Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein zentrales Schmiersystem an einer Schiffsdieselmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist wichtig, zwischen Antriebssystemen des FP-Typs (Feste Propellerstellung), d.h. bei der die Motorwelle zur Drehung eines festen Propellers mit verschiedener Geschwindigkeit entsprechend der Leistung der Maschine gedreht wird und einem CP-Typ (steuerbare Propellerstellung) zu unterscheiden, bei dem die Maschine und dessen Propellerwelle mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben werden, während die Wirkung des Propellers durch ein Steuersystem eingestellt wird, das die Propellerblätter in eine mehr oder weniger aktive Position dreht, welches daher ein Mass der Belastung der Maschine ist.
Die Schmieröl-Pumpen sind normalerweise Kolbenpumpen, die durch die oder gleichzeitig mit der Hauptmaschinenwelle gedreht werden. Sie sind individuell einstellbar, um den Erfordernissen eines einzelnen Schmierpunktes zu entsprechen, so dass bei voller Geschwindigkeit oder Belastung der Maschine die Schmierung an allen Punkten ausreichend ist. Bei reduzierter Belastung kann die Schmierung ebenfalls re duziert werden, jedoch ist es übliche Praxis, die Pumpen auf maximale Schmierung einzustellen und dann den entsprechenden Mehrverbrauch von Schmieröl bei verringerter Belastung der Maschine zu akzeptieren. Es ist zwar bekannt, eine manuelle Einstellung der Pumpen in derartigen Situationen vorzunehmen, jedoch in der üblichen Praxis werden die Pumpen nicht eingestellt.
Dies führt zwangsläufig zu Schmieröl-Abfall. Dieses Problem tritt besonders bei CP-Systemen auf, bei denen die Pumpen mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben werden, während bei FP-Systemen eine gewisse Reduzierung des \lverbrauchs als Ergebnis des Herunterfahrens der Maschinenwelle und damit der Pumpen bei verringerter Maschinenbelastung automatisch erreicht wird. Diese selbsttätige Reduzierung bedingt gleichwohl noch einen Überverbrauch, da die Reduzierung der Geschwindigkeit der Maschinenwelle nicht proportional der entsprechenden Reduzierung der Belastung der Maschine ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein System zur selbsttätigen Reduzierung des Schmierölverbrauchs bei einer grossen Schiffsdieselmaschine anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine wirksame Reduzierung der \lzufuhr erreicht, wenn die Schmiereinrichtung derart aufgebaut und gesteuert ist, dass Schmieröl in einer Menge abgegeben wird, die der Belastung der Maschine ent spricht, wobei das Schmiersystem Mittel zur Anzeige oder Feststellung der Belastung sowie Mittel zur entsprechenden Einstellung der Leistung der Pumpen enthält.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Anzeigemittel durch die sogenannte Kraftstoff-Welle (fuel shaft) der Maschine gebildet. Dies ist eine Steuerwelle, die über einen kleinen Winkel zur Änderung der Kraftstoffversorgung der Maschine gedreht wird, wenn die Maschinenbelastung geändert wird. Und die Winkelposition der Kraftstoff-Welle ist daher ein Mass der tatsächlichen Belastung. Die Einstellmittel sind vorzugsweise durch Steuermittel zur gleichzeitigen Verstellung der einzelnen Einstellschrauben gebildet, wobei diese leicht bei einer praktisch unveränderten Konstruktion einer Schmiereinrichtung vorgesehen werden können, wie es auch leicht ist, das Steuersystem bei bereits existierenden Schmierapparaten einzusetzen. Die Kraftstoff-Welle und die genannten Einstellmittel sind leicht in einfacher mechanischer Weise miteinander verbindbar.
Bei einem FP-System, bei dem die Pumpen synchron mit der Motorwelle angetrieben werden, sollte die \lreduzierung von der grössten Zufuhr an nicht proportional der Reduzierung der Kraftstoff-Versorgung verlaufen, da eine gewisse Reduzierung bereits durch die verringerte Geschwindigkeit der Maschinenwelle erreicht wird. Die wirksame Verbindung zwischen der Kraftstoff-Welle und den Einstellmitteln kann jedoch ein nichtlineares Element, wie z.B. eine Nockensteuerung, enthalten, die derart eingestellt ist, dass nur die erforderliche zusätzliche Reduzierung bewirkt wird.
In entsprechender Weise ist es möglich, jede gewünschte Ungleichmässigkeit der automatischen Steuerung der \lversorgung, d.h. eine vergrösserte \lversorgung bei speziellen Belastungswerten, vorzunehmen. In diesem Zusammenhang ist die minimale Belastung oder Leerlauf-Belastung der Maschine ein spezifischer Belastungswert insoweit, wie die Maschine hier eine grundsätzlich erhöhte Schmierung erfordert.
