CN1926312A - 控制向活塞式发动机的活塞的气缸工作面供给润滑剂的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制向活塞式发动机(2)、尤其二冲程活塞式发动机活塞(6)的气缸工作面(16)供给润滑剂的方法和装置。为了更好地控制要加入的润滑剂量，观测气缸壁(4)与活塞(6)之间的电流流通并将润滑剂供给量逐步减小，直至电流流通的干扰信号表示在气缸工作面(16)上的润滑剂膜撕断，之后，将润滑剂供给量增加到一个使干扰信号消失的值。

Description

控制向活塞式发动机的活塞的气缸工作面 供给润滑剂的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1所述的控制向活塞式发动机、尤其是二冲程活塞式发动机的活塞的气缸工作面供给润滑剂的方法和一种按照权利要求11所述的实施此方法的装置。

背景技术

在应用于工业(柴油机发电站)以及尤其在造船的大型活塞式发动机、特别二冲程活塞式发动机中，存在的问题是活塞在气缸内的气缸工作面必须借助单独供给的润滑剂来润滑。在这种活塞式发动机中，它们的气缸例如尺寸可以达一米以及冲程可达三米，所以很难确定需要的润滑剂量。在这里人们以经验数据为依托，为了更安全起见再增大10％至20％。已知的经验数据例如为0.2至0.6g/kWh。这意味着，对于30000kW中等功率的发动机而言，日消耗量为3600kg。因此，这种润滑剂消耗量成为一种很严重的不经济因素。

由DE-A3338420和WO00/65205已知一些方法和装置，用于监测大型发动机的润滑点，以及在损坏开始前便已报告润滑中断并采取应对措施。这些已知的方法和装置仅针对轴颈轴承。从这种现有技术中不能得知有关监测气缸工作面和可能的润滑剂供给方面的指示。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于控制向活塞式发动机、尤其二冲程活塞式发动机的活塞的气缸工作面供给润滑剂的方法和装置。

按照本发明上述技术问题是通过：

a)按照权利要求1所述的方法以及

b)按照权利要求11所述的装置得以解决的。

通过观测气缸壁与活塞之间的电流流通并将润滑剂供给量逐步减小，直至电流流通的干扰信号报告在气缸工作面上的润滑剂膜撕断，在那以后将润滑剂供给量重新增加到一个使干扰信号消失的值，这样做能灵敏地摸索出所需润滑剂的临界量，以及由此可以将供给的润滑剂减小为确实需要的值。这意味着与迄今的方法相比显著节省润滑剂。

在权利要求2至10以及12至14中说明了所述方法和装置有利的扩展设计。

原则上可以用不再出现干扰信号的临界润滑剂量来运行活塞式发动机。然而有利的是，按照权利要求2将润滑剂的临界量提高一个安全系数。也值得推荐的是按照权利要求3周期性重复本方法。为了获得最好的结果，按照权利要求4本方法在活塞式发动机的持续负荷下实施。

本方法可以以不同的方式实现。特别优选的是按照权利要求5的扩展设计，据此，通过利用由于在气缸与活塞之间不同材料产生的热流观测电流流通。这种热流在气缸壁与活塞之间最小的微摩擦点，还在活塞与气缸工作面之间产生可见的磨坏之前，便已经形成，以及在电学分析时作为短时的所谓闪电式信号表现出来。在这里有利的是，当信号分析时，可以忽略所使用的电路中的接触电阻。

在另一种情况下，按照权利要求6，本方法通过施加一个由电源产生的电流得到支持，或仅通过外来电流实施本方法。

若通过活塞式发动机的电流路径尽可能短，则所述方法的误差源最少。对此特别有利的是，按照权利要求7电路通过气缸壁、活塞和活塞杆构成，在活塞杆上设有与电路连接的集电器。优选地，集电器通过保证曲轴箱相对于活塞下侧密封的密封套构成。这种设计方案对于按二冲程原理工作的大型活塞式发动机特别有利。

若活塞式发动机没有活塞杆，而活塞通过连杆与曲轴连接，那么按照权利要求8有利地将电路与气缸壁和曲轴相连。

在个别情况下适合于控制润滑剂供给的值必须通过试验确定，此时尤其还应考虑通过其他支承点可能引起的干扰量。

通过按照权利要求9所述的方法可得到另一些优点，据此，监测超过针对初始磨坏预定的临界标准的干扰信号，并在超过临界标准时发出故障信号。尤其可以按照权利要求10对多缸发动机的每个气缸进行监测，以便将初始磨坏与相应的气缸相对应起来。

附图说明

下面借助示意图详细说明本发明的实施例，附图中：

图1表示其中活塞设有活塞杆的活塞式发动机的系统图；以及

图2表示其中活塞通过连杆与曲轴连接的活塞式发动机的系统图。

具体实施方式

图1表示活塞式发动机2的典型系统图，其中，活塞6可在气缸4内上下运动。活塞6装在活塞杆8上，后者可移动地装在固定的导引装置10内。在图示的例子中，导引装置10设计为密封套，它构成在活塞6下侧与曲轴箱11之间的气密装置。活塞杆8的下端通过一个设有滑块12的连接件13与曲轴14连接。

为了监测在活塞6与气缸4的气缸工作面16之间的润滑剂膜，存在一个电路18，其中导线20连接在气缸4的缸壁上以及另一根导线22与活塞杆8的起集电器作用的密封套10相连。为此目的，密封套10相对于发动机材料是绝电的。按另一项图中没有表示的扩展设计，集电器通过单独的接触元件，例如通过设在活塞杆8上的炭刷构成。

