纵向扫气的两冲程大型柴油机及其操作方法
专利汇可以提供纵向扫气的两冲程大型柴油机及其操作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及纵向扫气的两冲程大型柴油机及其操作方法，这种柴油机(1)具有设置成可在 气缸 (2)中沿着工作表面而在下死点(UT)和上死点(OT)之间来回移动的 活塞 ，以及在气缸(2)的入口区域提供了用于供应预定量的扫气空气(4)的扫气开槽(3)。在气缸(2)的气缸盖处设有用于排出燃烧气体(6)的出口 阀 (5)，在所述方法中，通过第一排气 涡轮 增压 器 (8，81)和/或通过第二排气 涡轮 增压器 (8，82)而吸入可在环境压 力 下得到的新鲜空气(7)，并且在预定的增压空气压力下将所述新鲜空气(7)作为扫气空气(4)通过扫气开槽(3)而供给至气缸(2)，从而在气缸(2)中产生由扫气空气(4)和 燃料 组成的点火气体混合物。，下面是纵向扫气的两冲程大型柴油机及其操作方法专利的具体信息内容。
1.一种用于操作纵向扫气的两冲程大型柴油机(1)的方法，所述 大型柴油机(1)具有设置成可在气缸(2)中沿着工作表面而在下死点 (UT)和上死点(OT)之间来回移动的活塞(20)，其中，燃料通过喷嘴而 进给到所述大型柴油机(1)的气缸(2)中，以及在所述气缸(2)的入口区 域提供了用于供给预定量的扫气空气(4)的扫气开槽(3)，以及在所述气 缸(2)的气缸盖处提供了用于排出燃烧气体(6)的出口阀(5)，其中，在 所述方法中，通过第一排气涡轮增压器(8，81)和/或通过第二排气涡轮 增压器(8，82)吸入可在环境压力下得到的新鲜空气(7)，以及在预定的 增压空气压力下经由所述扫气开槽(3)将所述新鲜空气(7)作为所述扫 气空气(4)而供应至所述气缸(2)中，从而在所述气缸(2)中由所述扫气 空气(4)和所述燃料产生点火气体混合物，其特征在于，提供了用于减 少穿过所述第一排气涡轮增压器(8，81)和/或穿过所述第二排气涡轮增 压器(8，82)的排气流的至少一个减少装置(9，91，92，93)，且其中，在所述 方法中，依据所述大型柴油机(1)的操作参数的给定值而减少穿过所述 第一排气涡轮增压器(8，81)和/或穿过所述第二排气涡轮增压器(8，82) 的排气流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减少装置 (9，91，92，93)设置在所述两冲程大型柴油机(1)的排气歧管(10)处。
3.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的方法，其特征 在于，所述减少装置(9，91，92，93)设置在所述第一排气涡轮增压器(8，81) 的第一排气入口(810)和/或第一排气出口(811)处，以及/或者所述减少 装置(9，91，92，93)设置在所述第二排气涡轮增压器(8，82)的第二排气入 口(820)和/或第二排气出口(821)处。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述 减少装置(9，91，92，93)是一种可控制的气体阀(91)和/或截止阀(92)和/或 蝶形阀(93)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述 操作参数是负载和/或旋转速度和/或排气温度和/或排气压力和/或排 气压力比。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述 两冲程大型柴油机(1)是在最大负载的10％至90％之间的负载范围内、 特别是在最大负载的20％至70％之间的负载范围内、优选在最大负载 的30％至50％之间的负载范围内、尤其是在最大负载的45％或55％的 负载下运转。