一种大功率船用双燃料中速发动机的制作方法

本发明涉及一种船用双燃料中速发动机，尤其是一种大功率船用双燃料中速发动机。

背景技术：

1、目前，船用大功率发动机一般采用船用高速柴油机，可应用于船用主推、船用辅机、船用柴电推进、发电机组等领域，经改进后可应用于陆用电站、核电应急机组、油田钻井、矿山机械等领域。如专利公开号cn115234365a公开的开一种船用高速发动机，包括机架组件、输出端箱体、自由端箱体、气缸组件、动力传递组件、正时机构、齿轮组件、燃油系统、润滑系统、冷却系统、增压系统、呼吸系统和控制系统。机架组件与输出端箱体、自由端箱体连接，三者共同用于承载其它零部件与系统。机架组件主要承载了气缸组件、动力传递组件、正时机构和增压系统。输出端箱体主要承载了共轨燃油系统的高压燃油泵、增压系统的空冷器以及输出端齿轮组件、起动马达。自由端箱体主要承载了润滑系统的滑油泵、滑油换热器、冷却系统的部分以及自由端齿轮组件。该船用高速发动机整体结构紧凑，可实现更大的功率输出，同时船用高速发动机的集成化程度更高。

2、随着排放法规的日趋严格和世界能源日益短缺，高效、节能、环保成为内燃机技术发展的主导方向，液化天然气((lng)具有能量密度高、排放低、便于运输等特点，被认为最有发展前景的发动机清洁燃料。而应运而出双燃料发动机，船舶用双燃料发动机是以天然气和柴油为燃料工质的发动机。为提高发动机效率，一般多采用四缸、八缸或十二缸成l形单排直列或v形双排的发动机持续交替地提供动力。而现有v形双排的双燃料发动机一般是在原有柴油机的基础上增加燃气供给系统，燃气供给系统包括主燃气管路、多个燃气支管和燃气喷射装置，每个燃气支管各连通一个燃气喷射装置以向气缸套内喷射燃气，由于原柴油机本身就有许多管系，如燃油、滑油、启动空气、进排气等管系，再加上燃气供给系统上的管系，使双燃料发动机管系结构显得更加复杂和散乱，且增加的燃气供给系统也不便于维护安装。为此，需要设计一种大功率船用双燃料中速发动机，用于满足船用中速发动机要求的大功率，低排放，高集程度，安装维护方便的需求。

技术实现思路

1、本发明是要提出一种大功率船用双燃料中速发动机，用于满足船用中速发动机要求的大功率，低排放，高集程度，安装维护方便的需求。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种大功率船用双燃料中速发动机，发动机为8缸机，采用直列型机架组件、输出端箱体组件、自由端箱体组件，发动机上集成有气缸单元组件、动力传递组件、燃油燃气系统、润滑系统、冷却系统、增压系统、电子控制系统形成具有高度集成性的双燃料中速发动机；所述燃油燃气系统采用双燃料，能满足气缸单元组件内部燃烧所需的主燃油、引燃油和燃气喷射需求；所述润滑系统用于发动机正常运行所需的滑油供应；所述冷却系统用于发动机正常运行所需的冷却水供应；所述增压系统用于提供发动机正常运行所需的空气压力、流量需求。

3、进一步，所述机架组件，用于承载发动机受力、振动，并连接或支撑自由端箱体组件、油底壳、增压器托架、气缸单元组件、动力传递组件、齿轮组件、正时组件、燃油燃气系统、润滑系统、冷却系统、增压系统、电气控制系统。

4、进一步，所述气缸单元组件，包括缸盖组件、缸套组件、活塞组件，缸套组件上端连接缸盖组件，内部连接活塞组件；气缸单元组件用于燃烧膨胀作功，并通过活塞组件将燃烧产生的部分能量输送至动力传递组件转化为机械能；活塞组件由活塞顶、活塞裙、活塞销、活塞环组成；缸套组件为湿式缸套，内含冷却水路，高温水自下而上冷却，缸套带清洁环，具备强制润滑保护。

5、进一步，所述动力传递组件，包括连杆组件、曲轴组件、平衡块组件、飞轮组件、扭振减震器组件；动力传递组件用于将部分机械能通过飞轮组件或扭振减震器组件向外输出，其中，飞轮组件作为功率输出端，将部分机械能通过齿轮组件来驱动正时组件、燃油燃气系统、润滑系统、冷却系统运作。

6、进一步，所述齿轮组件由自由端齿轮组件、输出端齿轮组件构成，自由端齿轮组件齿轮用于驱动滑油泵、引燃油泵、高温水泵和低温水泵；输出端齿轮组件的齿轮为曲轴齿轮，用于驱动凸轮轴齿轮。

7、进一步，所述燃油燃气系统采用双燃料，由主燃油喷油泵、主燃油喷油器、主燃油高压油管、引燃油喷油器、引燃油共轨、引燃油高压油管、燃气喷射阀和引燃油泵组成；所述燃油燃气系统分为主燃油系统、引燃油系统和燃气喷射系统三部分。主燃油系统采用机械式泵管嘴，一缸一组，主燃油喷油泵布置于机体自由端，由滑油泵经机体接口进出，并通过位于发动机缸盖上的主燃油喷油器侧部进油提供燃烧所需的燃油；引燃油系统采用机带引燃油泵，布置于自由端。燃气喷射系统采用电磁式燃气喷射阀，进气道多点喷射；机上燃气进气总管布置一个截止阀；燃气供气总管后端布置一个透气阀。