Eine andere bedeutende Möglichkeit des Systems nach der Erfindung ist es, dass die Einstellmittel getrennt betätigt werden können, um die Schmieröl-Versorgung grundsätzlich zu reduzieren, wenn dies gewünscht ist, und dass danach die Einstellmittel wieder mit der Kraftstoff-Welle oder einer anderen Belastungsanzeige-Einrichtung verbindbar sind. Dies ist deswegen von Bedeutung, da festgestellt wurde, dass die dargestellte richtige oder ausreichende Schmierölversorgung bestimmten Zeitperioden nach einer Änderung der Maschinenbelastung entspricht, während die "richtige" Versorgung in merkbarer Weise auch bei der spezifischen neuen Belastung reduziert werden kann, wenn etwa 15 bis 30 Minuten abgelaufen sind, nachdem die Änderung durchgeführt wurde.
Wenn daher Mittel zur Feststellung einer Änderung der Maschinenbelastung vorgesehen sind, kann eine Steuerung betätigt werden, um eine veränderbare Vollschmierung, wie beschrieben, zu bewirken und ein Zeitglied zu starten, das dann z.B. nach 15 bis 30 Minuten ein Steuersignal abgibt, um das Schmiersystem auf die verringerte Schmierung zurückzusetzen.
Nachfolgend wird die Erfindung im Detail im Hinblick auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht einer Schmiereinrichtung;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht von Fig. 1;
Fig. 3 eine entsprechende Ansicht der Einrichtung, die nach der Erfindung modiziert ist;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einiger Teile von Fig. 3;
Fig. 5 eine Aufsicht auf ein modifiziertes Detail.
Der in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellte Schmierapparat ist konventionell aufgebaut und neben einem Motorzylinder, z.B. einer Schiffsdiesel-Maschine angeordnet, wobei ein derartiger Zylinder eine Zahl von Schmierpunkten aufweist, die kontinuierlich oder pulsweise mit Schmieröl vom Schmierapparat versorgt werden. Der Schmierapparat enthält ein Gehäuse 2, das eine durchgehende Antriebswelle 4 aufweist, die mit der Hauptwelle des Motors zur synchronen Drehung gekoppelt ist. Die Welle 4 kann ferner direkt mit entsprechenden Wellen für eine Reihe von Schmierapparaten gekoppelt sein, die in einer Reihe entlang einer zugeordneten Reihe von Motorzylindern angeordnet sind.
Der Schmierapparat weist eine Reihe von eingebauten Kolbenpumpen auf, die durch die Welle 4 angetrieben und mit \l von einer gemeinsamen Quelle versorgt werden, wobei die einzelnen Pumpen \l über Flussanzeige-Röhren 6 und über obere Auslassstutzen 8 abgeben, von denen das \l über Leitungen 10 zu den entsprechenden Schmierpunkten des Motorzylinders ge führt sind. Zu jeder Kolbenpume gehört eine Einstellschraube 12, die, wie nachstehend beschrieben, zur Einstellung des Hubs und damit der Leistung der zugehörigen Pumpe betätigbar ist, wodurch die \lversorgung für einen besonderen Schmierpunkt nach Erfordernis verändert werden kann. Wie dargestellt ist, ist es damit üblich gewesen, die Pumpen derart einzustellen, dass die bei voller Maschinenbelastung erforderliche Schmierung gewährleistet ist.
Fig. 2 zeigt den Schmierapparat schematisch in grösserem Detail, soweit eine einzelne der Kolbenpumpen betroffen ist. Diese Pumpe, die mit der Ziffer 14 bezeichnet ist, ist horizontal und in Richtung auf die Welle 4 angeordnet. Eine Kolbenstange 16, die von der Pumpe wegweist, ist mit einem Kopf 18 versehen, der nach aussen von der Pumpe weg durch eine Feder 20 belastet ist und an seiner Aussenseite in Verbindung mit einem Pumpenschuh 22 steht, der am unteren Ende eines vertikalen Kipphebels 24 angeordnet ist, der drehbar an einen horizontal angeordneten, durchgehenden Bolzen 26 befestigt ist. Der Pumpenschuh dient dazu, die Kolbenstange 16 nach innen zur Pumpe zu drücken, wenn sie von einem Nockenteil 28 auf der Welle 4 betätigt wird, wodurch der Kipphebel 24 entsprechend um den Bolzen 26 gekippt wird.
Der Kipphebel 24 weist einen nach oben gerichteten Hebelarm 30 auf, dessen oberes Endteil 32 an die angegebene zugeordnete Einstellschraube 12 stösst. Diese Schraube erstreckt sich, leicht verstellbar durch eine Bohrung 34, in der vorderen Platte des Gehäuses und ist mit einer Mutter 36 versehen, die gegen das Innere der Frontplatte stösst.
