CN101915140A - 可控供给系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于大型柴油机如船用发动机的汽缸润滑油的定量供给系统的操作方法。该系统具有各自带有阀(3，27)并连接到中心供给泵的供给管和回流管。其包括与所述管相连的多个喷射单元。各个单元包括多个喷嘴、活塞(1)和可控马达(37)，其中，所述喷嘴用于将至少一个致密的润滑油射流喷射到相连汽缸的汽缸表面上，这是由于最大程度地避免润滑油射流穿过喷嘴发生雾化，所述活塞置于喷嘴杆的最后部分上，所述可控马达经由螺钉(33)依次连接在活塞(1)上，由此调节活塞(1)的泵冲程/位置。而且，该系统包括用于控制阀(3，27)和可控马达(37)的中央计算机，因此，能够精确控制油量和精确定时。

Description

可控供给系统

本分案申请是基于申请号为200580024579.4(其国际申请号为PCT/DK2005/000386)、申请日为2005年6月14日、发明名称为“可控供给系统”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种定量供给系统的操作方法，所述定量供给系统用于大型柴油机如船用发动机的汽缸润滑油，其具有各自带有阀并连接到中心供给泵的供给管和回流管，并具有与各个汽缸中的润滑点数目相应并与所述管连接的多个喷射单元，各个单元包括：

-各个润滑点的喷射嘴，其用于将润滑油喷射到相连的汽缸中，所述喷射嘴包括阀针和位于所述阀针前部的隔间，所述阀针在后部抵靠在压缩弹簧上；

-活塞，其置于喷嘴杆的后端上，以及

-可控马达，其经由螺钉抵靠在活塞上，由此调节活塞的泵冲程/位置，该系统还包括

-中央计算机，其用于控制阀和可控马达。

例如可从WO02/35068获知这种类型的系统。

背景技术

借助于传统的时控润滑装置将油供给到单独的喷嘴，小活塞泵通过阀从该时控润滑装置将给定量的油发送到其各个喷嘴。

一个润滑装置用于一个发动机汽缸或者一组发动机汽缸，并总是由柴油机直接驱动且在所述的油部分定时(即，在发动机循环的一定时间点)施加到汽缸表面上时与之同步。润滑装置通常与各个单独的润滑点相距一定距离。在非常长的管道中，油的可压缩性对剂量精确度有决定性的影响。即使使用该系统方面的经验已经示出：在长达6-7米的管道中，剂量精确度看来没有发生很大的偏差，但是，在用于确定剂量和时间(定时)的单元与定量供给点(汽缸壁)之间，管道长度越短，就越有利。

在发动机每转或每固定的转数定量供给一部分汽缸润滑油时，调节供给量的唯一可能性就是改变泵的冲程。在专利申请DK 4998/85中叙述了用于此目的的系统。通过凸轮盘机构来操作这一系统，该凸轮盘机构用于根据发动机负荷来调节泵冲程。通过用不同传输功能的其他凸轮盘替换该凸轮盘，才有效地改变这种相关性。

不是所有的柴油机能够与该柴油机转数同步地直接机械驱动润滑装置。而且，就愈加需要根据不同的可测量的发动机参数按照发动机的实际直接需要柔性而方便地调节定量的汽缸润滑油量。也需要根据实际操作情况以柔性方式连续地调节定时。所有这些调节优选可通过中心控制进行。

与发动机转数同步地驱动润滑装置在电子学方法上可行，但是这规模较大且成本较高。利用这种系统，可立即改变定时。

也已经提出通过可控马达来调节泵冲程，例如步进马达。这已经用于点润滑。

用于汽缸壁润滑的系统也是现有技术，其中，润滑油作为细小油滴的喷雾喷射。这种喷射存在扫气能够带走部分润滑油的危险，因此就有润滑不充分的危险，或可替换地，就有需要更大的消耗润滑油的危险。

在传统的汽缸壁润滑方面，迄今已经在实际使用弹簧加载的止回阀，该止回阀能够抵抗汽缸中的内部压力，但是屈服于稍高的外部喷射压力。在本发明的方面，需要并且必须使得阀系统只是在更高的油压下打开，以便油喷射从一开始就呈现致密的油射流喷射特征。由此，可以说有直至百分之几百的压差因子。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于通过使用致密的润滑油射流来润滑大型柴油机中的汽缸的系统，由此，能够获得对泵冲程的中心柔性控制，并由此除了获得定时的精确控制之外，还获得油量的精确控制。

