大功率船用柴油机辅助紧急停车装置的制作方法

本技术涉及柴油机停车装置，尤其是一种用于大功率(3000kw以上)船用柴油机辅助停车的装置，属于内燃机。

背景技术：

1、船用柴油机是船舶运行的动力装置，当前，船用柴油机的进排气系统采用从增压器蜗壳进气端吸入的新鲜空气进入柴油机进气管中为柴油机燃烧作功，燃烧排出的废气通过各缸排气管和增压器前排气管排入增压器的排气端中。在柴油机上设有应急停车电磁阀，在紧急情况下，可以使柴油机实现紧急停车。但对于大功率船用柴油机而言，在应急停车时需要额外冲入大量压缩空气，以使高压油泵齿条归零而停止喷油。存在着额外耗气量大、无法节能使用、紧急停车需要一定时间等问题。

2、为确保船用柴油机运行时的安全，在紧急情况下，可通过紧急停车装置使船用柴油机快速停车。紧急停车装置主要包括紧急停车电磁阀和安装在高压油泵后的空气管，以及作用在高压油泵齿条上的紧急停车活塞。使用紧急停车装置时，打开装置前串联的紧急停车电磁阀，压缩空气通过紧急停车电磁阀和分配管进入到高压油泵的停车活塞，将油门齿条设定到0供油量位置，从而使高压油泵停止喷油，实现船用柴油机紧急停车。

3、但相比于小功率柴油机，大功率船用柴油机的缸径和冲程更大，整个机体也更为庞大，这就导致了柴油机的管路相对更长更复杂，压缩空气进入高压油泵的停车活塞所需要的时间也更长，随着缸数的增加，所需花费的时间也进一步增加，这不利于大功率船用柴油机在紧急情况下实现快速紧急停车。同时，大功率船用柴油机的特性也决定了所需的耗气量更大，当船舶配置多台大功率船用柴油机而压缩空气瓶的容积一定时，单台大功率船用柴油机进行紧急停车时更大的耗气量可能会影响到其他大功率船用柴油机的正常运行，导致船舶航行存在着较大的安全隐患。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种结构简单，安装方便，易于布置和操作的大功率船用柴油机辅助紧急停车装置。

2、本实用新型通过以下技术方案予以实现：

3、一种大功率船用柴油机辅助紧急停车装置，包括止回阀和四通球阀，所述四通球阀的四周侧面分别具有逆时针排列第一连接a端口、第二连接b端口、第三连接c端口和第四连接d端口；机架内数个气缸的排气管分别与排气总管相连，排气总管一端与四通球阀的第一连接a端口相连，排气总管另一端封闭；机架内数个气缸的进气管分别与进气总管相连，进气总管一端与四通球阀的第四连接d端口相连，进气总管另一端封闭；排气涡轮管道一端穿过增压器蜗壳一侧与排气涡轮一侧相邻，排气涡轮管道另一端与四通球阀的第二连接b端口相连；压气机管道一端穿过增压器蜗壳一侧与压气机一侧相邻，压气机管道另一端通过止回阀与四通球阀的第三连接c端口相连；自然吸气管道一端穿过增压器蜗壳另一侧与压气机另一侧相邻，补气管道通过电磁二通阀后再穿过增压器蜗壳另一侧与压气机另一侧相邻。

4、本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

5、进一步的，所述四通球阀的阀体为正方体，所述正方体的中心为球形空腔，正方体外周四个侧面中心分别向外延伸出管状且具有接口法兰的第一连接a端口、第二连接b端口、第三连接c端口和第四连接d端口，阀板嵌在球形空腔中，阀板外周面为球面，球面曲率与球形空腔曲率相同。

6、进一步的，所述阀体的第一连接a端口和第三连接c端口同轴，第二连接b端口和第四连接d端口同轴，且第一连接a端口和第三连接c端口的共同轴线ac与第二连接b端口和第四连接d端口的共同轴线bd互相垂直，共同轴线ac和共同轴线bd处于同一平面。

7、进一步的，阀板径向设有贯通的径向孔，所述径向孔的轴线穿过球形空腔中心；径向孔直径d分别与第一连接a端口、第二连接b端口、第三连接c端口和第四连接d端口各自对应的通孔直径匹配：阀板上侧中心向上延伸的连接端头伸出阀体顶面后与操作手柄一端固定连接。阀板厚度b与径向孔直径d之比：b/d＝1.18～1.22。操作手柄轴线与径向孔轴线的夹角α＝45°。

8、进一步的，所述阀体和阀板均采用耐热不锈钢材质，其中阀体材质牌号为x1nicrmocun25-20-7，耐热温度为500℃；阀体材质牌号为16mo3，耐热温度为650℃。

