CN204492917U - 一种大功率船用低速柴油机排气阀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种大功率船用低速柴油机排气阀装置，包括排气阀控制部分和排气阀部分，排气阀控制部分为伺服油液压控制，向该排气阀部分供给伺服油，排气阀部分包括排气阀上体、排气阀下体、排气阀杆、液压活塞、液压活塞上腔、中间块、排气阀下腔和排气阀杆行程传感器，排气阀液压活塞和排气阀上体之间形成液压活塞上腔，中间块、排气阀杆压紧体和排气阀上体之间形成排气阀下腔，排气阀杆行程传感器布置在排气阀上体内。本实用新型通过对两个进油控制电磁阀的精确柔性控制，实现排气阀排气正时和排气持续期的精确控制，满足柴油机全工况下理想的排气阀运动规律，以提供柴油机的燃油经济性和改善其排放性。

Description

一种大功率船用低速柴油机排气阀装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种柴油机，具体地说是柴油机排气装置。

背景技术

排气阀及其控制***是大功率船用二冲程低速柴油机的重要组成部分，通过控制排气阀打开时刻、关闭时刻和打开速度实现对柴油机进排气过程的控制，从而获得柴油机较好的燃油经济性和排放性。传统的排气装置采用的是机械式传动的工作方式，即，曲轴带动凸轮轴旋转，而布置在凸轮轴上的凸轮驱动排气阀机构实现排气阀的打开和关闭，虽然这种机械式排气装置结构简单、运行稳定，但由于凸轮型线一般是根据标定工况进行优化确定的，因而无法柔性实现在柴油机全工况范围内最佳的排气定时和排气持续期的。

中国专利CN10395341A提出了一种驱动压力可变增压式排气机构，通过一级增压器上的一级活塞与二级活塞对初级增压腔内的液压油进行增压，从而实现在排气阀开启和维持过程中以不同的增压压力驱动和维持，有利于降低驱动液压油的供油压力。其不足之处在于，该装置结构过于复杂，在该排气机构中存在两个增压活塞，虽然可以实现采用较小的伺服油压力，但并不是伺服油压越小越好，因为，实际使用的伺服油压是由整个低速机伺服油供给***决定的，该伺服油不仅为排气阀提供驱动液压力，还为喷油器循环喷油量和喷油定时的控制提供液压驱动力。

发明内容

本实用新型的目的在于提供能够实现排气阀排气正时和排气持续期的精确控制的一种大功率船用低速柴油机排气阀装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型一种大功率船用低速柴油机排气阀装置，其特征是：包括排气阀部分、排气阀控制部分；排气阀部分包括排气阀上体、排气阀下体、排气阀杆、液压活塞、排气阀杆压紧体、压紧体压紧弹簧，排气阀上体安装在排气阀下体上，排气阀上体和排气阀下体内设置相互连通的空腔，排气阀杆设置在排 气阀上体和排气阀下体的空腔里，排气阀杆顶端连接液压活塞，液压活塞与其上方的排气阀上体之间形成液压活塞上腔，排气阀杆上自上而下依次套有中间块、压紧体压紧弹簧、排气阀杆压紧体，排气阀杆压紧体在压紧体压紧弹簧的作用下与排气阀上体内壁和排气阀下体上端面配合，中间块、排气阀杆压紧体和排气阀上体之间形成排气阀下腔，排气阀杆下端设置排气阀阀座；排气阀控制部分包括伺服油箱、进油控制电磁阀、进油控制阀，伺服油箱连通伺服油进油总管，从伺服油进油总管分出液压活塞上腔伺服油进油管和排气阀下腔伺服油进油管，液压活塞上腔伺服油进油管连通液压活塞上腔，排气阀下腔伺服油进油管连通排气阀下腔，液压活塞上腔伺服油进油管上安装进油控制阀，排气阀下腔伺服油进油管上安装进油控制电磁阀，进油控制阀通过液压活塞上腔伺服油回油管连通伺服油箱，进油控制电磁阀通过排气阀下腔伺服油回油管连通伺服油箱。

本实用新型还可以包括：

1、伺服油进油总管上依次安装伺服油过滤器、伺服油泵、单向阀。

2、进油控制阀与伺服油进油总管之间的液压活塞上腔伺服油回油管上安装电控节流阀。

本实用新型的优势在于：

1、本实用新型的一种船用低速柴油机排气阀装置，通过对两个进油控制电磁阀通电时刻和通电时间的控制，实现液压活塞上腔和排气阀下腔内伺服油的进油、泄油过程，满足在柴油机全工况范围内灵活调节排气阀最佳的排气定时和排气持续期的要求；