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述 两冲程大型柴油机(1)是在最大旋转速度的10％至90％之间的速度范 围内、特别是在最大旋转速度的20％至90％之间的速度范围内、优选 在最大旋转速度的70％至85％之间的速度范围内、尤其是在最大旋转 速度的70％或80％的速度下运转。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，俘获 的空气-燃料比相对于给定的燃烧温度(T)进行调整。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，减少 了所述燃烧气体(6)中的有害物质，尤其是减少NOX负荷。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述 减少装置(9，91，92，93)由控制单元依据所述操作参数进行控制，尤其是 相对于给定的效率值而调整涡轮增压器效率(E)，以及/或者提供一种 故障安全系统来防止所述气缸(2)中的过压。
11.一种纵向扫气的两冲程大型柴油机，包括设置成可在气缸(2) 中沿着工作表面而在下死点(UT)和上死点(OT)之间来回移动的活塞 (20)以及将燃料进给到所述大型柴油机的气缸(2)中的喷嘴，其中，在 所述气缸(2)的入口区域提供了用于供给预定量的扫气空气(4)的扫气 开槽(3)，以及在所述气缸(2)的气缸盖处提供了用于排出燃烧气体(6) 的出口阀(5)，其中，在运转状态下，通过第一排气涡轮增压器(8，81) 和/或通过第二排气涡轮增压器(8，82)吸入可在环境压力下得到的新鲜 空气(7)，以及在预定的增压空气压力下通过所述扫气开槽(3)将所述新 鲜空气(7)作为扫气空气(4)而供应至所述气缸(2)中，从而在所述气缸(2) 中由所述扫气空气(4)和所述燃料产生点火气体混合物，其特征在于， 提供了用于减少穿过所述第一排气涡轮增压器(8，81)和/或穿过所述第 二排气涡轮增压器(8，82)的排气流的至少一个减少装置(9，91，92，93)，用 以依据所述大型柴油机的操作参数的给定值而减少穿过所述第一排 气涡轮增压器(8，81)和/或穿过所述第二排气涡轮增压器(8，82)的排气 流。
12.根据权利要求11所述的两冲程大型柴油机，其特征在于， 所述减少装置(9，91，92，93)设置在所述两冲程大型柴油机(1)的排气歧 管(10)处。
13.根据权利要求11或权利要求12中任一项所述的两冲程大型 柴油机，其特征在于，所述减少装置(9，91，92，93)设置在所述第一排气 涡轮增压器(8，81)的第一排气入口(810)和/或第一排气出口(811)处，以 及/或者所述减少装置(9，91，92，93)设置在所述第二排气涡轮增压器 (8，82)的第二排气入口(820)和/或第二排气出口(821)处。
14.根据权利要求11至权利要求13中任一项所述的两冲程大型 柴油机，其特征在于，所述减少装置(9，91，92，93)是一种可控制的气体 阀(91)和/或截止阀(92)和/或蝶形阀(93)。
15.根据权利要求11至权利要求14中任一项所述的两冲程大型 柴油机，其特征在于，提供了用于测量操作参数的传感器，尤其是温 度传感器和/或压力传感器和/或速度传感器和/或负载传感器。
16.根据权利要求11至权利要求15中任一项所述的两冲程大型 柴油机，其特征在于，提供了一种控制单元，其依据操作参数而用于 控制所述减少装置(9，91，92，93)，尤其是用于相对于给定的效率值而调 整涡轮增压器效率(E)，以及/或者提供一种故障安全系统来防止所述 气缸(2)中的过压。
技术领域
根据独立权利要求1和独立权利要求11的前序部分，本发明涉 及一种用于操作纵向扫气的两冲程大型柴油机的方法，以及一种纵向 扫气的两冲程大型柴油机。
背景技术
