[發明專利]大型二沖程內燃機以及用于大型二沖程內燃機的排氣接收器

有效

• 申請號: 201510090013.7
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104763507A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 喬根·勒夫斯肖爾·拉斯馬森;亨里克·巴爾德爾·漢森
• 申請（專利權）人: 曼柴油機歐洲股份公司曼柴油機德國分公司
• 主分類號: F01N13/08
• 分類號: F01N13/08;F01N13/10;F02B3/06;F02B75/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊生平;鐘錦舜

技術領域

本發明涉及大型二沖程內燃機，以及用于大型二沖程內燃機的排氣接收器。

背景技術

大型二沖程燃燒(柴油機)發動機的排氣接收器是高負載部件，其接收來自高達4巴的壓力的單個缸體的熱(在排氣接收器內部大約450℃)排出氣。

由于排氣接收器的大的尺寸(可以是顯著地超過10m長并且具有高達約2.2m的直徑)與高的操作溫度，排氣接收器的熱膨脹是非常顯著的，并且較大的發動機具有可以通過風箱分成兩個或多個殼體部分的排氣接收器以吸收由熱膨脹造成的尺寸改變。完整的排氣接收器以及屬于它的任何部分都覆蓋有一層絕緣材料，從而排氣接收器的外表面的溫度基本上在排氣接收器內部的排出氣的溫度以下。安全規章要求排氣接收器的外部表面的溫度在220℃以下，從而不存在具有足夠高的溫度以點燃不經意地與其接觸的發動機燃料或者其它油的暴露的發動機部分。實踐中，排氣接收器的外表面如此良好地絕緣使得其表面溫度保持在150℃以下。

排氣接收器在其縱向延伸部的中部或者在一個端部通過相對剛性的主支撐件支撐。幾個柔性支撐件通常地在剛性支撐件的任一側上沿著排氣接收器的長度分布，并且將排氣接收器與發動機殼體或發動機主結構連接在一起。通常地通過允許基本上沿著排氣接收器的縱向方向移動的單板形成柔性支撐件，其被要求用于補償當排氣接收器加熱或冷卻時排氣接收器的熱膨脹或收縮。

在熱載荷與壓力載荷的頂部上，發動機的振動移動使此結構搖動并且由此進一步增加了排氣接收器上的機械載荷。

主支撐件包括兩個緊密隔開的直立平行板，一個直立板剛性地連接到發動機的主結構并且另一個直立板剛性地連接到固定到排氣接收器的最下部分的向下突出的主支架。兩個緊密隔開的直立平行板通過各自組的柔性板在其上端附近以及在其下端附近連接，以吸收由排氣接收器內側的氣體脈動產生的縱向力。

主支撐件沿著縱向方向固定接收氣體接收器。向下突出的主支架焊接到接收氣體接收器的最下部分中的較薄金屬殼體的外側。為了分配需要在主支架與排氣接收器之間傳遞的力，主支架需要具有一定尺寸。然而，主支架從排氣接收器的金屬殼體向下突出并且圍繞金屬殼體的絕緣層需要圍繞向下突出的主支架延伸，致使在主支架的區域中的排氣接收器的絕緣更加具有挑戰性。

此外，接收器內側的排出氣體溫度在400攝氏度以上。這導致接收器外部的支架急劇地冷卻。此現象在主支架中，尤其在縱向延伸的主板以及主板與排氣接收器的金屬殼體之間的相關焊接部中引入應力梯度。

發明內容

在此背景上，本發明的目的是提供至少部分地解決上面問題的排氣接收器與發動機。

通過提供具有帶有中空內部的金屬殼體的細長、基本上圓柱形的排氣接收器實現此目的，排氣接收器包括多個排氣入口與一個或多個排氣出口；多個支撐點，其用于將排氣接收器連接到沿著排氣接收器的縱向方向比沿著排氣接收器的橫向方向更柔性的多個輔助支撐件；至少一個主支架，其包括縱向與徑向延伸的主金屬板以用于將排氣接收器連接到沿著排氣接收器的縱向方向比沿著排氣接收器的橫向方向更剛性的主支撐件，由此主金屬板的至少一部分突出進入排氣接收器的中空內部中。

通過向延伸通過殼體進入排氣接收器的中空內部中的主板提供主支架，減小了從殼體向外地突出的主支架的部分的尺寸與表面積。

從殼體向外突出的主支架的部分類似加熱翅片起作用，這是不利的，因為排出氣的熱量不應該損失并且應該通過例如渦輪增壓器和從殼體向外地突出并且需要設有絕緣覆蓋件的主支架的部分來被使用，并且當絕緣覆蓋件可以變得更小或者可以避免時是有利的。

通過根據本發明的排氣接收器，減小了經由主板以及最終地經由橫向板的熱損失，并且可以避免絕緣覆蓋件或者至少簡化與減小尺寸。此外，簡化了主支撐件的區域中的排氣接收器的絕緣。

此外，從殼體向外突出的主支架的部分相對于大致400攝氏度的接收氣體接收器的內部溫度急劇地冷卻。此現象造成主板與將主板連接到殼體并且連接到支架的橫向板的相關焊接部中的應力梯度。

通過根據本發明的排氣接收器，可以減小從殼體向外地突出的主支架的部分并且由此可以相應地降低應力梯度。因此，在發動機操作過程中，支架的溫度變得更加均勻。

在實例實施方式中，主支撐件沿著豎直方向比沿著縱向方向更加柔性。

在實施方式中，主支撐件包括用于沿著豎直方向形成柔性的元件。可以通過一疊水平延伸板形成用于沿著豎直方向產生柔性的元件。

在實例實施方式中，主金屬板突出進入到中空內部中并且從殼體的外部突出。