9、本实用新型在船用柴油机的涡轮增压器与气缸的进气通道、排气通道之间增设了止回阀和特殊结构的四通球阀，船用柴油机正常运行时，阀板的径向孔两端被阀体的球形空腔堵死，第一连接a端口和第二连接b端口相通，第三连接c端口和第四连接d端口相通，船用柴油机的进气和排气各自正常流通。当船用柴油机紧急停车时，四通球阀的操作手柄转动45°，使得阀板的径向孔两端分别与第一连接a端口和第三连接c端口相通，来自增压器压气机端的自然吸气和补气的压缩空气依次通过阀体的第三连接c端口、阀板的径向孔和阀体的第一连接a端口流至进气总管中，进而依次进入各气缸中，此时气缸内燃烧结束，活塞从下行转向上行，气缸开始排气，由于第二连接b端口和第四连接d端口的连接通道被阀板切断，从而有效抑制排气过程，起到辅助紧急停车的作用，本实用新型安装方便，易于布置和操作使得紧急停车能更快速高效地进行，能耗显著降低，同时有效确保船舶及柴油机的正常运行。

10、本实用新型的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

技术特征：

1.一种大功率船用柴油机辅助紧急停车装置，其特征在于：包括止回阀和四通球阀，所述四通球阀的四周侧面分别具有逆时针排列的第一连接a端口、第二连接b端口、第三连接c端口和第四连接d端口；机架内数个气缸的排气管分别与排气总管相连，排气总管一端与四通球阀的第一连接a端口相连，排气总管另一端封闭；机架内数个气缸的进气管分别与进气总管相连，进气总管一端与四通球阀的第四连接d端口相连，进气总管另一端封闭；排气涡轮管道一端穿过增压器蜗壳一侧与排气涡轮一侧相邻，排气涡轮管道另一端与四通球阀的第二连接b端口相连；压气机管道一端穿过增压器蜗壳一侧与压气机一侧相邻，压气机管道另一端通过止回阀与四通球阀的第三连接c端口相连；自然吸气管道一端穿过增压器蜗壳另一侧与压气机另一侧相邻，补气管道通过电磁二通阀后再穿过增压器蜗壳另一侧与压气机另一侧相邻。

2.如权利要求1所述的大功率船用柴油机辅助紧急停车装置，其特征在于：所述四通球阀的阀体为正方体，所述正方体的中心为球形空腔，正方体外周四个侧面中心分别向外延伸出管状且具有接口法兰的第一连接a端口、第二连接b端口、第三连接c端口和第四连接d端口，阀板嵌在球形空腔中，阀板外周面为球面，球面曲率与球形空腔曲率相同。

3.如权利要求2所述的大功率船用柴油机辅助紧急停车装置，其特征在于：所述阀体的第一连接a端口和第三连接c端口同轴，第二连接b端口和第四连接d端口同轴，且第一连接a端口和第三连接c端口的共同轴线ac与第二连接b端口和第四连接d端口的共同轴线bd互相垂直，共同轴线ac和共同轴线bd处于同一平面。

4.如权利要求2所述的大功率船用柴油机辅助紧急停车装置，其特征在于：阀板径向设有贯通的径向孔，所述径向孔的轴线穿过球形空腔中心；径向孔直径d分别与第一连接a端口、第二连接b端口、第三连接c端口和第四连接d端口各自对应的通孔直径匹配；阀板上侧中心向上延伸的连接端头伸出阀体顶面后与操作手柄一端固定连接。

5.如权利要求4所述的大功率船用柴油机辅助紧急停车装置，其特征在于：阀板厚度b与径向孔直径d之比：b/d＝1.18～1.22。

6.如权利要求4所述的大功率船用柴油机辅助紧急停车装置，其特征在于：操作手柄轴线与径向孔轴线的夹角α＝45°。

7.如权利要求2所述的大功率船用柴油机辅助紧急停车装置，其特征在于：所述阀体和阀板均采用耐热不锈钢材质，其中阀体材质牌号为x1nicrmocun25-20-7，耐热温度为500℃；阀板材质牌号为16mo3，耐热温度为650℃。

技术总结
本技术公开了一种大功率船用柴油机辅助紧急停车装置，包括止回阀和四通球阀，数个气缸的进气管、排气管分别与对应的进气总管及排气总管相连，排气总管一端与四通球阀的第一连接A端口相连，数个气缸分别与进气总管相连，进气总管一端与四通球阀的第四连接D端口相连。排气涡轮管道一端与排气涡轮一侧相邻，另一端与四通球阀的第二连接B端口相连。压气机管道一端与压气机一侧相邻，另一端通过止回阀与四通球阀的第三连接C端口相连。本技术安装方便，易于布置和操作，使得紧急停车能更快速高效地进行，显著降低了能耗，同时有效保证了船舶及船用柴油机的正常运行。

技术研发人员：徐文,李俊鹏,罗辉,周茜,徐凯航,于奇松
受保护的技术使用者：中船动力镇江有限公司
技术研发日：20221205
技术公布日：2024/1/12