Wenn der Pumpenschuh 22 durch das Nockenteil 28 nicht betätigt ist, drückt die Feder 20 den Pumpenschuh 22 nach innen in das Gehäuse in eine Stellung, in der das obere Endteil 32 des Kipphebels 24 gegen das Ende der Einstellschraube 12 stösst, d.h. die Position der Einstellschraube bestimmt die Position des Anschlags der Kolbenstange 16. Wenn die Einstellschraube nach innen geschraubt wird, wird die Kolbenstange nach aussen gedrückt, und durch nachfolgende Betätigungen des Nockenteiles 28 wird die Pumpe mit einem entsprechend verkürzten Kolbenhub betätigt, d.h. mit entsprechend verringerter Leistung.
Wenn das Nockenteil 28 den Pumpenschuh 22 zur Betätigung der Kolbenstange 16 auslenkt, verlässt das obere Endteil 32 des Kipphebels 24 die Einstellschraube 12, d.h. die Schraube 12 behindert in keiner Weise diese Bewegung. Aus diesem Grunde könnte die Einstellschraube 12 in normaler Schraubverbindung mit der Vorderplatte des Gehäuses stehen, jedoch ist dies nicht erforderlich, da die Mutter 36 in der Ruhelage der Pumpe gegen das Innere der Vorderplatte drückt. Durch dieses Andrücken ist die Mutter gegen Drehung ausreichend gesichert, um die gewünschte axiale Verstellung der Einstellschraube einfach durch Drehen der Schraube zu erreichen.
Hierbei können die genannten individuellen Einstellungen der Leistung jeder einzelnen Kolbenpumpe durch individuelle Einstellung der Schrauben erreicht werden, und es ist bekannt, dass es auch möglich ist, eine Einstellung für alle Pumpen gemeinsam vorzunehmen, indem z.B. der stationäre Bolzen 26 des Kipphebels 24 exzentrisch in Lagern im Gehäuse 2 gehalten wird, so dass dessen Position in der horizontalen Ebene durch Drehung eines äusseren Endteils 38 gemäss Fig. 1 durch einen Handgriff 40 etwas bewegt werden kann. Wie dargestellt, betrifft die Erfindung die Tatsache, dass es möglich ist, den Verbrauch von Schmieröl durch zusätzliche Verringerung der Leistung einer einzelnen Pumpe als Reaktion auf eine Verringerung der Maschinenbelastung unter deren Maximum zu verringern.
In Verbindung mit einem hier beschriebenen Schmierapparat ist es leicht erreichbar, eine automatisch erzeugte Einstellung der Stellung des Anschlages der Kolbenstange 16 als Reaktion auf Maschinenbelastungsänderungen in der Weise vorzusehen, dass die Länge der effektiven Kolbenhübe entsprechend eingestellt wird.
Hierzu ist es möglich, verschiedene Steuer-Parameter zu verwenden, die der Maschinenbelastung entsprechen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beruht jedoch auf der einfachen Tatsache, dass letztendlich die Maschinenbelastung durch den tatsächlichen Kraftstoff-Verbrauch der Maschine ausgedrückt wird. Der Kraftstoff-Verbrauch wird normalerweise durch eine drehbare "Kraftstoff-Welle" gesteuert, deren Grad der Drehung als Anzeige der Belastung der Maschine dient. Die Drehung der Welle ist durch ein einfaches mechanisches Übertragungssystem verwendbar, um eine Verstellung der Einstellung der Anschläge vorzunehmen, die den Kolbenhub der Kolbenpumpen begrenzen, wie es näher in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellt ist.
In Fig. 1 ist in gestrichelten Linien gezeigt, dass die Oberseite des Gehäuses 2 mit einem aufgesetzten Kasten 42 versehen werden kann, von dem eine Welle 44 mit einem radialen Arm 46 vorsteht. Über einen Stab 48 ist der radiale Arm 46 mit einem radialen Arm 50 auf einer Welle 52 verbunden, die die genannte Kraftstoff-Welle der Maschine bildet, wobei diese Welle über einen relativ kleinen Win kel zur Einstellung der Kraftstoff-Versorgung zwischen Leerlauf und voller Belastung der Maschine drehbar ist. Es ist zu betonen, dass die Drehung der Kraftstoff-Welle auf die Welle 44 über die Stange 48 übertragen wird. Die Welle 44 kann mit der entsprechenden Welle des benachbarten Schmierapparates in der Reihe der Schmierapparate verbunden sein, so dass eine Armverbindung 46, 48, 50 nicht notwendigerweise zwischen der Welle 52 und jedem einzelnen Schmierapparat vorgesehen sein muss.
Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist die Welle 44 im Inneren des Kastens 42 mit einer Reihe von herunterhängenden Gabeln 54 versehen, die oberhalb der entsprechenden Einstellschrauben 12 angeordnet sind und mit den Schrauben in der Weise in Eingriff stehen, dass die Gabeln 54 zwischen den Gabelarmen eine Mutter 56 in nicht drehbarer Weise aufnehmen, wobei diese Mutter ein inneres, nach aussen gerichtetes Kragenteil 58 aufweist, das mit den unteren gebogenen Rückseitenteilen 60 der Gabelarme in Berührung stehen kann.
Im Vergleich zu Fig. 2 wurde die Modifikation in der Weise eingeführt, dass eine obere Abdeckung 3 entfernt und durch den Kasten 42 ersetzt wurde und die Mutter 36 entfernt und durch die Mutter 56 ersetzt wurde. Hierbei ist es der Kragen 58 der Mutter 56, der durch Anschlag an die gekrümmten Teile 60 die Vorwärtsbewegung des oberen Endes 32 des Kipphebels 24 im Betrieb des Schmierapparates begrenzt, aber es ist noch möglich, die Schraube 12 auf die gewünschte \ldosierung bei voller Maschinenbelastung einzustellen, da die Gabeln 54 eine definierte Stellung einnehmen, wenn die Kraftstoff-Welle 52 in die Stellung maximaler Belastung gedreht ist.
Wenn die Kraftstoff-Welle 52 aus der Position maximaler Belastung gedreht wird und die Maschinenbelastung dadurch reduziert wird, wird die Welle 44 gedreht, um die Gabeln etwas nach rückwärts zu drehen, wodurch sie die Einstellschraube 12 nach rückwärts drücken und dadurch über den zugehörigen Kipphebel 24 die Pumpenschuhe 22 etwas nach vorwärts zur Reduzierung der Hublänge der Kolbenpumpen betätigen.
Hierdurch wird automatisch erreicht, dass die Kolbenpumpen ihre Kapazität bei verringerter Maschinenbelastung reduzieren, und dadurch ist erkennbar, dass die Reduzierung unabhängig davon auftritt, ob die einzelnen Pumpen über die Voreinstellung der Schrauben 12 auf gegenseitig verschiedene maximale Leistungen eingestellt sind. Durch ein geeignetes Übertragungsverhältnis des mechanischen Übertragungssystems ist erreichbar, dass eine spezifische Drehung der Kraftstoff-Welle 52 einen Anstieg der gerade gewünschten relativen Änderung des Kolbenhubs und der Leistung der einzelnen Pumpen bewirkt.
Die Änderung der Einrichtung nach Fig. 2 ist, soweit beschrieben, auf direkte Weise in Verbindung der Maschinen, verwendbar, die mit konstanter Drehzahl der Motorwelle laufen, da die Pumpenleistung andernfalls völlig unabhängig von einer Änderung der Maschinenbelastung wäre.
Dies ist nicht gleich, wenn die Motorwelle mit einer von der Belastung abhängigen Geschwindigkeit dreht. In diesem Fall wird eine Reduzierung der Leistung der \lpumpen für eine verringerte Maschinenbelastung dadurch in erster Linie und automatisch bewirkt, dass die Pumpen-Betätigungswelle 4 und deren Nockenteile 28 entsprechend langsamer drehen. Wie jedoch angeführt ist, sind die Belastungsre duzierung und die Verringerung der Drehzahl der Motorwelle nicht linear proportional gekoppelt. Es ist daher noch von Bedeutung, eine besondere Begrenzung der Pumpenleistung in Abhängigkeit von der Verringerung der Belastung unter Verwendung der beschriebenen Anordnung vorzusehen unter voller Berücksichtigung der Tatsache, dass ein wesentlicher Teil der erforderlichen Einstellung bereits durch die Kopplung zwischen der Motorwelle und der Antriebswelle des Schmierapparates hergestellt ist.
Grundsätzlich ist die erforderliche oder mögliche Verringerung der Hublänge der Pumpen hierbei beträchtlich geringer als für Maschinen mit konstanter Umdrehungszahl. Für eine Optimierung des Verbrauchs an Schmieröl ist es jedoch nicht ausreichend, nur Gebrauch von der entsprechend reduzierten linearen Proporitonalität zwischen der Drehung der Kraftstoff-Welle 52 und der Verstellung der Einstellschrauben 12 zu machen, da das Verhältnis exponential und dadurch charakterisiert ist, dass die Maschine im Leerlauf eine relativ grosse Schmierölversorgung erfordert.