电路18包含一个电阻24和必要时一个电源26。在活塞式发动机内部，电路在气缸4的缸壁与活塞6以及活塞杆8与导引装置10之间延伸。一个控制器28与电阻24并联，该控制器通过气缸工作面16确定气缸4与活塞6之间的电流流通的变化，这些变化可由于在气缸工作面16上润滑剂膜开始撕断时发生。控制器28经导线30与向活塞6的气缸工作面16供给润滑剂的设备32连接。此外，在气缸4上连接相应的润滑剂导管34。

为了确定所述需要的润滑剂量，相宜地在持续负荷下以这样的方式运行活塞式发动机2，即，逐步减少在设备2上的润滑剂供给，直至在电路18内产生报告在活塞6与气缸4之间润滑剂膜开始撕断的干扰信号。然后控制器28同样逐步地增加设备32上的润滑剂供给，直至干扰信号消失。此时所加入的润滑剂量足以满足活塞式发动机2无故障地运行。为了提高安全性，可将此量增大一个安全系数例如5％。相宜地，所需润滑剂量周期性地以上述方式重新检验。采用适宜的软件可以自动地实施所述的监测和控制。

图2所示的实施例基本上相当于图1所示的实施例，所以相同构件采用相同的附图标记。与图1所示的活塞式发动机2相比，图2所示的活塞式发动机2a具有通过连杆36与曲轴14a连接的活塞6a。工作方式与图1的工作方式相同，但这里经连杆36和曲轴14a的电路18a较长的电流路径含有更高的干扰敏感性，因为必须监测更多个是附加电阻的支承点。

因为这种大型发动机有较低的转速，所以还完全可以设想，将导线22与活塞6内部直接连接。由此提供在活塞6与气缸4之间润滑剂膜的直接控制，这种直接控制包含最低的干扰敏感性。

对于多缸活塞式发动机有利的是，在每个气缸上设一个独立的控制器和一个独立的润滑剂供给装置，以保证逐个润滑和监测各气缸。还可以设想，存在一个对所有气缸而言公共的向这些气缸供给润滑剂的装置，但在这种情况下从每个气缸逐个出发进行控制，并将装置调整为使润滑剂的供给听从那个报告最大润滑剂量的控制器。

所述装置的另一种应用是，早期识别活塞与气缸之间的传动缺陷，避免活塞卡死。相宜地，监测在超过预定的临界标准时电流流通的干扰信号，它表征初始的传动缺陷。尤其可以在下述情况下识别存在传动缺陷，即尽管增加润滑剂供给仍不能使出现的干扰信号消失。作为替代或补充方式，可以监测在超过预定的、尤其在预先试验中确定的临界值时脉冲式干扰信号的随时间变化的速率或形状。在超过临界标准时发出故障信号，它可以例如以光学或声学的报警信号出现，或是一个使发动机停车的信号。

相宜地，上述监测装置安装在多缸发动机的每个气缸上，因为以此方式已经可以为初始磨坏定位，也就是说可以与某一个气缸对应起来。

附图标记清单

2     活塞式发动机

2a    活塞式发动机

4     气缸

6     活塞

6a    活塞

8     活塞杆

10    导引装置

11    曲轴箱

12    滑块

13    连接件

14    曲轴

14a   曲轴

16    气缸工作面

18    电路

18a   电路

20    导线

22    导线

24    电阻

26    电源

28    控制器

30    导线

32    设备

34    润滑剂导管

36    连杆

Claims (14)

1.一种控制向活塞式发动机、尤其二冲程活塞式发动机的活塞的气缸工作面供给润滑剂的方法，其特征在于，观测气缸壁(4)与活塞(6、6a)之间的电流流通并将润滑剂供给量逐步减小，直至电流流通的干扰信号表示在所述气缸工作面(16)上的润滑剂膜撕断，之后将润滑剂供给量增加到一个使干扰信号消失的值。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述干扰信号消失时将润滑剂供给量增大一个超过临界量的安全系数。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，周期性地重复本方法。

4.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在活塞式发动机(2、2a)持续负荷时实施本方法。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过利用由于在气缸(4)与活塞(6、6a)之间不同材料产生的热流观测电流流通。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，电流流通至少部分借助电源(26)造成。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，通过气缸壁(4)、活塞(6)、活塞杆(8)、活塞杆(8)上的集电器(10)以及电阻(24)和必要时电源(26)构成电路(18)。

8.按照权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，通过气缸壁(4)、活塞(6a)、连杆(36)、曲轴(14a)以及电阻(24)和必要时电源(26)构成电路(18)。

9.按照权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，监测超过针对初始磨坏预定的临界标准的干扰信号，并在超过临界标准时发出故障信号。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，对多缸发动机的每个气缸进行监测，以便将初始磨坏与相应的气缸对应起来。

11.一种用于实施按照权利要求1至10中任一项所述方法的装置，其包括一个电路(18、18a)，该电路包括活塞式发动机(2、2a)的至少一个气缸壁(4)和活塞(6、6a)以及控制器(28)，其特征在于，所述控制器(28)与用于向活塞(6、6a)的气缸工作面(16)供给润滑剂的设备(32)连接。

12.按照权利要求11所述的装置，其特征在于，所述电路(18)从所述活塞(6)经该活塞(6)的活塞杆(8)和所述活塞杆(8)上的集电器(10)向所述控制器(28)延伸。

13.按照权利要求12所述的装置，其特征在于，所述集电器由所述活塞杆(8)的密封套(10)构成。

14.按照权利要求11所述的装置，其特征在于，所述电路(18)从所述活塞(6a)经连杆(36)和曲轴(14a)向所述控制器(28)延伸。

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