在大型柴油机的情况下，根据类型，空气的进给发生在气缸的不 同位置处。因此，例如，在纵向扫气的两冲程发动机中，空气经由布 置在气缸的下部区域的工作表面中的扫气开槽而引导到燃烧室中。在 四冲程发动机中，增压空气通常经由一个或多个布置在气缸盖中的入 口阀来引导。在这方面，在气缸盖中装备有替代气缸下部区域中的扫 气开槽的入口阀的两冲程发动机当然也是众所周知的。
对于将新鲜空气供给到气缸中，上面提及的增压空气冷却器具有 至关重要的意义。如本领域中的普通技术人员众所周知的那样，已知 的增压空气冷却器是大致呈平行六面体形状的壳体，冷却组件容纳在 壳体中，增压空气穿过该冷却组件从增压空气冷却器的入口流向增压 空气冷却器的出口以冷却增压空气。就此而言，增压空气被大量冷却 下来，通常从例如250℃至50℃，使得除了冷却增压空气冷却器中的 空气之外，在增压空气冷却器中还冷凝了来自增压空气的水。
就此而言，在柴油内燃机的运行中，出现了极大量的对环境产生 负面影响的氮氧化物(NOX)。为此为了保护环境，人们已经做出了巨 大的努力来开发具有显著减少(NOX)排放的柴油机。例如通过氮氧化 物的选择性催化还原可实现(NOX)排放的减少。特别是在例如通常用 于船舶运行中的大型柴油机中，提供相应的催化转化器(如果有可能的 话)通常由于缺少空间而变得非常困难。出于这种原因，技术人员只能 专注于通常被称为初级措施的开发，在其中气缸燃烧室中的氮氧化物 的生成已被降低。
例如，在纵向扫气的大型柴油机中，为了由此减少扫气空气中的 氧气含量而将燃烧气体添加到气缸外的扫气空气或新鲜空气中(外部 排气再循环)是已知的。这减少了在燃烧过程期间形成的NOX量。然 而，这种解决方法的缺点是，至少一部分燃烧气体必须通过充气组(涡 轮增压器)的压缩机进行传送，这导致在压缩机中以及在后面的增压空 气冷却器中的显著污染，或者如果在压缩机的高压侧首先对燃烧气体 供给新鲜空气，则必须提供另外的泵以用于压缩燃烧气体。在这种布 置中，必须同样考虑到在后一情形中的增压空气冷却器的不利污染问 题。
出于这种原因，在EP-A-653558中提出了一种用于在具有充气组 的两冲程大型柴油机中减少排气中的氮氧化物数量的方法，其可被称 为内部排气再循环，该充气组包括涡轮和压缩机。根据这种方法，在 燃烧过程中产生的燃烧气体的一部分保留在气缸中。这些保留的排气 与在后面压缩冲程中流入的新鲜空气相混合，这样，同新鲜空气相比， 其具有降低的氧气浓度，使得在随后的燃烧过程中产生较少的氮氧化 物。因此，在一定意义上有意地实现了劣化的或降低的扫气性能，即 在各种情况下，气缸外燃烧气体的扫气都是不完全的，并且排气的相 当部分被保留在气缸中。
根据EP-A-653558，使用设置在气缸外部的装置来实现气缸中燃 烧气体部分的保留。因而建议除去位于压缩机出口和气缸入口之间的 部分新鲜空气，使得同通常惯例相比，有较少量的新鲜空气进入气缸 中，在压缩冲程中该气缸将压缩比通常更少的燃烧气体。作为备选， 还可做出将来自气缸中的燃烧气体传送越过充气组涡轮的建议，使得 相对较少量的新鲜空气从压缩机处传送到气缸中。在这种变型中，由 于驱动压缩机的涡轮功率降低了，因此新鲜空气的供给也减少了。
特别是由于大量的燃烧气体保留在气缸中，因此大大增加了气缸 中的温度。根据EP-A-653558，至少在压缩冲程的一部分期间，由于 将水喷射到气缸中存在的新鲜空气/排气混合物中，所以这可被抵 消。
然而，从构造的角度上看，这首先是非常复杂的措施，因为必须 安装用于喷射水的额外装置。另一方面，水在气缸中会引起新的问题 比如腐蚀，例如，尤其通过水与燃烧期间所产生的燃烧气体的化学反 应，例如通过形成强酸，而特别在活塞表面、活塞环上、在气缸壁、 出口阀等之上造成热气体腐蚀。
因此，为了由此减少新鲜空气流入气缸中，EP0967371B1提出了 减小扫气开槽的尺寸，这导致显著地减少了燃烧气体中(换句话说排气 中)的NOX部分。
然而，这同样导致了燃烧温度的一定提升，使得即使利用这种解 决方法，也必须额外地将水喷射到燃烧室中，因为否则将要担心发动 机及其构件的较大的热负载，这再次导致缩短的维护间隔、运行中发 生故障的较大可能性以及最终较高的运行费用。
