CN1239814C - 定量供给系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定量供给系统，用于例如船用发动机的大型柴油机气缸的气缸润滑油。该系统有供给管和返回管，该供给管和返回管有它们各自的阀(3、27)，并与中心供给泵连接。该系统还有多个注射单元，这些注射单元与所述管连接。各单元包括：注射喷嘴，用于将雾化气缸润滑油注射到相应气缸内；活塞(1)，该活塞布置在喷嘴杆的后端；以及控制马达(37)，该马达通过螺钉(33、36)抵靠该活塞(1)，以便调节该活塞(1)的泵冲程。而且，该系统还包括中心计算机，用于控制阀(3、27)和马达(37)，从而精确控制滑油量和供给正时。

Description

定量供给系统

技术领域

本发明涉及一种用于大型柴油机的润滑系统，其中，气缸润滑油通过多个喷嘴将油珠雾加到气缸表面上。该类型的系统例如由WO00/28194可知。

背景技术

滑油向各喷嘴的供给通过普通的定时润滑装置进行，小活塞泵通过阀将给定量的滑油部分从该润滑装置供给各喷嘴。

一个润滑装置供给一个发动机气缸或一组发动机气缸，且在所述滑油部分以一定正时(即某一时间点)向气缸表面定量供给时，该润滑装置通常由柴油机直接驱动，并与该柴油机同步。润滑装置通常布置成离各润滑点一定距离。在很长的管中，滑油的可压缩性对定量供给的精度有决定性的影响。尽管经验显示，管的长度为6-7米时定量供给的精度似乎不会发生很大的偏离，但优选是使确定定量供给量和正时的单元与气缸壁上的定量供给点之间的管长尽可能短，

并不是所有的柴油机都能与转数同步地驱动润滑装置。而且，越来越希望能够根据各种可测量的发动机参数而灵活而方便地使气缸润滑油的定量供给量适应发动机的实际瞬时需要。还希望以一种灵活的方式不断地根据实际工作状态来适应计时。优选是，所有这些适应可以进行中心控制。

与发动机每分钟的转数同步地驱动润滑装置可以通过电子方式而实现，但是这很复杂和昂贵。正时可以随该系统进行即时变化。

当气缸润滑油通过马达每转一圈的润滑油量来进行定量供给时，定量的调节只能够改变泵的冲程。这样的系统在DK专利申请4999/85中公开。该系统使用凸轮机构来根据马达负载调节泵的冲程。由此进行的变化只能够通过以具有另外转换功能的新凸轮更换旧凸轮而实现。

还提出通过可控马达例如步进马达来调节泵的冲程。这已经用于点润滑，但是对于普通润滑装置很难实现点润滑。

对于普通气缸壁润滑，直到现在都实际使用简单的弹簧偏压单向阀，该弹簧偏压单向阀能够抗气缸内的内部压力，但是将屈服于稍高的外部注入压力。对于本发明，希望和需要使得阀系统只能在高得多的油压下才能打开，以便使滑油注入一开始就能呈现雾化注入特性。它有几个百分点的压力差系数。

发明内容

本发明的目的是提供一种在大型柴油机中的气缸喷射润滑系统，它除了精确控制正时外，还能够灵活的中心控制泵的冲程，从而控制滑油量。

根据本发明，这可以通过一种定量供给系统来实现，一种定量供给系统，用于向船用发动机的大型柴油机气缸供给气缸润滑油，该定量供给系统有供给管和返回管，该供给管和返回管有它们各自的阀，并与中心供给泵连接，该定量供给系统还有多个注射单元，该注射单元的数目与发动机中的气缸数目相对应，并与所述供给管和所述返回管连接，各单元包括：注射喷嘴，用于将雾化的气缸润滑油注射到相应气缸内；活塞，该活塞布置在喷嘴杆的后端；以及控制马达，该马达通过螺钉抵靠该活塞，以便调节该活塞的泵冲程，该系统还包括；中心计算机，用于控制阀和马达。

