且采用任何構型(“V”型、“直列”等)。內燃發動機10可用來為任何機器或其它設備提供動力,包括船或其它海上應用、機車應用、公路卡車或車輛、野外機器、土方設備、發電機、航天應用、泵、靜止設備例如發電設備或其它由發動機提供動力的應用。
[0022]內燃發動機10包括發動機缸體20 (在圖1所示的示例性實施例中,其包括四個氣缸26A-26D)、至少一個燃料箱(未示出)、與氣缸26A至26D相關的渦輪增壓器40和進氣歧管22。如圖1所示,進氣歧管22經由多個進氣管道24A至24D與各氣缸26A至26D流體連接。
[0023]發動機缸體20包括曲軸箱(未示出),曲軸(未明確地示出)被支承在該曲軸箱內。曲軸與在內燃發動機10運轉期間可在各氣缸26A至26D內移動的活塞連接。各氣缸26A至26D設置有至少一個進氣門(未明確地示出),該進氣門適合斷開或閉合進氣管道24至24D與氣缸26A至26D的對應燃燒室之間的流體連接。
[0024]排氣歧管28與各氣缸26A至26D連接。各氣缸26A至26D設置有至少一個排氣門,其配置在排氣管道37A至37D中并且構造成斷開和閉合氣缸26A至26D與排氣歧管28之間的流體連接。
[0025]通常,當內燃發動機10運轉時,氣態燃料和空氣的混合物(在下文中稱作“燃燒混合物”)導入氣缸26A至26D的燃燒室。具體而言,燃料系統(圖中未明確地示出)構造成經由例如位于進氣門上游的位置的相應進氣閥(圖中未示出)將適量的氣態燃料噴射到例如各進氣管道24A至24D中。同時,增壓空氣從進氣歧管中22提供到各進氣管道24A至24D中。氣態燃料在各進氣管道24A至24D內與增壓空氣混合,且隨后燃燒混合物供給到各氣缸26A至26D用于燃燒。在混合物燃燒之后,燃燒過程產生的排氣從氣缸26A至26D經排氣管道37A至37D釋放到排氣歧管28中且然后釋放到與例如渦輪增壓器40連接的主排氣管道29中。
[0026]渦輪增壓器40構造成利用內燃發動機10的排氣的熱和壓力來驅動壓縮機44以壓縮供給到發動機之前的進氣。具體而言,從渦輪增壓器40的渦輪42通過的排氣可使渦輪42旋轉,由此降低壓力和溫度。壓縮機44經由共同的軸46與渦輪42可旋轉地連接并由渦輪42驅動。
[0027]空氣經空氣入口 4吸入并供給到壓縮機44。應當了解的是,在涉及氣態燃料內燃發動機的其它實施例中,氣態燃料和空氣可在供給到壓縮機44之前在混合器中混合。還設想的是,氣態燃料可利用合適的氣態燃料噴射器直接噴射到各氣缸26A至26D內。
[0028]通常,壓縮機44的出口經由壓縮機連接部21與進氣歧管22的入口流體連接。如圖1所示,壓縮機44的出口經由冷卻器23與進氣歧管22的入口連接。配置在冷卻器23下游的節氣門27構造成斷開或閉合壓縮機連接部21與進氣歧管22之間的流體連接,由此實現或限制從壓縮機連接部21向進氣歧管22中的流動。
[0029]在內燃發動機10運轉期間,進氣在供給到氣缸26A至26D之前被壓縮并冷卻。在氣缸26A至26D內,可通過活塞的移動引起燃燒混合物的進一步壓縮和加熱。然后,可例如利用火花塞(未示出)點燃氣缸26A至26D內的燃燒混合物,或者燃燒可通過氣缸26A至26D內的壓縮自行點燃。所產生的排氣經由排氣歧管28排出。
[0030]排氣歧管28的出口與渦輪42的入口流體連接。渦輪42的出口可與例如排氣處理系統(未示出)流體連接。
[0031]在一些實施例中,內燃發動機10可設置有用于控制渦輪42和壓縮機44的轉速的廢氣門系統(圖中未示出)和/或用于控制進氣歧管22內的增壓空氣的壓力的泄放系統(圖中未示出)。
