DE602004000001T2

DE602004000001T2 - Zweitakt-Vervrennungsmaschine mit Turboaufladung und 14 Zylindern in einer einzigen Reihe

Info

Publication number: DE602004000001T2
Application number: DE602004000001T
Authority: DE
Inventors: Per Ronnedal; Bo Hansen
Original assignee: MAN B&W Diesel AS
Current assignee: MAN B&W Diesel AS
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2024-04-29
Also published as: EP1496217A1; DE202004002185U1; CN1648443A; KR200363267Y1; DK1496217T3; JP2005214191A; DE602004000001D1; EP1496217B1; KR20050077708A; PL1496217T3; JP3991039B2; KR100589766B1; CN100346065C; ATE287493T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen zweitaktigen turboladenden internen Verbrennungsmotor mit 14 Zylindern in einer einzigen Reihe, mindestens einem Abgasauffang, mindestens zwei Turboladern, und einem Spülluftsystem mit mindestens einem länglichen Spülluftauffang, wobei jeder Zylinder eine Spülluftzuleitung, die mit dem Spülluftauffang verbunden ist, und einen Abgasdurchlass, der in den wenigstens einfach vorhandenen Abgasauffang führt, hat, die genannten Turbolader, die auf ihrer Turbinenseite mit dem Abgasauffang und auf ihrer Kompressorseite mit dem Spülluftsystem verbunden sind, wobei der Motor eine Startsequenz (n1–n14) der Motorzylinder C1–C14 hat.
Motoren mit Luftaufnehmern zur Spülung verwenden eine sogenannte Turboladung bei konstantem Druck welche auf dem Prinzip basiert, dass die Abgasflusspulse der einzelnen Zylinder dadurch ausgeglichen werden, dass das Abgas der Zylinder durch einen zugehörigen Abgasdurchlass in einen gemeinsamen Abgasauffang herausströmen, welcher ein länglicher Druckbehälter eines ausreichend großen Volumens ist, um einige Ausdehnung der vielen hochintensiven Gasflusspulse von den Zylindern in einen gemeinsamen Gasfluss bei einem ausgeglichenen Druck zu erlauben.
Der Turbinenteil der Turbolader empfängt Abgas bei einem konstanten Druck, wenn die Motorladung konstant ist, und das vergrößert die Effizienz der Turbolader und resultiert in einer konstanten Versorgung mit Zuleitungsluft vom Kompressorteil der Turbolader an das Spülluftsystem auf der Zuleitungsseite der Motorzylinder. Druckfluktuationen im Abgasauffang können Fluktuationen in der Leistung der Turbolader und somit unausgeglichene und variierende Ladeluftzuführungen an das Ladeluftsystem verursachen.
Die Lieferung von Spülluft zur Zuleitungsseite des Motors beeinflusst die Füllung der Zylinder mit Ladeluft und so den Verbrennungsprozess in den Zylindern und die bei den Verbrennungen entwickelte Leistung. Der In-line-Motor mit 14 Zylindern hat eine große Länge und somit einen langen Spülluftauffang. Die Druckvariationen in der Ladeluft, die von den Turboladern geliefert wird, können zu einem gewissen Grad Druckvariationen im Spülluftauffang verursachen. Trotzdem werden größere Druckfluktuationen im Spülluftauffang durch das Muster erzeugt, in dem die Zylinder Spül- und Ladeluft vom Spülluftauffang verbrauchen.
Es ist ein Problem in einem 14-zylindrigen zweitaktigen In-line-Motor, dass Gasdruckfluktuationen in dem zumindest einen Spülluftauffang Differenzen in der Ladung der Zylinder mit Ladeluft verursachen. Diese Differenzen treten zwischen Zylindern auf, die in einem Abstand voneinander lokalisiert sind, und verursachen unerwünschte Variationen in der bei der Verbrennung in den Zylindern entwickelten Leistung, und das beeinflusst die Steuerung der Zylinder, insbesondere im Hinblick auf die Treibstoffdosierung.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Fluktuationen in der Treibstoffdosierung für die Motorzylinder, die durch Variationen in der Füllung der Zylinder mit Ladeluft verursacht werden, wenn der Motor mit konstanter Ladung läuft, zu minimieren oder zu vermeiden.
In Hinblick darauf ist der zweitaktige bei Konstantdruck arbeitende turboladende interne Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die vierzehn Zylinder eine Startsequenz (n1–n14) haben, so dass wenigstens die folgenden vier Bedingungen a) bis d) erfüllt werden
für die Gaspulsation vierter Ordnung
für die Gaspulsation fünfter Ordnung
für die Gaspulsation sechster Ordnung
für die Gaspulsation siebter Ordnung
Dabei ist n die Zylindernummer, φ_n ist der Zündwinkel für Zylinder n, F(n) ist eine Gewichtsfunktion, die unter Beachtung der Position des Zylinders zwischen F(1) = 1 bei Zylinder C1 und F(14) = –1 bei Zylinder C14 linear interpoliert ist, und || bezeichnet die Länge des Vektors. Die Länge des Vektors wird auf die traditionelle Art und Weise als die Quadratwurzel der Summe des Quadrats der resultierenden Sinuskomponente addiert zum Quadrat der resultierenden Kosinuskomponente berechnet.
Wenn die Startsequenz des 14-zylindrigen In-line-Motors diese Bedingungen erfüllt, ist die primäre Quelle für die Entstehung von Druckfluktuationen im Spülluftauffang auf ein solch niedriges Niveau minimiert worden, dass die Treibstoffdosierung an die Zylinder im wesentlichen unbeeinflusst von Druckfluktuationen der Spülluft ist. Die Startsequenzen, die die Bedingungen erfüllen, haben zur Folge, dass die Zylinder Spül- und Ladeluft vom Spülluftauffang in Sequenzen verbrauchen, die nicht zu große Druckfluktuationen der Luft im Spülluftauffang erzeugen.
In einer bevorzugten Ausführung haben die vierzehn Zylinder eine Startsequenz (n1– n14), so dass auch die folgende Bedingung e) erfüllt ist
Dabei ist n die Zylindernummer, φ_n ist der Zündwinkel für Zylinder n, F(n) ist eine Gewichtsfunktion, die F(1) = 0 bei Zylinder C1 und F(n) = F(n – 1) + ((Abstand von der Mittelachse von Zylinder C_n-1 zur Mittelachse von Zylinder C_n)/(nomineller Abstand zwischen den Zylindern)) ist, und || bezeichnet die Länge des Vektors. Der nominelle Abstand zwischen den Zylindern ist der Abstand zwischen den Zylindern, die zwischen den Zylindern nur ein einziges Hauptlager haben, typischerweise der Abstand zwischen den Mittelachsen der Zylinder C1 und C2. In einem 14-zylindrigen Motor wird die Kurbelwelle typischerweise in zwei Teilen gefertigt, die zwischen zwei Zylindern verbunden werden, typischerweise durch Zusammenschrauben. Zwischen diesen zwei Zylindern sind zwei Hauptlager, die folglich durch einen Abstand größer als der genannte nominelle Abstand voneinander getrennt sind.
Ein langer In-line-Motor wie ein 14-zylindriger zweitaktiger Motor wird typischerweise als ein Antriebsmotor in einem Schiff verwendet. Die Vorteile, die dadurch erzielt werden, dass man die Startsequenz gemäß der Bedingungen a) bis d) entwirft, werden noch weiter verstärkt, indem man auch die Bedingung e) erfüllt. Die Bedingung e) stellt weiterhin den Vorteil zur Verfügung, dass die so genannten Kerbenmomente vermindert werden. Kerbenmomente (nick-moments) sind eine gewichtete Summation über die Zylinder der vertikalen Kräfte, die an den Zugstangen und den Hauptlagern wirken. Die Kerbenmomente tendieren dazu, eine unerwünschte Vibration des Motors und der Schiffshülle in der vertikalen Ebene zu induzieren.
In einer weiteren Ausführung haben die vierzehn Zylinder eine Startsequenz (n1–n14), so dass die folgende Bedingung f) ebenfalls erfüllt ist
Dabei ist n die Zylindernummer, φ_n ist der Zündwinkel für Zylinder n, F(n) ist eine Gewichtsfunktion, die F(1) = 0 bei Zylinder C1 und F(n) = F(n – 1) + ((Abstand von der Mittelachse von Zylinder C_n-1 zur Mittelachse von Zylinder C_n)/(nomineller Abstand zwischen den Zylindern)) ist, und || bezeichnet die Länge des Vektors. Das Kerbenmoment zweiter Ordnung ist eine gewichtete Summation über die Zylinder der vertikalen Kräfte zweiter Ordnung, die an den Zugstangen und den Hauptlagern wirken. Diese Kerbenmomente zweiter Ordnung können unerwünschte vertikale Vibrationen induzieren. Es ist auch möglich, einen Motor mit 14 Zylindern mit einer Startsequenz (n1–n14) zu machen, so dass die beiden oben erwähnten Bedingungen e) und f) erfüllt sind, und das minimiert den Einfluss der Kerbenmomente auf die vertikale Vibration der Hülle. Vorzugsweise ist Vnick(2) kleiner als 3,0 und noch mehr vorzuziehen wäre weniger als 2,0.
In der am meisten bevorzugten Ausführung haben die vierzehn Zylinder eine Startsequenz (n1–n14), so dass gilt