通过该系统，通过设置该控制马达，能够很容易地调节冲程。这由计算机通过接收关于马达工作参数的数据而在中心进行。还有，阀的打开和关闭可以通过该计算机控制。通过本发明的系统，可以变化马达的工作参数，以便改变定量供给的气缸润滑油的正时和量。该滑油可以在马达的工作循环中的合适正时进行定量供给。因为注射喷射，因此发动机能够进行特别有效的润滑。

在气缸中可以有一个或多个注射单元。通常，注射单元的数目将是气缸数目的多倍。

根据本发明的特殊实施例，系统的特征在于，喷嘴包括柱形喷嘴杆，用于穿过气缸壁中的孔安装，该喷嘴杆有：用于针阀本体的中心通道，该针阀本体沿向外方向承载有弹簧负载，以便封闭在喷嘴杆的喷嘴出口中的内部阀座；以及第二轴向通道，用于控制高压油向前部压力室的供给，在该前部压力室中，高压油可以向针阀本体施加向后的压力，以便打开内部阀座，从而通过打开的喷嘴而进行滑油的超压注射，直到油压降低，以便有效关闭针阀，其中，中心通道由在外部管状柱形喷嘴杆和中心布置的穿过管之间的环状柱形空间构成，该穿过管用于在中心容纳针阀本体。

根据本发明，采用了阀控制注射喷嘴，用于将气缸润滑油注入大型柴油机的气缸内。因此，当工作时的注射压力远远大于润滑油只是通过润滑孔流入气缸内的情况下，能实现合适的雾化。

在相应条件下工作的某些喷嘴阀为已知，即用于发动机气缸的燃料的各种注射单元，但是现在技术中并没有涉及气缸润滑油的注入，且它们并不直接适于该目的，因为它们将在与穿过气缸壁插入的安装条件不同的安装条件下进行布置。

不过，对于本发明，可以发现该新的阀基于现有技术的燃料阀的某些基本特征，即，主要在它们的外观上，圆杆有中心通道，用于接收阀本体，该阀杆有前部阀针，用于与非常靠近外部喷嘴开口的阀座相互作用，并有压缩弹簧，该压缩弹簧位于后面，用于使阀本体和阀针前进以抵靠阀座；还有液体导管，用于将压力流体引向在阀本体前部的压力隔腔，因此，当液体上施加所需压力时，将向后推该阀针。因此，只有当形成高压时才能打开喷嘴，即从阀一打开开始将立即形成液体雾化，直到较高的液体压力减小到以致于不再能克服所述压缩弹簧的作用，即在液体上还有很大压力时突然停止雾化。将有少量液体从所述压力隔腔向后泄漏，该泄漏液体恰好可以通过所述中心通道排出。

在制造以及将所需尺寸的所述阀杆装入发动机的气缸盖中时，所述燃料阀基本上没有任何困难。该结构的决定条件是这些杆的横截面尺寸需要有足够空间，以便形成所述中心通道以及与它平行的液体供给导管，在燃料阀中这明显较厚。

对于用于气缸壁润滑的阀，尺寸和安装条件完全不同。重要的是阀杆的直径将减至最小，因为特别是在已有的发动机气缸中，不能穿出比最初预计更大的“润滑孔”，实际上，这些孔比在气缸盖中用于使燃料阀穿过的孔小得多。

因此，优选是将相同技术用于气缸壁润滑，其中，液体供给导管明显更小，因为所需的液体供给只有燃料流量的很小部分，因此有利于使阀杆的直径较小。不过，实际上将很难穿过相对细长的杆体形成非常薄的导管，尤其是当该导管位于杆本体的中心通道的外部。因此，直接利用所述现有技术将意味着在形成狭窄杆体时将不现实地昂贵，或者使杆体厚得不可接受。

