專利名稱：活塞式發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的活塞式發(fā)動機(jī)，該活塞式發(fā)動機(jī)包 括設(shè)置在支架上的低壓渦輪增壓器與高壓渦輪增壓器，該支架附接到發(fā)動機(jī)體。
背景技術(shù)：
在發(fā)電廠中使用的大型渦輪增壓活塞式發(fā)動機(jī)中以及在船只中用作主發(fā)動機(jī)和 備用發(fā)動機(jī)的大型渦輪增壓活塞式發(fā)動機(jī)中，通常在兩個階段進(jìn)行增壓，首先通過低壓增 壓器進(jìn)行增壓然后通過高壓增壓器進(jìn)行增壓。在增壓階段之間以及在高壓增壓器之后，增 壓空氣在被引導(dǎo)至發(fā)動機(jī)的缸體之前被冷卻。這種增壓可以在多達(dá)三個單獨(dú)的階段進(jìn)行。 在大型發(fā)動機(jī)中，渦輪增壓器和增壓空氣冷卻器尺寸大并且它們難以與發(fā)動機(jī)相連地設(shè) 置。這在V型發(fā)動機(jī)中尤其是個問題，其中兩列氣缸都可能具有低壓渦輪增壓器、高壓渦輪 增壓器以及它們自身的增壓空氣冷卻器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的方案以將渦輪增壓器和增壓空氣冷卻器與活塞 式發(fā)動機(jī)相連地設(shè)置。本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求1中所述的方法實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的活塞式發(fā)動機(jī)包 括發(fā)動機(jī)體，支架附接到該發(fā)動機(jī)體。在該支架上設(shè)置有低壓渦輪增壓器和高壓渦輪增壓 器。此外，該發(fā)動機(jī)包括用于對被低壓渦輪增壓器加壓的低壓增壓空氣進(jìn)行冷卻的低壓增 壓空氣冷卻器和用于對被高壓渦輪增壓器加壓的高壓增壓空氣進(jìn)行冷卻的高壓增壓空氣 冷卻器。所述支架包括空氣外殼，該空氣外殼包括用于低壓增壓空氣的低壓空間和用于高 壓增壓空氣的高壓空間。所述低壓增壓空氣冷卻器設(shè)置在所述低壓空間中，并且所述高壓 增壓空氣冷卻器設(shè)置在所述高壓空間中。本發(fā)明提供了相當(dāng)大的益處。渦輪增壓器、空氣外殼以及增壓空氣冷卻器設(shè)置在 支架上或者與所述支架成一體，由此，渦輪增壓裝置容易與發(fā)動機(jī)相連地設(shè)置。此外，部件 之間的連接通道可以實(shí)施為很短，減少了渦輪增壓器設(shè)備的重量。支架的重心可以設(shè)置成 靠近發(fā)動機(jī)體，這減輕了渦輪增壓設(shè)備的振動問題。在這種情形中，渦輪增壓設(shè)備和發(fā)動機(jī) 都以更好且更可靠的方式運(yùn)行。在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，所述空氣外殼的所述低壓空間布置在所述高壓空間 周圍，例如，布置在所述高壓空間的兩側(cè)和端部。在這種情形中，所述高壓空間與所述低壓 空間之間的壁兩側(cè)的壓差比所述空氣外殼中的壓差小，其中大氣壓力作用在所述高壓空間 的壁的另一側(cè)。由于該較小的壓差，可以使所述高壓空間的壁制得更薄，這減少了所述支架 的重量以及導(dǎo)致的任何問題。出于安全的原因，例如為了防止泄露，更優(yōu)選的是所述高壓空 間定位在所述空氣外殼的中央并且被所述低壓空間圍繞。該布置還使傳到所述空氣外殼外 的所述高壓空間中的聲音減弱。