Gemäss der Erfindung ist es jedoch leicht, eine derartige gewünschte nichtproportionale Bewegungsübertragung zwischen der Kraftstoff-Welle 52 und der Antriebswelle 54 des Schmierapparates vorzusehen, insbesondere durch Verwendung der Anordnung nach Fig. 5. Hier ist die Welle 44 mit einem radial vorstehenden Folgearm 62 ausgerüstet, der mit einer Nockenscheibe 64 auf einer separaten Welle 66 zusammenwirkt, die von dem Gehäuse 2 anstelle der Welle 44 absteht und mit der Kraftstoffwelle 52 in gleicher Weise, wie in Fig. 1 dargestellt, verbunden ist.
Durch Drehung der Kraftstoff-Welle und entsprechende Drehung der Welle 66 ist es möglich, die gewünschte Übertragungsfunktion zwischen dieser Drehung und der entsprechenden Verstellung der Einstellschraube 12, die durch die Gabeln 54 gehalten ist, zu erreichen insoweit, als die gewünschte Funktion im Hinblick auf eine Begrenzung der Hublänge der Pumpen durch entsprechende Formung der Nockenscheibe 64 fixiert werden kann. Es ist hierbei auch möglich, die Pumpen individuell zu steuern, d.h. durch Verwendung von individuellen Nockenscheiben für einzelne Pumpen.
Es wurde herausgestellt, dass die Erfindung durch relativ einfache Änderung bereits bestehender Schmierapparate realisiert werden kann. Dies ist daher sehr bedeutsam, welches jedoch in der Praxis die Erfindung nicht beschränkt. Die Verringerung des Kolbenhubs einer einzelnen Pumpe kann daher in jeder geeigneten Weise entsprechend der Verringerung der Maschinenbelastung erfolgen. Sogar der zentrische Bolzen 26 kann für eine automatische Steuerung verwendet werden, wenn der Handgriff 40 entsprechend Belastungsänderungen automatisch verstellt wird, wobei es keine Rolle spielt, wie diese Änderung festgestellt und auf den Hebel übertragen werden.
Eine derartige Verwendung des Bolzens 26 ist daher noch einfacher als das beschriebene System, es ist jedoch in hochqualitativen Schmierapparaten wünschenswert, eine getrennte Einstellung des Bolzens für andere Steuerzwecke bezüglich des \ffnungsmomentes der Ventile vorzusehen.
Wie beschrieben ist, ist es wünschenswert, eine automatische Verstellung auf eine geringere Schmierung zu bewirken, wenn eine vorbestimmte Zeit seit der letzten Änderung der Belastung der Maschine abgelaufen ist. Die Änderung als solche kann auf jede geeignete Weise ermittelt werden, z.B. bereits durch Feststellung, dass der Kraftstoff- Steuerhebel verändert wurde. Wenn ein Zeitglied danach ein Steuersignal abgibt, verursacht dies eine allgemeine Änderung des Einstellsystems, um eine \lversorgung mit einem bestimmten Mindestwert zu bewirken. Fig. 1 zeigt z.B. in gestrichelten Linien eine Einheit 68 an der Welle 44. Diese Einheit enthält Mittel, die auf ein Zeitsignal zur Lösung der Welle 44 von dem Armsystem 46, 48 reagieren und bewirken, dass die Welle 44 im Schmierapparat alle Gabeln 54 nach innen in eine geeignete Position für Minimalschmierung bewegt.
Diese enthält ausserdem Mittel, um die Welle 44 in den Originaleingriff mit dem Armsystem 46, 48 als Reaktion auf eine erneute Bewegung des Kraftstoff-Steuerzurücksetzen. Die Einstellmittel sind jedoch nicht notwendigerweise identisch mit den Mitteln, die für eine gesteuerte Kraftstoff-Versorgung vorgesehen sind, und es ist z.B. möglich, von der Verstellung des Bolzens 26 für diesen Zweck Gebrauch zu machen, d.h. eines Systems, das zur Verstellung des Handgriffs 40 als Reaktion einer Maschinenbelastungsänderung dient.
Bezugszeichenliste
2 Gehäuse
4 Welle
6 Flussanzeigeröhren
8 Auslassstutzen
10 Leitung
12 Einstellschraube
14 Pumpe
16 Kolbenstange
18 Kopf
20 Feder
22 Pumpenschuh
24 Kipphebel
26 Bolzen
28 Nockenteil
30 Hebelarm
32 Endteil
34 Bohrung
36 Mutter
38 Endteil
40 Handgriff
42 Kasten
44 Welle
46 Arm
48 Stange
50 Arm
52 Welle
54 Gabel
56 Mutter
58 Kragenteil
60 Rückteil
62 Folgearm
64 Nockenscheibe
66 Welle
68 Einheit
The present invention relates to a central lubrication system on a marine diesel engine according to the preamble of claim 1.
It is important to distinguish between FP type (fixed propeller position) propulsion systems, i.e. in which the motor shaft is rotated to rotate a fixed propeller at different speeds according to the power of the machine and a CP type (controllable propeller position) in which the machine and its propeller shaft are driven at a constant speed while the effect of the propeller is on a control system is set that rotates the propeller blades into a more or less active position, which is therefore a measure of the load on the machine.