通过本发明，通过将偏心的液体供给导管布置成环绕中心通道的环形管道，分别作为在中心内管和环绕的杆管之间区域中的一个或多个轴向槽，从而使这种情况产生了根本变化。通过这样分成两个管，可以在没有任何困难的切削工作的情况下提供狭窄导管，该导管可以占用最小的径向空间，实际上，显然可以使喷嘴阀具有很小的厚度，以便使它们完全适于这里所述的特殊用途。

附图说明

下面将参考附图介绍本发明，附图中：

图1表示了具有三个喷射单元的本发明系统；

图2表示了喷射单元沿图1中的线II-II的局部放大剖视图；以及

图3表示了用于定量供给单元中的阀的还一实施例的局部剖视图。

具体实施方式

图1中的本发明系统表示为具有三个注射单元/阀的装置，但是其数目并不限制为三个。注射单元包括直接安装在各个单阀上的定量供给单元。

如图2中更清楚所示，定量供给单元包括活塞1，该活塞1可以为与所示不同的活塞。当系统没有压力时，该活塞通过弹簧1’而保持在左侧。当阀3打开时，由图中未示出的泵通过压力管(供给管)17向供油隔腔5中供给高压油，从而使活塞向右运动，通过活塞右端的移动，滑油通过导管或通道9、24和28而经压力阀7通向在喷嘴针阀本体18前面的压力室30，然后再通过喷嘴11的喷嘴导管12。下面将更详细地介绍阀的功能。

从阀中泄漏的滑油通过导管13、15和21引向返回管23。环绕弹簧1，的隔腔25通过孔19与返回管23持续连接，这样，在该隔腔25中的滑油容积的变化不会影响功能。当活塞1到达它的底部位置时，阀27打开且阀3关闭。因此，隔腔5与返回管29连接，弹簧1’将迫使活塞1返回它的极左位置，隔腔5通过活塞1中的吸入阀31而供给新的滑油。吸入阀并不必须置于活塞1中，泵的冲程通过螺钉33调节，该螺钉再可由马达37控制。

阀3和27的打开和关闭以及马达37的控制都可以由计算机(未示出)中心控制实现，该计算机接收马达的工作参数，并将它们分别转换成正时和活塞冲程方面的变量。

所述定量供给单元并不必须安装在各个喷嘴单元上，而是例如可以将该定量供给单元安装在气缸的其它喷嘴单元上，这样，通过一个马达37可以对所有定量供给单元进行冲程调节。然后，该定量供给单元再通过连接管与气缸壁中的阀连接。因为定量供给单元与普通润滑装置相比较小，因此，联接在一起的定量供给单元可以安排在靠近润滑点的任意位置，而不会引起采用较大的普通润滑装置时的限制。因此，在定量供给单元和阀之间的所需连接管可以保持为相当短。

图3所示的单元包括细长的薄外管(喷嘴杆)2，该喷嘴杆2将用于插入气缸壁中的、用虚线表示的横向孔4中，该喷嘴杆2限制在虚线曲线6a和6b之间。在气缸的内壁6a处，该管终止于插入喷嘴塞8，该喷嘴塞8有在喷嘴凸起10中的嘴，该嘴有向外倾斜的喷嘴导管12，用于使通过中心导管即中心通道14供给的高压油雾化。

在该通道14中，容纳有针阀本体18的外端部分16，该针阀本体18在固定于穿过管，即内管22上的块部件20中轴向引导，该内管22在与外管间隔一定径向距离处穿过整个喷嘴杆2向外延伸，从而在这些管之间确定了柱状的环形导管或通道24。该环形通道用于将高压油从恰好在气缸外壁6b外侧的连接壳体26引向块部件20，在该块部件20中形成倾斜导管28，该倾斜导管28将高压油向下和向上引导，以便与在针阀本体18的增厚部分的前面的压力室30连通。因此，供给的高压油将向阀针上施加背压。