a) Vgas(4) < 1 für die Gaspulsation 4. Ordnung
b) Vgas(5) < 2 für die Gaspulsation 5. Ordnung
c) Vgas(6) < 2 für die Gaspulsation 6. Ordnung
d) Vgas(7) < 2,2 für die Gaspulsation 7. Ordnung
e) Vnick(1) < 1,5 für die Kerbenmomente 1. Ordnung
f) Vnick(2) < 1,5 für die Kerbenmomente 2. Ordnung

Die Startsequenz, die diese Kriterien erfüllt, stellt dem Motor in der Relation außergewöhnlich gute Laufbedingungen zur Verfügung, wobei selbst der Druck im Spülluftauffang auf seiner gesamten Länge erzielt wird, und zusätzlich ist das Vibrationsniveau in der Regel sehr gut in dem Sinne, dass alle der traditionell betrachteten Vibrationsniveaus in akzeptablen Limits sind. Weniger als 600 ausgeglichene Startsequenzen von den 6.227.020.800 möglichen ausgeglichenen Startsequenzen für den 14-zylindrigen Motor erfüllen diese Kriterien.
Die Startsequenz kann ausgeglichen sein in dem Sinne, dass der Drehwinkel der Kurbelwelle zwischen dem Zünden von zwei aufeinander folgenden Zylindern gleich 360°/14 ist. Dieser Winkel fester Größe wird für alle Zylinder in dem Motor verwendet. Wenn es ein spezielles Problem in einer bestimmten Motorinstallation gibt, ist es auch möglich, das Vibrationsmuster fein abzustimmen, indem eine Startsequenz verwendet wird, die in dem Sinne unausgeglichen ist, dass der Drehwinkel der Kurbelwelle zwischen der Zündung von mindestens zwei Paaren von nacheinander zündenden Zylindern sich von 360°/14 unterscheidet.
Beispiele von Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die hoch schematischen Zeichnungen detaillierter beschrieben, darin ist.
1 eine sektionale Ansicht eines zweitaktigen Motors mit 14 Zylindern gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine Seitenansicht des Motors in 1,
3 eine perspektivische Ansicht einer Kurbelwelle für den Motor in 1,
4 eine Illustration der Startsequenz für die zu der Kurbelwelle nach 3 gehörenden Zylinder,
5 eine Illustration der Gaspulsationen der verschiedenen Moden im Spülluftauffang, und
6 eine Illustration der Kräfte, die Kerbenmomente verursachen.
In 1 ist der Querschnitt durch einen großen zweitaktigen bei Konstantdruck arbeitenden turboladenden internen Verbrennungsmotor des Querhaupttyps mit 14 Zylindern zu sehen. Der Motor kann zum Beispiel von der Machart MAN B&W Diesel und dem Typ MC oder ME oder von der Machart Wärtsilä und dem Typ Sulzer RT-flex oder Sulzer RTA sein. Die Zylinder können eine Bohrung im Bereich von zum Beispiel 60 bis 120 cm haben, vorzugsweise von 80 bis 120 cm, und noch mehr vorzuziehen von 95 bis 120 cm. Der Motor kann zum Beispiel eine Leistung im Bereich von 3000 bis 8500 kW pro Zylinder haben, vorzugsweise von 4000 bis 8000 kW, so wie zumindest 5000 kW pro Zylinder. Jeder Zylinder C1 bis C14 hat typischerweise eine Zylinderlaufbuchse 1 mit einer Reihe von Spülluftöffnungen 2 an ihrem unteren Ende und eine Zylinderabdeckung 3 mit einem Auslassventil 4, die sich an der Oberseite des Zylinders befindet.
Ein Kolben 5 ist auf einer Kolbenstange 6 montiert, welche durch ein Querhaupt 7 und eine Verbindungsstange 8 mit einem Zapfen der Kurbelwelle 9 auf der Kurbelwelle 10 verbunden ist. Der Kurbelwellenzapfen 11 befindet sich in einem Hauptlager, das in einer Auflageplatte 12 montiert ist.
Das Kreuzhaupt wird in der transversalen Richtung durch Gleitschuhe 13 unterstützt, die auf vertikal ausgedehnten Führungsebenen gleiten. Die Führungsebenen sind an dem stationären A-Rahmen 14 des Motors befestigt. Ein Zylinderbereich 15 ist an der Spitze des A-Rahmens montiert.
Die Zylinderabdeckung 3 ist am Zylinderbereich durch Abdeckungsnägel 16 befestigt. Zugstangen 17 dehnen sich vom Zylinderbereich hinab zur Auflageplatte aus, und sie befestigen den Zylinderbereich 15 an der Auflageplatte 12. Es gibt typischerweise vier Zugstangen 17, die an jedem Zylinderbereich wirken, und die Summe der nach unten gerichteten Kräfte von den Zugstangen übersteigt die nach oben gerichtete Kraft auf die Zylinderabdeckung, die durch den maximal entwickelten Druck durch die Verbrennung in der Verbrennungskammer im Zylinder verursacht wird.
Ein Abgasrohr 18 erstreckt sich von dem einzelnen Zylinder im Bereich des Auslassventils und ist zu einem Abgasauffang 19 hin geöffnet, den sich eine Anzahl an Zylindern teilt. Der Motor kann nur einen einzigen Abgasauffang besitzen, den sich alle Zylinder teilen, oder er kann eine größere Zahl an Abgasauffangen haben, so wie zwei oder drei, die Ende an Ende in Verlängerung voneinander angeordnet und typischerweise durch Gasflussdurchlasse miteinander verbunden sind.
Der Abgasauffang ist ein Druckbehälter mit einem zirkular zylindrischen Querschnitt. Das Abgasrohr 18 erstreckt sich in den Abgasauffang 19 und liefert das Abgas von der dazugehörigen Verbrennungskammer, wenn das Auslassventil geöffnet ist. Im Abgasauffang werden Druckvariationen, die durch die aus den Abgasrohren emittierten Abgaspulse verursacht werden, zu einem ausgeglicheneren Druck ausgeglichen.
