包括多個(gè)汽缸，每一汽缸連接至廢氣接收器(6)；選擇性催化還原反應(yīng)器(8)，其入口連接至所述廢氣接收器(6)的出口 ；排氣管(10)，其將所述選擇性催化還原反應(yīng)器(8)的出口連接至渦輪增壓器的渦輪機(jī) (12)；所述渦輪增壓器的壓縮機(jī)(14)由所述渦輪機(jī)(1 驅(qū)動(dòng)，所述壓縮機(jī)(14)將掃氣經(jīng)由包括掃氣冷卻器(18)的掃氣路徑(16)傳送至掃氣接收器02)；輔助鼓風(fēng)機(jī)(20)，其在所述掃氣路徑(16)中，用于在低負(fù)載條件下輔助所述壓縮機(jī) (14)；所述掃氣接收器(2 連接至所述多個(gè)氣缸中的每一個(gè)；可控旁路管線( )，其從所述掃氣路徑(16)中所述輔助鼓風(fēng)機(jī)下游的一個(gè)位置或者從所述掃氣接收器02)延伸至所述排氣管(10)中位于所述選擇性催化還原反應(yīng)器(8)的出口與所述渦輪機(jī)(12)的入口之間的一個(gè)位置；電控單元(33)，其可操作地連接至所述旁路管線(沈)，所述電控單元(3 配置為在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載低于預(yù)定閾值時(shí)或在進(jìn)入所述選擇性催化還原反應(yīng)器(8)的廢氣的溫度低于給定閾值時(shí)，允許掃氣流從所述掃氣接收器0 通過所述可控旁路管線06)流向所述排氣管(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，其中，所述排氣管(10) 包括用于將旁路的掃氣與廢氣混合的三端口混合點(diǎn)(30)。
3.如權(quán)利要求1所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，其中，所述旁路管線 (26)包括閥(觀)，其用于控制掃氣通過所述旁路管線06)的流動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，其中，所述閥(28)為開環(huán)回路中由所述電控單元(33)控制的開-關(guān)型電控閥。
5.如權(quán)利要求3所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，其中，所述閥08)為閉環(huán)回路中由所述電控單元(33)控制的比例型電控閥。
6.如權(quán)利要求6所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括臨近于所述選擇性催化還原反應(yīng)器(8)的入口的溫度傳感器(35)。
7.如權(quán)利要求1所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，其中，所述電控單元 (33)能夠停用所述掃氣冷卻器(18)。
8.如權(quán)利要求7所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，其中，所述電控單元 (33)配置為將打開所述旁路管線06)作為第一措施，并將停用所述掃氣冷卻器(18)作為第二措施。
9.如權(quán)利要求7所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，其中，能夠通過所述電控單元(3 使所述掃氣冷卻器(18)轉(zhuǎn)變?yōu)榧訜崞鳌?br> 10.如權(quán)利要8所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，其中，所述電控單元(33) 配置為將使所述掃氣冷卻器(18)轉(zhuǎn)變?yōu)榧訜崞髯鳛榈谌胧?br> 11.一種十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)(1)，包括多個(gè)汽缸，每一汽缸連接至廢氣接收器(6)；選擇性催化還原反應(yīng)器(8)，其入口連接至所述廢氣接收器(6)的出口 ；排氣管(10)，其將所述選擇性催化還原反應(yīng)器(8)的出口連接至渦輪增壓器的渦輪機(jī) (12)；所述渦輪增壓器的壓縮機(jī)(14)由所述渦輪機(jī)(1 驅(qū)動(dòng)，所述壓縮機(jī)(14)將掃氣經(jīng)由包括掃氣冷卻器(18)的掃氣路徑(16)傳送至掃氣接收器02)；輔助鼓風(fēng)機(jī)(20)，其在所述掃氣路徑(16)中，用于在低負(fù)載條件下輔助所述壓縮機(jī) (14)；所述掃氣接收器(2 連接至所述多個(gè)汽缸中的每一個(gè)；電控單元(33)，其配置為在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載小于給定閾值時(shí)或在進(jìn)入所述選擇性催化還原反應(yīng)器⑶的廢氣的溫度低于給定閾值時(shí)，降低或停用所述掃氣冷卻器(18)的冷卻功能。
12.如權(quán)利要11所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括用于繞過所述掃氣冷卻器(18)的掃氣旁路管(17)。
13.如權(quán)利要12所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括受所述電控單元 (33)指令控制的一個(gè)或更多個(gè)電控閥03、21)，用于控制掃氣通過所述掃氣旁路管(17)的流動(dòng)。
14.如權(quán)利要11所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括具有電控分離閥 (46)的冷卻介質(zhì)供給管(40)、冷卻介質(zhì)回流管0 和包括電控旁路閥G4)的冷卻介質(zhì)旁路電路(43)。
15.如權(quán)利要14所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括再循環(huán)管08)和再循環(huán)泵(50)。
16.如權(quán)利要15所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括在所述再循環(huán)管中的熱交換器(52)，用于加熱流動(dòng)通過所述再循環(huán)管08)的介質(zhì)。
17.如權(quán)利要14所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括第二掃氣冷卻器 (19)，其中，所述電控單元(33)配置為控制掃氣冷卻器(18、19)中的至少一個(gè)的冷卻能力。
18.如權(quán)利要11所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括連接至所述掃氣路徑(16)的蒸汽注入管(90)，所述蒸汽注入管(50)包括受所述電控單元(3 的指令控制的電控蒸汽注入控制閥(92)。
19.如權(quán)利要11所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括連接至所述掃氣路徑(16)的廢氣注入管(60)，所述廢氣注入管(60)包括受所述電控單元(3 的指令控制的電控廢氣注入控制閥(92)。
20.如權(quán)利要11所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括在所述掃氣路徑中的加熱器單元07)。
21.如權(quán)利要20所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，其中，以熱空氣作為加熱介質(zhì)操作所述加熱器單元(XT)。
22.如權(quán)利要14所述的十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括在所述冷卻介質(zhì)供給管GO)中的熱交換器(80)，用于將熱量供應(yīng)給流動(dòng)通過所述冷卻介質(zhì)供給管00)的介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種十字頭型大型渦輪增壓二沖程內(nèi)燃機(jī)，包括多個(gè)汽缸，每個(gè)汽缸連接至廢氣接收器。選擇性催化還原反應(yīng)器安置在廢氣接收器的下游。排氣管將該選擇性催化還原反應(yīng)器的出口連接至渦輪增壓器的渦輪機(jī)。該渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器的壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)將掃氣經(jīng)由掃氣路徑傳送至掃氣接收器。該掃氣接收器連接至多個(gè)氣缸。掃氣路徑中的輔助鼓風(fēng)機(jī)在低負(fù)載條件下輔助該壓縮機(jī)?？煽嘏月饭芫€從掃氣接收器延伸至排氣管。在低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載下，將受控的掃氣流從掃氣接收器引導(dǎo)至排氣管一個(gè)位于選擇性催化還原反應(yīng)器下游和渦輪增壓器的渦輪機(jī)的上游的位置處。此措施使進(jìn)入選擇性催化還原反應(yīng)器的廢氣的溫度增加。
文檔編號(hào)F02B75/10GK102242670SQ201110120210
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者皮特·斯柯達(dá)哥 申請(qǐng)人:曼柴油機(jī)歐洲股份公司曼柴油機(jī)德國分公司