针阀本体18在后部抵靠压缩弹簧32，该压缩弹簧32嵌入内管22中，并支承在柱形滑块34的前端处，该柱形滑块34在内管22中纵向滑动，其中，该柱形滑块34可通过在块部件26后面的螺钉36而前后调节，而该螺钉可通过马达37而旋转。该滑块34由引导件35阻挡以防止旋转。块部件26中的柱形导管或通道24与径向导管38连接，该径向导管38通过过滤器40与高压油连接管42连接。内管22的内部通过连接部分44与第二连接管46连接，该第二连接管46即用于排出泄漏滑油，该泄漏滑油可以从喷嘴端头区域穿过没有专用密封件的内管而往回渗透。

弹簧32保持与阀针的合适开口压相对应的合适预负载，当连接管42上的滑油压力积累到该水平时，通过作用在阀针的增厚部分上的滑油压力而将阀针稍微向后压，这样，阀针尖离开它的接触座，该接触座在喷嘴导管12的出口狭窄导管的端头处，因此，开口从一开始就由喷嘴产生以48表示的高压雾化注射滑油。该状态一直保持，直到供给滑油的压力开始减小，从而突然终止喷嘴的喷雾。

应当知道，整个管部件可以有相对较小的直径，除了外部切削导管28外，分别用于高压油和引导油的供给和排出导管并不需要进行然后切削操作，弹簧32可以很好地布置在内管22中，块部件20可以有较小尺寸，因为它并不装有弹簧32。

在图3中，喷嘴表示为穿过气缸壁6a、6b而径向定向。也可选择，喷嘴可以定向为相对于径向成一定倾斜角。这取决于空间条件、材料厚度等。

应当知道，高压油的供给可以选择通过在喷嘴杆2或内管22中的一个或多个纵向槽来实现，这将与前述产品一样有利。

Claims (8)

1.一种定量供给系统，用于向船用发动机的大型柴油机气缸供给气缸润滑油，该定量供给系统有供给管和返回管，该供给管和返回管有它们各自的阀(3、27)，并与中心供给泵连接，该定量供给系统还有多个注射单元，该注射单元的数目与发动机中的气缸数目相对应，并与所述供给管和所述返回管连接，各单元包括：

注射喷嘴，用于将雾化的气缸润滑油注射到相应气缸内；

活塞(1)，该活塞布置在喷嘴杆的后端；以及

控制马达(37)，该马达通过螺钉(33、36)抵靠该活塞(1)，以便调节该活塞(1)的泵冲程，该系统还包括；

中心计算机，用于控制阀(3、27)和马达(37)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该喷嘴包括柱形喷嘴杆(2)，用于穿过气缸壁中的孔(4)安装，该喷嘴杆有：用于针阀本体(18)的中心通道(14)，该针阀本体沿向外方向承载有弹簧负载，以便封闭在喷嘴杆的喷嘴出口中的内部阀座；以及第二轴向通道(24)，用于控制高压油向前部压力室(30)的供给，在该前部压力室中，高压油可以向针阀本体施加向后的压力，以便打开内部阀座，从而通过打开的所述喷嘴而进行油的超压注射，直到油压降低，以便有效关闭针阀，其中，所述中心通道由在一外部管状柱形喷嘴杆(2)和在中心布置的穿过管(22)之间的环状柱形空间构成，该穿过管用于在中心容纳针阀本体(18)。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：活塞(1)通过弹簧(1’)施加有负载，当系统没有压力时，该弹簧(1’)将活塞压向供油隔腔(5)。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：该喷嘴(11)有外部倾斜喷嘴导管(12)。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述注射喷嘴和控制马达同心地环绕一公共轴线布置。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：作用在针阀本体上的弹簧(32)压靠在可纵向移动的滑块(34)上，该滑块(34)的冲程由控制马达(37)确定。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：该滑块(34)通过引导件(35)而可旋转地安装。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：作用在针阀本体上的弹簧(32)具有与阀针(18)的打开压力相对应的预负载。