The lubricating oil pumps are usually piston pumps that are rotated by or simultaneously with the main machine shaft. They can be individually adjusted to meet the requirements of a single lubrication point, so that lubrication is sufficient at all points when the machine is running at full speed or under load. If the load is reduced, the lubrication can also be reduced, but it is common practice to set the pumps to maximum lubrication and then to accept the corresponding additional consumption of lubricating oil with a reduced load on the machine. While it is known to manually adjust the pumps in such situations, in normal practice the pumps are not adjusted.
This inevitably leads to waste of lubricating oil. This problem occurs particularly in CP systems in which the pumps are driven at a constant speed, whereas in FP systems a certain reduction in the oil consumption as a result of the shutdown of the machine shaft and thus the pumps is automatically achieved with reduced machine load. This automatic reduction nevertheless still requires an overconsumption, since the reduction in the speed of the machine shaft is not proportional to the corresponding reduction in the load on the machine.
It is an object of the invention to provide a system for automatically reducing the consumption of lubricating oil in a large marine diesel engine.
This object is achieved by the invention specified in claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
According to the present invention, an effective reduction in the oil supply is achieved if the lubrication device is constructed and controlled in such a way that lubricating oil is dispensed in an amount which corresponds to the load on the machine, the lubrication system having means for indicating or determining the load and means to adjust the pump output accordingly.
In a preferred embodiment of the invention, the display means is formed by the so-called fuel shaft of the machine. This is a control shaft that rotates through a small angle to change the fuel supply to the machine when the machine load is changed. And the angular position of the fuel shaft is therefore a measure of the actual load. The adjusting means are preferably formed by control means for the simultaneous adjustment of the individual adjusting screws, which can easily be provided with a practically unchanged construction of a lubricating device, as it is also easy to use the control system with existing lubricating devices. The fuel shaft and the setting means mentioned can be easily connected to one another in a simple mechanical manner.
In an FP system in which the pumps are driven synchronously with the motor shaft, the oil reduction from the largest supply should not be proportional to the reduction in the fuel supply, since a certain reduction is already achieved by the reduced speed of the machine shaft. However, the effective connection between the fuel shaft and the adjusting means can be a non-linear element, e.g. a cam control, which is set such that only the required additional reduction is effected.
Correspondingly, it is possible to eliminate any desired irregularity in the automatic control of the oil supply, i.e. to make an enlarged supply with special load values. In this context, the minimum load or idle load on the machine is a specific load value insofar as the machine here requires fundamentally increased lubrication.
Another important possibility of the system according to the invention is that the adjusting means can be actuated separately in order to fundamentally reduce the supply of lubricating oil if this is desired, and after that the adjusting means can again be operated with the fuel shaft or another load indicator. Are connectable. This is important because it has been determined that the correct or sufficient supply of lubricating oil shown corresponds to certain periods after a change in the machine load, while the "correct" supply can be reduced noticeably even with the specific new load, if around 15 to 30 Minutes have passed since the change was made.
If, therefore, means are provided for ascertaining a change in the machine load, a control can be actuated in order to bring about a variable full lubrication as described and to start a timer which then e.g. gives a control signal after 15 to 30 minutes to reset the lubrication system to the reduced lubrication.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Show it:
Figure 1 is a front perspective view of a lubrication device.
Fig. 2 is a cross sectional view of Fig. 1;
Fig. 3 is a corresponding view of the device modified according to the invention;
Fig. 4 is a perspective view of some parts of Fig. 3;
Fig. 5 is a plan view of a modified detail.
The lubricator shown in solid lines in Fig. 1 is of conventional construction and in addition to an engine cylinder, e.g. a marine diesel engine, such a cylinder having a number of lubrication points which are supplied continuously or in pulses with lubricating oil from the lubricating apparatus. The lubricator includes a housing 2 which has a continuous drive shaft 4 which is coupled to the main shaft of the motor for synchronous rotation. The shaft 4 can also be directly coupled to corresponding shafts for a number of lubricators, which are arranged in a row along an associated row of engine cylinders.
The lubricator has a number of built-in piston pumps which are driven by the shaft 4 and supplied with \ l from a common source, the individual pumps \ l delivering via flow indicator tubes 6 and via upper outlet ports 8, of which the \ l leads via lines 10 to the corresponding lubrication points of the engine cylinder ge. Each piston pump has an adjusting screw 12 which, as described below, can be actuated to adjust the stroke and thus the output of the associated pump, as a result of which the supply for a particular lubrication point can be changed as required. As shown, it has been common practice to adjust the pumps to provide the lubrication required at full machine load.