除此之外，从现有技术获悉的所有这些措施都具有上述缺点，总 地说来，所有低速柴油机都针对持续运行下的耗油率和NOX排放进行 了优化，因为其可以预见到发动机将在此负载下运转达到其寿命的极 大部分。然而，由于商业因素，例如高的燃料价格，可能需要使船舶 在对主要推进发动机较低的功率要求下以较低的速度运行。这样，发 动机将在例如低于最大持续功率的50％的负载下运转，直至其大部分 寿命，其中燃烧由于不良的扫气而是低劣的。
结果是至少在30％至50％的负载范围内，由于针对相应的涡轮压 力比的较低效率而导致欠佳的扫气。欠佳的扫气导致气缸中较低的纯 度和俘获的较低的空气-燃料比，也就是气缸中的燃料空气混合物欠佳 的λ值。其效果是延长了燃烧持续时间，这可被认为是高的排气温度 和燃烧室构件温度。后者对于过渡工况或会是可以接受的，然而，如 果需要在所提到的负载范围内连续运转时，则预计到构件失效的风险 将增加，并且TBO(大修间隔)将减少。
发明内容
满足这个目的的本发明的主题是由独立权利要求1和独立权利要 求11的特征为表征的。
从属权利要求涉及本发明特别有利的实施例。
因此，本发明涉及一种用于纵向扫气的两冲程大型柴油机的运行 方法，这种柴油机具有设置成可在气缸中沿着工作表面而在下死点和 上死点之间来回移动的活塞，其中燃料通过喷嘴而进给到大型柴油机 的气缸中，并且在气缸的入口区域提供了用于供应预定量的扫气空气 的扫气开槽。在气缸的气缸盖处设有用于排出燃烧气体的出口阀，其 中，在所述方法中，通过第一排气涡轮增压器和/或通过第二排气涡轮 增压器而吸入可在环境压力下得到的新鲜空气，并且在预定的增压空 气压力下将所述新鲜空气作为扫气空气通过扫气开槽而供给到气缸， 从而在气缸中产生由扫气空气和燃料组成的点火气体混合物。根据本 发明，提供了至少一个减少装置，其用于减少穿过第一排气涡轮增压 器和/或穿过第二排气涡轮增压器的排气流，且其中，在所述方法中， 根据大型柴油机的操作参数的给定值而减少穿过第一排气涡轮增压 器和/或穿过第二排气涡轮增压器的排气流。
因此，本发明本质上是提供至少一个减少装置，其用于减少穿过 第一排气涡轮增压器和/或穿过第二排气涡轮增压器的排气流，并且根 据大型柴油机的操作参数的给定值而减少穿过第一排气涡轮增压器 和/或穿过第二排气涡轮增压器的排气流。
实际上，根据本发明的减少装置是一种可控制的气体阀和/或截止 阀和/或蝶形阀和/或任何其它减少装置，其容许通过促使一个或多个 涡轮增压器或不运转和/或减少穿过至少一个涡轮增压器的气流而减 少排气歧管的出口区域，以便通过例如根据穿过涡轮增压器的气流的 可预设值而调节可控制的气体阀，从而达到更好的部分负载性能。另 一方面，随着发动机负载的增加，穿过涡轮增压器的气流也增加，和 /或根据大型柴油机的操作参数的给定值而顺序地切换两个或更多个 涡轮增压器。
就本发明的一个特定的实施例而言，为了在例如30％-50％的负载 范围内，针对连续运转期间可接受的构件温度和较长的TBO而取得 最佳的扫气和更好的燃烧，本发明建议切断一个或多个涡轮增压器。 切断涡轮增压器减少了有效的喷嘴面积，将跨越涡轮增压器的运转涡 轮的压力比增加到与大型柴油机的优化运转状态相对应的值。
其效果是减少了燃烧持续时间，这可被认为是较低的排气温度和 较低的燃烧室构件温度。结果，即使大型柴油机在所提及的低负载范 围内连续运转时，预计也没有构件失效的风险，且不会增加TBO(大 修间隔)。同时，减少氮氧化物的排放是在不增加发动机的热负载以及 基本没有构造变化的情况下实现的，因此现有发动机也可利用根据本 发明的方法而运行，或者在不影响效率的程度下，即不增加必须考虑 的燃料消耗和/或功率降低的情况下，通过简单的措施可对现有发动 机进行翻新。
也就是说：
●涡轮增压器在优化点的效率可在部分负载下获得，如图3所 述。
●优化点处的扫气压力可在部分负载下获得，即更好的扫气。
