[发明专利]柴油机、用于柴油机的预定断裂构件以及用于避免柴油机损伤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求19前序部分的柴油机、特别是二冲程十字头大型柴油机以及一种用于该柴油机的根据权利要求1前序部分的预定断裂构件。此外本发明涉及一种根据权利要求40前序部分的用于避免柴油机损伤的方法。

背景技术

对于柴油机、特别是二冲程大型柴油机(如其用作船驱动装置或用于发电厂)而言，当例如气缸盖由于在燃烧室中出现的超压而抬起时，在过去导致严重的损伤和也导致操作人员的危险。气缸盖螺栓(气缸盖利用该螺栓与气缸拧接)由于在气缸盖、气缸内壁和在气缸内来回运动的活塞之间的气体体积中的压力增大而伸长或甚至断裂，因为气缸盖螺栓不是为这样的超压设计的。

在气缸盖抬起时导致在气缸盖和气缸之间的爆炸性的气体排出，其中在直至170dB的吵闹的爆裂声的同时热气体(通常以火焰形式)不受控制地排出，由此不仅操作人员受到危险，而且在气缸盖和在气缸上的相互面对的密封面或在它们之间设置的密封装置被损伤，从而气缸盖必须在费用大的维修中被取下，以便更换密封装置或修补密封面。即使当气缸是一种不可取下的气缸(例如所谓的布加迪发动机)时，那么上述的危险的压力增大导致内部的发动机构件的损伤或变形，例如导致弯曲的活塞连杆或甚至导致曲轴连接的错位，这导致发动机的长的停机时间和高的维护费用。

大的船保险公司如今虽然已经规定，这种类型的船用发动机必须利用安全阀以防止这种类型的损伤。然而通常在大型柴油机中应用的安全阀不能可靠避免上述的损伤，而是大多仅仅具有指示器或出气孔的作用，其警告即将到来的气缸盖抬起或气缸损伤，然而却不能阻止这种情况。因为传统的安全阀过慢地工作或必须如此大的设计尺寸，从而其应用是不实际的。这种类型的出气孔-安全阀此外被发展，以便示出连续变差的错误发展，然而不适合于警告超压，这种超压例如在电子的发动机管理的自发的和不可预见的失效或失灵时可能出现。

卸压装置如熔化塞、预定断裂部位或断裂盘已知应用在低压环境中。例如由日本专利JP S 45-037498B已知一种预定断裂构件，其用于保护掉入水中的农业机械的发动机防止由于渗入燃烧室内的水而堵塞，水由于其不可压缩性而阻止进一步的活塞运动。

发明内容

由此出发本发明的任务在于提供一种柴油机、特别是纵向扫气的二冲程十字头大型柴油机，其在运行中在较小的维护费用的同时具有较小的损伤可能性以及提供一种预定断裂构件和一种方法，利用它们能够避免柴油机的损伤。

上述在预定断裂构件方面的任务利用权利要求1的特征解决，在柴油机方面的任务利用权利要求19的任务解决，并且在用于避免柴油机损伤方面的方法方面的任务通过权利要求40的特征解决。

这种柴油机具有至少一个燃烧室，其被一个气缸在多侧围住以及被至少一个在该气缸内来回运动的活塞的至少上面围住，它们构成用于燃烧室的外壁，其中燃烧室在其外壁上具有预定断裂部位。它也可以是具有一个活塞或两个相对运动的活塞的柴油机。

根据本发明，柴油机包含预定断裂部位，其适合于保护柴油机防止可能的损伤，这种损伤可能通过在柴油机的故障期间燃烧室内的气体的非期望的大的超压引起。在此预定断裂部位有利地具有一个预定断裂压力，其低于超压(从该超压起可预期损伤)且高于一个在正常的柴油机运行条件下最大设定的燃烧室正常压力。预定断裂部位在此有利地设置在预定断裂构件上，其设置用于封闭穿过柴油机的燃烧室的外壁引导出来的紧急排放通道。为此，柴油机在燃烧室外壁中具有一个利用预定断裂构件封闭的紧急排放通道。

利用这种类型的包含预定断裂部位的柴油机或相应的预定断裂构件，此外本发明的方法能够被转换成用于避免柴油机的损伤，该方法的特征在于，为了防止柴油机的损伤(所述损伤可能由于在柴油机的故障期间在燃烧室中的气体的异常高的超压引起)，在至少一个燃烧室的外壁中设置至少一个根据本发明的预定断裂构件和/或使用根据本发明构成的柴油机。

从而通过可靠地阻止开头所述的在气缸和气缸盖之间的气体流出时的所述损伤，有利地也阻止了内部的构件的可能的变形(其同样可能通过在燃烧室中的破坏性的燃烧超压引起)，例如活塞杆、十字头元件或连杆的弯曲，以及在曲轴上的收缩连接中的部分出现的错位。因为在这种类型的破坏性的超压形成之前，预定断裂部位断裂，由此至少基本上阻止进一步的压力升高，因为由于喷入的燃料和可能的进一步的压缩在燃烧室中导致的进一步的压力升高通过在断裂的预定断裂部位上的压力降而受到抑制。预定断裂部位的断裂在此是可容忍的并且将上述的否则要发生的严重的损伤提前了，因为在此仅仅涉及一种非常便宜的且可简单实施的、对之前精确定义的损伤的修补。