CN101749069A - 气缸油剂量泵、气缸润滑系统和内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气缸油剂量泵(1)，其用于将预先设定的量的气缸润滑油(2)定量配给到内燃机尤其是两冲程大型柴油发动机的气缸的润滑套筒。这种气缸油剂量泵包括促动活塞(3)、剂量柱塞(4)和传送装置(5)。根据本发明，传送装置是具有两部分设计的中空的传送装置，包括开关部件(51)和传送部件(52)。开关部件可移动地设置在传送部件中，从而在填充位置(5101)和传送位置(5102)之间往复运动，其中在填充位置，可用润滑油通过润滑油供给口(8)而重新填充定量配给空间(6)，在传送位置，可通过剂量柱塞经由套筒开口(9)而将润滑油传送到润滑套筒。另外，本发明还涉及带有根据本发明的润滑装置的气缸润滑装置和内燃机。

Description

气缸油剂量泵、气缸润滑系统和内燃机
技术领域
本发明涉及一种气缸油剂量泵，其用于将气缸润滑油定量配给至内燃机尤其是低速运行的两冲程大型柴油发动机气缸的润滑套筒(lubricating quill)中，并且还涉及一种包括油剂量泵的气缸润滑装置和根据相应的独立权利要求的前序部分所述的内燃机。
背景技术
大型柴油发动机时常用作船舶的动力单元，或者在定点作业时还用于例如驱动产生电功率的大型发电机。这里发动机一般在相当长的时间周期内处于连续运转，其对运转可靠性和可用性方面提出了高要求。出于这个原因，对于操作员而言，长的检修间隔、低的磨损程度和尤其燃料及操作材料的节约使用是针对机器运转的中心原则。其中这种大缸径缓慢运行的柴油发动机的活塞的运行性能是针对检修间隔的长短、可用性的决定性因素，并且通过滑润剂的消耗还直接关系到运转费用和因而关系到经济可行性。因而与大型柴油发动机的润滑相关联的复杂问题具有不断提升的重要性。
在大型柴油发动机中，但不仅仅在这些柴油发动机中，活塞的润滑是由位于往复式活塞或气缸壁中的润滑装置承担的，通过润滑装置将润滑油施加到气缸壁的运行表面上，从而最大限度地减小在活塞和运行表面之间的摩擦，并因而减小运行表面和活塞环的磨损。因而在现代发动机的情况下，例如Waertsilae公司的RTA发动机的情况下，在1000小时的运转时间的运行表面的磨损小于0.05mm。输送的滑润剂的量大约为1.3g/kWh和更少，并且应该进一步减少，这不仅仅是由于费用的原因，并且同时应最大限度地减小磨损。
对于润滑运行表面的润滑系统，目前都已知晓各种完全不同的解决方案，不仅关于润滑装置本身的实际操作而且关于润滑的方法。因而已知通过多个润滑剂开口施加润滑油的润滑装置，这些润滑剂开口在周向方向容纳在气缸壁中，润滑油被施加到通过润滑剂开口的活塞上，使润滑剂被活塞环不仅分布在周向方向而且分布在轴向方向上。
为了保证改善润滑油的分布，即为了保证运行表面上形成更均匀的润滑油薄膜，在例如WO 00/28194中提出了一种润滑系统，其中润滑油在高压下通过包含在气缸壁中的雾化喷嘴以相对气缸壁成基本切向的方向喷射到存在于燃烧室中的扫气空气中，使润滑油被雾化成小的粒子。这样，雾化的润滑油被精细地分布在扫气空气中，并被扫气空气所支撑的旋涡的离心力以及因而精细地分布在扫气空气中的润滑油粒子的离心力而甩到气缸壁的运行表面上。在这种方法中，在运行表面上产生了比径向注入润滑油的情况下均匀得多的润滑油薄膜；然而这种方法的一个重大缺点是相当一部分使用的润滑油随扫气空气一起被带走，或者还在燃烧循环期间被燃烧了。由此引起了不必要的高的润滑油消耗，其对运转费用具有极大的负面影响。