依照本发明，该目的可以通过引言部分提到的定量供给系统实现，该定量供给系统的特征在于，各个润滑点的所述喷射嘴用于将至少一种致密的润滑油射流喷射到相连汽缸的汽缸表面上，最大程度地避免润滑油射流通过喷嘴发生雾化。

利用这种系统，通过设置可控马达就可容易地调节冲程。这可通过计算机从接收的有关马达的操作参数的数据在中心完成。而且，阀的打开和关闭可由计算机来控制。利用依照本发明的系统，因此能够转换马达的操作参数，以改变定量供给的汽缸润滑油的定时和量。可在马达的操作循环中的所需时间定量供给该润滑油。当喷射致密的射流时，将能够获得特别有效的汽缸润滑，这是由于不存在纤细的雾化液滴形状的润滑油随着扫气被引导带走的风险。

在一个汽缸中可具有一个或多个喷射单元。通常，喷射单元的数目为汽缸数的倍数。

依照本发明的特别实施例，该系统的特别之处在于，喷嘴包括用于配合穿过汽缸壁中的孔的圆柱形喷嘴杆，该喷嘴杆具有用于针阀本体的中心通道和用于将加压油可控地供给到前部压力室中的第二通道，其中，该针阀本体被沿向外方向弹簧加载，以用于在喷嘴杆的喷嘴出口内关闭内部阀座，在该前部压力室中，加压油可向针阀本体施加向后的压力，以用于打开内部阀座以及通过打开的喷嘴进行润滑油的过压喷射，直到油压降低，以有效地关闭针阀，第二通道由外部管状的圆柱形喷嘴杆和中心设置的贯通管之间的环形圆柱形空间构成，该中心设置的贯通管用于在中心容纳针阀本体。

依照本发明，使用阀控的喷嘴，以用于将汽缸的润滑油喷射到大型柴油机汽缸中。由于在这个系统中利用很高的喷射压力进行操作，由此获得所需的浓缩且致密的润滑油射流，其中，润滑油射流喷射到汽缸表面上，而不是在一种系统中，润滑油只是流过汽缸中的润滑小孔。

已知一些喷嘴阀(其在相应条件下工作)，也就是用于发动机汽缸的燃料的各种喷射单元，但是，由于这些现有设备设置在其他安装条件下而不是与穿过汽缸壁插入相应的那些条件下，因此，这些现有设备不涉及汽缸润滑油的喷射，并且不直接适用于此目的，并且其喷雾的传播是不同的。

然而，在本发明的方面，已经发现，新型阀以这些现有的燃料阀的一些基本特征为基础，也就是说，主要参考其外观，如圆棒，其具有中心通道、压缩弹簧和液体通道，因此在所需的压力应用于液体上时，将该阀体并由此将针阀向后推动，其中，该中心通道用于接收阀体，该阀体具有与阀座相互作用的前阀针，该阀座非常靠近外部喷嘴口，所述压缩弹簧置于后面，以将阀体和针向前推靠到阀座上，所述液体通道用于将加压液体引导至阀体前部的压力室中。由此，只是在建立高压时才可打开喷嘴，即，可从阀开口的开始处就可直接喷射射流状的液体，直到较高的液体压力下降如此多或如此少，以至于压力不再能够克服所述的压缩弹簧的作用，即，射流状的喷射然后将突然停止，同时在液体上仍有非常大的压力。将会从所述的压力室发生少量的向后泄漏的液体，该泄漏的液体然后可通过所述的中心通道排出。

相关的燃料阀通常可没有任何困难地制造和装配到发动机的汽缸头内，并具有所需尺寸的所述阀杆。此处，决定性的条件是，通过这种设置，存在用于这些杆的充足的空间，以呈现用于建立所述中心通道和与之平行的液体供给通道所需的横截面大小，这些通道在燃料阀内具有明显的厚度。

在用于汽缸壁润滑的阀的方面，所定尺寸和安装条件完全不同。关键在于阀杆直径设为极小，特别是在现有的发动机汽缸中，此时就不容许其上穿透比初始预设大的“润滑孔”，并且，实际上，这些润滑孔远远地小于设在汽缸头内用于通过燃料阀的孔。

在这个背景下，在汽缸壁润滑中使用相同的技术的优点在于，由于此处必要的液体供给将只是构成燃油流量的较小部分，此处的液体供给管道可相当窄，因此，这将是小直径阀杆的优点。然而，实际上，此处的问题是，形成非常薄的穿过相对细长的杆体的管道是非常困难的，特别是在管道置于杆体内的通道的外部时。所述现有技术的直接应用因此将意味着窄杆体的制造会不切实际的昂贵或者制成不可接受的非常厚的杆体。