●更高的俘获的空气-燃料比，即如图4中所示，针对较低的构 件温度而获得的优化的λ值。
这例如可结合各种其它发动机调节参数一起应用，例如出口阀正 时参数，以便在部分负载区域达到更好的sfoc-NOX折衷(sfoc＝耗油 率)。尤其当负载超过一定的预设值时，根据安装情况，所有涡轮增压 器将开始运转。还可设计一种故障安全系统，以防止气缸中由于高的 扫气压力而发生的过压，或者防止在不是所有涡轮增压器都运转的情 况下，负载提高到预设值之上。除了其它方面之外，根据本发明的方 法和柴油机的其中一个最重要的优势是优化发动机在整个负载范围 内的热力学性能。
在根据本发明方法的一个特定的实施例中，在例如两冲程大型柴 油机的排气歧管处提供了减少装置。应该懂得，减少装置可设于排气 涡轮增压器系统中的任何合适的位置，例如第一排气涡轮增压器的第 一排气入口和/或第一排气出口，以及/或者减少装置可设于第二排气 涡轮增压器的第二排气入口和/或第二排气出口。
实际上，减少装置具体为一种可控制的气体阀和/或截止阀和/或 蝶形阀。
就根据本发明的方法而言，其在实践中是非常重要的，操作参数 是负载和/或旋转速度和/或排气温度和/或排气压力和/或排气压力比 和/或另一合适的操作参数，以及减少装置优选由控制单元根据操作参 数进行控制，尤其用于将涡轮增压器效率调整到给定的效率值，以及 /或者提供一种故障安全系统来防止气缸中的过压。
根据本发明，两冲程大型柴油机在最大负载的10％至90％之间的 负载范围内，特别是在最大负载的20％至70％之间的负载范围内，优 选在最大负载的30％至50％之间的负载范围内，尤其是在最大负载的 45％或55％的负载下运转，以及/或者两冲程大型柴油机在最大旋转速 度的10％至90％之间的速度范围内，特别是在最大旋转速度的20％至 90％之间的速度范围内，优选在最大旋转速度的70％至85％之间的速 度范围内，尤其是在最大旋转速度的70％或80％的速度下运转。
根据本发明的一个特定的实施例，俘获的空气-燃料比相对于给定 的燃烧温度进行调整，以及/或者减少燃烧气体中的有害物质，尤其是 减少NOX负荷。
根据本发明的方法最终利用了在气缸的压缩冲程期间的许多不 同的发动机部件中的热力学过程的巧妙组合，例如排气增压器中的压 缩和增压空气冷却器中的冷却等等，这最终在大型柴油机的运转期间 通过使用根据本发明的方法而整个地产生了所述积极效果。
本发明还涉及一种用于实现根据本发明所述方法的纵向扫气的 两冲程大型柴油机，其中活塞设置成可在气缸中沿着位于下死点和上 死点之间的工作表面而来回移动，这种两冲程大型柴油机包括喷嘴， 其将燃料进给至大型柴油机的气缸中，其中在气缸的入口区域处提供 了用于供应预定量的扫气空气的扫气开槽，并且在气缸的气缸盖处设 有用于排出燃烧气体的出口阀。在运转状态下，在环境压力下可得到 的新鲜空气通过第一排气涡轮增压器和/或通过第二排气涡轮增压器 而被吸入，并且在可预定的增压空气压力下通过扫气开槽将所述新鲜 空气作为扫气空气供给至气缸中，从而可在气缸中由扫气空气和燃料 而产生点火气体混合物。根据本发明，提供了至少一个用于减少穿过 第一排气涡轮增压器和/或穿过第二排气涡轮增压器的排气流的减少 装置，以便根据大型柴油机的操作参数的给定值来减少穿过第一排气 涡轮增压器和/或穿过第二排气涡轮增压器的排气流。
如已经提到的那样，在本发明的一个特定的实施例中，在两冲程 大型柴油机的排气歧管处提供了减少装置，以及/或者在第一排气涡轮 增压器的第一排气入口和/或第一排气出口处提供了减少装置，以及/ 或者在第二排气涡轮增压器的第二排气入口和/或第二排气出口处提 供了减少装置。
就实践中非常重要的一个特定的实施例而言，减少装置是一种可 控制的气体阀和/或截止阀和/或蝶形阀。
优选提供一种用于测量操作参数的传感器，尤其是温度传感器和 /或压力传感器和/或速度传感器和/或负载传感器，其用于测量负载和/ 或旋转速度和/或排气温度和/或排气压力和/或排气压力比和/或另一 合适的操作参数。另外，减少装置可由控制单元依据操作参数进行控 制，尤其是将涡轮增压器效率调整到给定的效率值，以及/或者提供故 障安全系统以防止气缸中的过压。