Vier Turbolader 20 sind auf eine solche Art und Weise mit dem Abgasauffang 19 verbunden, dass das Abgas durch die Abgasdurchlasse 21 durch den Turbinenteil 22 des Turboladers strömen kann, wo es als Antriebsmedium für das Turbinenrad wirkt, welches auf einer Antriebswelle für ein Kompressorrad montiert ist, das in einem Kompressorteil 23 des Turboladers lokalisiert ist. Der Kompressorteil 23 kann Druckluft in Richtung des Pfeils A durch einen Luftstromdurchlass 24 und möglicherweise einen Zuleitungsluftkühler 25 an ein Spülluftsystem 26 liefern.
Das Spülluftsystem umfasst mindestens einen Spülluftauffang 27, gemeinsam für einige oder alle Zylinder, und für den einzelnen Zylinder einen Flussdurchlass 28, der eine Zuleitungsluftkammer 29 mit dem Spülluftauffang verbindet, so dass die Zuleitungsluft in Richtung des Pfeils B strömen kann, um die Zuleitungsluftkammer mit Luft zu füllen, die durch den Zylinder verbraucht werden soll. Der Spülluftauffang ist ein Druckbehälter mit einer zylindrischen Form, die im Querschnitt kreisförmig ist. Rückschlagventile 31 werden an den Luftzuleitungen im unteren Bereich des Spülluftauffangs 27 zur Verfügung gestellt.
Die Zuleitungsluft wird sowohl Spülluft als auch Ladeluft genannt. Trotzdem ist die Zuleitungsluft ein und dasselbe. In einem zweitaktigen Motor wird Zuleitungsluft benötigt, um die Verbrennungskammer von den Verbrennungsprodukten zu spülen (reinigen), während das Auslassventil geöffnet ist, und Zuleitungsluft, um den Zylinder mit Luft für den nächsten Verbrennungsprozess nach dem Schließen des Auslassventils aufzuladen. Die Zuleitungsluftkammer 29 umgibt den unteren Bereich der Zylinderlaufbuchse 1 mit den Spülluftöffnungen 2.
Während des Verbrennungstakts eines zweitaktigen Zyklus wird der Kolben 5 nach unten bewegt, bis er im untersten Teil der Zylinderlaufbuchse an der unteren Totpunktposition positioniert ist, in der die obere Fläche des Kolbens unterhalb der Spülluftöffnungen 2 lokalisiert ist. In dem Moment, wenn der Kolben bei seiner Bewegung nach unten die Spülluftöffnungen passiert, strömt Luft aus der Zuleitungsluftkammer 29 in den Zylinder und verursacht einen Druckabfall in der besagten Kammer und auch im Spülluftauffang in der lokalen Gegend in der Nähe des Flussdurchlasses 28, der in den Zylinder führt.
Der Luftverbrauch und der damit verknüpfte lokale Druckabfall im Spülluftauffang treten an den Flussdurchlassen 28 auf, die entlang der Länge des Spülluftauffangs verteilt sind. Die Zylinder verbrauchen Luft in einer sequentiellen Art und Weise zu Zeitpunkten, die von der Startsequenz des Motors abhängen. Da die Zuführung von Zuleitungsluft an die Zylinder sowohl mit der Zeit als auch mit dem Ort variiert, kann die Luft im Spülluftauffang dazu gebracht werden zu fluktuieren. Die natürlichen Frequenzen von longitudinalen Gasdruckwellen innerhalb des Spülluftauffangs hängen unter anderem von der Länge des Auffangs ab.
Den in 5 veranschaulichten Spülluftauffang teilen sich alle Zylinder auf dem Motor, und er erstreckt sich konsequenterweise entlang der gesamten Länge des Motors. Die niedrigste natürliche Frequenz der Luftfluktuationen im Spülluftauffang entspricht den so genannten Gaspulsationen der ersten Mode, in der die Drücke an den Enden des Auffangs in Gegenphase sind und die größten Geschwindigkeitsänderungen in der Mitte des Auffangs auftreten. Die Gaspulsation der ersten Mode wird durch die Kurve a in 5 veranschaulicht. Die Gaspulsation der zweiten Mode wird durch die Kurve b in 5 veranschaulicht. Es erscheint, dass die Gaspulsation der ersten Mode einen einzigen Knoten 32 besitzt, die Gaspulsation der zweiten Mode zwei Knoten 32, und so weiter mit einem zusätzlichen Knoten für jede Zunahme in der Nummer der Mode.
Die Fähigkeit des sequentiellen Verbrauchs von Luft, um gasdynamische Oszillationen im Spülluftauffang anzuregen, hängt von der Startsequenz des Motors und der aktu ellen Motorgeschwindigkeit ab. Wenn die Frequenz der Druckwellen mit einer natürlichen Frequenz für eine spezifische Mode von Gaspulsationen zusammenfällt, können recht große Luftdruckfluktuationen auftreten. Diese unerwünschten Druckfluktuationen können sich auf die Füllung der Zylinder auswirken, insbesondere der Zylinder, die sich an den größten Abständen von den Knoten 32 in der relevanten Vibrationsordnung befinden.
Es ist natürlich möglich, den Spülluftauffang in mehrere Auffangbereiche zu unterteilen, die nacheinander Ende an Ende angeordnet sind. Obwohl dies die Länge des einzelnen Spülluftauffangs verändert, löst es nicht das Problem der Druckfluktuationen, erstens weil die Fluktuationen immer noch auftreten werden und zweitens weil die Unterteilung zur gleichen Zeit mögliche Variationen in der Luftmenge, die von den einzelnen Turboladern geliefert wird, dominanter macht, da solche Variationen nicht wie in einem einzigen Spülluftauffang, der allen Zylindern gemeinsam ist, ausgeglichen werden können.
Durch die Auswahl der Startsequenz unter Beachtung der oben erwähnten Bedingungen a) bis d) ist die Sequenz, in der die Zylinder Luft vom Spülluftauffang verbrauchen, so, dass die Variationen bei der Befüllung der Zylinder aufgrund von Spülluftpulsationen so klein sind, dass sie keine störenden Justierungen in der Treibstoffeinstellung für die Zylinder verursachen.