通过本发明，通过分散的液体供给管道，已经实现对这些情况的彻底改变，其中，分散的液体供给管道设置为中心通道周围的环形管道，并分别作为中心内管和周围的杆管之间的区域中的一个或多个轴向凹槽。通过这样分成两个管，在不需任何困难的切割操作的情况下，可设有窄的管道，其可在径向方向占据最小空间，并且，实际上，其能够采取厚度非常小的喷嘴阀，以能够完全适用于此处所述的特定目的。

附图说明

现将参考附图叙述本发明，其中：

图1示出依照本发明的系统，该系统带有用于一个汽缸的三个喷射单元；

图2示出图1中的喷射单元沿着线II-II以放大比例示出的局部截面图；以及

图3示出用在定量供给单元的阀的另一个实施例的局部截面图。

具体实施方式

依照图1所示的本发明的系统示出为带有三个喷射单元/阀的装置，但是，其数目不限于三个。喷射单元包括直接安装在各个单独的阀上的定量供给单元。发动机所带有的各个汽缸具有与其相连的相应系统。

定量供给单元(其在图2中更清楚地示出)由活塞1组成，其可具有图示的差动活塞。在该系统没有压力时，该活塞由弹簧1′保持在左侧。在打开阀3时，将加压油从泵(未示出)经由加压管17供给到隔间5，由此，使活塞移动到右侧，由活塞的右端移动的油通过压力阀7经由输送管道9、24和28被引导至在到达喷嘴针18之前的隔间30，并进一步引导穿过喷嘴11的喷嘴管道12。下文将更详细地叙述阀的功能。

从阀泄漏的油通过管道13、15和21被引导至回流管23。弹簧1′周围的隔间25通过孔19与回流管23连续地相连，因此，这个隔间25中的变化的油容积没有扰乱其功能。在活塞1已经到达其底部位置时，阀27开启，且阀3关闭。由此，隔间5与回流管29相连，弹簧1′将迫使活塞1返回到其极左位置，通过活塞1中的吸入阀31将新的油供给到隔间51。吸入阀不必置于活塞1内。用通过可控马达37转动的螺钉33来调节泵冲程。

阀3和27的开启和关闭以及控制马达37可由计算机(未示出)在中心开始进行，该计算机接收马达的操作参数，并将其转换，以分别改变定时和泵冲程。

所述的定量供给单元不必安装在各个单独的喷嘴单元上，而是，例如其可与用于汽缸的其他喷嘴单元的定量供给单元装配而安装，因此，可通过一个单独的马达37就可为所有定量供给单元执行位置/冲程调节。定量供给单元然后可借助于管接头连接到汽缸壁中的阀上。由于与传统的润滑装置相比，该定量供给单元较小，连接到一起的定量供给单元可安装在接近于润滑点的任何位置，而不会招致大型的传统润滑装置所包含的限制。因此，定量供给单元和阀之间的必要管接头可仍保持相当短。

图3所示的装置包括细长的薄外管2，其要插入用点状轮廓线标示的汽缸壁内的横向钻孔4中，并界定在点状的弯曲线6a和6b之间。该管用一喷嘴塞8在汽缸的内壁6a上终止，该喷嘴塞8在喷嘴突起10内具有嘴，并且具有外部倾斜的喷嘴管道12，以喷射致密的润滑油射流，该润滑油射流的方向与汽缸的内壁大致成切线，并通过中心进入管道14供给。

阀针18的外端部16装在这个管道14中，将阀针18沿轴向在连接到内管22上的阻塞部(block part)20内引导，该内管22从整个外管2延伸穿出，并与之相距一定的径向距离，或者其间设有凹槽，因此，管道24界定在这些管之间。这个管道24用于将加压油从连接壳体26引导至阻塞部20，在该阻塞部20内形成有倾斜管道28，其可向上向下引导加压油，以与阀针18上的加厚部分32前部的隔间30连通，连接壳体26位于马达汽缸的外壁6b的外侧。由此，所供给的加压油可在阀针上施加反压力。