[0032]如圖1進一步所示,內燃發動機10包括起動空氣系統90,其構造成在內燃發動機10的其中使曲軸加速的起動模式期間向氣缸26A至26D提供加壓起動空氣的起動空氣系統90。起動空氣系統90包括(例如單獨的)壓縮裝置80、經由控制閥82與壓縮裝置80連接的加壓起動空氣源91、起動空氣連接部92、設置在起動空氣連接部92處的主起動閥93、也在主起動閥93下游設置在起動空氣連接部92處的起動空氣止回閥94、起動空氣歧管95、起動空氣管道96A至96D和配置在與起動空氣管道96A至96B中的氣缸起動閥97A至97B。此外,起動空氣系統90包括起動空氣泄放管路98、起動空氣泄放閥99和感測裝置100。
[0033]加壓起動空氣源91可被確定尺寸和構造成儲存至少足夠用于起動內燃發動機10的加壓起動空氣。加壓起動空氣可在預定的壓力下被儲存在加壓起動空氣源91內。如圖1所示,加壓起動空氣源91可經由控制閥82與壓縮裝置80流體連接。例如,在已使內燃發動機10加速并起動之后,加壓起動空氣源91可被再充填由壓縮裝置80提供的加壓空氣以便具有用于將來的起動過程的充足的加壓起動空氣。此外,由于加壓起動空氣源91的潛在泄漏,加壓起動空氣源91可在監視到加壓起動空氣源91處于預定的范圍之外時被繼續再充填。
[0034]壓縮裝置80可吸入新鮮空氣并且可在從約20bar至約60bar、優選從約25bar至35bar的范圍內的預定的壓力下提供加壓起動空氣。相比之下,壓縮機44可在例如約2bar至Sbar的壓力下向進氣歧管22提供加壓增壓空氣。
[0035]加壓起動空氣源91還經由起動空氣連接部92與起動空氣歧管95流體連接。主起動閥93和起動空氣止回閥94設置在起動空氣連接部92處。具體而言,主起動閥93可由例如發動機控制單元(圖中未明確地示出)控制成使得可根據例如內燃發動機10的起動模式期間的具體發動機狀態來允許或不允許加壓起動空氣從加壓起動空氣源91流入起動空氣歧管95。為了防止從起動空氣歧管95向加壓起動空氣源91中的回流,起動空氣止回閥94設置在主起動閥93下游以抑制加壓起動空氣的這種回流。
[0036]在流入起動空氣歧管95之后,加壓起動空氣可流入與氣缸26A至26D中的一個氣缸相關的各起動空氣管道96A至96D。氣缸起動閥97A至97D分別與起動空氣管道96A至96D相關。氣缸起動閥97A至97D也可由例如發動機控制單元控制。特別地,氣缸起動閥97可允許取決于在內燃發動機10的起動過程中加壓空氣流入相關的氣缸26A至26D的流量的曲柄角。當內燃發動機10獨立于燃料工作時,氣缸起動閥97A至97D關閉。
[0037]再參照圖1,起動空氣泄放管路98在起動空氣歧管95與起動空氣泄放閥99之間流體互連。起動空氣泄放閥99構造成將內燃發動機10已起動之后留在起動空氣歧管95中的加壓起動空氣經由主泄放裝置110和位于主泄放裝置110下游的泄放(管道)系統(圖1中未明確地示出)釋放到環境中。如圖1所示,主泄放裝置110還可構造成經由與曲軸箱流體連接的曲軸箱泄放管路60接收從內燃發動機10的曲軸箱泄放的氣態流體。優選地,起動空氣泄放閥90可以是例如構造成經由主泄放裝置110和泄放系統將留在起動空氣系統90的封閉空間中的加壓起動空氣泄放到環境中的螺線管泄放閥。該螺線管泄放閥也可由例如發動機控制單元控制。
[0038]在起動過程中起動空氣系統90內的壓力可在從約20bar至約60bar、優選從約25bar至35bar的范圍內,而曲軸箱泄放管路60內的壓力可在從大約環境壓力到確保曲軸箱可泄放的低過壓的范圍內。
[0039]主泄放裝置110還可配備有例如構造成窒息