Fig. 2 shows the lubricating apparatus schematically in greater detail, as far as a single one of the piston pumps is affected. This pump, which is designated by the number 14, is arranged horizontally and in the direction of the shaft 4. A piston rod 16, which points away from the pump, is provided with a head 18, which is loaded outwards away from the pump by a spring 20 and is connected on the outside to a pump shoe 22, which is located at the lower end of a vertical rocker arm 24 is arranged, which is rotatably attached to a horizontally arranged, continuous bolt 26. The pump shoe serves to push the piston rod 16 inwards towards the pump when it is actuated by a cam part 28 on the shaft 4, as a result of which the rocker arm 24 is tilted accordingly about the bolt 26.
The rocker arm 24 has an upwardly directed lever arm 30, the upper end part 32 of which abuts the assigned screw 12 indicated. This screw extends, easily adjustable through a bore 34, in the front plate of the housing and is provided with a nut 36 which abuts against the interior of the front plate.
When the pump shoe 22 is not actuated by the cam member 28, the spring 20 pushes the pump shoe 22 inward into the housing to a position where the upper end portion 32 of the rocker arm 24 abuts the end of the set screw 12, i.e. the position of the adjusting screw determines the position of the stop of the piston rod 16. When the adjusting screw is screwed inwards, the piston rod is pressed outwards and subsequent actuations of the cam part 28 actuate the pump with a correspondingly shortened piston stroke, i.e. with correspondingly reduced performance.
When the cam member 28 deflects the pump shoe 22 to actuate the piston rod 16, the upper end portion 32 of the rocker arm 24 leaves the adjusting screw 12, i.e. the screw 12 in no way hinders this movement. For this reason, the adjusting screw 12 could be in normal screw connection with the front plate of the housing, but this is not necessary since the nut 36 presses against the interior of the front plate when the pump is at rest. This pressure ensures that the nut is sufficiently secured against rotation in order to achieve the desired axial adjustment of the adjusting screw simply by turning the screw.
The aforementioned individual settings of the performance of each individual piston pump can be achieved by individually adjusting the screws, and it is known that it is also possible to make an adjustment for all pumps together, for example by the stationary bolt 26 of the rocker arm 24 is held eccentrically in bearings in the housing 2 so that its position in the horizontal plane can be moved somewhat by a handle 40 by rotating an outer end part 38 according to FIG. 1. As illustrated, the invention relates to the fact that it is possible to reduce the consumption of lubricating oil by additionally reducing the performance of a single pump in response to reducing the machine load below its maximum.
In connection with a lubrication apparatus described here, it is easily achievable to provide an automatically generated adjustment of the position of the stop of the piston rod 16 in response to changes in the machine load in such a way that the length of the effective piston strokes is adjusted accordingly.
For this it is possible to use various control parameters that correspond to the machine load. However, a preferred embodiment of the invention is based on the simple fact that the machine load is ultimately expressed by the actual fuel consumption of the machine. Fuel consumption is usually controlled by a rotatable "fuel shaft", the degree of rotation of which serves as an indication of the load on the machine. The rotation of the shaft can be used by a simple mechanical transmission system in order to adjust the setting of the stops which limit the piston stroke of the piston pumps, as is shown in more detail in FIGS. 1, 3 and 4.
In Fig. 1 it is shown in broken lines that the top of the housing 2 can be provided with an attached box 42, from which a shaft 44 with a radial arm 46 protrudes. Via a rod 48, the radial arm 46 is connected to a radial arm 50 on a shaft 52 which forms the said fuel shaft of the machine, which shaft has a relatively small angle for adjusting the fuel supply between idling and full load the machine is rotatable. It should be emphasized that the rotation of the fuel shaft is transmitted to shaft 44 via rod 48. The shaft 44 may be connected to the corresponding shaft of the adjacent lubricator in the series of lubricators so that an arm connection 46, 48, 50 need not necessarily be provided between the shaft 52 and each individual lubricator.
3 and 4, the shaft 44 is provided in the interior of the box 42 with a series of hanging forks 54 which are located above the corresponding adjusting screws 12 and which engage the screws in such a way that the Forks 54 between the fork arms receive a nut 56 in a non-rotatable manner, this nut having an inner, outwardly directed collar member 58 which can be in contact with the lower curved rear parts 60 of the fork arms.
Compared to FIG. 2, the modification was introduced in such a way that an upper cover 3 was removed and replaced by the box 42 and the nut 36 was removed and replaced by the nut 56. Here it is the collar 58 of the nut 56 which, by abutting the curved parts 60, limits the forward movement of the upper end 32 of the rocker arm 24 during operation of the lubricating device, but it is still possible to adjust the screw 12 to the desired dosage under full machine load to adjust because the forks 54 assume a defined position when the fuel shaft 52 is rotated to the position of maximum load.