在另一方法中，在移动的活塞中优选容纳多个润滑喷嘴，从而可将滑润剂基本上在运行表面的整个高度上施加到任何所需的位置上。
在这种布置中，除了将滑润剂施加到气缸壁的运行表面上的方式之外，滑润剂的剂量也是一个中心点。出于这个目的，从现有技术已经知晓大量不同的油剂量泵。为了确保均匀的油分布到内燃机气缸的润滑套筒上，已知的油剂量泵包括促动活塞，其驱动附着或连接在促动活塞上的一定量的剂量柱塞。剂量柱塞可驱动地设置在定量配给空间中，从而在沿着柱塞轴线的工作行程的传送和返回冲程中往复运动。在返回冲程中，将可预先设定的量的润滑油填充到柱塞顶部的定量配给空间中。在接收到注入信号后，促动活塞开始移动，并通过由促动活塞驱动的柱塞对润滑油进行加压，并使润滑油从各个定量配给空间供给至相应的润滑套筒。
这种在例如CH673506、DE19743955B4或EP1386063A1中所公开的已知的气缸油剂量泵在结构上都是非常复杂的，导致泵的价格相当高。
发明内容
本发明的目的因而是提出一种改进的气缸油剂量泵，用于定量配给气缸润滑油，这种油剂量泵结构简单，并比现有技术已知的泵更为可靠，结果，节省了相当大的成本。本发明的另一个目的是提供一种包括改进的气缸油剂量泵的改进的气缸润滑装置以及具有这种气缸润滑装置的内燃机。
满足这些目的的本发明的主题由相应的独立权利要求的特征来表达。
相应的从属权利要求涉及本发明的特别有利的实施例。
因而，本发明涉及一种气缸油剂量泵，用于将可预先设定的量的气缸润滑油定量配给到内燃机尤其是两冲程的大型柴油发动机的气缸的润滑套筒。这种气缸油剂量泵包括促动活塞、剂量柱塞，尤其是在操作状态下被促动活塞驱动的仅一个单独的剂量柱塞，以及传送装置，用于将润滑油经由定量配给空间传送到润滑套筒上，其中，在所述定量配给空间中，剂量柱塞是可驱动的，其设置成可在沿着柱塞轴线的工作行程上在传送和返回冲程往复运动。根据本发明，传送装置是具有两部分设计的中空的传送装置，包括开关部件和传送部件。开关部件可移动地设置在传送部件中，从而在填充位置和传送位置之间往复运动，其中，在填充位置，可通过润滑油供给口而重新填充润滑油给定量配给空间，在传送位置，可通过剂量柱塞经由套筒开口而将润滑油传送到润滑套筒。
在一个实践中非常重要的特殊的实施例中，只有一个单独的剂量柱塞连接在促动活塞上。结果，根据本发明的油剂量泵在结构上较为简单，并且比现有技术已知的泵更为可靠，结果，节省了相当的成本。
就一个优选的实施例而言，在促动活塞上提供了复位弹簧，以便在传送冲程之后在操作状态下使促动活塞返回到平衡位置(restposition)。
优选地，在开关部件的弹簧压力面上提供开关弹簧，以便在操作状态下使开关部件从填充位置返回到传送位置。
因此，在与弹簧压力面相对的开关部件处可提供填充压力面，所述填充压力面具有比弹簧压力面的面积更大的有效面积，其中在与填充压力面相对的开关部件处优选提供传送压力面。
关于本发明的又一特殊的实施例，弹簧压力面的和传送压力面的总面积等于填充压力面的有效面积。
优选提供多个，尤其四个供给口，其中在另一实施例中，供给口是环形空间。
另外，提供了多个，尤其四个套筒开口，其中在本发明的一个特殊的实施例中，套筒开口是环形空间。
此外，本发明还涉及一种包括上述气缸油剂量泵的气缸润滑装置。
优选地，提供可加压的供油(oil supply)，其连接在气缸油剂量泵的供给口上，并提供可预先设定的压力的气缸油。
关于在实践中非常重要的一个优选实施例，可加压的供油是共轨蓄压器。
套筒开口可有利地连接在公共油空间上，从而可将润滑油从套筒开口通过公共油空间而供应至油分配器上，以用于将油均匀分布到内燃机气缸的润滑套筒。