下面，以示意性的方式并參照附圖描述本發(fā)明，其中圖1是以兩個階段進(jìn)行渦輪增壓的活塞式發(fā)動機(jī)的示意圖；圖2示出了圖1的活塞式發(fā)動機(jī)的附接有支架的發(fā)動機(jī)體的俯視圖；以及圖3示出了圖2的支架的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖1是以兩個階段進(jìn)行渦輪增壓的活塞式發(fā)動機(jī)2的示意圖。該發(fā)動機(jī)是例如用 作船只的主發(fā)動機(jī)和備用發(fā)動機(jī)和用在發(fā)電廠中的大型活塞式發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)2是V型發(fā) 動機(jī)。發(fā)動機(jī)2包括兩個低壓渦輪增壓器3，每個低壓渦輪增壓器3都設(shè)置有低壓壓縮機(jī)4 以及低壓渦輪機(jī)5。發(fā)動機(jī)2還包括兩個高壓渦輪增壓器6，每個高壓渦輪增壓器6都設(shè)置 有高壓壓縮機(jī)7以及高壓渦輪機(jī)8。在低壓壓縮機(jī)4與高壓壓縮機(jī)7之間具有低壓增壓空 氣冷卻器9，該低壓增壓空氣冷卻器9用于在將由低壓壓縮機(jī)4加壓的增壓空氣引導(dǎo)到高壓 壓縮機(jī)7之前將其冷卻。在高壓壓縮機(jī)7與發(fā)動機(jī)缸體10之間具有高壓增壓空氣冷卻器 11，該高壓增壓空氣冷卻器11用于在將由高壓壓縮機(jī)7加壓的增壓空氣引導(dǎo)到缸體10之 前將其冷卻。發(fā)生器裝置13連接到發(fā)動機(jī)2。支架12附接到發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)體14，在該支架上設(shè)置有低壓渦輪增壓器3和高 壓渦輪增壓器6。低壓渦輪增壓器3并排地設(shè)置并且比高壓渦輪增壓器6更靠近發(fā)動機(jī)體 14。低壓渦輪增壓器3部分地定位在發(fā)動機(jī)體14的上方。低壓渦輪增壓器3是軸向式的 并且高壓渦輪增壓器6為徑向式的。在圖2和圖3中詳細(xì)地示出了支架的結(jié)構(gòu)。圖2示出了沒有蓋部件的支架。支架 12包括用于發(fā)動機(jī)的燃燒空氣的空氣外殼15。空氣外殼15在支架12的下部，并且在低壓 渦輪增壓器3和高壓渦輪增壓器6的下方?？諝馔鈿?5是支架12的固定部分，即與支架 12是一體的?？諝馔鈿?5包括用于被低壓壓縮機(jī)5加壓的增壓空氣的低壓空間16以及用 于被高壓壓縮機(jī)8加壓的增壓空氣的高壓空間17。低壓增壓空氣冷卻器9設(shè)置在低壓空間 16中并且高壓增壓空氣冷卻器11設(shè)置在高壓空間17中。支架12可以通過鑄造而制成。低壓空間16至少部分地布置在高壓空間17周圍，借此低壓空間16中存在的壓力 作用在高壓空間的壁上。低壓空間16和高壓空間17具有至少一個共同的分隔壁。在附圖 的實(shí)施方式中，低壓空間16布置在高壓空間17的兩側(cè)。而且，低壓空間16布置在高壓空 間17的端部。在這種情形中，在低壓空間16中存在的壓力作用在高壓空間17的兩個側(cè) 壁和端壁上。低壓空間16在高壓空間17的兩側(cè)的部分通過低壓空間16的在高壓空間17 的端部處的部分而彼此流動連通。在發(fā)動機(jī)2運(yùn)行時，在高壓空間17中的增壓空氣的壓力 大約是8bar或者高達(dá)IObar至16bar。在低壓空間16中的增壓空氣大約是4bar，由此在 高壓空間17與低壓空間16之間的壁兩側(cè)的壓差大約是4bar或者高達(dá)6bar至lObar。因 此，在高壓空間17與低壓空間16之間的壁可以實(shí)施為比該實(shí)施方式中的更薄，其中大氣壓 力直接作用在高壓空間17的壁上，從而高壓空間17的壁兩側(cè)的壓差大約是Sbar或者高達(dá) IObar至16bar。高壓空間17被分隔壁18分為兩個分開的部分?？