2、由于采用两个进油控制电磁阀，通过控制单元发出的控制信号，可实现排气阀杆的变速度运动，即在排气阀打开阶段，排气阀杆迅速打开，而在排气阀杆运动过程中，则以较小的恒定速度打开；

3、通过对电控节流阀和进油控制电磁阀的控制，可实现排气阀杆的可变行程；

4、取消了空气弹簧作为保证在排气阀不工作时排气阀杆回落到阀座的结构，而采用在排气阀下腔内充满伺服油的机构，这简化了整个排气阀控制***和生产制造成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型安装电控节流阀后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1～2，本实用新型的一种船用低速柴油机排气阀装置由排气阀控制部分A和排气阀部分B组成。

排气阀控制部分A包括伺服油箱1、伺服油过滤器2、伺服油泵3、单向阀4、伺服油进油总管5、进油控制电磁阀6、排气阀下腔伺服油进油管7、排气阀下腔伺服油回油管8、进油控制阀9、液压活塞上腔伺服油进油管10、液压活塞上腔伺服油回油管11。

排气阀部分B包括排气阀上体12、排气阀杆13、液压活塞14、液压活塞上腔15、中间块16、排气阀下腔17、排气阀杆压紧体18、压紧体压紧弹簧19、排气阀下体20、排气阀阀座21、排气阀杆行程传感器22。排气阀杆13位于排气阀上体12内，排气阀液压活塞14位于排气阀杆13的上端，和排气阀杆13固定连接，液压活塞14和排气阀上体12之间形成液压活塞上腔15，中间块16和排气阀杆13为配合连接，排气阀杆压紧体18和排气阀杆13的一段为一对精密偶件，在压紧体压紧弹簧19的作用下，排气阀压紧体18将排气阀杆13压紧在排气阀下体20上，防止在排气阀打开的过程中缸内高温高压燃气进入到排气阀下腔17内。中间块16、排气阀杆压紧体18和排气阀上体12之间形成排气阀下腔17，排气阀杆行程传感器22垂直于排气阀杆13安装，用于记录排气阀杆的运动规律。

本实用新型的具体工作原理如下：进油控制电磁阀6和9为二位三通电磁阀，当进油控制电磁阀6和9不通电时，排气阀下腔伺服油进油管7和排气阀下腔伺服油回油管8相连通，排气阀上腔伺服油进油管10和液压活塞上腔伺服油回油管11相连通，伺服油在伺服油泵3的作用下，从伺服油箱1流出，通过伺服油过滤器2、单向阀4、伺服油进油总管5分成两路：一路通过进油控制电磁阀6和排气阀下腔伺服油回油管8相连通，而和排气阀下腔伺服油进油管7相切断；另一通过进油控制电磁阀9和液压活塞上腔伺服油回油管11相连通， 而和液压活塞上腔伺服油进油管10相切断。在排气阀正常工作前，进油控制电磁阀9不工作，进油控制电磁阀6工作，进油控制电磁阀6切断伺服油进油总管5和排气阀下腔，而接通伺服油进油管7和伺服油进油总管5，伺服油在伺服油泵3的作用下，从伺服油箱1中被泵出，通过伺服油过滤器2、单向阀4、伺服油进油总管5和排气阀下腔伺服油进油管7进入到排气阀下腔17内，排气阀杆13和中间块16配合连接，在排气阀下腔17内伺服油压的作用下，排气阀杆13处于最上端，使得液压活塞14位于排气阀上体12的上端。当排气阀接受到来自控制单元发出的控制信号后，进油控制电磁阀9开始工作，进油控制电磁阀9切断伺服油进油总管5和液压活塞上腔伺服油回油管11的通路，而接通伺服油进油总管5和液压活塞上腔伺服油进油管10的通路，此时伺服油在伺服油泵3的作用下，从伺服油箱1中泵出，通过伺服油过滤器2、单向阀4、伺服油进油总管5、进油控制电磁阀9、液压活塞上腔伺服油进油管10进入到排气阀上体14上的液压活塞上腔15内，在压力差的作用下，排气阀杆13向下运动，离开排气阀下体20上的排气阀座21，完成排气阀的打开，在排气阀杆运动过程中，通过布置在排气阀上体12上的排气阀杆行程传感器22测量排气阀杆的运动规律。

图2为本实用新型的一个实例，当控制单元发出可变最大行程控制信号后，通过调节电控节流阀23，对来自伺服油泵3内的伺服油压为P0的伺服油进行节流，使得节流后进入到液压活塞上腔的伺服油压为P1,即：P1＝P0*液压活塞上腔面积/排气阀下腔面积，此时排气阀杆受到平衡的液压力，从而实现排气阀的可变最大行程。