Beispiele für Startsequenzen, die die Bedingungen a) bis f) erfüllen, können wie folgt angegeben werden:

Nr.	Startsequenz für die Zylinder C1 bis C14
1	1-4-9-14-7-2-6-11-12-5-3-8-10-13
2	1-4-9-14-7-2-6-12-11-5-3-8-10-13
3	1-5-8-14-7-2-6-11-12-4-3-9-10-13
4	1-5-8-14-7-2-6-11-13-4-3-9-10-12
5	1-5-8-14-7-2-6-13-11-4-3-9-10-12
6	1-5-9-14-7-2-6-11-12-4-3-8-10-13

7	1-5-11-12-6-2-8-10-13-3-4-7-14-9
8	1-6-9-14-5-2-7-12-11-4-3-8-13-10
9	1-6-9-14-5-2-7-13-11-3-4-8-12-10
10	1-6-10-14-2-5-7-12-11-3-4-9-13-8
11	1-6-11-13-2-5-7-14-9-3-4-10-12-8
12	1-6-11-14-2-5-7-12-10-3-4-9-13-8
13	1-6-11-14-2-5-7-12-10-4-3-9-13-8
14	1-6-11-14-2-5-7-13-9-3-4-10-12-8
15	1-6-11-14-2-5-7-13-10-3-4-9-12-8
16	1-6-13-11-4-2-8-14-7-5-3-12-10-9
17	1-6-13-11-4-2-9-14-7-5-3-12-10-8
18	1-7-10-14-2-5-6-12-11-3-4-9-13-8
19	1-7-13-11-4-2-9-14-6-5-3-12-10-8
20	1-8-10-13-2-4-9-14-7-3-5-11-12-6
21	1-8-11-12-2-4-9-14-7-3-5-10-13-6
22	1-8-11-12-2-5-7-13-9-3-4-10-14-6
23	1-8-12-9-5-2-10-13-7-4-3-14-11-6
24	1-8-12-10-4-2-11-13-6-5-3-14-9-7
25	1-8-12-10-5-2-9-14-7-4-3-13-11-6
26	1-8-13-9-2-4-11-12-6-5-3-14-10-7
27	1-8-13-9-4-2-11-12-6-5-3-14-10-7
28	1-9-12-8-5-2-11-13-7-4-3-14-10-6
29	1-9-12-10-2-3-13-11-6-4-5-14-8-7
30	1-9-12-10-2-3-13-11-6-5-4-14-8-7
31	1-9-12-10-3-2-13-11-6-4-5-14-8-7
32	1-9-12-10-4-2-11-13-6-3-5-14-8-7
33	1-10-11-9-4-2-12-13-5-3-6-14-8-7
34	1-10-11-9-4-2-13-12-5-3-6-14-8-7
35	1-10-12-9-2-4-13-11-5-3-6-14-8-7
36	1-10-13-8-2-4-12-11-7-3-5-14-9-6
37	1-11-10-9-4-2-12-13-5-3-6-14-8-7
38	1-12-10-9-2-4-13-11-5-3-7-14-8-6

39	1-12-11-8-2-4-13-10-7-3-6-14-9-5
40	1-12-11-8-2-5-13-10-6-3-7-14-9-4
41	1-13-10-8-2-5-12-11-6-3-7-14-9-4
42	1-13-10-8-2-6-12-11-5-3-7-14-9-4
43	1-14-10-8-2-6-12-11-5-3-7-13-9-4
44	1-14-11-6-2-8-12-10-4-3-9-13-7-5

Andere Startsequenzen können auch die Bedingungen erfüllen, und folglich sind die genannten Startsequenzen als bevorzugte aber nicht ausschließliche Beispiele für Startsequenzen für den 14-zylindrigen Motor zu betrachten.

Die folgenden Startsequenzen erfüllen die Bedingungen von Anspruch 5 a) < 1, b) < 2, c) < 2, d) < 2,2, e) < 1,5, f) < 1,5:

45	1-9-14-8-2-4-11-13-5-3-7-12-10-6
46	1-5-10-14-6-2-7-12-11-4-3-8-13-9
47	1-6-14-10-5-2-9-13-8-3-4-11-12-7
48	1-5-11-12-7-2-6-14-10-4-3-8-13-9
49	1-5-11-12-6-2-7-14-10-3-4-8-13-9
50	1-8-13-9-4-2-10-14-6-3-5-12-11-7
51	1-6-11-12-5-2-7-14-10-3-4-9-13-8
52	1-5-12-11-6-2-7-13-10-3-4-8-14-9

Die folgenden Startsequenzen erfüllen die Bedingungen a) < 1, b) < 1, c) < 1, d) < 1, e) < 1, f) < 1:

53 1-8-14-9-2-4-11-12-7-3-5-13-10-6

54 1-8-13-9-4-2-11-14-5-3-6-12-10-7

55 1-8-14-9-2-4-12-11-7-3-5-13-10-6
In der erwähnten Startsequenz Nr. 1 zünden die Zylinder C1 bis C14 in der Reihenfolge 1 4 9 14 7 2 6 11 12 5 3 8 10 13. Die Startsequenz ist im Motor dadurch imp lementiert, dass die Kurbelwelle 10 mit Kurbelwellenkröpfungen 33 gefertigt ist, die in dem Winkelmuster ausgerichtet sind, das zum Erzielen der Startsequenz benötigt wird. Die Startsequenz wird durch das Design der Kurbelwelle bestimmt. 3 veranschaulicht das Muster, das für die Startsequenz Nr. 1 als eine ausgeglichene Startsequenz benötigt wird, und zwar eine Startsequenz mit einem regulären (ausgeglichenen) Winkelintervall von 360°/14 zwischen den Zündungen. Jede Kurbelwellenkröpfung 33 umfasst zwei Kurbelwangen 34 und den Zapfen der Kurbelwelle 9, und die Kurbelwellenzapfen 11 verbinden die Kurbelwellenkröpfungen zu einer vollständigen Kurbelwelle. Die Kurbelwellenzapfen sind entlang einer Mittelachse 35 der Kurbelwelle angeordnet, und sie werden in Hauptlagern in der Auflageplatte 12 unterstützt.
Die Distanz l zwischen den Zylindern ist konstant durch die ganze in 3 veranschaulichte Kurbelwelle hindurch, außer zwischen den Zylindern C7 und C8, wo die Distanz 12 = l + l1 ist, das ist die normale Distanz zwischen den Zylindern plus eine zusätzliche Länge 12, die durch die Anwesenheit von zwei Hauptlagern und eines dazwischen liegenden Kurbelwellenverbindungsstücks, so wie eine Flanschverbindung, wo zwei Kurbelwellenbereiche durch Schrauben verbunden sind, verursacht wird. Die Kurbelwelle kann geeignet in zwei Bereiche unterteilt werden, um das Gewicht des einzelnen Bereichs zu reduzieren. Das vereinfacht das Heben der Kurbelwelle auf die Auflageplatte während der Montage des Motors und es vereinfacht auch die Fertigung der Kurbelwelle, da die vollständige Kurbelwelle eines 14-zylindrigen Motors der relevanten Größe ein Gewicht deutlich mehr als 250 t haben kann. Die Distanz l2 zwischen den Zylindern, die an der Verbindung lokalisiert sind, ist größer als die Distanz l zwischen den anderen Zylindern. Es ist auch möglich, die Kurbelwellenverbindung zwischen den Zylindern C8 und C9 zu lokalisieren.
Der Motor kann ein elektronisch gesteuerter Motor sein, ohne eine Steuerwelle zum Aktivieren der Treibstoffpumpen und Auslassventile, zum Beispiel ein Motor vom Typ ME. Wenn der Motor von einem traditionellen Typ mit Steuerwelle ist, kann die Steuerwelle von der Kurbelwelle durch einen Kettenantrieb oder einen Zahnradantrieb angetrieben werden, welche passend zwischen den durch die größere Distanz l2 separierten Zylindern lokalisiert sein können.
Die entsprechenden Winkel zwischen den Kurbelwellenkröpfungen 33 der Kurbelwelle aus 3 sind auch in 4 veranschaulicht. Es ist auch möglich, unregelmäßige Startsequenzen zu verwenden, und zwar eine Startsequenz, die ungleichmäßig in dem Sinne ist, dass das Winkelintervall zwischen den Zündungen von mindestens zwei Paaren, und möglicherweise mehreren Paaren, von nacheinander zündenden Zylindern von 360°/14 abweicht. Eine Abweichung von nur ein paar Grad kann in einem anderen Vibrationsmuster im Motor resultieren. Solche unregelmäßigen Startsequenzen können nützlich für die Feinabstimmung der resultierenden Vibrationscharakteristiken des Motors sein. Unter Beachtung der Gaspulsationen im Spülluftauffang ist es die Startsequenz als solche, die wichtig für das Erreichen des vorteilhaft niedrigen Niveaus an Gaspulsationen ist, und nicht, ob die Startsequenz regelmäßig oder unregelmäßig ist.
Die Berechnung, ob eine bestimmte Startsequenz die einzelnen Bedingungen a) bis d) und die weiteren Bedingungen e) und/oder f) erfüllt, wird typischerweise elektronisch durch ein Computerprogramm durchgeführt, so wie das von MAN B&W Diesel entwickelte PROFIR oder so wie ein Lehrbuchprogramm wie es in „Die Verbrennungskraftmaschine" von H. Maass/H. Klier und K. E. Hafner/H. Maass, veröffentlicht im Springer-Verlag, Wien, New York, offenbart ist.
Die Berechnungen werden im Folgenden in Hinblick auf den in 2 veranschaulichten 14-zylindrigen Motor durch Beispiele erläutert. Der Motor ist von der Machart MAN B&W Diesel und dem Typ MC, genauer 14K98MC, mit einer Zylinderbohrung von 0,98 m und einem nominellen Zylinderabstand von l = 1,75 m. Die Gesamtlänge zwischen den vertikalen Mittelachsen C1 und C14 ist 23,99 m, und ein Kettengetriebe befindet sich zwischen den Zylindern C7 und C8.
Die zusätzliche Länge l1 zwischen C7 und C8 ist 1,24 m, so dass die resultierende Distanz zwischen den Zylindern C7 und C8 gleich l2 = 2,99 m ist. Mit der oben er wähnten Startsequenz Nr. 1, 1 4 9 14 7 2 6 11 12 5 3 8 10 13, werden die folgenden Werte berechnet.
Die Zündwinkel für die Zylinder C1 bis C14 sind: 0°, 128,6°, 257,1°, 25,7°, 231,4°, 154,3°, 102,9°, 282,9°, 51,4°, 308,6°, 180,0°, 205,7°, 334,2° und 77,1°.
Für die Berechnung der Gaspulsationen werden durch lineare Interpolation die folgenden Werte F(n) mit Hinblick auf die Position der Zylinder zwischen F(1) = 1 bei Zylinder C1 und F(14) = –1 bei Zylinder C14 gefunden: F(1) = 1, F(2) = 0,85411, F(3) = 0,70821, F(4) = 0,56232, F(5) = 0,41642, F(6) = 0,27053, F(7) = 0,12464, F(8) = –0,1246, F(9) = –0,2705, F(10) = –0,4164, F(11) = –0,5623, F(12) = –0,7082, F(13) = –0,8541 und F(14) = –1. Die Position des Zylinders wird berechnet als die Distanz des Zylinders Cn vom Zylinder C1 in der longitudinalen Richtung des Motors geteilt durch die gesamte Distanz zwischen den Mittelachsen der Zylinder C1 und C14. F(n) ist folglich gleich 1 – 2 × (Distanz des Zylinders Cn vom Zylinder C1)/(gesamte Distanz vom Zylinder C1 bis zum Zylinder C14).