根据本发明的两冲程大型柴油机实际上可优选是根据本发明翻 新的电气控制发动机，特别是RT-Flex发动机或MAN B & W ME 发动机，使得出口阀的开启角度和/或闭合角度和/或喷射时间点和/或 喷射持续时间是可独立进行电气调节的，并且可优选通过液压方式进 行操作。
附图说明
以下借助于附图将对本发明进行更仔细地解释，附图显示了：
图1示意性地显示了根据现有技术原理的具有排气涡轮增压器系 统的纵向扫气的两冲程大型柴油机的构造；
图2是根据本发明的两冲程大型柴油机；
图3是取决于运转状态下的负载的涡轮增压器效率；
图4是取决于俘获的空气-燃料比λ的构件温度T。
具体实施方式
为了明确区别本发明和现有技术的实施例，现有技术的实施例的 标号带有引号，而与根据本发明的特定实施例相关特征的标号则不带 引号。
从当前技术状态所知的大型柴油机1′通常以本身众所周知的方式 包括多个气缸2′，该气缸具有设置在气缸2′的气缸盖中的出口阀5′， 以及设置成可在气缸2′中沿着位于下死点UT和上死点OT之间的工 作表面而来回移动的活塞20′。气缸2′的气缸壁与气缸盖和活塞20′一 起以公知的方式限定了气缸2′的燃烧空间。在气缸2′的入口区域中设 有多个扫气气孔3′，这些扫气气孔被设计为扫气开槽3′。根据活塞20′ 的位置，扫气开槽3′由其所覆盖或暴露。也被称为增压空气4′的扫气 空气4′穿过扫气气孔3′可流入到气缸2′的燃烧空间中。在燃烧期间形 成的燃烧气体6′穿过布置在气缸盖中的出口阀5′而流过毗邻出口阀5′ 的排气管道10′(通常设计为排气歧管10′)，并流入到排气涡轮增压器 8′中。
作为基本构件的排气涡轮增压器8′以本身已知的方式包括压缩机 和涡轮，压缩机具有用于压缩新鲜空气7′的压缩机转子802′，涡轮具 有用于驱动压缩机转子802′的涡轮转子801′，压缩机转子通过轴而固 定地连接在涡轮转子801′上。涡轮和压缩机布置在壳体中，并且形成 排气涡轮增压器8′，其在目前情形下形成为位于压缩机侧的径向压缩 机。涡轮通过从气缸2′的燃烧空间中流入的热燃烧气体6′而被驱动。
为了用扫气空气4′来填充气缸2′的燃烧室，通过压缩机转子802′ 经由进气短管吸入新鲜空气7′，并且在排气涡轮增压器8′中将其压缩 到升高的压力，其略高于最终在气缸2′中普遍的增压空气压力。被压 缩的新鲜空气7′从排气涡轮增压器8′中离开，作为扫气空气4′穿过随 后的扩压器1000′和增压空气冷却器1001′，经由水分离器1002′而进入 到入口接收器1003′中，该接收器优选形成为接收器空间1003′，并且 从此处将压缩的新鲜空气7′作为扫气空气4′在增加的增压空气压力下 最终穿过扫气开槽3′而进入到气缸2′的燃烧空间中。
图2示意性地显示了根据本发明的大型柴油机，这种柴油机形成 为一种如图1所述具有多个气缸和排气涡轮增压器的两冲程大型柴油 机。
在图2所示的根据本发明的两冲程大型柴油机和根据图1所示的 现有技术的发动机之间的关键区别在于以下整个用标号1表示的大型 柴油机包括减少装置9，91，92，93，其容许在当前示例中减少穿过第一 排气涡轮增压器81的排气流。
根据本发明和图2中所示的纵向扫气的两冲程大型柴油机1，其 包括多个活塞20，各个活塞均设置成可在相应的气缸2中沿着工作表 面在下死点UT和上死点OT之间来回地移动。发动机还包括喷嘴， 其将燃料进给到大型柴油机的气缸2中，其中在气缸2的入口区域提 供了用于供给可预定量的扫气空气4的扫气开槽3，以及在气缸2的 气缸盖处设有用于排出燃烧气体6的出口阀5。在运转状态下，在环 境压力下可得到的新鲜空气7通过第一排气涡轮增压器8，81和/或通 过第二排气涡轮增压器8，82而被吸入，并且在可预定的增压空气压力 下通过扫气开槽3将所述新鲜空气7作为扫气空气4供给至气缸2中， 从而可在气缸2中由扫气空气4和燃料而产生点火气体混合物。应该 懂得，就本发明的特定实施例而言，大型柴油机1可包括不止三个气 缸2，例如六个、十二个、十四个或任何其它数量的气缸2，当然大 型柴油机1可具有不止两个排气涡轮增压器8。