在后部，阀针18抵靠在压缩弹簧32上，该压缩弹簧32嵌入内管22中并支撑在圆柱形滑块34的前端上，该圆柱形滑块34可在内管22中纵向滑动，并可通过阻塞部26后部上的螺钉33在其内往复调节，其中，该螺钉能够由马达37驱动旋转。借助于导向件35来防止滑块34旋转。阻塞部26中的管道24连接到径向管道38上，该径向管道38连接到用于加压油的管接头42上。内管22的内侧经由连接件44与第二管接头46相连，即，用于排出泄漏的油，该泄漏的油从喷嘴端区域向后穿过内管，其中，该内管除了配合之外，没作特殊密封。

将弹簧32保持在与阀针所需的闭合压力相应的适当预负荷下，并且，在管接头42上的油压增加至开启水平时，阀针将经由作用在阀针加厚部分32上的油压被迫稍微后退，因此，阀针点离开其在向外到喷嘴管道12的窄管道的端部上的阀座接触部，并由此正好从开口的开始部分产生从喷嘴射出的附图标记48所指示的油射流的致密高压射流。维持这种状态，直至所供给的润滑油开始出现压力下降，由此，从喷嘴的喷射突然结束。

显而易见，整个管部可出现相对较小的直径，分别用于加压油和泄漏油的供给管道和排放管道不需要任何特别的切割操作(外部的倾斜管道28除外)，并且弹簧32也可置于内管22中，阻塞部20由于其不容纳弹簧32这一事实，因此尺寸很小。

在图3中，示出的喷嘴径向地穿过汽缸壁6a、6b。可替换地，喷嘴可相对于一弧度以倾斜角度定向。这要根据空间条件、材料厚度等而定。

要指出的是，可经由外管2或内管22中的一个或多个纵向凹槽来可替换地供给加压油，这将意味着如前所述相同的生产便利性。

Claims (8)

1.一种定量供给系统的操作方法，所述定量供给系统用于大型柴油机如船用发动机的汽缸润滑油，该定量供给系统具有各自带有阀(3，27)并连接到中心供给泵的供给管和回流管，并具有与各个汽缸中的润滑点数目相应并与所述管连接的多个喷射单元，各个喷射单元包括：

-各个润滑点的喷射嘴，其用于将润滑油喷射到相连的汽缸中，所述喷射嘴包括阀针(18)和位于所述阀针(18)前部的隔间(30)，所述阀针在后部抵靠在压缩弹簧(32)上；；

-活塞(1)，其置于喷嘴杆的后端上，以及

-可控马达(37)，其通过螺钉(33)抵靠在活塞(1)上，由此调节活塞(1)的泵冲程/位置，该系统还包括

-中央计算机，其用于控制阀(3，27)和可控马达(37)，其特征在于，所述方法包括：通过打开所述阀(3)将加压油由加压管(17)引导到隔间(30)，隔间(30)中的压力将所述阀针(18)在喷嘴管道(12)处由阀座向后推动，由此开始将至少一个致密润滑油射流喷射到相连汽缸的汽缸表面上，最大程度地避免润滑油射流穿过喷射嘴发生雾化。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，喷嘴包括用于穿过汽缸壁内的孔(4)安装的圆柱形喷嘴杆(2)，该喷嘴杆具有用于针阀本体(18)的中心通道(14)以及用于将加压油受控地供给到构成前部压力室(30)的所述隔间的第二通道(24)，该针阀本体(18)沿向外方向受到弹簧加载，以在喷嘴杆的喷嘴出口关闭内部阀座，在该前部压力室(30)中，加压油可对针阀本体施加向后的压力，以开启内部阀座以及使该加压油通过打开的喷嘴进行过压喷射，直到油压降低，以用于有效地关闭针阀，该第二通道由设在外部管状的圆柱形喷嘴杆(2)和中心设置的贯通管(22)之间的导槽(24)组成，该贯通管(22)用于在中心容纳针阀本体(18)。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，活塞(1)由弹簧(1′)加载，以在系统没有压力时，向着油供给隔间(5)推动活塞。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，喷射嘴(11)设有外部倾斜的喷嘴通道(12)。

5.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，喷射嘴和可控马达绕共同轴同心地设置。

6.如权利要求2-5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，作用于针阀本体上的弹簧(32)抵靠在可纵向移动的滑块(34)上，其冲程/位置由可控马达(37)确定。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，滑块(34)通过导向件(37)被旋转地固定。

8.如权利要求2-7中任一权利要求所述的方法，其特征在于，作用于针阀本体上的弹簧(32)具有与用于阀针(18)的所需闭合压力相应的预负荷。

Images