本发明还涉及一种内燃机，尤其是两冲程的大型柴油发动机，其包括气缸油剂量泵或包括本说明书中所描述的气缸润滑装置。
附图说明
以下将借助于示意图更完整地描述本发明，其显示了：
图1是根据本发明的气缸油剂量泵；
图2是传送装置，其中开关部件处于填充位置；
图3是传送装置，其中开关部件处于传送位置。
具体实施方式
在图1中示意性地显示了根据本发明的气缸油剂量泵。气缸油剂量泵1用于将可预先设定量的气缸润滑油2定量配给至内燃机气缸的润滑套筒，其包括促动活塞3、在操作状态下被促动活塞3驱动的剂量柱塞4、以及用于将润滑油2经由定量配给空间6传送至润滑套筒的传送装置5，润滑套筒设于内燃机气缸的气缸壁上。在定量配给空间6中，剂量柱塞4是可驱动的，其设置成可在沿着柱塞轴线7的工作行程上在传送和返回冲程往复运动。传送装置5是具有两部分设计的中空的传送装置5。传送装置5的第一部分是开关部件51，其可移动地设置在传送部件52中，传送部件52是传送装置5的第二部分。在操作状态下，开关部件51在填充位置5101和传送位置5102之间往复运动。在图2和图3中分别更详细地显示了填充位置5101和传送位置5102。在填充位置5101，可用润滑油2通过润滑油供给口8重新填充定量配给空间6，在传送位置5102，可通过剂量柱塞4经由套筒开口9而将润滑油2传送给图1中未显示的润滑套筒。
在促动活塞3上提供了复位弹簧10，以便在操作状态下使促动活塞3在传送冲程之后返回到平衡位置11，在传送冲程中，润滑油从定量配给空间6输出至润滑套筒。参照图2和图3可更详细地研究传送装置5，图2和图3分别显示了开关部件51处于填充位置5101和传送位置5102的传送装置5。
如已经提到的那样，在操作状态下，开关部件51在填充位置5101和传送位置5102之间往复运动。工作原理最好从油剂量泵1结束注入并且即将开始其返回冲程的状态进行描述。上述复位弹簧10促进了促动活塞3的返回。在促动活塞3的返回冲程期间，开关部件51由于压力而克服开关弹簧13的弹簧力而上升，该压力首先只作用在填充压力面14的外填充面141上，在经过开关部件51的一定的上升之后，作用在填充压力面14的整个有效面积上。
开关部件51克服开关弹簧13的上升打开开口8，开关部件51将沿着柱塞轴线7移动，直至传送压力面15与设于传送部件52上的其配对面(counter-part-face)521直接接触。这容许气缸润滑油2填充在剂量柱塞4顶部的定量配给空间6中。剂量空间6的填充持续到促动活塞3到达其平衡位置11。
在接收到来自图中未显示的远程控制系统的注入信号后，将加压的油供给至促动活塞3的下侧31处，并且促动活塞3开始沿着柱塞轴线7移动而离开平衡位置11，从而在相同的方向上驱动附着的剂量柱塞4。
在传送装置5中被剂量柱塞4加压的气缸润滑油2与开关弹簧13的弹簧力一起作用在弹簧压力面12上。
开关弹簧13的弹簧力以这样一种方式进行调整，即当开关部件51从填充位置5101移动到传送位置5102时，由弹簧力13提供的力与由于加压的润滑油2的压力而引起的作用在弹簧压力面12以及传送压力面15上的力的和大于由于加压的润滑油2的压力而引起的作用在填充压力面14上的力。
在传送位置5102，套筒开口9被打开，并且可通过套筒开口9使润滑油2经由例如内部钻孔离开传送装置5而被供给至公共空间中，从公共空间将润滑油2传递到例如分配器上，此分配器可优选安装为靠近润滑套筒，以达到均匀的油分布。
当定量配给空间6中提供的一定量的润滑油2被释放给润滑套筒，传送装置5中的压力将下降，并且克服开关弹簧13的开关部件51的上升将再次开始，直至传送压力面15与设于传送部件52上的其配对面521直接接触。