8、进一步，所述润滑系统由滑油泵、滑油换热器、滑油自滤器、滑油温控阀组件组成，滑油泵通过滑油换热器和滑油温控阀连接滑油自滤器，其中，滑油泵由动力传递组件通过自由端齿轮组件齿轮带动。

9、进一步，所述冷却系统由高温节流孔板a、低温节流孔板b、高温水泵、高温水换热器、低温水泵、低温水换热器、膨胀水箱、高温水温控阀组件、低温水温控阀组件和单向阀组成；所述冷却系统具有独立的高温循环水路和低温循环水路，高温循环水路包括高温水泵、高温水换热器、高温水温控阀组件、膨胀水箱和单向阀a；高温水自高温水泵流出，冷却缸盖、缸套、增压系统的空冷器并带走热量后，进入高温水换热器与高温水温控阀组件，最后进入高温水泵完成循环；高温水循环水路内的高温水温度通过高温水温控阀组件自动调节流入高温水换热器的流量比例实现温度控制；高温循环水路通过机舱膨胀水箱进行补水；单向阀a用于避免备车过程中，预热的高温水进入高温水泵出口；低温水路连通机舱中央冷却水系统，包括低温水泵、低温水换热器、低温水温控阀组件、滑油换热器、膨胀水箱和单向阀b；低温水自低温水泵流出，冷却空冷器和滑油换热器带走热量后进入低温水换热器、低温水温控阀组件，最后进入低温水泵完成循环；低温水循环水路内的低温水温度通过低温水温控阀组件自动调节低温水换热器后的流量比例实现温度控制；低温循环水路通过机舱膨胀水箱进行补水；低温节流孔板b用于低温水温控阀组件调节水温更精准；单向阀b用于避免备车过程中，预热的低温水进入低温水泵出口。

10、进一步，所述增压系统由废气旁通阀、废气涡轮增压器、波纹管、空冷器进气腔体、空冷器、进气管系、空冷器出气腔体、排气管系、排气集管、进气集管组成；所述增压系统包含进气和排气两部分，通过废气旁通阀进行进排气路旁通，提升整机中高负荷性能；正常运转时，废气由每缸进入排气集管，驱动废气涡轮增压器将新鲜空气压入空冷器进气腔体，并通过空冷器后进入空冷器出气腔体、通过进气集管和进气管系，最后输送至每个气缸单元组件内；增压系统侧面布置空冷器，机架内进气，分体式布置，结构简单，安装维修便捷。

11、进一步，所述机体组件由整体铸造型式机架和悬挂式轴承盖组成，内部布置润滑系统的滑油道，冷却系统的低温循环水道，机架输出端集成一档额外主轴承，用于更良好地匹配单支撑电机，且输出端集成齿轮箱功能，机架内部具有中置的曲轴组件安装空间，以及中置的凸轮轴组件安装空间。机体集成高温水路、滑油路、进气腔；机体组件上部具有气缸单元组件、燃油燃气系统安装空间；增压系统进气管安装空间，排气集管安装空间；高温循环水管路，并且机体组件表面有安装凸台，用于悬挂其它附件，如油管、水管、支架、滤器，用于将高温区域集中在发动机上部，低温区域集中在发动机侧面，有效避免工作人员在接近发动机时被高温灼伤，有助于提升整机的安全性。

12、进一步，所述输出端箱体组件，位于发动机的动力输出端，内部具有输出端齿轮组件安装空间、飞轮组件安装空间，内部有空气流动腔用于连接进气集管，且与机架组件的低温循环水道相连接的低温循环水道安装空间，且表面有安装凸台，用于悬挂其它附件。

13、进一步，所述自由端箱体组件，位于发动机的自由端，内部具有自由端齿轮组件安装空间、扭振减震器安装空间，机旁具有滑油换热器安装空间，前端左侧具有高温水泵、低温水泵和滑油泵安装空间，前端右侧具有引燃油泵、滑油自滤器安装空间。

14、本发明的有益效果是：

15、本发明的大功率船用双燃料中速发动机，机架组件上集成有燃油燃气系统、润滑系统、冷却系统、增压系统、电子控制系统，具有高度集成性。机架组件，作为发动机的重要组件，用于承载发动机受力、振动；机架组件上的布置方案的特点是将高温区域集中在发动机上部，低温区域集中在发动机侧面，可有效避免工作人员在接近发动机时被高温灼伤，有助于提升整机的安全性；燃油燃气系统采用双燃料，能满足气缸单元组件内部燃烧所需的主燃油、引燃油和燃气喷射需求；润滑系统能满足发动机正常运行所需的滑油供应需求；冷却系统能满足发动机正常运行所需的冷却水供应需求。增压系统能满足发动机正常运行所需的空气压力、流量需求。