In Hinblick auf den Wert von ωt in der Vektorsummation der Gleichungen a) bis f) kann die Länge des Vektors mit dem Wert t = 0 berechnet werden, da die Länge des resultierenden Vektors unabhängig von der Zeit ist.
In Hinblick auf den Wert für die in Bedingung a) geforderten Gaskräfte vierter Ordnung ergeben die Sinuskomponenten multipliziert mit F(n) für die entsprechenden Zylinder die folgenden Werte: C1 = 0, C2 = 0,37058, C3 = –0,5537, C4 = 0,54822, C5 = –0,1807, C6 = –0,2637, C7 = 0,09744, C8 = –0,0974, C9 = 0,11738, C10 = –0,1807, C11 = 0,0000, C12 = –0,6905, C13 = 0,83269, C14 = 0,78138, und die Summe der Sinuskomponenten ist 0,7814.
Die Kosinuskomponenten multipliziert mit F(n) nach Gleichung a) für die entsprechenden Zylinder ergeben die folgenden Werte: C1 = 1, C2 = –0,7695, C3 = 0,44156, C4 = –0,1251, C5 = –0,3752, C6 = –0,0602, C7 = 0,07771, C8 = –0,0777, C9 = 0,24374, C10 = 0,37518, C11 = –0,56232, C12 = 0,15759, C13 = 0,19006, C14 = –0,6235, und die Summe der Kosinuskomponenten ist –0,108. Die resultierende Länge des Vektors ist die Quadratwurzel aus (0,7814 × 0,7814 plus –0,108 × –0,108) = 0,789, was deutlich unterhalb des Wertes von 2,5 liegt.
In Hinblick auf den Wert für die in Bedingung b) geforderten Gaskräfte fünfter Ordnung ergeben die Sinuskomponenten multipliziert mit F(n) für die entsprechenden Zylinder die folgenden Werte: C1 = 0, C2 = –0,8327, C3 = –0,3073, C4 = 0,43964, C5 = 0,40598, C6 = 0,21151, C7 = 0,05408, C8 = 0,0541, C9 = 0,26375, C10 = –0,406, C11 = 0,000, C12 = 0,5537, C13 = 0,6678, C14 = –0,4339, und die Summe der Sinuskomponenten ist 0,6707.
Die Kosinuskomponenten multipliziert mit F(n) nach Gleichung b) für die entsprechenden Zylinder ergeben die folgenden Werte: C1 = 1, C2 = 0,19006, C3 = –0,6381, C4 = –0,3506, C5 = 0,09266, C6 = 0,16867, C7 = –0,1123, C8 = –0,1123, C9 = 0,0602, C10 = 0,09266, C11 = 0,56232, C12 = –0,4416, C13 = 0,53253, C14 = –0,901, und die Summe der Kosinuskomponenten ist 0,1433. Die resultierende Länge des Vektors ist 0,6858, was deutlich unterhalb des Wertes von 2,0 liegt.
In Hinblick auf den Wert für die in Bedingung c) geforderten Gaskräfte sechster Ordnung ergeben die Sinuskomponenten multipliziert mit F(n) für die entsprechenden Zylinder die folgenden Werte: C1 = 0, C2 = 0,66777, C3 = 0,69046, C4 = 0,24398, C5 = –0,3256, C6 = –0,1174, C7 = –0,1215, C8 = 0,12151, C9 = 0,21151, C10 = –0,3256, C11 = 0,0000, C12 = –0,3073, C13 = 0,37058, C14 = –0,9749, und die Summe der Sinuskomponenten ist 0,1336.
Die Kosinuskomponenten multipliziert mit F(n) nach Gleichung c) für die entsprechenden Zylinder ergeben die folgenden Werte: C1 = 1, C2 = 0,53253, C3 = –0,1576, C4 = –0,5066, C5 = 0,25964, C6 = –0,2437, C7 = –0,0277, C8 = 0,02773, C9 = –0,1687, C10 = –0,2596, C11 = –0,5623, C12 = 0,63808, C13 = 0,76952, C14 = 0,22252, und die Summe der Kosinuskomponenten ist 1,5237. Die resultierende Länge des Vektors ist 1,5295, was deutlich unterhalb des Wertes von 2,1 liegt.
In Hinblick auf den Wert für die in Bedingung d) geforderten Gaskräfte siebter Ordnung ergeben die Sinuskomponenten multipliziert mit F(n) für die entsprechenden Zylinder die folgenden Werte: C1 = 0, C2 = 0,0000, C3 = 0,0000, C4 = 0,0000, C5 = 0,0000, C6 = 0,0000, C7 = 0,0000, C8 = 0,0000, C9 = 0,0000, C10 = 0,0000, C11 = 0,0000, C12 = 0,0000, C13 = 0,00000, C14 = 0,0000, und die Summe der Sinuskomponenten ist 0,00.
Die Kosinuskomponenten multipliziert mit F(n) nach Gleichung d) für die entsprechenden Zylinder ergeben die folgenden Werte: C1 = 1, C2 = –0,8541, C3 = 0,7082, C4 = –0,5623, C5 = –0,4164, C6 = 0,2705, C7 = 0,1246, C8 = 0,12464, C9 = –0,2705, C10 = –0,4164, C11 = 0,5623, C12 = –0,7082, C13 = 0,85411, C14 = 1,0, und die Summe der Kosinuskomponenten ist 1,4164. Die resultierende Länge des Vektors ist 1,4164, was deutlich unterhalb des Wertes von 2,2 liegt.
Für die Berechnung der für die Bedingungen e) und f) relevanten Kerbenmomente werden die Werte von F(n) auf die folgende Art und Weise berechnet: F(n) = F(n – 1) + ((Distanz von der Mittelachse des Zylinders C_n-1 zur Mittelachse des Zylinders C_n)/ (nominelle Distanz zwischen den Zylindern)). Die nominelle Distanz zwischen den Zylindern ist die horizontale Distanz zwischen den vertikalen Mittelachsen von zwei nebeneinander liegenden Zylindern, wobei kein Kettenantrieb zwischen den Zylindern liegt. Wenn der Motor mit einem Kettenantrieb für eine Steuerwelle zur Verfügung gestellt wird, ist dieser Kettenantrieb typischerweise in der Mitte des Motors lokalisiert. Die nominelle Distanz zwischen den Zylindern kann folglich im gewöhnlichen Fall identifiziert werden als die Distanz zwischen den Zylindern im Endbereich des Motors, so wie die Distanz zwischen den Zylindern C1 und C2. Für den oben erwähnten Motor werden die folgenden Werte gefunden: F(1) = 0, F(2) = 1, F(3) = 2, F(4) = 3, F(5) = 4, F(6) = 5, F(7) = 6, F(8) = 7,70857, F(9) = 8,70857, F(10) = 9,70857, F(11) = 10,70857, F(12) = 11,70857, F(13) = 12,70857 und F(14) = 13,70857.
In Hinblick auf den Wert für die Kerbenmomente erster Ordnung in Bedingung e) ergeben die Sinuskomponenten multipliziert mit F(n) für die entsprechenden Zylinder die folgenden Werte: C1 = 0, C2 = 0,78183, C3 = –1,94499, C4 = 1,30165, C5 = –3,1273, C6 = 2,1694, C7 = 5,84957, C8 = –7,5153, C9 = 6,8086, C10 = –7,5905, C11 = 0,0000, C12 = –5,0802, C13 = –5,514, C14 = 13,3649, und die Summe der Sinuskomponenten ist –0,501.