根据上述工作过程的描述可知，一种大功率船用低速柴油机排气阀装置通过对液压活塞上腔和排气阀下腔进油控制电磁阀通电时刻和通电时间的控制，可实现在柴油机全工况范围内灵活调节排气阀最佳排气定时、排气持续期、排气阀杆的变速度运动和可变行程，提高柴油机的燃油经济性和降低排放性。该排气阀装置中取消了空气弹簧作为保证在排气阀不工作时排气阀杆回落到阀座的结构，而采用在排气阀下腔内充满伺服油的机构，简化了整个排气阀控制***和生产制造成本。

排气阀控制部分为伺服油液压控制，连接排气阀部分且向该排气阀部分供 给伺服油；

排气阀部分包括排气阀上体、排气阀下体、排气阀杆、液压活塞、液压活塞上腔、中间块、排气阀下腔、排气阀杆压紧体、压紧体压紧弹簧、排气阀阀座和排气阀杆行程传感器；

排气阀杆位于排气阀上体和排气阀下体组成的排气阀体内，液压活塞位于排气阀杆的顶端，和排气阀杆头固定连接，液压活塞和排气阀上体之间形成液压活塞上腔，中间块位于液压活塞的下面，和排气阀杆为配合连接，两者在配合时为一个运动体；

中间块和排气阀上体的内表面为偶件配合，排气阀下***于排气阀上体的下面，排气阀下体内布置有排气阀杆压紧体，该压紧体和排气阀杆的一部分为一对精密偶件，保证排气阀杆在压紧体内***，在压紧体压紧弹簧的作用下，排气阀压紧体将排气阀杆压紧在排气阀下体上，防止在排气阀打开的过程中缸内高温高压燃气进入到排气阀下腔。中间块、排气阀杆压紧体和排气阀上体之间形成排气阀下腔，排气阀杆行程传感器布置在排气阀上体内，垂直于排气阀杆安装，用于记录排气阀杆的运动规律。

液压活塞为一方块体，其液压活塞上腔面积大于液压活塞下腔表面积，以形成一定的增压比。

进油控制电磁阀为二位三通电磁阀。

排气阀控制部分包括伺服油箱、伺服油过滤器、伺服油泵、单向阀、伺服油进油总管、进油控制阀、排气阀下腔伺服油进油管、排气阀下腔伺服油回油管、进油控制阀、液压活塞上腔伺服油进油管和液压活塞上腔伺服油回油管。

Claims (3)

1.一种大功率船用低速柴油机排气阀装置，其特征是：包括排气阀部分、排气阀控制部分；排气阀部分包括排气阀上体、排气阀下体、排气阀杆、液压活塞、排气阀杆压紧体、压紧体压紧弹簧，排气阀上体安装在排气阀下体上，排气阀上体和排气阀下体内设置相互连通的空腔，排气阀杆设置在排气阀上体和排气阀下体的空腔里，排气阀杆顶端连接液压活塞，液压活塞与其上方的排气阀上体之间形成液压活塞上腔，排气阀杆上自上而下依次套有中间块、压紧体压紧弹簧、排气阀杆压紧体，排气阀杆压紧体在压紧体压紧弹簧的作用下与排气阀上体内壁和排气阀下体上端面配合，中间块、排气阀杆压紧体和排气阀上体之间形成排气阀下腔，排气阀杆下端设置排气阀阀座；排气阀控制部分包括伺服油箱、进油控制电磁阀、进油控制阀，伺服油箱连通伺服油进油总管，从伺服油进油总管分出液压活塞上腔伺服油进油管和排气阀下腔伺服油进油管，液压活塞上腔伺服油进油管连通液压活塞上腔，排气阀下腔伺服油进油管连通排气阀下腔，液压活塞上腔伺服油进油管上安装进油控制阀，排气阀下腔伺服油进油管上安装进油控制电磁阀，进油控制阀通过液压活塞上腔伺服油回油管连通伺服油箱，进油控制电磁阀通过排气阀下腔伺服油回油管连通伺服油箱。

2.根据权利要求1所述的一种大功率船用低速柴油机排气阀装置，其特征是：伺服油进油总管上依次安装伺服油过滤器、伺服油泵、单向阀。

3.根据权利要求1或2所述的一种大功率船用低速柴油机排气阀装置，其特征是：进油控制阀与伺服油进油总管之间的液压活塞上腔伺服油回油管上安装电控节流阀。