諝馔鈿?5的端部可以 被打開，從而增壓空氣冷卻器可以通過該端部進(jìn)行維修和從空氣外殼15中移除。高壓增壓空氣冷卻器20設(shè)置在高壓空間17的兩個部分中。低壓增壓空氣冷卻器19設(shè)置在高壓空間的兩側(cè)的低壓空間16中。高壓增壓空氣冷卻器20和低壓增壓空氣冷卻 器19連接到發(fā)動機(jī)2的冷卻劑回路。在空氣外殼15的蓋子上具有入口 21和出口 22，該 入口 21用于將來自低壓壓縮機(jī)4的增壓空氣引導(dǎo)到低壓空間16，該出口 22用于將冷卻的 增壓空氣從低壓空間16移除。此外，空氣外殼15包括用于將來自高壓壓縮機(jī)7的增壓空 氣引導(dǎo)到高壓空間17的第二入口 23。高壓空間17包括用于將冷卻的增壓空氣從高壓空 間17移除的第二出口。出口 22設(shè)置在空氣外殼15的外端部附近，并且入口 21設(shè)置在空 氣外殼15的發(fā)動機(jī)側(cè)端部附近。第二入口 23設(shè)置在空氣外殼15的外端部附近。出口 22 和第二入口 23通過連接通道連接到高壓壓縮機(jī)7。入口 21通過連接通道連接到低壓壓縮 機(jī)5。在發(fā)動機(jī)2運(yùn)行時，燃燒空氣被引導(dǎo)到低壓壓縮機(jī)4，通過該低壓壓縮機(jī)4燃燒空 氣的壓力提高到大約4bar。此后，低壓增壓空氣被引導(dǎo)到低壓空間16，在低壓空間16中被 低壓增壓空氣冷卻器19冷卻。冷卻的增壓空氣從低壓空間16被引導(dǎo)到高壓壓縮機(jī)7，通過 該高壓壓縮機(jī)7增壓空氣的壓力提高到大約8bar。此后，高壓增壓空氣被引導(dǎo)到高壓空間 17并且被高壓增壓空氣冷卻器20冷卻。冷卻的高壓增壓空氣從高壓空間17被引導(dǎo)到缸 體10以被用作燃燒空氣。增壓空氣由發(fā)動機(jī)的被引導(dǎo)到增壓空氣冷器19、20的冷卻劑所 冷卻。廢氣從缸體10被引導(dǎo)通過高壓渦輪機(jī)8，接著通過低壓渦輪機(jī)5。高壓渦輪機(jī)8驅(qū) 動高壓壓縮機(jī)7并且低壓渦輪機(jī)5驅(qū)動低壓壓縮機(jī)4。本發(fā)明包括偏離上述內(nèi)容的實(shí)施方式。作為兩個單獨(dú)的階段的替代，渦輪增壓可以以三個單獨(dú)的階段進(jìn)行。在這種情形 中，空氣外殼包括具有用于不同壓力等級的三種增壓空氣的空間。具有最高壓力等級的空 氣空間設(shè)置在中央并且具有較低壓力等級的空氣空間圍繞該具有最高壓力等級的空氣空 間。發(fā)動機(jī)2可以是直列式發(fā)動機(jī)。發(fā)動機(jī)2可以僅設(shè)置一個低壓渦輪增壓器3并且僅設(shè)置一個高壓渦輪增壓器6。 在這種情形中，僅有一個低壓增壓空氣冷卻器9和一個高壓增壓空氣冷卻器11。單件式的 高壓空間可以布置在空氣外殼15的中央并且低壓空間可以以與根據(jù)附圖的實(shí)施方式所述 類似的方式圍繞該高壓空間進(jìn)行布置。
權(quán)利要求
1.一種活塞式發(fā)動機(jī)(2)，該活塞式發(fā)動機(jī)包括發(fā)動機(jī)體(14)，支架(12)附接到所 述發(fā)動機(jī)體；設(shè)置在所述支架(12)上的低壓渦輪增壓器(3)和設(shè)置在所述支架(12)上的 高壓渦輪增壓器(6)；低壓增壓空氣冷卻器(19)，該低壓增壓空氣冷卻器用于對被所述低 壓渦輪增壓器(3)加壓的低壓增壓空氣進(jìn)行冷卻；以及高壓增壓空氣冷卻器(20)，該高壓 增壓空氣冷卻器用于對被所述高壓渦輪增壓器(6)加壓的高壓增壓空氣進(jìn)行冷卻；所述活 塞式發(fā)動機(jī)的特征在于所述支架(12)包括空氣外殼(15)，該空氣外殼包括用于低壓增 