When the fuel shaft 52 is rotated from the maximum load position and the engine load is thereby reduced, the shaft 44 is rotated to slightly rotate the forks backward, thereby pushing the adjusting screw 12 backward and thereby via the associated rocker arm 24 operate the pump shoes 22 slightly forward to reduce the stroke length of the piston pumps.
This automatically ensures that the piston pumps reduce their capacity with a reduced machine load, and it can be seen that the reduction occurs regardless of whether the individual pumps are set to mutually different maximum outputs by presetting the screws 12. By means of a suitable transmission ratio of the mechanical transmission system, it can be achieved that a specific rotation of the fuel shaft 52 causes an increase in the just desired relative change in the piston stroke and in the performance of the individual pumps.
The modification of the device according to FIG. 2, as far as described, can be used directly in connection with the machines which run at a constant speed of the motor shaft, since the pump output would otherwise be completely independent of a change in the machine load.
This is not the same if the motor shaft rotates at a speed dependent on the load. In this case, a reduction in the output of the pumps for a reduced machine load is primarily and automatically brought about by the fact that the pump actuating shaft 4 and its cam parts 28 rotate correspondingly slower. However, as stated, the load reduction and the reduction in the speed of the motor shaft are not linearly coupled. It is therefore still important to provide a special limitation of the pump output as a function of the reduction in the load using the arrangement described, taking full account of the fact that a substantial part of the adjustment required is already made by the coupling between the motor shaft and the drive shaft of the lubricator is made.
In principle, the required or possible reduction in the stroke length of the pumps is considerably less than for machines with a constant number of revolutions. To optimize the consumption of lubricating oil, however, it is not sufficient to only make use of the correspondingly reduced linear proportionality between the rotation of the fuel shaft 52 and the adjustment of the adjusting screws 12, since the ratio is exponential and is characterized in that the machine requires a relatively large supply of lubricating oil when idling.
According to the invention, however, it is easy to provide such a desired non-proportional transmission of movement between the fuel shaft 52 and the drive shaft 54 of the lubricating apparatus, in particular by using the arrangement according to FIG. 5. Here the shaft 44 is equipped with a radially projecting follower arm 62, which cooperates with a cam disk 64 on a separate shaft 66 which projects from the housing 2 instead of the shaft 44 and is connected to the fuel shaft 52 in the same way as shown in FIG. 1.
By rotating the fuel shaft and correspondingly rotating the shaft 66, it is possible to achieve the desired transfer function between this rotation and the corresponding adjustment of the adjustment screw 12 held by the forks 54 insofar as the desired function with respect to one Limitation of the stroke length of the pumps can be fixed by appropriate shaping of the cam disk 64. It is also possible to control the pumps individually, i.e. by using individual cam disks for individual pumps.
It was pointed out that the invention can be implemented by relatively simply changing existing lubrication devices. This is therefore very important, which, however, does not limit the invention in practice. The reduction of the piston stroke of a single pump can therefore be done in any suitable way according to the reduction in the machine load. Even the central pin 26 can be used for automatic control if the handle 40 is automatically adjusted according to changes in load, it does not matter how this change is determined and transferred to the lever.
Using the bolt 26 in this way is therefore even simpler than the system described, but it is desirable in high-quality lubrication apparatuses to provide separate adjustment of the bolt for other control purposes with regard to the opening torque of the valves.
As described, it is desirable to cause automatic adjustment to less lubrication if a predetermined time has elapsed since the machine load was last changed. The change as such can be determined in any suitable way, e.g. already by noting that the fuel control lever has been changed. If a timing element then emits a control signal, this causes a general change in the setting system in order to effect a supply with a certain minimum value. Figure 1 shows e.g. in dashed lines, a unit 68 on shaft 44. This unit includes means responsive to a time signal to disengage shaft 44 from arm system 46, 48 and cause shaft 44 in the lubricator to move all forks 54 inwardly to a suitable position moved for minimal lubrication.
This also includes means to reset shaft 44 to original engagement with arm system 46, 48 in response to a renewed movement of the fuel control. However, the adjustment means are not necessarily identical to the means provided for a controlled fuel supply and it is e.g. possible to use the adjustment of the bolt 26 for this purpose, i.e. of a system used to adjust handle 40 in response to a change in machine load.
Reference symbol list
2 housings
4 wave
6 flow indicator tubes
8 outlet ports
10 line
12 adjusting screw
14 pump
16 piston rod
18 head
20 spring
22 pump shoe
24 rocker arms
26 bolts
28 cam part
30 lever arm
32 end part
34 hole
36 mother
38 end part
40 handle
42 box
44 wave
46 arm
48 bars
50 arm
52 wave
54 fork
56 mother
58 collar part
60 back
62 follower arm
64 cam disc
66 wave
68 unit