Claims (15)

1.一种用于将预先设定的量的气缸润滑油(2)定量配给至内燃机尤其是两冲程大型柴油发动机的气缸的润滑套筒的气缸油剂量泵，所述气缸油剂量泵包括促动活塞(3)，剂量柱塞(4)，尤其是在操作状态下被所述促动活塞(3)驱动的仅一个单独的剂量柱塞(4)，以及用于将所述润滑油(2)经由定量配给空间(6)传送到所述润滑套筒的传送装置(5)，在所述定量配给空间(6)中，所述剂量柱塞(4)是可驱动的，设置成可在沿着柱塞轴线(7)的工作行程上在传送和返回冲程往复运动，其特征在于，所述传送装置(5)是具有两部分设计的中空的传送装置(5)，包括开关部件(51)和传送部件(52)，所述开关部件(51)可移动地设置在所述传送部件(52)中，从而在填充位置(5101)和传送位置(5102)之间往复运动，其中，在所述填充位置(5101)，可用润滑油(2)通过润滑油供给口(8)重新填充所述定量配给空间(6)，在所述传送位置(5102)，可通过所述剂量柱塞(4)经由套筒开口(9)而将所述润滑油(2)传送给所述润滑套筒。
2.根据权利要求1所述的气缸油剂量泵，其特征在于，在所述促动活塞(3)上提供复位弹簧(10)，以便在操作状态下使所述促动活塞(3)在传送冲程之后返回到平衡位置(11)。
3.根据权利要求1或2所述的气缸油剂量泵，其特征在于，在所述开关部件(51)的弹簧压力面(12)上提供开关弹簧(13)，以便在操作状态下使所述开关部件(51)从所述填充位置(5101)返回到所述传送位置(5102)。
4.根据前述任一权利要求所述的气缸油剂量泵，其特征在于，在与所述弹簧压力面(12)相对的开关部件(51)处提供填充压力面(14)，所述填充压力面(14)具有比所述弹簧压力面(12)的面积更大的有效面积。
5.根据前述任一权利要求所述的气缸油剂量泵，其特征在于，在与所述填充压力面(14)相对的开关部件(51)处提供传送压力面(15)。
6.根据前述任一权利要求所述的气缸油剂量泵，其特征在于，所述弹簧压力面(12)和所述传送压力面(15)的总面积等于所述填充压力面(14)的有效面积。
7.根据前述任一权利要求所述的气缸油剂量泵，其特征在于，提供有多个，尤其是四个供给口(8)。
8.根据前述任一权利要求所述的气缸油剂量泵，其特征在于，所述供给口(8)是环形空间。
9.根据前述任一权利要求所述的气缸油剂量泵，其特征在于，提供有多个，尤其是四个套筒开口(9)。
10.根据前述任一权利要求所述的气缸油剂量泵，其特征在于，所述套筒开口(9)是环形空间。
11.一种气缸润滑装置，包括根据前述任一权利要求所述的气缸油剂量泵(1)。
12.根据权利要求11所述的气缸润滑装置，其特征在于，提供有可加压的供油，连接在所述气缸油剂量泵(1)的供给口(8)上。
13.根据权利要求11或12所述的气缸润滑装置，其特征在于，所述可加压的供油是共轨蓄压器。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的气缸润滑装置，其特征在于，所述套筒开口(9)连接在公共油空间上，从而可将所述润滑油(2)从所述套筒开口(9)通过所述公共油空间而传送到油分配器中，用于实现所述内燃机气缸的润滑套筒的均匀的油分布。
15.一种内燃机，尤其是两冲程大型柴油发动机，包括根据权利要求1至10中的任一项所述的气缸油剂量泵，或者包括根据权利要求11至14中的任一项所述的气缸润滑装置。
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