壓空氣的低壓空間(16)和用于高壓增壓空氣的高壓空間(17)，所述低壓增壓空氣冷卻器(19)設(shè)置在所述低壓空間(16)中，并且所述高壓增壓空氣冷卻器(20)設(shè)置在所述高壓空 間(17)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)(2)，其特征在于所述高壓空間(17)和所述低壓空 間(16)包括至少一個共同的分隔壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活塞式發(fā)動機(jī)(2)，其特征在于所述低壓空間(16)至 少部分地布置在所述高壓空間(17)周圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的活塞式發(fā)動機(jī)(2)，其特征在于所述低壓空間 (16)布置在所述高壓空間(17)的兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的活塞式發(fā)動機(jī)(2)，其特征在于所述低壓空間(16)布置在 所述高壓空間(17)的端部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的活塞式發(fā)動機(jī)(2)，其特征在于所述低壓空間(16)的位于 所述高壓空間(17)的兩側(cè)的部分通過在所述高壓空間的所述端部處的所述低壓空間(16) 而彼此流動連通。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞式發(fā)動機(jī)(2)，其特征在于所述空氣外殼 (15)與所述支架(12)是一體的。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的活塞式發(fā)動機(jī)(2)，其特征在于在所述支架 (12)上設(shè)置有兩個低壓渦輪增壓器(3)和兩個高壓渦輪增壓器(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的活塞式發(fā)動機(jī)(2)，其特征在于在所述低壓空間(16)中設(shè) 置有兩個低壓增壓空氣冷卻器(19)，并且在所述高壓空間(17)中設(shè)置有兩個高壓增壓空 氣冷卻器(20)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的活塞式發(fā)動機(jī)(2)，其特征在于所述高壓增壓空氣冷卻器(20)并排地設(shè)置，并且所述低壓增壓空氣冷卻器(19)設(shè)置在所述高壓增壓空氣冷卻器的 兩側(cè)。
全文摘要
一種活塞式發(fā)動機(jī)，其包括發(fā)動機(jī)體(14)，支架(12)附接到該發(fā)動機(jī)體；在所述支架(12)上設(shè)置的低壓渦輪增壓器(3)；以及在所述支架(12)上設(shè)置的高壓渦輪增壓器(6)。所述發(fā)動機(jī)包括用于對被所述低壓渦輪增壓器(3)加壓的低壓增壓空氣進(jìn)行冷卻的低壓增壓空氣冷卻器(19)和用于對被所述高壓渦輪增壓器(6)加壓的增壓空氣進(jìn)行冷卻的高壓增壓空氣冷卻器(20)。所述支架(12)包括空氣外殼(15)，該外殼包含用于低壓增壓空氣的低壓空間(16)以及用于高壓增壓空氣的高壓空間(17)，所述低壓增壓空氣冷卻器(19)設(shè)置在所述低壓空間(16)中并且高壓增壓空氣冷卻器(20)設(shè)置在所述高壓空間(17)中。
文檔編號F16M5/00GK102112716SQ200980130442
公開日2011年6月29日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者克勞斯·維耶斯克 申請人:瓦錫蘭芬蘭有限公司