Die Kosinuskomponenten multipliziert mit F(n) nach Gleichung e) für die entsprechenden Zylinder ergeben die folgenden Werte: C1 = 0, C2 = –0,6235, C3 = –0,445, C4 = 2,70291, C5 = –2,49396, C6 = –4,50484, C7 = –1,3351, C8 = 1,71532, C9 = 5,42971, C10 = 6,0532, C11 = –10,7086, C12 = –10,549, C13 = 11,45, C14 = 3,0504, und die Summe der Kosinuskomponenten ist –0,258. Die resultierende Länge des Vektors ist 0,5639, was deutlich unterhalb des Wertes von 2,5 ist.
In Hinblick auf den Wert für die Kerbenmomente zweiter Ordnung in Bedingung f) ergeben die Sinuskomponenten multipliziert mit F(n) für die entsprechenden Zylinder die folgenden Werte: C1 = 0, C2 = –0,9749, C3 = 0,86777, C4 = 2,34549, C5 = 3,8997, C6 = –3,90916, C7 = –2,6033, C8 = –3,3446, C9 = 8,4902, C10 = –9,4652, C11 = 0,0000, C12 = 9,15413, C13 = –9,936, C14 = 5,9479, und die Summe der Sinuskomponenten ist 0,4721.
Die Kosinuskomponenten multipliziert mit F(n) nach Gleichung f) für die entsprechenden Zylinder ergeben die folgenden Werte: C1 = 0, C2 = –0,2225, C3 = –1,8019, C4 = 1,87047, C5 = –0,89008, C6 = 3,1174, C7 = –5,4058, C8 = –6,9452, C9 = –1,9378, C10 = –2,1604, C11 = 10,70857, C12 = 7,30017, C13 = 7,92366, C14 = –12,351, und die Summe der Kosinuskomponenten ist –0,794. Die resultierende Länge des Vektors ist 0,9241, was deutlich unterhalb des Wertes von 6,0 ist.
Die die Kerbenmomente erzeugten Kräfte sind in 6 veranschaulicht. Wenn der Zylinder 14 eine Verbrennungssequenz durchführt, führt die nach oben gerichtete Kraft auf die Zylinderabdeckung zu nach oben gerichteten Kräften 36 in den vier Zugstangen, die den Zylinderbereich mit der Auflageplatte verbinden, und zur glei chen Zeit wird das zum Zylinder 14 gehörige Hauptlager einer nach unten gerichteten Schubkraft 37 ausgesetzt. Ähnliche Kräfte tauchen an den anderen Zylindern auf, wenn diese zünden. Diese vertikal wirkenden Kräfte erzeugen die so genannten Ker benmomente, die auf den Motor und die den Motor unterstützende Struktur auf eine Weise wirken, die vertikale Vibrationen einführen kann. Diese vertikalen Vibrationen können einen negativen Einfluss haben, insbesondere wenn der Motor ein Hauptantriebsmotor auf einem Containerschiff ist, weil die Kerbenmomente Hüllenvibrationen eines überaus unerwünschten Charakters induzieren werden. Der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung hat Startsequenzen, die die Größe der Kerbenmomente limitieren, und der Motor ist folglich besonders geeignet für den Einsatz in einem Containerschiff, das typischerweise eine lange Hülle hat und einen Hauptmotor benötigt, der eine sehr hohe Leistung erzeugt, um das Schiff mit der hohen Geschwindigkeit anzutreiben, die benötigt wird, wenn Ladung von hohem Wert transportiert wird. Zusätzlich zur Lösung der Probleme der unterschiedlichen Füllung der Motorzylinder, ein Problem, welches für einen Motor mit hoher Leistung von besonderer Bedeutung ist, löst der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung gleichzeitig eines der großen Vibrationsprobleme, die zum Antrieb eines Containerschiffs gehören.
Der Motor gemäß der vorliegenden Erfindung ist so besonders geeignet für den Einsatz als ein Hauptantriebsmotor in einem Containerschiff, und besonders in einem Containerschiff mit einer Kapazität von mindestens 10000 TEU (20-Fuß-Einheiten), so wie zum Beispiel von 10200 bis 14000 TEU, wobei eine TEU einem einzelnen 20-Fuß-Container entspricht. TEU ist das Standardmaß für die Kapazität eines Containerschiffs.
Die unten aufgeführte Tabelle 1 zeigt die relevanten Vibrationswerte für einige der anderen oben erwähnten Startsequenzen. Die Startsequenzen sind mit FS 1 usw. entsprechend der Nummerierung der oben erwähnten Sequenzen nummeriert. Die Tabelle gibt die Vektorlängen gemäß jeder einzelnen der Bedingungen a) bis f) an.
Tabelle 1
Es ist möglich, an den oben beschriebenen Ausführungen Veränderungen vorzunehmen. Es ist zum Beispiel möglich, eine andere Anzahl an Turboladern auf dem Motor zu verwenden, so wie zwei oder drei Turbolader, und auch mehr als vier Turbolader, so wie von fünf bis acht Turbolader. Der Motorrahmen kann von jeder geeigneten Form sein, und die Zylinderbereiche können in den Rahmen integriert sein. Der Spülluftauffang – und möglicherweise auch der Abgasauffang – können andere Querschnittsformen haben als die zirkulare Form, so wie eine polygonale Form oder eine teilweise zirkulare Form kombiniert mit einem oder mehreren linearen Abschnitten. Das Spülluftsystem kann neben den beschriebenen weitere Elemente umfassen, so wie Kondenswasserkollektoren. Die Zylinder müssen nicht mit C1 am vorderen Ende und C14 am hinteren Ende des Motors bezeichnet werden. Sie können genauso gut mit C1 am hinteren Ende und mit C14 am vorderen Ende nummeriert werden. Als eine Alternative zum Einsatz als Hauptmotor in einem Schiff kann der Motor als ein ortsfester Motor in einem Kraftwerk verwendet werden.
Es ist auch möglich, strengere Kriterien als die oben erwähnten Kriterien für die Bedingungen zu setzen. Beispielsweise kann, mit Hinblick auf die Gaspulsation, Bedingung a) Vgas(4) < 1,2 oder Vgas(4) < 0,9 sein. Mit Hinblick auf die Gaspulsation kann Bedingung b) limitiert sein auf Vgas(5) < 1,2 oder Vgas(5) < 1,0, Bedingung c) kann limitiert sein auf Vgas(6) < 1,2 oder Vgas(6) < 1,0, und Bedingung d) kann limitiert sein auf Vgas(7) < 2,0 oder Vgas(7) < 1,5. Bedingung e) kann limitiert sein auf Vnick(1) < 1,3 oder Vnick(1) < 1,0, und Bedingung f) kann limitiert sein auf Vnick(2) < 1,3 oder Vnick(2) < 1,0. Diese strengeren Bedingungen können je nach Wunsch einzeln oder in Kombination angewendet werden. Die strengeren Bedingungen reduzieren die Anzahl der Startsequenzen, die die Bedingungen erfüllen, aber zur gleichen Zeit resultieren sie in 14-zylindrigen Motoren, die noch günstigere Vibrationscharakteristiken haben.