根据本发明，在当前示例中提供了一种用于减少排气流，例如减 少穿过第一排气涡轮增压器81的排气流的减少装置9，91，92，93，其尤 其依据大型柴油机1的操作参数的给定值而减少穿过第一排气涡轮增 压器8的排气流。
在当前图2的示例中，在第一排气涡轮增压器81的第一排气入 口810处提供了减少装置9，91，92，93。不言而喻，在本发明的另一实 施例中，减少装置9，91，92，93还可设于第一排气涡轮增压器81的第一 排气出口811处和/或设于第二排气涡轮增压器82的第二排气入口820 和/或第二排气出口821处。
如已提到的那样，还可将减少装置9，91，92，93设于两冲程大型柴 油机的排气歧管10处。
就图2的特定实施例而言，减少装置9是一种可控制的气体阀91， 其中提供了用于测量操作参数的传感器900，该传感器在当前图2的 示例中是温度传感器900。
根据图2的大型柴油机还包括依据操作参数而用于控制减少装置 91的控制单元，其用于将涡轮增压器效率E调整到给定的效率值，该 操作参数在当前示例中是排气6的温度。在气缸2中还提供了故障安 全系统以防止过压。出于清晰起见，图2中未显示故障安全系统和控 制单元。
就图2的特定实施例而言，为了在例如30％-50％的负载范围内， 针对连续运转期间可接受的构件温度和较长的TBO而取得最佳的扫 气和更好的燃烧，通过可控制的气体阀91而切断第一排气涡轮增压 器81。切断第一排气涡轮增压器81减少了有效的喷嘴面积，增加了 跨越剩余第二排气涡轮增压器82的运转涡轮上的压力比，将其提到 至与大型柴油机1的优化的运转状态相对应的值。也就是说，将第二 排气涡轮增压器82的涡轮增压器效率E调整至给定的效率值。
图3中显示了涡轮增压器效率E的调整。图3的曲线图显示了大 型柴油机1的涡轮增压器8的涡轮增压器效率E依赖于运转状态下的 大型柴油机1的负载L，其中在图4中显示了作为俘获的空气-燃料比 λ的函数的构件温度T。
图3中的曲线B和图4中的曲线C的点B对应于大型柴油机1 的所有涡轮增压器8都在运转时的大型柴油机1的运转状态。从中可 以明显地看出，在所有涡轮增压器8都处于运转的情况下，涡轮增压 器效率将降低，尤其在低于50％的负载范围内，并且相应而言，根据 图4，俘获的空气-燃料比λ也将减少，并且将导致较高的排气温度T， 结果导致较高的燃烧室构件温度T。
图3的曲线A和图4曲线C中的点A分别代表切断一个或多个 涡轮增压器8的效果。根据图3，在低负载范围，例如在低于50％的 负载范围内切断一个或多个涡轮增压器8将在低负载范围内，例如在 大型柴油机1的最大负载的大约50％的负载下得到最大的涡轮增压器 效率E，并且同时根据图4中所示的曲线C的点A，而导致排气温度 的降低。
其效果是减少了燃烧持续时间，这可被认为是较低的排气温度和 较低的燃烧室构件温度。结果，即使大型柴油机在所提及的低负载范 围内连续运转时，预计也没有构件失效的风险，且不会增加TBO(大 修间隔)。同时，减少氮氧化物的排放是在不增加发动机的热负载以及 基本没有构造变化的情况下实现的，因此现有发动机也可利用根据本 发明的方法而运行，或者在不影响效率的程度下，即不增加必须考虑 的燃料消耗和/或功率降低的情况下，通过简单的措施而可对现有发 动机进行翻新。
应该懂得在本申请中所描述的所有根据本发明的实施例都应仅 仅作为示例进行理解，并且特别是所有在本发明的上下文中描述或明 显的实施例都可单独地或者以所有合适的组合而在根据本发明实施 例的特定实例中提供，使得本发明中所描述的实施例的所有适当组合 都包括和涵盖在本发明中。
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