Claims

Zweitaktiger turboladender interner Verbrennungsmotor mit 14 Zylindern in einer einzigen Reihe, mindestens einem Abgasauffang, mindestens zwei Turboladern und einem Spülluftsystem mit mindestens einem länglichen Spülluftauffang, wobei jeder Zylinder eine Spülluftzuleitung, die mit dem Spülluftauffang verbunden ist, und einen Abgasdurchlass aufweist, der in den wenigstens einfach vorhandenen Abgasauffang führt, wobei die Turbolader auf ihrer Turbinenseite mit dem Abgasauffang und auf ihrer Kompressorseite mit dem Spülluftsystem verbunden sind, und wobei der Motor eine Startsequenz (n1–n14) der Motorzylinder C1–C14 hat, dadurch gekennzeichnet, dass die vierzehn Zylinder eine Startsequenz (n1–n14) haben, so dass wenigstens die folgenden vier Bedingungen a) bis d) erfüllt sind: für die Gaspulsation vierter Ordnung
für die Gaspulsation fünfter Ordnung
für die Gaspulsation sechster Ordnung
für die Gaspulsation siebter Ordnung
wobei n die Zylindernummer, φ_n der Zündwinkel für Zylinder n und F(n) eine Gewichtsfunktion ist, die unter Beachtung der Position des Zylinders zwischen F(1) = 1 bei Zylinder C1 und F(14) = –1 bei Zylinder C14 linear interpoliert ist, und || die Länge des Vektors bezeichnet.
Zweitaktiger turboladender interner Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vierzehn Zylinder eine Startsequenz (n1–n14) haben, so dass auch die folgende Bedingung e) erfüllt ist
wobei n die Zylindernummer, φ_n der Zündwinkel für Zylinder n, und F(n) eine Gewichtsfunktion ist, die F(1) = 0 bei Zylinder C1 und F(n) = F(n – 1) + ((Abstand von der Mittelachse von Zylinder C_n-1 zur Mittelachse von Zylinder C_n)/ (nomineller Abstand zwischen den Zylindern)) ist, und || die Länge des Vektors bezeichnet.
Zweitaktiger turboladender interner Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vierzehn Zylinder eine Startsequenz (n1–n14) haben, so dass auch die folgende Bedingung f) erfüllt ist
wobei n die Zylindernummer, φ_n der Zündwinkel für Zylinder n und F(n) eine Gewichtsfunktion ist, die F(1) = 0 bei Zylinder C1 und F(n) = F(n – 1) + ((Abstand von der Mittelachse von Zylinder C_n-1 zur Mittelachse von Zylinder C_n)/ (nomineller Abstand zwischen den Zylindern)) ist, und || die Länge des Vektors bezeichnet.
Zweitaktiger turboladender interner Verbrennungsmotor nach Ansprüchen 1 und 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vierzehn Zylinder eine Startsequenz (n1–n14) haben, so dass gilt a) Vgas(4) < 2 für die Gaspulsation 4. Ordnung b) Vgas(5) < 2 für die Gaspulsation 5. Ordnung c) Vgas(6) < 2 für die Gaspulsation 6. Ordnung d) Vgas(7) < 2,2 für die Gaspulsation 7. Ordnung e) Vnick(1) < 2 für die Kerbenmomente 1. Ordnung f) Vnick(2) < 3 für die Kerbenmomente 2. Ordnung
Zweitaktiger turboladender interner Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vierzehn Zylinder eine Startsequenz (n1–n14) haben, so dass gilt a) Vgas(4) < 1 für die Gaspulsation 4. Ordnung b) Vgas(5) < 2 für die Gaspulsation 5. Ordnung c) Vgas(6) < 2 für die Gaspulsation 6. Ordnung d) Vgas(7) < 2,2 für die Gaspulsation 7. Ordnung e) Vnick(1) < 1,5 für die Kerbenmomente 1. Ordnung f) Vnick(2) < 1,5 für die Kerbenmomente 2. Ordnung
Zweitaktiger turboladender interner Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Startsequenz in dem Sinne ausgeglichen ist, dass der Drehwinkel der Kurbelwelle zwischen dem Zünden von zwei aufeinander folgenden Zylindern gleich 360°/14 ist.
Zweitaktiger turboladender interner Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Startsequenz in dem Sinne unausgeglichen ist, dass der Drehwinkel der Kurbelwelle zwischen dem Zün den von mindestens Paaren von nacheinander zündenden Zylindern sich von 360°/14 ist unterscheidet.
Zweitaktiger turboladender interner Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein Hauptantriebsmotor in einem Containerschiff ist, vorzugsweise einem Containerschiff mit einer Kapazität von mehr als 10000 TEU.
Zweitaktiger turboladender interner Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor eine maximale Leistung pro Zylinder von mindestens 5000 kW hat.